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1、精選優(yōu)質文檔-傾情為你奉上 課 程 設 計 課程名稱 數(shù)字電子技術課程設計 題目名稱 四人智力競賽搶答器 學生學院專業(yè)班級學 號學生姓名指導教師200 年 月 日 目錄一、 設計題目 3二、 設計任務和要求 31. 設計任務 32. 設計要求 3三、 原理電路 31. 以鎖存器為中心的編碼顯示電路 42. 脈沖產(chǎn)生電路 53. 倒計時顯示電路 54. 音響電路 65. 整體電路 7四、 電路調試過程及結果 7五、 總結 8六、 心得體會 8七、 參考文獻 9四人智力競賽搶答器一、 設計題目 四人智力競賽搶答器二、 設計任務和要求1）設計任務設計一臺可供4名選手參加比賽的智力競賽搶答器。 用數(shù)字

2、顯示搶答倒計時間，由“9”倒計到“0”時，無人搶答，蜂鳴器連續(xù)響1秒。選手搶答時，數(shù)碼顯示選手組號，同時蜂鳴器響1秒，倒計時停止。2）設計要求(1)4名選手編號為：1，2，3，4。各有一個搶答按鈕，按鈕的編號與選手的編號對應，也分別為1，2，3，4。(2)給主持人設置一個控制按鈕，用來控制系統(tǒng)清零（搶答顯示數(shù)碼管滅燈）和搶答的開始。(3)搶答器具有數(shù)據(jù)鎖存和顯示的功能。搶答開始后，若有選手按動搶答按鈕，該選手編號立即鎖存，并在搶答顯示器上顯示該編號，同時揚聲器給出音響提示，封鎖輸入編碼電路，禁止其他選手搶答。搶答選手的編號一直保持到主持人將系統(tǒng)清零為止。(4)搶答器具有定時（9秒）搶答的功能。

3、當主持人按下開始按鈕后，定時器開始倒計時，定時顯示器顯示倒計時間，若無人搶答，倒計時結束時，揚聲器響，音響持續(xù)1秒。參賽選手在設定時間（9秒）內(nèi)搶答有效，搶答成功，揚聲器響，音響持續(xù)1秒，同時定時器停止倒計時，搶答顯示器上顯示選手的編號，定時顯示器上顯示剩余搶答時間，并保持到主持人將系統(tǒng)清零為止。(5)如果搶答定時已到，卻沒有選手搶答時，本次搶答無效。系統(tǒng)揚聲器報警（音響持續(xù)1秒），并封鎖輸入編碼電路，禁止選手超時后搶答，時間顯示器顯示0。(6)可用石英晶體振蕩器或者555定時器產(chǎn)生頻率為1Hz的脈沖信號，作為定時計數(shù)器的CP信號。三、 原理電路電路主要由脈沖產(chǎn)生電路、鎖存電路、編碼及譯碼顯示

4、電路、倒計時電路和音響產(chǎn)生電路組成。當有選手搶答時，首先鎖存，阻止其他選手搶答，然后編碼，再經(jīng)4線7段譯碼器將數(shù)字顯示在顯示器上同時產(chǎn)生音響。主持人宣布開始搶答時，倒計時電路啟動由9計到0，如有選手搶答，倒計時停止。電路系統(tǒng)結構如圖13：揚聲器數(shù)碼顯示脈沖電路倒計時器譯碼器數(shù)碼顯示揚聲器鎖存器編碼轉換電路譯碼器主持人選手圖1 四人智能搶答器原理圖1）以鎖存器為中心的編碼顯示電路搶答信號的判斷和鎖存采用觸發(fā)器或鎖存器。以四D觸發(fā)器74LS175為中心構成編碼鎖存系統(tǒng)，編碼的作用是把鎖存器的輸出轉化成8421BCD碼，進而送給7段顯示譯碼器74ls48，再由74ls48譯碼送數(shù)碼管得到選手編號。其

5、真值表3：表3鎖存編碼真值表鎖存器輸出 編碼器輸出Q4Q3Q2Q1DCBA00010001001000100100001110000100搶答信號的鎖存可通過D觸發(fā)器的輸出相“與”反饋門控觸發(fā)脈沖實現(xiàn)，當無人搶答時，4個D觸發(fā)器的輸出Q非相與，為“1”時，脈沖能夠進入觸發(fā)器，有一人搶答時，與門中有一個變?yōu)椤?”，使脈沖不能進入觸發(fā)器，從而防止其他人搶答。如圖2 圖22）脈沖產(chǎn)生電路：由于555芯片產(chǎn)生的信號比石英晶體產(chǎn)生的不穩(wěn)定及精度較低價格基本持平，故采用石英晶體振蕩器產(chǎn)生高精度的秒脈沖，電路設為圖2。圖33）倒計時顯示電路：圖3電路采用十進制同步減計數(shù)器74LS190，主持人宣布開始時，按

6、下按鈕，同時使計數(shù)器置數(shù)為“9”，并在脈沖作用下開始倒計時并在顯示器上顯示，到零時停止。 圖44）音響電路：利用單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器74LS121產(chǎn)生定寬的搶答輸出脈沖，接入蜂鳴器，根據(jù)脈沖寬度可計算得蜂鳴器鳴叫時間。再由主持人、選手、倒計時共同控制它的輸入，使其在選手搶答、倒計時到零時都能鳴叫。由于Multisim中無74ls121用MONOSTABLE_VIRTUAL代替有 圖5再由于主持人按下按鈕后蜂鳴器鳴響1S鐘故在主持人環(huán)節(jié)可以采用可使用反相器和四與門及74ls190可產(chǎn)生1S信號給有源蜂鳴器。 如圖6。 圖65）整體電路：連接上述電路部分為整體電路圖7。四、 電路調試過程及結果仿真結果：初

7、始主持人未按下按鍵主持人按下按鍵運行 選手按下按鍵 實際電路運行與上述仿真結果相同。五、 總結在Multisim和現(xiàn)實電路實驗證明此方案合理可行，達到了預期目的要求。由于此電路方案完全使用組合邏輯和時序邏輯電路，故不需要單片機編程，相對易于制作，但是省略了單片機編程等同時，芯片使用較多成本高。六、 心得體會通過這次的課程設計發(fā)現(xiàn)數(shù)電與模電有很多區(qū)別。如數(shù)電中芯片某些引腳不能空載或者說空載時引腳不一定為低電平，必須設置合適的電平。Multisim中芯片引腳標記可能與實際對不上。多思考可能的更優(yōu)的方案，盡量使用盡硬件資源節(jié)約成本等等。這次課程設計試過了很多次的失敗但是在慢慢解決這些問題的過程中也學到了許多，更是復習了一遍數(shù)電知識。總之這次課程設計中個人感覺收獲了很多。七、 參考文獻數(shù)字電子技術基礎（第5版） 高等教育出版社專心-專注-專業(yè)