四人智力竞赛抢答器设计说明书

课 程 设 计 说 明 书

课程名称 电子技术课程设计

题目 四人智力竞赛抢答器设计 学院 工学院

班级 09机械电子工程<2）班 学生姓名吴晨晨 学号1611090224 指导老师 国海 日期 2018年5月25日

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目 录

一.标题…………………………………………<3）

二.设计任务和要求…………………………….<3） 三.选用器材……………………………………..<4） 四.原理电路和程序设计……………………….<4） 五.电路和程序调试过程与结果………………<10） 六.总结………………….……………………….<11） 七.参考文献……………………………………..<11）

四人智力竞赛抢答器

一、设计题目

四人智力竞赛抢答器 二、设计任务与要求 1）设计任务

设计一台可供4名选手参加比赛地智力竞赛抢答器. 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.b5E2RGbCAP 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,按钮地编号与选手地编号对应,也分别为1,2,3,4.p1EanqFDPw (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）和抢答地开始.

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(3>抢答器具有数据锁存和显示地功能.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,封锁输入编码电路,禁止其他选手抢答.抢答选手地编号一直保持到主持人将系统清零为止.DXDiTa9E3d (4>抢答器具有定时<9秒）抢答地功能.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2秒,同时定时器停止倒计时,抢答显示器上显示选手地编号,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.RTCrpUDGiT (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2秒）,并封锁输入编码电路,禁止选手超时后抢答,时间显示器显示0.5PCzVD7HxA (6>可用石英晶体振荡器或者555定时器产生频率为1Hz地脉冲信号,作为定时计数器地CP信号.

三、 选用器材

NET系列数字电子技术实验系统 1. 直流稳压电源 2. 集成电路

74LS190,74LS48,CD4043,74LS112及门电路 3. 显示器：LC5011－11,CL002,发光二极管 4. 拨码开关<8421码）

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5. 阻容元件,电位器 6. 喇叭,开关等 四、原理电路和程序设计： <1）方案比较；

电路主要由脉冲产生电路、锁存电路、编码及译码显示电路、倒计时电路和音响产生电路组成.当有选手抢答时,首先锁存,阻止其他选手抢答,然后编码,再经4线7段译码器将数字显示在显示器上同时产生音响.主持人宣布开始抢答时,倒计时电路启动由9计到0,如有选手抢答,倒计时停止.电路系统结构如图13：jLBHrnAILg

脉冲电路 图13四人智智力竞赛抢答器原理图 <2主持人）整体电路：

倒计时器 译码器 数码显示 扬声器 选手

锁存器 编码转换电路 译码器 数码显示 扬声器

<3）单元电路设计；

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1）以锁存器为中心地编码显示电路

抢答信号地判断和锁存可采用触发器或锁存器.若以四D触发器74LS175为中心构成编码锁存系统,编码地作用是把锁存器地输出转化成8421BCD码,进而送给7段显示译码器.其真值表3：xHAQX74J0X 表3锁存编码真值表

锁存器输出 Q4 0 0 0 1 Q3 0 0 1 0 Q2 0 1 0 0 Q1 1 0 0 0 编码器输出 D 0 0 0 0 C 0 0 0 1 B 0 1 1 0 A 1 0 1 0

工作原理：

四D触发器74LS175地输出Q非控制显示模块显示组号. 当无人抢答时,4个D触发器地输出Q非相与,为“1”时,脉冲能够进入触发器,有一人抢答时,与门中有一个变为“0”,使脉冲不能进入触发器,从而防止其他人抢答.并停止计时.LDAYtRyKfE 5 / 9

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将与非后地信号用于控制声音模块报警. 2）脉冲产生电路：

工作原理：该模块为由555定时器构成地多谐振荡器.并以74LS160做10分频,产生10Hz和1Hz地脉冲信号.Zzz6ZB2Ltk 3）倒计时显示电路：

该电路可采用十进制同步减计数器74LS190,主持人宣布开始时,按下按钮,同时使计数器置数为“9”,并在脉冲作用下开始倒计时并在显示器上显示,到零时停止.dvzfvkwMI1 6 / 9

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工作原理：由74LS190十进制计数器计数,其输出端驱动BCD数码器.160地进位输出反相信号

进位信号和抢答信号控制1HzCP信号地输入,即计数到0时不会倒回9再计时,也控制计数到时抢答模块不许再抢答同时声音模块块报警.190地MR接收抢答模块地信号,当抢答模块复位时190也复位.rqyn14ZNXI 4）音响电路：

由主持人、选手、倒计时共同控制它地输入,使其在主持人开始、选手抢答、倒计时到零时都能鸣叫.

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<5）元件选择.

元件 型号 电阻 1k 1.49k 电容 10u 开关 74LS175、 74LS148、 74LS190、74LS04、 555、 74LS20、74LS04、74LS11、 74LS02 各1 5 芯片 其他 蜂鸣器、共阴数码管、 数量 各1 2 各1 五、电路和程序调试过程与结果：

1先将抢答模块接好先,这时地脉冲信号可以先接到实验装置上地10Hz信号,

接好线,测试可否正常抢答,1~4抢答开关断开时对应地LED是否显示正常,抢答后其他人能否抢答和复位是否正常.EmxvxOtOco 8 / 9

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2接上显示模块,测试可否显示对应组号,未抢答时和复位有无显示.

3接好脉冲信号模块,代替接到实验装置上地信号,测试是否有产生脉冲信号,是否可以使抢答模块正常工作.

4接上倒计时模块,将控制信号线连接好,测试能否计时,计时到时是否不会继续计时.

5抢答模块是否还能抢答,抢答后是否还计时及复位后计时是否重新计时.

6接上声音模块,测试抢答后及计时到时后是否有报警声. 7对整个电路地功能测试一遍. 六、总结

电子课程设计是本学期地第一门课程设计,我们选择地是四人智力竞赛抢答器地设计,这个课题用到了数字电路方面地知识,通过这次课程设计,使我们对与非门以及集成电路有了一定地了解,对课本上地知识有了进一步地掌握.SixE2yXPq5 七、参考文献

1．张海峰等编著《实用电子电路200例》 机械工业出版社2005年.

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