八路抢答器设计报告.doc

八路竞赛抢答器设计报告 目录 一、设计任务和要求二、设计的方案的选择与论证 2.1系统设计思路 2.2系统设计的原理框图 2.3设计方案的可行性论证 三、主要器件介绍 3.1 555定时器 3.2 主要芯片介绍 四、单元电路设计、分析与仿真4.1抢答判别和显示电路 4.2 定时抢答与六路彩灯循环电路 4.3报警电路 4.4 加减计分电路 4.5时序控制电路 五、心得 六、附录 元器件明细表 七、参考文献 一、设计任务和要求 1.设计目的 1）掌握抢答器电路的原理。 （2）了解数字集成电路的使用方法。 （3）进行电路设计，并学会运用P等电路设计及仿真软件。 （4）熟悉Multisim的基本使用方法，运用其进行电路的仿真。1.2 设计任务 设计一个智力竞赛抢答器，可同时共8 名选手参加比赛，并具有定时抢答功能。 1.3 设计要求 1.3.1抢答器的基本功能 （1）设计一个智力竞赛抢答器，可同时供8 名选手或8个代表队参加比赛，他们的选号分别是1、2、3、4、5、6、7、8，各用一个抢答按钮，按钮的编号与选手的编号相对应，分别是S1、S2、S3、S4、S5、S6、S7、S8。 （2）给节目主持人设置一个控制开关，用来控制系统的清零（编号显示数码管灭灯）和抢答器的开始。 （3）抢答器具有数据锁存和显示的功能。1.3.2抢答器的扩展功能 （1）抢答器具有定时抢答的功能，且一次抢答的时间可以由主持人设定（如30 秒）。当节目主持人启动“开始”键后，要求定时器立即减计时，并用数码显示器及对应选手指示灯显示，同时扬声器发出短暂的声响。 （2）参加选手在设定的时间内抢答，抢答有效，定时器停止工作，显示器上显示选手的编号和抢答时刻的时间，并保持到主持人将系统清零为止。 （3）如果定时抢答的时间已到，却没有选手抢答时，本次抢答无效，系统发出持续报警声，并封锁输入电路，禁止选手超时后抢答，时间显示器上显示00。 设计计分电路。每组在开始时预置成60分，抢答后主持人计分，答对一次加10分，答错一次减十分。 （5）六路彩灯循环电路。主持人宣布抢答开始按下抢答开关后，六路循环彩灯依次闪亮，直到选手抢答成功或者抢答时间到为止。二、设计的方案的选择与论证 2.1系统设计思路 （1）本题的根本任务是准确判断出第一抢答者的信号并将其锁存。实现这一功能可选择使用触发器或锁存器等。在得到第一信号之后应立即将电路的输入封锁，即使其他组的抢答信号无效。同时还必须注意，第一抢答信号应该在主持人发出抢答命令之后才有效。 （2）当电路形成第一抢答信号之后，用编码、译码及数码显示电路显示出抢答者的组别，也可以用发光二极管直接指示出组别。 （3）主持人宣布开始时，循环彩灯闪亮，当选手抢答成功后循环彩灯停止闪亮，选手开始回答问题，由主持人判断正误，正确加十分，错误减十分。 （4）在主持人没有按下开始抢答按钮前，参赛者的抢答开关无效；当主持人按下开始抢答按钮后，开始进行30秒倒计时，此时，若有组别抢答，显示该组别并使抢答指示灯亮表示“已有人抢答”；当计时时间到，仍无组别抢答，则系统发出报警声表示“时间已到”，主持人清零后开始新一轮抢答。 综上，该八路抢答器应包括以下几个部分：抢答判别和显示部分、定时部分、彩灯循环闪亮部分，加减计分部分，时序控制部分、报警部分。 2.2系统设计的原理框图设计原理框图2.3设计方案的可行性论证 抢答器的工作过程是：接通电源后，节目主持人置于“清除”位置，抢答器处于禁止工作状态，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节目后，发出“抢答开始”指令，同时将控制开关拨到“开始”位置，扬声器给出声响提示，抢答器处于工作状态，定时器计时，彩灯循环电路开始工作。当计时时间到，却没有选手抢答时，系统报警，并锁存输入电路，禁止选手超时后抢答，同时彩灯循环电路停止工作。但选手在定时时间内按动抢答器时，抢答器要完成以下六项工作。 （1) 首先把选手的编号锁存，然后优先编码电路立即分辨出抢答者的编号，然后由译码显示电路显示编号。同时74LS373芯片将选手编号锁存，然后通过选手对应指示灯亮提示成功抢答的抢答者。 （2）彩灯循环电路停止工作。 （3) 扬声器发出短暂声响，提醒主持人注意。 （4) 控制电路要对输入电路进行封锁，避免其他选手进行抢答。 （5) 控制电路要使定时器停止个工作，时间显示器显示剩余的抢答时间，并保持到主持人系统清零为止。 （6）当选手将问题回答完毕，主持人判断正误，正确给对应选手加十分，错误减十分。主持人操作控制开关，使系统恢复到禁止工作状态，以便进行下一轮的抢答。 综上所述，此方案可实现设计任务的基本功能扩展功能，因此，此方案可行。 三、主要器件介绍 3.1 555定时器（）电路组成及其引脚 图3.1 555内部电路及其引脚图5