八路数字抢答器.doc.doc

课程设计报告 题 目 数字抢答器设计 课 程 名 称 数字电子技术 院 部 名 称 专 业 班 级 学 生 姓 名 学 号 课程设计地点 课程设计学时 1周 指 导 教 师 课程设计报告要求 目录 一、 设计要求····································（2） 二、 总体参考方案································（2） 它包括定时电路、门控电路、译码显示电路、8线-3线优先编码器、RS锁存器和报警电路等六个部分组成。其中定时电路、门控电路、译码显示电路及8线-3线优先编码器三部分的时序配合尤为重要，当启动外部操作开关（起始键）时，定时器开始工作，同时打开门控电路，输出有效，8线-3线优先编码器等待数据输入，在定时时间内，优先按动开关的组号立即被锁存到LED显示器上，与此同时，门控电路输出无效，8线-3线优先编码器禁止工作；若定时到而无抢答者，定时电路立即关闭门控电路，输出无效，封锁8线-3线优先编码器，同时发出短暂报警信号。 三、单元电路设计 1.定时电路 原理图如下： 555定时器功能表: 输入 输出 阈值输入(VI1) 触发输入(VI2) 复位(RD) 输出(VO) 放电管T × × 0 0 导通 1 1 截止 1 0 导通 1 不变 不变 该电路为555定时器构成的一个单稳态触发器，单稳态触发器的特点如下： 、一个稳态和一个暂态 、在外来脉冲作用下，能够由稳态翻转到暂稳态 、暂稳态维持一段时间后将自动返回到稳态 、暂稳态时间长短与触发脉冲无关，仅取决于电路本身的参数 该电路功能： 、当无触发信号输入：Ui保持高电平，电路工作在稳定状态，输出端Uo保持在低电平，555内放电三极管T饱和导通，引脚7接地，电容电压Uc为0V。 、有触发信号输入(开关按下)：当Ui下降沿到达时，555触发输入端由高电平变为低电平，触发器发生翻转，输出端Uo变为高电平，电路进入暂稳态。 、在暂稳态期间，555内放电三极管T截止，此后电容C充电至Uc=2/3(Vcc)时，电路又发生翻转。Uo为低电平，T导通，电容C放电，电路恢复至稳定状态。 暂稳态持续时间：Tw=RCln3≈1.1RC 注：由于在仿真时运行效果比较慢，所以以上电路图中元件参数设置比较小。但在实际操作时请按要求来。 门控电路 ①主持人将控制开关拨到“开始”位置时，扬声器发声，抢答电路和定时电路进入正常抢答工作状态。 ②当参赛选手按动抢答键时，抢答电路停止工作。 ③当设定的抢答时间到，无人抢答时，扬声器发声，同时抢答电路和定时电路停止工作。 根据上面的功能要求设计的控制电路如图： 该控制电路工作原理：当按下定时电路开关时，定时电路开始工作，Uo（定时信号）输出高电平。选手未抢答时，74LS148编码器使能端为低电平，允许编码；选手抢答时，74LS148编码器编码，经由74LS279锁存器输出信号从而使74LS48译码器工作并将选手编号显示在数码管上。而当有选手抢答时，GS为低电平0，表示有选手抢答（有信号输入），则锁存器输入端为0，所以输出端为1，即高电平，控制电路将此信号反馈至编码器74LS148使能端，使其无效而停止编码，此时若有其他选手抢答则无效。在定时器工作结束后，若有选手按动抢答器，此时锁存器处于不确定状态（即S、R都为低电平0），数码管显示和发光二极管都会呈现一直忽闪状态，表明此时抢答无效。 74LS279引脚图 74LS279功能表及说明 报警电路 由于在multisim中仿真结果不能显现，所以借用另一种仿真软件protues进行仿真 电路图如下： 由555定时器和三极管构成的报警电路如图所示。其中555构成多谐振荡器，振荡频率fo＝1．43／［（RI＋2R2）C］，其输出信号经三极管推动扬声器。PR为控制信号，当PR为高电平时，多谐振荡器工作，反之，电路停振 设计中选用的译码器型号是74LS48（共阴），其引脚排列如图所示，其中D、C、B、