四人智力竞赛抢答器课程设计报告.doc

一、设计题目 题目：四人智力竞赛抢答器 二、设计任务和要求 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。 三、原理电路和程序设计 1．数字抢答器总体方框图????? 如图所示为总体方框图。优先判断编号锁存接通电源后，主持人将开关拨到清除状态，抢答器处于禁止状态，主持人将开关置开始状态选手在定时时间内抢答，当一轮抢答之后，定时器停止、禁止二次抢答、定时器显示。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．．单元电路设计该电路分辨出选手按键的先后，并锁存优先抢答者的编号，同时显示禁止。：三态允许控制端为低电平正常逻辑状态当锁存允许端为高电平时，随数据D而变当为低电平时被锁存在已建立的数据电平。当开关置于开始时，抢答器处于等待工作状态，当有选手将键按下时开关置于清除端时，触发器端，触发器输出置０使８线－３线优先编码，使之处于工作状态。编码该74LS148的端时，74LS148处于禁止状态，确保不会出二次按键时输入信号，保证了抢答者的优先性。有再次抢答需由主持人将开关重新置清除后进行下一轮抢答。８线－３线优先编码 可以求得1hz的电路电阻均取470k，电容取10uf。 脉冲产生电路如下： 3）倒计时显示电路： 该电路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。 计数器74LS90的真值表如下： 输入 输出 LOAD’ CTEN’ U／D’ CLK’ A B C D QA QB QC QD 0 × × × a b c d a b c d 1 0 0 ↑ × × × × 加计数 1 0 1 ↑ × × × × 减计数 1 1 × × × × × × 保持 CLK时钟输入端（上升沿有效） CTEN计数控制端（低电平有效） A～D并行数据输入端 QA～QD 输出端 LOAD异步并行置入控制端（低电平有效 ）．．开关 主持人 译码器 编码转换电路 锁存器 扬声器 数码显示 译码器 倒计时器 脉冲电路 数码显示 扬声器