广工数电课程设计报告四人抢答器_论文-毕业文章.pdf
![资源得分’ title=](/images/score_1.gif)
![资源得分’ title=](/images/score_1.gif)
![资源得分’ title=](/images/score_1.gif)
![资源得分’ title=](/images/score_1.gif)
![资源得分’ title=](/images/score_05.gif)
《广工数电课程设计报告四人抢答器_论文-毕业文章.pdf》由会员分享,可在线阅读,更多相关《广工数电课程设计报告四人抢答器_论文-毕业文章.pdf(16页珍藏版)》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。
1、-优质-目录 一、设计目的.2 二、设计任务与要求.2 1、设计任务.2 2、设计要求.2 三、四人智力竞赛抢答器电路原理及设计.3 1、设计方案.3 2、系统框图.3 3、方案比较.4 方案 1.4 方案 2:.4 方案 3:.4 4、单元电路设计及元器件选择.4(1)抢答电路.4(2)定时电路.7(3)报警电路.9(4)时序控制电路.10(5)元器件列表.12 5、四路抢答器总电路图.13 四、设计过程中的问题和解决办法.13 五、设计成品的优点与不足.14 六、心得体会.14 七、实物图.15 1、正面.15 2、反面.16-优质-四人智力竞赛抢答器 一、设计目的 1.掌握四人智力竞赛抢
2、答器电路的设计、组装与调试方法。2.熟悉数字集成电路的设计和使用方法。二、设计任务与要求 1、设计任务 设计一台可供 4 名选手参加比赛的智力竞赛抢答器。用数字显示抢答倒计时间,由“9”倒计到“0”时,无人抢答,蜂鸣器连续响 1 秒。选手抢答时,数码显示选手组号,同时蜂鸣器响 1 秒,倒计时停止。2、设计要求(1)4 名选手编号为:1,2,3,4。各有一个抢答按钮,按钮的编号与选手的编号对应,也分别为 1,2,3,4。(2)给主持人设置一个控制按钮,用来控制系统清零(抢答显示数码管灭灯)和抢答的开始。(3)抢答器具有数据锁存和显示的功能。抢答开始后,若有选手按动抢答按钮,该选手编号立即锁存,并
3、在抢答显示器上显示该编号,同时扬声器给出音响提示,封锁输入编码电路,禁止其他选手抢答。抢答选手的编号一直保持到主持人将系统清零为止。(4)抢答器具有定时(9 秒)抢答的功能。当主持人按下开始按钮后,定时器开始倒计时,定时显示器显示倒计时间,若无人抢答,倒计时结束时,扬声器响,音响持续 1 秒。参赛选手在设定时间(9 秒)内抢答有效,抢答成功,扬声器响,音响持续 1 秒,同时定时器停止倒计时,抢答显示器上显示选手的编号,定时显示器上显示剩余抢答时间,并保持到主持人将系统清零为止。(5)如果抢答定时已到,却没有选手抢答时,本次抢答无效。系统扬声器报警(音响持续 1 秒),并封锁输入编码电路,禁止选
4、手超时后抢答,时间显示器显示 0。(6)可用石英晶体振荡器或者 555 定时器产生频率为 1Hz的脉冲信号,作为定时计数器的 CP 信号。案比较方案方案方案单元电路设计及元器件选择抢答电路定时电路报警电路时序控制电路元器件列表四路抢答器总电路图四设计过程中的问题和解决办法五设计成品的优点与不足六心得体会七实物图正面反面优质四人智力竞赛抢答务与要求设计任务设计一台可供名选手参加比赛的智力竞赛抢答器用数字显示抢答倒计时间由倒计到时无人抢答蜂鸣器连续响秒选手抢答时数码显示选手组号同时蜂鸣器响秒倒计时停止设计要求名选手编号为各有一个抢答按钮按钮始抢答器具有数据锁存和显示的功能抢答开始后若有选手按动抢答
5、按钮该选手编号立即锁存并在抢答显示器上显示该编号同时扬声器给出音响提示封锁输编码电路禁止其他选手抢答抢答选手的编号一直保持到主持人将系统清零为止-优质-三、四人智力竞赛抢答器电路原理及设计 1、设计方案 抢答器具有锁存、定时、显示和报警功能。即当抢答开始后,选手抢答,按动按钮,锁存器锁存相应的选手编码,同时用 LED数码管把选手的编码显示出来,并且暂停抢答时间的倒计时,同时用 LED数码管把选手的所剩抢答时间显示出来。在选手按键抢答成功后或者抢答时间倒计时为零的时候都有 1 秒钟的报警以提醒主持人和选手。抢答的有效时间设定 9 秒,报警响声持续 1 秒。接通电源后,主持人将开关拨到“清除”状态
6、,抢答器处于禁止状态,编号显示器显示“0”,定时器显示设定时间“9”;主持人将开关置“开始”状态,宣布“开始”,抢答器工作,定时器倒计时。选手在定时时间内抢答时,抢答器完成该功能:优先判断、编号锁存、编号显示、倒计时锁定、扬声器提示。倒计时电路的数码管显示剩余时间,另一个数码管显示选手编号。如果在抢答时间内没有选手抢答,则倒计时电路数码管显示数字“0”,另一数码管也显示“0”,即 1 至 4 号选手都没有抢答。同时音响电路给出 1 秒音响提示。当一轮抢答之后,定时器停止、禁止二次抢答、定时器显示剩余时间。如果再次抢答必须由主持人再次操作“清除”和“开始”状态开关。2、系统框图 当主持人宣布开始
7、,定时电路开始秒脉冲电路的作用而进行倒记时,并通过译码器在显示器中显示。当选手首先按某一开关键时,可通过触发锁存电路被触发并锁存,在输出端产生相应的开关电平信息,同时为防止其它开关随后触发而产生紊乱,最先产生的输出电平变化又反过来将触发电路锁定。然后在译码器中译码,将触发器输出的数据转换为数码管需要的逻辑状态。最后在显示电路中显示出所按键选手的号码。若有多个开关同时按下时,则在它们之间存在着随机竞争的问题,结果可能是它们中的任一个产生有效输出。如图 1:扬声器 数码显示 脉冲电路 倒计时器 译码器 数码显示 扬声器 锁存器 编码转换电路 译码器 主持人 选手 案比较方案方案方案单元电路设计及元
8、器件选择抢答电路定时电路报警电路时序控制电路元器件列表四路抢答器总电路图四设计过程中的问题和解决办法五设计成品的优点与不足六心得体会七实物图正面反面优质四人智力竞赛抢答务与要求设计任务设计一台可供名选手参加比赛的智力竞赛抢答器用数字显示抢答倒计时间由倒计到时无人抢答蜂鸣器连续响秒选手抢答时数码显示选手组号同时蜂鸣器响秒倒计时停止设计要求名选手编号为各有一个抢答按钮按钮始抢答器具有数据锁存和显示的功能抢答开始后若有选手按动抢答按钮该选手编号立即锁存并在抢答显示器上显示该编号同时扬声器给出音响提示封锁输编码电路禁止其他选手抢答抢答选手的编号一直保持到主持人将系统清零为止-优质-图 1 系统框图 3
9、、方案比较 方案 1:采用 CD4511 芯片作为抢答信号的触发、锁存和译码输出,用 74ls190 完成倒计时电路,用一个555 产生时钟信号提供给抢答电路,再接一个分频器,把分频后的时钟信号接给倒计时电路。分析:用 CD4511 虽然比较简便,但实际在实现锁存功能时比较繁琐难实现。方案 2:采用 4D 触发器 74ls175 和译码器来完成抢答部分.用 74ls190 完成倒计时电路的功能,用晶振产生脉冲,经分频电路,接到抢答电路和倒计时电路。分析:74ls190 为单时钟计数器,而且没有异步清零端。用晶振产生的脉冲更加精确,但是本设计不需要很精确的时钟秒冲信号,而且用到晶振要经过两次不同
10、的分频,需要额外的两块芯片进行分频,增加成本。方案 3:采用 4D 触发器 74ls175 和译码器来完成抢答部分.用 74ls192 完成倒计时电路的功能,用两个 555产生脉冲。分析:用两个 555 产生时钟信号,可以单独设置每个时钟的频率,而且可以避免由一个时钟分频到抢答电路和倒计时电路时产生的跳线问题。所用元件也不是很多,而且可以完美实现题目的功能要求。经过对比 3 个方案的优缺点,决定采用成本较低、跳线少、功能易实现的方案 3。然后利用软件 multism 来进行仿真调试,再进行逐步改进。4、单元电路设计及元器件选择(1)抢答电路 电路如图 2 所示。该电路完成两个功能:一、是分辨出
11、选手按键的先后,并锁定。74LS175 的四个输出端 Q1、Q2、Q3、Q4分别表示选手 1、2、3、4 的编号,经过 74LS32 或门后连接到 74LS47 的 A、B、C 输入端,完成编码过程,同时译码显示电路 74LS47 让数码管显示选手编号;二、是要通过先抢答的选手的输出电平信号使其他选手随后的按键操作无效。案比较方案方案方案单元电路设计及元器件选择抢答电路定时电路报警电路时序控制电路元器件列表四路抢答器总电路图四设计过程中的问题和解决办法五设计成品的优点与不足六心得体会七实物图正面反面优质四人智力竞赛抢答务与要求设计任务设计一台可供名选手参加比赛的智力竞赛抢答器用数字显示抢答倒计
12、时间由倒计到时无人抢答蜂鸣器连续响秒选手抢答时数码显示选手组号同时蜂鸣器响秒倒计时停止设计要求名选手编号为各有一个抢答按钮按钮始抢答器具有数据锁存和显示的功能抢答开始后若有选手按动抢答按钮该选手编号立即锁存并在抢答显示器上显示该编号同时扬声器给出音响提示封锁输编码电路禁止其他选手抢答抢答选手的编号一直保持到主持人将系统清零为止-优质-图 2 抢答电路 该电路的工作原理为:当主持人控制开关处于“清除”时,D触发器的清零端为低电平,使 D触发器被强制清零,输入的抢答信号无效。当主持人将开关拨到“开始”时,D触发器 Q 非端前一状态为高电平,四个 Q 非端经过与门 U9B 为高电平,再和 555 脉
13、冲信号信号和借位信号经过与门 U9A仍为高电平,再送到 D触发器的脉冲端。当没人抢答时,Q1、Q2、Q3、Q4 都为低电平,Q1 非、Q2 非、Q3 非、Q4 非都为高电平。与门 U9B 输出端为高电平,和 555 的方波脉冲信号相与仍为脉冲信号,送给 D触发器脉冲端。当一有人抢答时(例如一号选手),D1 输入端为高电平,该信号在时钟输入的脉冲信号的上升沿到来时进入锁存器,然后该选手的编号通过 74LS32 和 47LS47 显示在数码管中。同时 Q1 非输出为低电平,经过与门 U9B后仍为低电平,经过与门 U9A 后使锁存器 74LS175 的脉冲输入端保持低电平,封锁了四个输入端的输入,同
14、时保持了输出端的电平信号不变。这样不仅使得其他选手按键的输入信号不会被接收,而且抢答成功的一号选手的编号也被保存下来,直到主持人“清零”。这就保证了抢答者的优先性及抢答电路的准确性。当选手回答完毕,主持人控制开关 S 是抢答电路复位,以便进行下一轮抢答。四 D 触发器 74LS175 为中心构成编码锁存系统,编码的作用是把锁存器的输出转化成 8421BCD 码,进而送给 7 段显示译码器。其真值表 a:表 a 锁存编码真值表 锁存器输出 编码器输入 案比较方案方案方案单元电路设计及元器件选择抢答电路定时电路报警电路时序控制电路元器件列表四路抢答器总电路图四设计过程中的问题和解决办法五设计成品的
15、优点与不足六心得体会七实物图正面反面优质四人智力竞赛抢答务与要求设计任务设计一台可供名选手参加比赛的智力竞赛抢答器用数字显示抢答倒计时间由倒计到时无人抢答蜂鸣器连续响秒选手抢答时数码显示选手组号同时蜂鸣器响秒倒计时停止设计要求名选手编号为各有一个抢答按钮按钮始抢答器具有数据锁存和显示的功能抢答开始后若有选手按动抢答按钮该选手编号立即锁存并在抢答显示器上显示该编号同时扬声器给出音响提示封锁输编码电路禁止其他选手抢答抢答选手的编号一直保持到主持人将系统清零为止-优质-Q4 Q3 Q2 Q1 D C B A 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 0 1
16、1 1 0 0 0 0 1 0 0 由该表可以看出,747LS175 不能直接与 74LS47 连接,因为 Q3=1 时,对应的编码器输入 A=1,B=1。这时就通过二输入或门 74LS32 使锁存、编码一一对应(如图 2)。编码器的 D输入端不需要,接地使其为 0。74LS175 的 逻辑引脚图与功能表 如下:图 1-6 74LS175 的逻辑引脚图 74LS175 是一个单向上升沿触发的四 D 触发器、互补输出,有公用的时钟和公用的清零。时钟的触发产生于特定的电压电平上,同脉冲的正跃变时间无直接关系。当 CLK 引脚输入上升沿时,1D-4D 被锁存到输出端(1Q-4Q)。不管时钟输入的电平
17、是高或是低,D 输入信号不影响输出。清零端 CLR为低电平有效,即该引脚接低电平后,四个输入信号无效,四个输出为为低电平。只有 CLR接高电平时,74LS175 才能正常工作。案比较方案方案方案单元电路设计及元器件选择抢答电路定时电路报警电路时序控制电路元器件列表四路抢答器总电路图四设计过程中的问题和解决办法五设计成品的优点与不足六心得体会七实物图正面反面优质四人智力竞赛抢答务与要求设计任务设计一台可供名选手参加比赛的智力竞赛抢答器用数字显示抢答倒计时间由倒计到时无人抢答蜂鸣器连续响秒选手抢答时数码显示选手组号同时蜂鸣器响秒倒计时停止设计要求名选手编号为各有一个抢答按钮按钮始抢答器具有数据锁存
18、和显示的功能抢答开始后若有选手按动抢答按钮该选手编号立即锁存并在抢答显示器上显示该编号同时扬声器给出音响提示封锁输编码电路禁止其他选手抢答抢答选手的编号一直保持到主持人将系统清零为止-优质-表 b 74LS175 功能表 备注:RD即仿真图中的 CLR,CP 即仿真图中的 CLK。锁存电路的脉冲信号:由 555 产生的 140HZ 的脉冲信号,为 74LS175 的 CLK端提供方波脉冲,使其能正常工作。(2)定时电路 如图 3。定时 9 秒,把 74LS192 对应的 9,10,1,15 四个端子预置为“1001”。当复位开关按下时,给 74ls192 一个低电平,从而开始倒计时,每来一个脉
19、冲信号进行减计数一次。当有选手抢答或借位信号时,就使得 74ls192 的输入脉冲变成低电平,从而实现倒计时的停止。再按复位键时,再一次倒计时。案比较方案方案方案单元电路设计及元器件选择抢答电路定时电路报警电路时序控制电路元器件列表四路抢答器总电路图四设计过程中的问题和解决办法五设计成品的优点与不足六心得体会七实物图正面反面优质四人智力竞赛抢答务与要求设计任务设计一台可供名选手参加比赛的智力竞赛抢答器用数字显示抢答倒计时间由倒计到时无人抢答蜂鸣器连续响秒选手抢答时数码显示选手组号同时蜂鸣器响秒倒计时停止设计要求名选手编号为各有一个抢答按钮按钮始抢答器具有数据锁存和显示的功能抢答开始后若有选手按
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 广工数电 课程设计 报告 抢答 论文 毕业 文章
![提示](https://www.taowenge.com/images/bang_tan.gif)
限制150内