數(shù)電4人搶答器課程設(shè)計

1、四人智力競賽搶答器一、設(shè)計目的1.掌握四人智力競賽搶答器電路的設(shè)計、組裝與調(diào)試方法。2.熟悉數(shù)字集成電路的設(shè)計和使用方法。二、設(shè)計任務與要求1、設(shè)計任務設(shè)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(shè)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(shè)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

2、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。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(jié)束時，揚聲器響，音響持續(xù)1秒。參賽選手在設(shè)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

3、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、四人智力競賽搶答器電路原理及設(shè)計1、設(shè)計方案搶答器具有鎖存、定時、顯示和報警功能。即當搶答開始后，選手搶答按動按鈕，鎖存器鎖存相應的選手編碼，同時用led數(shù)碼管把選手的編碼顯示出來，并且開始搶答時間的倒計時，同時用led數(shù)碼管把選手的所剩搶答時間顯示出來。而在選手按鍵搶答以及搶答時間倒計時到時的時候都有報警以提醒主持人和選手。搶答時間設(shè)定9秒，報警響聲持續(xù)1秒。接通電源后，主持人將開關(guān)撥到“清除”狀態(tài)，搶答器處于禁止狀態(tài)，編號顯示器滅燈，定時器顯示

4、設(shè)定時間；主持人將開關(guān)置“開始”狀態(tài)，宣布“開始”搶答器工作。定時器倒計時，揚聲器給出聲響提示。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、揚聲器提示。當一輪搶答之后，定時器停止、禁止二次搶答、定時器顯示剩余時間。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、系統(tǒng)框圖 當主持人宣布開始，定時電路開始秒脈沖電路的作用而進行倒記時，并通過譯碼器在顯示器中顯示。報警電路給出聲音提示。當選手首先按某一開關(guān)鍵時，可通過觸發(fā)鎖存電路被觸發(fā)并鎖存，在輸出端產(chǎn)生相應的開關(guān)電平信息，同時為防止其它開關(guān)隨后觸發(fā)而產(chǎn)生紊亂，最先產(chǎn)生的輸出電平變化又反過來將觸發(fā)電路鎖定。然后在

5、譯碼器中譯碼，將觸發(fā)器輸出的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為數(shù)碼管需要的邏輯狀態(tài)。最后在顯示電路中顯示出所按鍵選手的號碼。若有多個開關(guān)同時按下時，則在它們之間存在著隨機競爭的問題，結(jié)果可能是它們中的任一個產(chǎn)生有效輸出。如圖1.搶答按鈕觸發(fā)器鎖存電路譯碼電路主持人控制開關(guān)控制電路報警電路秒脈沖產(chǎn)生電路定時電路譯碼電路顯示電路顯示電路 圖1系統(tǒng)框圖3、方案比較方案1：采用cd4511芯片作為搶答信號的觸發(fā)、鎖存和譯碼輸出。這樣雖然比較簡便，但實際在實現(xiàn)鎖存功能時比較繁瑣難實現(xiàn)。方案2：采用d觸發(fā)器和譯碼器來完成搶答部分。雖然元件較多，但在實現(xiàn)鎖存功能時可以簡單的實現(xiàn)。經(jīng)過對比兩方案的優(yōu)缺點，決定采用搶答信號鎖存簡單實現(xiàn)

6、的方案2。然后利用軟件multisim來進行仿真調(diào)試，再進行逐步改進。4、單元電路設(shè)計及元器件選擇（1）搶答電路 電路如圖2所示。該電路完成兩個功能：一是分辨出選手按鍵的先后，并鎖定74ls175的功能真值表即優(yōu)先搶答者的編號，同時譯碼顯示電路顯示選手編號；二是要使其他選手隨后的按鍵操作無效。 圖2 搶答電路其工作原理為：當主持人控制開關(guān)處于“清除”時，d觸發(fā)器的清零端為低電平，使d觸發(fā)器被強制清零，輸入的搶答信號無效。當主持人將開關(guān)撥到“開始”時，d觸發(fā)器q非端前一狀態(tài)為高電平，四個q非端與在一起為高電平，再和搶答按鍵信號和借位信號與在一起給d觸發(fā)器的脈沖端，當沒人搶答時，搶答信號為低電平，

7、與門u11輸出端為低電平給d觸發(fā)器脈沖端，當一有人搶答時，搶答信號為高電平，并和u2的輸出信號和借位信號與在一起，使得u11輸出端為高電平給d觸發(fā)器，于是d觸發(fā)器就有一個上升沿，使得搶答信號經(jīng)d觸發(fā)器觸發(fā)鎖存再經(jīng)過譯碼器74ls48譯碼，把相應的信號顯示在數(shù)碼管上。另外，當選手松開按鍵后，d觸發(fā)器的q非前一狀態(tài)為低電平，與在一起后給與門u11,使得u11的輸出端為低電平給d觸發(fā)器，則d觸發(fā)器的脈沖輸入端恢復原來狀態(tài)，從而使得其他選手按鍵的輸入信號不會被接收。這就保證了搶答者的優(yōu)先性及搶答電路的準確性。當選手回答完畢，主持人控制開關(guān)s是搶答電路復位，以便進行下一輪搶答。 （2）定時電路 節(jié)目主持

8、人通過按復位鍵來進行搶答倒計時。如圖3。定時9秒，把74ls192對應的9，10，1，15四個端子預置為“1001”。計數(shù)器的時鐘脈沖由秒脈沖電路555提供。當復位開關(guān)按下時，給74ls192一個低電平，從而開始倒計時，每來一個脈沖信號進行減計數(shù)一次。當有選手搶答或借位信號時，就使得74ls192的輸入脈沖變成低電平，從而實現(xiàn)倒計時的停止。再按復位鍵時，再一次倒計時。圖3 定時電路（3）報警電路由74ls121和蜂鳴器構(gòu)成的報警電路，但仿真中沒有74ls121，因此用功能相同的monostable virtual（后文簡稱a1）來代替仿真，如圖4所示。其中a1的脈沖輸入端是由復位信號和q非的與

9、信號和借位信號與在一起來提供的。當其中一個信號為低電平時，使得a1得到一個下降沿脈沖，從而使a1的q端輸出一個寬度為一秒的高電平，那么蜂鳴器就會響一秒。反之，電路停振，蜂鳴器不響。 圖4 報警電路（4）時序控制電路 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，揚聲器發(fā)聲，搶答電路和定時電路進入正常搶答工作狀態(tài)。 圖5 搶答與定時時序控制電路2）當參賽選手按動搶答鍵時，揚聲器發(fā)聲，搶答電路和定時電路停止工作。 3）當設(shè)定的搶答時間到，無人搶答時，揚聲器發(fā)聲，同時搶答電路和定時電路停止工作。 根據(jù)上面的功能要求，設(shè)計的時序控制電路如圖5所示。 圖

10、5中，u2與門74ls21作為搶答的控制信號；u12與門74ls11和u13與門74ls21的作用是控制時鐘信號cp的放行與禁止；u11與門74ls11的作用是控制74ls175的輸人脈端，u10的作用是控制74ls121的輸入脈沖端。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，74ls175的輸出 q！=1，u2輸出為1，借位信號為1，則u12輸出為1，使u13輸出為1，則時鐘信號cp能夠加到74ls192的時鐘輸入端，定時電路進行遞減計時。同時，在定時時間未到時，則“定時到信號”為1，u11和u13的輸出為1，使 74ls175和74ls192處于正常工作狀態(tài)，從而實現(xiàn)功能

11、（1）的要求。當選手在定時時間內(nèi)按動搶答鍵時，q！0，u2輸出為0，封鎖 cp信號，則u12輸出為0，使u13輸出為0，定時器停止倒計時處于保持工作狀態(tài)；同時,u11的輸出為1使d觸發(fā)器觸發(fā)而輸出信號 ，也使u10輸出為0，給了74ls121一個上升沿，使74ls121處于工作狀態(tài)給蜂鳴器一個一秒的高電平，從而實現(xiàn)功能（2）的要求。當定時時間到時，則“定時到信號”為0，u10輸出為0，有給了74ls121一個下降沿，使 74ls121處于工作狀態(tài)給蜂鳴器一個一秒的高電平，禁止選手進行搶答。同時，u13輸出為0，封鎖 cp信號，使定時電路保持0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7

12、4ls121用于控制報警電路及發(fā)聲的時間。 （5）元器件列表 表1 序號 器件名稱 數(shù)量 備注 1 74ls175 1 d觸發(fā)器2 74ls192 1 同步減法計數(shù)器3 555定時器 1 連接成多諧振蕩與秒時鐘脈沖4 74ls21 1 四腳與門5 74ls11 1 三腳門6 74ls48 2 譯碼器7 74ls121 1 單穩(wěn)態(tài)振蕩器8 開關(guān)按紐s 5 9 揚聲器 1 10 bcd七段顯示器 2共陰極11電容 312電阻 913二極管65、四路搶答器總電路圖 圖6 總電路圖四、成品調(diào)試把電路焊好后，首先是對照電路圖逐一檢查電路有沒有漏焊，經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)有幾個管腳沒接，于是細心地接上。然后用萬用表逐

13、一檢查有沒有虛焊或線路斷路或線路短路，但沒發(fā)現(xiàn)有虛焊等問題。下一步就接通電源調(diào)試，但電路完全沒反應，然后用電源逐個模塊進行檢查，發(fā)現(xiàn)有些管腳還沒接上，于是在對照電路圖細心地檢查，改進后再進行接電調(diào)試，先測試脈沖的輸出，正常，如圖9和圖10。但下一步發(fā)現(xiàn)倒計時是從“6”開始，然后查找74ls192的相關(guān)資料才知道其輸出端不只是數(shù)字“9”才有“1001”出現(xiàn)，在“6”的時候也是這樣（我把“1001”兩邊的“1”用或門或在一起作為反饋信號），所以修改電路圖把74ls192的反饋信號改接到其借位信號輸出端，再進行調(diào)試，這次欣喜地發(fā)現(xiàn)功能已經(jīng)實現(xiàn)了，最后完善一下電路，宣告成品大功告成。 圖9 555輸出

14、脈沖 圖10 74ls121輸出脈沖五、設(shè)計過程中的問題和解決辦法（1）在設(shè)計方案時，遇到了信號不能鎖存的問題。經(jīng)過查找資料，了解如何通過d觸發(fā)器的輸出信號來反饋回d觸發(fā)器的脈沖端來進行鎖存。（2）在仿真時遇到了555不能仿真和沒仿真元件74ls121的問題。通過翻閱書本了解555如何準確使用和上網(wǎng)搜索74ls121的代替元件來解決。（3）當焊完電路調(diào)試時，數(shù)碼管沒顯示。于是對照電路圖來逐一檢查，發(fā)現(xiàn)有些管腳沒接上。例如數(shù)碼管的接地端沒接地、74ls192的clr腳沒接地等等。六、設(shè)計成品的優(yōu)點與不足優(yōu)點：元器件較少，功能滿足要求不足：（1）在設(shè)計時，用了d觸發(fā)器來進行搶答信號的篩選和鎖存，在

15、同時按下s0和s1時（其同時按下的幾率較小，其可精確到微秒甚至納秒級，但情況還是會存在的）會顯示“3”，而按s2時也會顯示“3”，所以顯示“3”的幾率大一點，但幾率很小。改良：可改用編碼器和鎖存器來代替d觸發(fā)器。（2）電路跳線較多，使得電路板外觀不好。改良：焊線路前應細心考慮元件的排布和線路的連接。七、心得體會 這一課程設(shè)計使我們將課堂上的理論知識有了進步的了解，并增強了對數(shù)字電子技術(shù)這門課程的興趣。了解了更多電子元件的工作原理，如：74ls121、74ls48、74ls192等。但同時也暴露出我在知識上掌握不足等缺點。其次在此次設(shè)計過程中由于我們頻繁的使用一電子設(shè)計軟件如：multisim等

16、，因此使我熟悉了軟件的使用，同時在電腦的電子設(shè)計和繪圖操作上有了進一步提高。加上在設(shè)計過程中遇到了一些問題，使得我得查找相關(guān)資料，從而增長知識的同時增強解決問題和動手的能力，鍛煉我做事細心、用心、耐心的能耐。這一課程設(shè)計，使我向更高的精神和知識層次邁向一大步。所以在以后的學習生活中，我會努力學習，培養(yǎng)自己獨立思考的能力，積極參加多種設(shè)計活動，培養(yǎng)自己的綜合能力，從而使得自己成為一個有綜合能力的人才而更加適應社會。四人智力競賽搶答器課程設(shè)計報告一、設(shè)計題目題目：四人智力競賽搶答器二、設(shè)計任務和要求1）設(shè)計任務設(shè)計一臺可供4名選手參加比賽的智力競賽搶答器。 用數(shù)字顯示搶答倒計時間，由“9”倒計到“

17、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(shè)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(shè)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。當主持人按下開始按鈕后，定時器開始

18、倒計時，定時顯示器顯示倒計時間，若無人搶答，倒計時結(jié)束時，揚聲器響，音響持續(xù)1秒。參賽選手在設(shè)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、原理電路設(shè)計：1、方案比較；方案一：搶答電路：使用74ls175作為鎖存電路，當有人搶答時，

19、 利用鎖存器的輸出信號號將時鐘脈沖置零，74ls175立即被鎖存，同時蜂鳴器鳴叫1s，這時搶答無效，使用74ls148作為編碼器，對輸入的型號進行編碼，輸出4位的bcd碼，再將這四位的bcd碼輸入共陰數(shù)碼管里顯示出搶答者的編號。主持人電路：；利用74ls190計數(shù)器作為倒計時的芯片，當主持人按下?lián)尨鸢粹o時，74ls190被置九，同時將顯示上次搶到題目的選手編號的數(shù)碼管清零，并開始倒計時，并通過74ls48編碼器將即時時間進行編碼，并送到7段共陰數(shù)碼管，顯示此時的時間。假如在9秒內(nèi)有人搶答，則計數(shù)器停止倒計時，將鎖存器鎖存，禁止選手搶答，蜂鳴器鳴叫一秒，停止倒計時。方案二：鎖存電路采用cd404

20、2來觸發(fā)，如果用cd4042，則可以用低電平觸發(fā)，當有人搶答時， 利用鎖存器的輸出信號號將時鐘脈沖置零，cd4042 立即被鎖存，同時蜂鳴器鳴叫1s，這時搶答無效。此外當?shù)褂嫊r到0時，利用借位端來將鎖存器的信號置零。而不是像方案一那樣使用max/min端。對以上兩個方案進行比較可以發(fā)現(xiàn)，兩個方案均能理論上實現(xiàn)電路的功能，但是從實際情況看，cd4042比較少見，很難買到這個芯片，而74ls175則很常見，比較容易買到。而在實際情況中，雖然74ls190的max/min端和同樣是借位端，當時只有半個周期的變化，并不能將時鐘信號置零，而max/min有一個周期的變化，所以用max/min比較合適。宗

21、上所述，選擇第一個方案比較合理。2、電路流程圖；鎖存器電路編碼器電路譯碼器電路數(shù)碼管顯示倒計時電路編碼器電路數(shù)碼管顯示1khz脈沖電路1hz脈沖電路單穩(wěn)態(tài)電路蜂鳴器電路門單元電路選手搶答主持人按鈕整個電路如上圖所示，主要分為兩部分，一個是倒計時部分，一個是搶答電路，其中搶答器電路由鎖存器電路，編碼器電路，譯碼器電路，數(shù)碼管顯示電路組成，其中鎖存器電路可用1khz脈沖電路作為其時鐘端輸入脈沖，倒計時電路由倒計時芯片，編碼器電路路，數(shù)碼管顯示電路，倒計時采樣1hz的脈沖作為時鐘信號輸入端。單穩(wěn)態(tài)電路可以控制蜂鳴器鳴叫的時間，按要求可設(shè)置為1秒鐘。3、單元電路設(shè)計；（1）、鎖存器電路的設(shè)計鎖存器電路

22、采用以74ls175為中心的鎖存器系統(tǒng)，當4個搶答輸入端中出現(xiàn)低電平輸入時信號時，鎖存器立即鎖存，禁止搶答，其原本為4個高電平的輸出端也變成3高一低，可以利用一個4輸入與非門將其與非，再接一個非門后，可以與74ls175的時鐘信號相與非，使得clk端的輸入信號為底電平，從而阻止其余選手的搶答，從而達到鎖存的目的74ls175的真值表如下：鎖存器的單元電路設(shè)計如下：（2）、編碼器電路的設(shè)計編碼器采樣74ls148作為編碼芯片，將輸入的信號進行編碼，然后輸出2二進制碼，由于74ls175為優(yōu)先編碼其，故需要將其未用到的高優(yōu)先級的端和74ls175的輸出的4與非端進行連接，避免在無人搶答時輸出型號。

23、74ls148的真值表如右圖：編碼器電路如下：（3）、譯碼器電路和數(shù)碼管顯示電路的設(shè)計搶答部分和倒計時部分的譯碼器均采用74ls48芯片，而數(shù)碼管則選擇與之相對應的7段共陰數(shù)碼管搭配，為避免電路過小，可在譯碼器與數(shù)碼管間接上拉電阻以增大電流，上拉電阻選用1k的9針排阻。譯碼器電路和數(shù)碼管顯示電路設(shè)計如下：74ls48的真值表如下：（4）、倒計時電路的設(shè)計倒計時電路采用74ls190作為倒計時芯片，并將其輸入端置九，clk信號輸入端采樣1hz的信號輸入，同時可利用其借位輸出端maxmin來控制搶答端，并且可以讓電路在到零時保持。74ls190真值表如下：倒計時單元電路如下：（5）、時鐘電路的設(shè)計

24、在本電路中需要兩種時鐘脈沖，一種是給74ls175提供的1khz脈沖信號，另一種是給倒計時電路74ls190提供的1hz，根據(jù)555多諧振蕩器的頻率計算公式：可以求得1hz的電路電阻均取47k，電容取10uf，而1khz電路的電阻取4.7k，電容取0.1uf。（6）、單穩(wěn)態(tài)電路及蜂鳴器的設(shè)計為保證蜂鳴器鳴叫時間為一秒，可以使用單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)電路來實現(xiàn)，單穩(wěn)態(tài)電路的芯片可以選擇74ls123。根據(jù)74ls123的暫穩(wěn)態(tài)計算公式：我們可以選擇r為36k，c為100uf，則在誤差許可范圍內(nèi)，鳴叫時間大約是1秒。74ls123的真值表如下：蜂鳴器采用有源蜂鳴器，為避免單穩(wěn)態(tài)電路輸出端電流不足，可以使用一個

25、npn三極管來驅(qū)動蜂鳴器鳴叫。單穩(wěn)態(tài)電路及蜂鳴器電路如下：4、電路工作原理;搶答電路：使用74ls175作為鎖存電路，當有人搶答時， 利用鎖存器的輸出信號號將時鐘脈沖置零，74ls175立即被鎖存，同時蜂鳴器鳴叫1s，這時搶答無效，使用74ls148作為編碼器，對輸入的型號進行編碼，輸出4位的bcd碼，再將這四位的bcd碼輸入共陰數(shù)碼管里顯示出搶答者的編號。主持人電路：；利用74ls190計數(shù)器作為倒計時的芯片，當主持人按下?lián)尨鸢粹o時，74ls190被置九，同時將顯示上次搶到題目的選手編號的數(shù)碼管清零，并開始倒計時，并通過74ls48編碼器將即時時間進行編碼，并送到7段共陰數(shù)碼管，顯示此時的時

26、間。假如在9秒內(nèi)有人搶答，則計數(shù)器停止倒計時，將鎖存器鎖存，禁止選手搶答，蜂鳴器鳴叫一秒，停止倒計時。5、整體電路。（具體清晰電路請詳見附件）電路元件清單：名稱及標號型號及大小封裝形式數(shù)量鎖存器74ls175dip161個編碼器74ls148dip161個譯碼器74ls48dip162個計數(shù)器74ls190dip161個4與非門74ls20dip142個2與非門74ls00dip141個非門74ls04dip141個556ne556ndip141個單穩(wěn)觸發(fā)器74ls123dip141個復位開關(guān)sw-pbsw-pb5個電阻200axial-0.35個47kaxial-0.32個35kaxial-

27、0.31個4.7kaxial-0.32個10kaxial-0.31個10axial-0.31個電容100ufrb.3/.61個10ufrb.2/.4一個104rad-0.21個103rad-0.12個九針排阻1ksip92個7段共陰數(shù)碼管2個npn三極管8050t092-a2個蜂鳴器1個四、電路和程序調(diào)試過程與結(jié)果：先按照設(shè)計圖各個單元電路進行仿真，并對各個電路的性能及波形進行測試，發(fā)現(xiàn)電路的缺點和不足之處，例如74ls190的借位輸出端端雖然在倒計時到0時有低電平出現(xiàn)，但是時間只有半個周期，無法與信號與非，故不能用來和鎖存觸發(fā)器，必須用maxmin代替。當調(diào)試好各個單元電路時，對各個電路進行

28、連接組裝，連接好后對電路總的性能進行調(diào)試，看各部分的功能能達到要求。本電路在連接后，經(jīng)測試，各部分的功能均能實現(xiàn)，顯示正確五、總結(jié)本電路使用了鎖存器，編碼器，譯碼器數(shù)碼管等構(gòu)成倒計時電路使用了74ls190等電路實現(xiàn)倒計時，并利用使能端及門電路，實現(xiàn)各項鎖存，鳴叫，清零等功能，總結(jié)如下：優(yōu)點：電路功能原理清晰，各項功能均達到了要求，顯示準確，反應靈敏，無競爭冒險現(xiàn)象，基本滿足了普通競賽的搶答要求。缺點：如果長按住按鈕不放，主持人清零后將能獲得搶答權(quán)，且由于編碼器電路是優(yōu)先編碼器，所以如果兩人搶答時間間隔在1ms以內(nèi)，將出現(xiàn)編號靠前的選手獲得搶答權(quán)的情況。改進：可以更改促發(fā)器的類型，如使用jk觸

29、發(fā)器代替，則長按無效，或者在搶答端添加一個發(fā)光二極管，當有人作弊，二極管就會亮，從而阻止選手長按按鈕的缺陷。心得體會：通過這次課程設(shè)計，我對于數(shù)字電路知識有了更深的了解，尤其是對數(shù)字邏輯芯片的性能和使用方面的知識有了進一步的研究。同時實物的制作也提升了我的動手能力，實踐能力得到了一定的鍛煉，加深了我對數(shù)字電路設(shè)計方面的興趣。理論與實踐得到了很好的結(jié)合。一，搶答器介紹：搶答器適用于各類知識競賽，文娛綜藝節(jié)目，尤其是各類知識競賽，除了了可以把各搶答組號，違例組號，搶答規(guī)定時限，大體時間倒計時等在儀器等在儀器面板上顯示外，還可以接大屏幕顯示屏顯給觀眾，既可以活躍現(xiàn)場氣氛，又便于監(jiān)督，做到公平競爭。例

30、如：三星智力快車等大家耳熟能詳?shù)墓?jié)目。二，功能要求：（1） 本例中的搶答器最多可供4名參賽選手使用，編號為14號，各隊分別用一個按鈕（分別為s1s4）控制，并設(shè)置一個由主持人控制的系統(tǒng)清零，加分控制開關(guān)s，倒計時開關(guān)。（2） 搶答器具有數(shù)據(jù)鎖存功能，并將鎖存數(shù)據(jù)用led數(shù)碼管顯示出來，同時蜂鳴器發(fā)出聲響，主持人清零后，聲音提示停止。（3） 搶答器先后的分辨率為1ms.（4） 開關(guān)s作為清零及搶答器控制開關(guān)，當開關(guān)s被按下時，搶答電路清零，松開后則允許搶答。輸入搶答信號由搶答按鈕開關(guān)s1s4實現(xiàn)。（5） 有搶答器信號輸入（開關(guān)s1s4中任意一個開關(guān)被按下）時，顯示出對應的組別號碼，此時再按下其他

31、任何一個開關(guān)無效，指示燈依舊“保持”第一開關(guān)按下時所對應的狀態(tài)不變。（6） 加分電路由主持人控制，每次加分為一分，如果一人答錯，則由剩下的人再搶答，直至回答正確為止，倒計時電路是20秒倒計時電路。三，總電路：四，使用說明：在總電路中，為了方便看圖，我只畫出了一號的號碼顯示電路，計分電路，聲音發(fā)生電路。二號，三號，四號，可以同理畫出。keya, keyb, keyc, keyd分別表示四個選手臺上的搶答按鈕，keye表示由主持人控制的清零按鈕。x9為號碼顯示電路，x6為聲音發(fā)生電路。在x1的下面是計分電路，四個按鈕也是由主持人控制的，每按下一次加一分。最下面是倒計時電路。游戲規(guī)則是：主持人說出題

32、目后，按下倒計時電路，四位選手搶答，當某位選手按下按鈕，其前面的燈亮起，并發(fā)出報警聲，松開開關(guān)報警聲停止，但燈繼續(xù)亮著。選手要在規(guī)定時間內(nèi)回答出答案，當回答完畢后，主持人按下keye，清零，燈滅。五，各部分電路具體分析：a:20秒倒計時電路本電路用二片74169可逆計數(shù)器級聯(lián)而成，通過abcd引腳可以設(shè)定幾秒計時，再通過數(shù)碼顯示管顯示出數(shù)字。當qa,qb,qc,qd都為0時，計數(shù)器重置再次進行計數(shù)。b：聲音發(fā)生電路當開關(guān)不閉合時，555電路不起振，沒有矩形波產(chǎn)生，揚聲器不發(fā)聲；當開關(guān)閉合時，555電路rst端口處于高電平，555電路起振，產(chǎn)生矩形波，揚聲器發(fā)聲，修改u11的頻率可以改變矩形波的

33、頻率，聽到的聲音會不一樣。c：四位搶答器數(shù)顯搶答器由觸發(fā)器，顯示譯碼器，清零電路等組成，用二級管顯示搶答器燈的亮滅，有人搶答后控制d觸發(fā)器時鐘信號自動閉鎖其他人的信號傳送，使其他組再按開關(guān)時失去作用。不同的組對應燈的顏色，按下按鈕則對應的燈亮起。d：選手號碼顯示電路74192的預置數(shù)控制端實現(xiàn)預置數(shù)。e：選手計分電路用二片74161實現(xiàn)從099的計數(shù)功能。六：問題做課程設(shè)計時，對芯片的功能大多忘了，因為分了好多模塊，單個模塊仿真時沒問題，但是放在一起仿真時就有問題了，就說那個倒計時電路，在一起仿真時，開關(guān)閉合后，數(shù)字顯示不能自動倒計時，查了書，自己摸索，然后發(fā)現(xiàn)這個跟頻率有關(guān)，頻率高是計數(shù)器能

34、自動計數(shù)，當頻率低時，只有當開關(guān)閉合一次，數(shù)字才跳轉(zhuǎn)一次。七：設(shè)計感想這次課程設(shè)計歷時一個月，通過運用eda設(shè)計四路搶答器程設(shè)計，發(fā)現(xiàn)自己的很多不足，自己知識的很多漏洞，看到了自己的實踐經(jīng)驗還是比較缺乏，理論聯(lián)系實際的能力還急需提高。在這個過程中，我也曾經(jīng)因為實踐經(jīng)驗的缺乏失落過，也曾經(jīng)仿真成功而熱情高漲。生活就是這樣，汗水預示著結(jié)果也見證著收獲。勞動是人類生存生活永恒不變的話題。雖然這只是一次的極簡單的課程制作（四路搶答器），可是平心而論，也耗費了我不少的時間和精力，通過這次課程設(shè)計，我想說：為完成這次課程設(shè)計我確實很辛苦，但苦中仍有樂。當我遇到不會的時候就查書，詢問同學，一起討論，最終把問

35、題解決。這個是最重要的。當我制作成功的時候，當我連好線，按下按鈕，led亮了起來，喇叭響起的是我一生以來最好聽的聲音，我的心中就不免興奮，不免激動。以前種種艱辛這時就變成了最甜美的回憶！ 對我而言，知識上的收獲重要，精神上的豐收更加可喜。讓我知道了學無止境的道理。我們每一個人永遠不能滿足于現(xiàn)有的成就，人生就像在爬山，一座山峰的后面還有更高的山峰在等著你。挫折是一份財富，經(jīng)歷是一份擁有。這次課程設(shè)計必將成為我人生旅途上一個非常美好的回憶！四人智力搶答電路一、設(shè)計任務與要求1.設(shè)計任務設(shè)計一臺可供4名選手參加比賽的智力競賽搶答器。 用數(shù)字顯示搶答倒計時間，由“9”倒計到“0”時，無人搶答，蜂鳴器鳴響。選手搶答時，數(shù)碼顯示選手組號，同時蜂鳴器鳴響，倒計時停止。2.設(shè)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(shè)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。搶答器具有定時搶答的功能。（4）當主持人按下開始按鈕后，定時器開始倒計