數(shù)字電子技術(shù)課程設(shè)計報告設(shè)計課題: 數(shù)字搶答器設(shè)計 姓 名: 徐濤 干君峰 學(xué) 院: 工 學(xué) 院 專 業(yè): 電氣工程及其自動化 班 級: 09級（2）班 學(xué) 號: 09177036 09177043 日 期 2011年 12月14日—2011年1月6日 指導(dǎo)教師: 劉 權(quán) 、馬德貴 安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)工學(xué)院機(jī)電工程系目 錄1．設(shè)計的任務(wù)與要求……………………………………………………32.單元電路的設(shè)計……………………………………3 2.1設(shè)計思路………………………………………………………32.2搶答開關(guān)電路設(shè)計………………………………………………5 2.3報警電路設(shè)計…………………………………………8 2.4計分電路設(shè)計…………………………………………………102.5主要元器件的選擇………………………………………………103.系統(tǒng)電路總圖………………………………………………………114.經(jīng)驗體會…………………………………………………………12參考文獻(xiàn)………………………………………………………………121. 設(shè)計的任務(wù)與要求1.1基本要求：1、設(shè)計一個可容納6組參賽的數(shù)字式搶答器，每組設(shè)一個按鈕，供搶答使用。

2、搶答器具有第一信號鑒別和鎖存功能，使除第一搶答者外的按鈕不起作用有指示燈顯示搶答組別，揚(yáng)聲器發(fā)出2-3秒的音響3、設(shè)置一個計分電路，每組開始預(yù)置50分，由主持人記分，答對一次加5分，答錯一次減5分4、設(shè)置犯規(guī)電路對超時搶答的組別明喇叭示警1.2 設(shè)計要求1. 畫出電路原理圖；2. 元器件及參數(shù)選擇；3. 編寫設(shè)計報告 寫出設(shè)計的全過程，附上有關(guān)資料和圖紙，有心得體會2.單元電路的設(shè)計2.1設(shè)計思路1.基本原理（1）本題的根本任務(wù)時準(zhǔn)確的判斷出第一搶答者的信號并將其鎖存實現(xiàn)這一功能可用觸發(fā)器和鎖存器等在得到第一信號后應(yīng)立即將電路的輸入封鎖，即使其他組再次發(fā)出搶答信號也無效同時還必須注意，第一搶答信號應(yīng)該在主持人發(fā)出搶答命令之后才有效，否則應(yīng)視為提前搶答而犯規(guī)2）當(dāng)電路形成第一搶答信號之后，用編碼、譯碼及數(shù)碼顯示電路顯示出搶答者的組別，也可以用發(fā)光二級管直接指示出組別還可以用鑒別出的第一搶答信號控制一個具有兩種工作頻率的交替變化的音頻振蕩器工作，使其推動揚(yáng)聲器發(fā)出兩個笛音音響，表示該題搶答有效3）記分電路可采用兩 位七段數(shù)碼管顯示，由于每次都是加或減5 分，只要十位和個位做加/減計數(shù)即可，可采用十進(jìn)制加/減計數(shù)器完成。

2.設(shè)計框圖數(shù)字式智力競賽搶答器原理框圖接通電源后，主持人將開關(guān)撥到"清零"狀態(tài)，搶答器處于禁止?fàn)顟B(tài)，編號顯示器滅燈，定時器顯示設(shè)定時間；主持人將開關(guān)置撥至開始"狀態(tài)，宣布"開始"，搶答器工作搶答定時器30 秒倒計時，揚(yáng)聲器給出聲響提示選手在定時時間內(nèi)搶答時，搶答器完成：優(yōu)先判斷、編號鎖存、編號顯示、揚(yáng)聲器提示等功能如果再次搶答必須由主持人再次操作"清除"和"開始"狀態(tài)開關(guān)2.2 搶答開關(guān)電路設(shè)計搶答開關(guān)電路原理圖該電路完成兩個功能：一是分辨出選手按鍵的先后，并鎖存優(yōu)先搶答者的編號，同時譯碼顯示電路顯示該編號；二是禁止其他選手按鍵操作無效工作過程：開關(guān)S 置于"清零"端時，RS 觸發(fā)器的R端均為０，４個觸發(fā)器輸出置０，使74LS148 的ST ＝０，使之處于工作狀態(tài)當(dāng)開關(guān)S 置于"開始"時，搶答器處于等待工作狀態(tài)，當(dāng)有選手將鍵按下時（如按下S5）74LS148 的輸 ，經(jīng)RS 鎖存后，1Q=1,74LS148 處于工作狀態(tài)，４Q３Q２Q=101,經(jīng)譯碼顯示為"５"此外，1Ｑ＝１，使74LS148的ST ＝１，處于禁止?fàn)顟B(tài)，封鎖其他按鍵的輸入當(dāng)按鍵松開即按下時，74LS148 的= 1, 此時由于仍為１Ｑ＝１，使ST＝１，所以74LS148 仍處于禁止?fàn)顟B(tài)，確保不會出現(xiàn)二次按鍵時輸入信號，保證了搶答者的優(yōu)先性。

如有再次搶答需由主持人將Ｓ開關(guān)重新置于“清除”端，然后再進(jìn)行下一輪搶答74LS148 為８線－３線優(yōu)先編碼器，圖3 為其功能表圖3 74LS148 的功能真值表74LS48 功能說明：動態(tài)滅零輸入端RBI：低電平有效當(dāng)LT ＝1、RBI＝0、且譯碼輸入全為0 時，該位輸出不顯示，即0 字被熄滅；當(dāng)譯碼輸入不全為0 時，該位正常顯示本輸入端用于消隱無效的0如數(shù)據(jù)0736.40 可顯示為736.42.3報警電路設(shè)計時序控制電路是搶答器設(shè)計的關(guān)鍵，它要完成以下三項功能：①主持人將控制開關(guān)撥到"開始"位置時，揚(yáng)聲器發(fā)聲，搶答電路和定時電路進(jìn)入正常搶答工作狀態(tài)②當(dāng)參賽選手按動搶答鍵時，揚(yáng)聲器發(fā)聲，搶答電路和定時電路停止工作③ 當(dāng)設(shè)定的搶答時間到，無人搶答時，揚(yáng)聲器發(fā)聲，同時搶答電路和定時電路停止工作圖中，門G1 的作用是控制時鐘信號CP 的放行與禁止，門G2 的作用是控制74LS148 的輸入使能端ST 時序控制電路工作原理是：主持人控制開關(guān)從“清除”位置撥到“開始”位置時，來自圖2 中的74LS279 的輸出1Q=0，經(jīng)G3 反相， A＝1，則時鐘信號CP 能夠加到74LS192的CPD 時鐘輸入端，定時電路進(jìn)行遞減計數(shù)時。

同時，在定時時間未到時，則“定時到信號”為1，門G2的輸出ST =0，使74LS148 處于正常工作狀態(tài)，從而實現(xiàn)功能①的要求當(dāng)選手在定時時間內(nèi)按動搶答鍵時，1Q＝1，經(jīng)G3 反相， A＝0，封鎖CP 信號，定時器處于保持工作狀態(tài)；同時，門G2的輸出ST =1，74LS148 處于禁止工作狀態(tài)，從而實現(xiàn)功能②的要求當(dāng)定時時間到時，則“定時到信號”為0，ST =1，74LS148 處于禁止工作狀態(tài)，禁止選手進(jìn)行搶答同時，門G1 處于關(guān)門狀態(tài)，封鎖CP 信號，使定時電路保持00 狀態(tài)不變，從而實現(xiàn)功能③的要求集成單穩(wěn)觸發(fā)器74LS121 用于控制報警電路及發(fā)聲的時間2.4計分電路設(shè)計計分器的電路結(jié)構(gòu)圖，由兩片74LS192構(gòu)成，高位74LS192預(yù)置數(shù)為0101，次位74LS192預(yù)置數(shù)為0000，這就滿足各組顯示的初始分?jǐn)?shù)均為50分，192的預(yù)置數(shù)端（即PL端）相連由主持人控制，其余各端子均無效次192的加法輸入端與減法輸入端引出由主持人來控制加減分?jǐn)?shù)，從而實現(xiàn)了主持人對各參賽小組的分?jǐn)?shù)控制顯示分?jǐn)?shù)的電路由74LS48與數(shù)碼顯示管組成2.5主要元器件的選擇1．共陰八段數(shù)碼管13個；2．74LS48集成塊13塊；3．74LS148集成塊1塊；4．74LS192集成塊13塊；5．555定時器集成塊2塊；3. 系統(tǒng)電路總圖4. 經(jīng)驗體會本次實習(xí)有機(jī)地結(jié)合了理論與實踐，既考察了我們對理論知識的掌握情況，還反映出我們實際動手能力，更主要的是它激起我們創(chuàng)新思維，為今后的進(jìn)一步學(xué)習(xí)創(chuàng)下良好條件，為以后的就業(yè)也打下一個根基，真可謂一舉多得。

總之，在設(shè)計過程中學(xué)到了許多作為現(xiàn)代的大學(xué)生，如果僅停留在以往的層次上，是遠(yuǎn)遠(yuǎn)跟不上時代的步伐，也無法使自己立足在競爭如此激烈的社會里，通過此次實習(xí)，讓我看到了自己的水平和差距 參考資料[1] 金定洲著.《數(shù)字電子技術(shù)實驗教程》 合肥 ：安徽農(nóng)業(yè)大學(xué),2007年5月.[2] 康華光主編.電子技術(shù)基礎(chǔ) 模擬部分. 北京：高教出版社,2006.[3]閻石主編.數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ). 北京：高教出版社,2003.[4]唐治德主編《數(shù)字電子技術(shù)》科學(xué)出版社2009 年[5]彭捷華主編《電子技術(shù)課程設(shè)計指導(dǎo)》高等教育出版社2010 年12月4。