多路竞赛抢答器报告.docx

PAGE 3 多路竞赛抢答器设计 在许多比赛活动中，为了准确、公正、直观地判断出第一个抢答者，通常设置一台抢答器，通过数显、灯光及音响等多种手段指示出第一抢答者。此外，还可以设置计分、犯规、限时等功能。在比赛进行时，需要反应及时准确、显示清晰方便的定时抢答器设备。通常有多组参加竞赛，所以抢答器应该包括一个总控制台和多个具有显示及抢答功能的终端。 一、 设计任务 以中规模数字集成电路为核心，设计一台多路竞赛抢答器，要求具有如下功能。 可同时提供 8 名选手参加比赛，按钮和显示的参赛组编号为 1、2、……、8。 主持人有一个控制开关，用来控制系统的复位清零和启动。 抢答器具有数据锁存和组号显示功能。在主持人将系统复位后，组号显示为“0”或不显示; 在主持人按下“开始”键后，系统发出短促的“嘀”的提示音，这时参赛者可按抢答按钮进行抢答，最先按动按钮的那组指示绿灯亮，系统发出“嘀-嘟”的双音提示音，同时显示器显示出抢答者的组号。此时系统具有自锁功能，锁存抢答者的输入信息，同时封锁其他抢答者的随后抢答，使随后的其他各组的抢答无效。 定时抢答功能。当主持人按下“开始”钮后，定时器开始以秒减计数并显示剩余时间，参赛者在设定的时间内进行抢答，一旦有选手抢答，定时器立即停止计数。如果定时时间到时还无人抢答，系统发出持续 1 秒的提示音，定时器停在 秒，本次抢答无效，封锁抢答输入电路，禁止参赛者超时后抢答。抢答的时间可在 1- 99 秒内由主持人预设。 5．选做项。判断提前抢答（违规）电路。在主持人启动“开始”钮前，如果有人提前按下抢答按钮，则该组指示红灯亮，并显示出抢答者的组号，系统发出短暂的“嘟”警告音，同时封锁抢答输入电路，本次抢答无效。 6. 选做项。记分电路。每组在开始时预置 100 分，抢答后有主持人控制，答对加 10 分，答错减 10 分。 二、 方案设计思路 鉴别第一抢答者。设计任务是要准确判断出第一个抢答者的信号，并将其锁存和显示，同时封锁随后的抢答信号。实现这一功能可用触发器或锁存器，在得到第一信号后立即将电路的输入封锁，阻止随后的抢答信号进入。 当电路获得第一抢答信号后，用绿色 LED 指示灯指示该组抢答成功，用数码显示电路显示抢答者的组号。同时启动音频电路，使其发出“嘀-嘟”的双音提示音。 抢答定时器。可用时钟专用芯片产生一个标准秒信号，2 位可预置数的十进制减法计数器作倒计时定时器。当得到有效的第一抢答信号后停止计数。如果计数器减到 时还未收到有效的第一抢答信号，则同样停止计数，并封锁抢答器，本次抢答无效。同时发出持续 1 秒的告警提示音。 记分电路可采用 2 位十进制计数器及数码显示器来实现。由于每次都是加（减)10 分，个位数始终为 0，所以只要对十位和百位进行加（减）计数即可，个位仅用数码管显示 0。 三、 系统设计 1. 设计原理 基于以上的分析可知，多路竞赛抢答器由抢答输入电路、锁存显示电路、定时电路、声音告警电路及控制电路等组成，可画出抢答器的组成框图如图 1，其工作过程为：接通电源后，主持人按下“复位” 键，抢答器清零复位，并处于禁止工作状态。在按下“开始”键后，抢答器处于工作状态，系统发出短暂的“嘀”提示音，倒计时定时器工作。当参赛选手按下抢答键时，控制器接收并锁存第一个抢答信号，点亮按钮旁的绿色指示灯，并发出抢答成功的提示音，同时对抢答输入电路进行封锁，禁止其他选手再抢答。编译码及显示电路显示出抢答者的组号。如果有人先于主持人按下“开始”键抢答，控制器则点亮抢答者按钮旁的红色指示灯，并发出告警提示音，显示违规抢答者的组号，同时对抢答输入电路 s 进行封锁，木次拾答无效。主持人可对得分讲行加（减) 控制。 图 1: 多路竞赛抢答器电路组成框图 2. 抢答输入电路设计 图 2: 抢答输入、锁存、显示电路 实验名称：多路竞赛抢答器设计 姓名：姚桂涛 学号：3190105597 PAGE 3 PAGE 3 实验名称：多路竞赛抢答器设计 姓名：姚桂涛 学号：3190105597 PAGE 3 电路组成：按钮开关 S1 S8、数据锁存器 74LS373、编码器 74LS148、全加器 74LS283、译码器 CD4511、门电路及数码管等。 主持人的复位开关产生一个负脉冲，使与非门 G1 输出高电平，加到锁存器 74LS373 的锁存控制端 LE，使锁存器输出不锁定，并与输入端一致。此时 S1 S8 没有被按下，锁存器的输入端均为高电平, 并反映到输出端, 致使编码器 74LS148 的级联输出端 GS 为高电平，经与非门 G2 反相后得到低电平，使 G1 保持高电平输出，完成复位过程。 抢答开始后，当某个输入按钮开关 Si 被按下时，对应的 Di 端为低电平，Qi 端也为低电