数字智力竞赛抢答器的设计 2.docx

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1、目 录目 录I摘 要II1 绪论11.1 背景、目的、意义与问题和要求11.2根本理论和主要功能11.2.1根本理论11.2.2主要功能12 设计方案简述22.1 设计方案所用材料22.2方案总体思想23 具体设计33.1 稳压电源33.1.1直流稳压电源设计思路33.1.2直流稳压电源原理43.2单元电路设计43.3数码管引脚图63.4芯片引脚图73.5 总体方框图93.6设计总电路图104 设计结果与分析114.1设计结果114.2设计出现问题与解决115 总结12摘 要现今，随着科学技术的不断开展，促使人们学科学、学技术、学学问的手段多种多样。抢答器作为一种工具，已广泛应用于各种智力和学

2、问竞赛场合。但抢答器的运用频率较低，且有的要么制作困难，要么牢靠性低，削减兴致。做为一个单位若专购一台抢答器虽然在经济上可以承受，但每年运用的次数极少，往往因长期存放使（电子器件的）抢答器损坏，再购置的费事和刚好性就会影响活动的开展,因此设计了本抢答器。数字抢答器由主体电路及扩展电路组成。优先编码电路、锁存器、译码电路将参赛队的输入信号在显示器上输出；用限制电路和主持人开关启动报警电路，以上两局部组成主体电路。通过定时电路和译码电路将秒脉冲产生的信号在显示器上输出实现计时功能，构成扩展电路。1 绪论1.1 背景、目的、意义及问题和要求抢答器是一种应用特别广泛的设备，在各种竞赛、抢答场合中，它能

3、快速、客观地辨别出最先获得发言权的选手。早期的抢答器只由几个三极管、可控硅、发光管等组成，能通过发光管的指示辩认出选手号码。如今大多数抢答器均运用单片机或数字集成电路，并增加了很多新功能，如选手号码显示、抢按前或抢按后的计时、选手得分显示等功能。简易逻辑数字抢答器由主体电路及扩展电路组成。优先编码电路、锁存器、译码电路将参赛队的输入信号在显示器上输出；用限制电路和主持人开关启动报警电路，以上两局部组成主体电路。通过定时电路和译码电路将秒脉冲产生的信号在显示器上输出实现计时功能，构成扩展电路。通过这次课程设计,理解简洁多功能数字电路抢答器的组成原理，初步驾驭数字电路抢答器的调整及测试方法，进步思

4、索实力和理论实力。同时通过本课题设计，稳固已学的理论学问，建立逻辑数字电路的理论和理论的结合，理解多功能抢答器各单元电路之间的关系及互相影响，从而能正确设计、计算定时计数的各个单元电路。初步驾驭多功能抢答器的调整及测试方法。1.2.1根本理论抢答器的工作原理是利用单片机的定时器T0、T1中断完成,其余状态循环调用显示子程序,用4个共阴极LED数码管来显示，用P0口作为数码管的八个段选，用P2口中的P2.0、P2.1、P2.2、作为4个数码管其中3个位选，P1口接8个按键，供应选手抢答，P3.0-P3.5四个接四个按键，供应开场、完毕、答题时间调整、枪答时间调整，加1、减1调整之用。1.2.2主

5、要功能抢答功能：通过八路按键协作程序来实现抢答功能。当主持人宣布抢答开场后，此时任一路按下按钮均闭锁其它各路，由程序对键盘译码并显示最先按下抢答键的路数及其当前时间。2 设计方案简述2.1 设计方案所用材料本设计采纳了74ls48p，74ls279n，74ls148n芯片来完成试验，还需数码管，复位开关，电阻等。此次设计的电路符合设计本身的要求，可以很好的完成课题所布置的任务。2.2方案总体思想抢答器的工作过程是：接通电源时，节目主持人将开关置于“去除”位置，抢答器处于制止工作状态，编号显示器灭灯，定时显示器显示设定的时间，当节目主持人宣布“抢答开场”，同时将限制开关拨到“开场”位置，抢答器处

6、于工作状态，定时器倒计时。当肯定时间到，却没有选手抢答时，封锁输入电路，制止选手超时后抢答。中选手在肯定时间内按动抢答键时，抢答器要完成以下四项工作：（1）优先编码电路马上辨别出抢答者的编号，并由锁存器进展锁存，然后由译码显示电路显示编号；（2）显示灯亮，提示节目主持人留意；（3）限制电路要对输入编码电路进展封锁，避开其他选手再次进展抢答；（4）限制电路要使定时器停顿工作，并保持到主持人将系统清零为止。中选手将问题答复完毕，主持人操作限制开关，使系统回复到制止工作状态，以便进展下一轮抢答。3 具体设计3.1 稳压电源 （图3-1）3.1.1直流稳压电源设计思路1）电网供电电压沟通220V(有效

7、值)50Hz，要获得低压直流输出，首先必需采纳电源变压器将电网电压降低获得所须要沟通电压。2）降压后的沟通电压，通过整流电路变成单向直流电，但其幅度改变大（即脉动大）。3）脉动大的直流电压须经过滤波电路变成平滑，脉动小的直流电，即将沟通成份滤掉，保存其直流成份。4）滤波后的直流电压，再通过稳压电路稳压，便可得到根本不受外界影响的稳定直流电压输出，供应负载RL。3.1.2直流稳压电源原理直流稳压电源是一种将220V工频沟通电转换成稳压输出的直流电压的装置，它须要变压、整流、滤波、稳压四个环节才能完成。3.2单元电路设计本抢答器仅用两块数字芯片便实现了数显抢答的功能，及其他抢答器电路相比，有构造简

8、洁、本钱低、制作便利的优点。好用牢靠、本钱极低，特别合适学校教学运用。设计原理图： （图3-2a）原理图见上图所示，为常用的四七段译码器，其为试灯脚；为消隐（灭灯）脚，和接高电平（电源）；端为选通脚，开场抢答前接低电平。1、2、6、7脚为码输入端，915脚为七个输出端，干脆驱动数码二极管显示器，接通电源开关，数码管显示“”。CD4511真值表如下： （ 图3-2b）3.3数码管引脚图 （图3-3a）显示局部采纳数码管的方式，由于试验箱的数码管模块有8个单个共阴极数码管，所以运用将片选ABC接地，选中其中一个数码管进展计数的显示。共阴数码管的功能说明：数码管是一种把多个LED显示段集成在一起的显

9、示设备。有两种类型，一种是共阳型，一种是共阴型。共阳型就是把多个LED显示段的阳极接在一起，又称为公共端。共阴型就是把多个LED显示段的阴极接在一起，即为公共商。阳极即为二极管的正极，又称为正极，阴极即为二极管的负极，又称为负极。通常的数码管又分为8段，即8个LED显示段，这是为工程应用便利如设计的，分别为A、B、C、D、E、F、G、DP，其中DP 是小数点位段。而多位数码管，除某一位的公共端会连接在一起，不同位的数码管的一样端也会连接在一起。即，全部的A段都会连在一起，其它的段也是如此，这是实际最常用的用法。数码管显示方法可分为静态显示和动态显示两种。静态显示就是数码管的8段输入及其公共端电

10、平始终有效。动态显示的原理是，各个数码管的一样段连接在一起，共同占用8 位段引管线；每位数码管的阳极连在一起组成公共端。利用人眼的视觉暂留性，依次给出各个数码管公共端加有效信号，在此同时给出该数码管加有效的数据信号，当全段扫描速度大于视觉暂留速度时，显示就会清晰显示出来。3.4芯片引脚图（图3-4a）（图3-4b） (图3-4c) 3.5 总体方框图 (图3-5)3.6设计总电路图 （图3-6） 总结本设计具体介绍了抢答器的设计方案，功能及在设计过程中所做的改良。这种抢答器主要是基于74系列集成芯片，本钱较低，且根本可以运用于学校的一些活动中。对于设计中的缺乏，我的改良设想及建议：（1）我设计

11、的作品主要是用74系列集成芯片来完成的，在设计的过程中由于芯片的引脚过多，布线工作不是很便利。有时候会因为某一跟线没有连接好，造成电路的不稳定，这些都是有待改良的。我的想法是依据单片机原理及相关学问对我的设计进展一些改良。利用AT89C51单片机及外围接口实现抢答系统，利用单片机的定时器/计数器定时和记数的原理，将软、硬件有机地结合起来，使得系统可以正确地进展计时，同时使数码管可以正确地显示时间。计分接收的单片机局部利用汇编语言编写。由于采纳汇编语言设计电路，所以本设计在编程胜利后，硬件电路根本上不须要调试就可正常运用。即使在设计完毕交给用户运用后，对系统的功能改良或晋级也只是通过改写程序来完

12、成，极大地便利了用户或设计者对电路更新。经过这半个学期的努力，在教师和同学的扶植下最终彻底的做完了毕业设计的全部工作。通过这次的毕业设计，我能运用已学的学问解决我在设计中遇到的问题，使自己的动手实力和思索问题的实力得到了很大的进步。在做设计的过程中我查阅了很多的资料，并仔细的阅读这些及我的设计相关的资料，从而我的专业修养得到了进步，学问的储藏量也有所增加。在做设计时，我复习了很多专业课的学问，这使得我的专业学问在离校之前得到了稳固。在这次设计中遇到了很多实际性的问题，在实际设计中才发觉，书本上理论性的东西及在实际运用中的还是有肯定的出入的，所以有些问题不但要深化地理解，而且要不断地更正以前的错

13、误思维。电路设计是一个很敏捷的东西，它反映了你解决问题的逻辑思维和创新实力。它才是一个设计的灵魂所在。因此在整个设计过程中大局部时间是用在单元电路的理解和设计上面。很多单元电路是可以借鉴书本上的，但怎样连接各个单元电路才是关键的问题所在。这次设计,让我受益匪浅。我对数字电路设计中的逻辑关系等有了肯定的相识，对以前学的数字电路又有了肯定的新相识，复习了以前学的学问，就像人们常说的温故而知新，但在设计的过程中，遇到了很多的问题，有一些学问都已经不太清晰了，但是通过查找一些资料又重新的复习了一下数字电路局部的内容。通过这次设计我也发觉自己的很多缺乏之处。在设计过程中我发觉自己考虑问题很不全面，自己的专业学问驾驭的很不坚固，所驾驭的电路应用软件还不够多，我盼望自己的这些缺乏之处能在今后的工作和学习中得到改善。而且，通过这次设计，我懂得了学习的重要性，学会了坚持和努力，这将为以后的学习做出了最好的典范！我将会在以后的生活中接着学习。