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上传者: 涐们失去曾经 2017-10-19 评分 4.5 0 67 9 303 暂无简介 简介 举报

简介:本文档为《电子类毕业设计doc》,可适用于IT/计算机领域,主题内容包含电子类毕业设计八路抢答器的设计摘要本文介绍了一种采用数字电路制作的多功能数显抢答器它主要采用了系列的常用集成电路它除了具有基本的抢答功能之外还具有定符等。

电子类毕业设计八路抢答器的设计摘要本文介绍了一种采用数字电路制作的多功能数显抢答器它主要采用了系列的常用集成电路它除了具有基本的抢答功能之外还具有定时报警的功能和数显的功能当抢答开始后系统会自动倒计时并且时间是可以预设的期间有人抢答的话系统会停止计时如果期间没人抢答系统会有短暂的报警提示抢答结束。关键字单片机、PLC、抢答、报警、数显一、设计目的在电视和学校中我们会经常看到一些智力抢答的节目如果要是让抢答者用举手等方法主持人很容易误判会造成抢答的不公平比赛中为了准确、公正、直观地判断出第一抢答者所设计的抢答器通常由数码显示、灯光、音响等多种手段指示出第一抢答者。为了使这种不公平不发生只有靠电子产品的高准确性来保障抢答的公平性。二、方案制作抢答器可以用好多的方法可以用单片机来完成它的功能强大制作简单并且外围的元件也很少也可以用PLC来实现他的制作也是比较简单还可以用我们学过的EDA技术来制作最后也可以用数字电路来实现它的原理比较简单集成块的价格也比较便宜且很容易购买与我们学完的〈〈数字电路〉〉联系紧密能将我们所学知识用于实际对巩固所学知识有重要意义用了一些成型电路如NE标准秒脉冲电路等使总体方案易于实现。方案一〈采用数字电路〉、原理方框图定时抢答器的总体框图如图所示它由主体电路和扩展电路两部分组成。主体电路完成基本的抢答功能即开始抢答后当选手按动抢答键时能显示选手的编号同时能封锁输入电路禁止其他选手抢答。扩展电路完成定时抢答的功能。图图所示的定时抢答器的工作过程是:接通电源时节目主持人将开关置于“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“抢答开始”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倒计时。当定时时间到却没有选手抢答时系统报警并封锁输入电路禁止选手超时后抢答。当选手在定时时间内按动抢答键时抢答器要完成以下四项工作:优先编码电路立即分辨出抢答者的编号并由锁存器进行锁存然后由译码显示电路显示编号扬声器发出短暂声响提醒节目主持人注意控制电路要对输入编码电路进行封锁避免其他选手再次进行抢答控制电路要使定时器停止工作时间显示器上显示剩余的抢答时间并保持到主持人将系统清零为止。当选手将问题回答完毕主持人操作控制开关使系统回复到禁止工作状态以便进行下一轮抢答。方案二〈采用单片机〉、原理方框图此电路完成的功能如图所示当主持人宣布抢答开始的时候按下开始按钮此时电路进入抢答状态选手的输入采用了扫描式的输入之后把相应的信息送往单片机再由单片机输出到显示输出电路中。此时有人第一按下相应的抢答按钮经过单片机的控制选择在八段显示器上显示相应的号码并锁存同时禁止其他按钮的输入。(图)方案三〈采用PLC〉、原理方框图此电路的功能如图所示当主持人打开启动开关后在设定时间TO内如果某组抢先按下抢答按钮则驱动音效电路发出声响指示灯LI亮并且在段数码管显示器上显示出抢答成功的组号此时电路实现互锁其他组再按下抢答按钮为无效如果在时间TO内无人应答则驱动音效电路发出声响指示灯L亮表示抢答者均放弃该题在抢答成功后主持人打开限时开关SW启动计时器在设定的时间TI内回答有效当到达设定时间TI时驱动音效电路指示灯L亮表示答题时间到。(图)三、方案选择方案比较数字电路单片机PLC制作难度低一般一般实现难度一般低低价格低一般高电路原理简单一般一般设计难度简单高一般通过上面的方案比较数字电路的制作方案比较容易实现并且在原理方面也是比较简单所以我选择采用第一种方案来完成抢答器电路。四、设计系统功能基本功能:()同时供名选手比赛分别用个按钮S~S表示。()设置一个系统清除和抢答控制开关S该开关由主持人控制。()抢答器具有锁存与显示功能。即选手按动按钮锁存相应的编号扬声器发出声响提示并在七段数码管上显示选手号码。选手抢答实行优先锁存优先抢答选手的编号一直保持到主持人将系统清除为止。扩展功能:()抢答器具有定时抢答功能且一次抢答的时间由主持人设定(如秒)。当主持人启动"开始"键后定时器进行减计时。()参赛选手在设定的时间内进行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的时间并保持到主持人将系统清除为止。在这段()如果定时时间已到无人抢答本次抢答无效系统报警并禁止抢答定时显示器上显示。五、各部分单元电路的设计(,)抢答器的主体电路设计抢答电路的功能有两个:一是能分辨出选手按键的先后并锁存优先抢答者的编号供译码显示电路用二是要使其他选手的按键操作无效。选用优先编码器和DFF锁存器可以完成上述功能其电路组成如图所示。其工作原理是:当主持人控制开关处于“清除”位置时RS触发器的端为低电平输出端(Q~Q)全部为低电平。于是LS的=显示器灭灯的选通输入端=LS处于工作状态此时锁存电路不工作。当主持人开关拨到“开始”位置时优先编码电路和锁存电路同时处于工作状态即抢答器处于等待工作状态等待输入端输入信号当有选手将键按下时(如按下S)LSl的输出==经RS锁存器后CTR=l=LS处于工作状态QQQ=经LS译码后显示器显示出“”。此外CTR=使l的端为高电平LSl处于禁止工作状态封锁了其它按键的输入。当按下的键松开后LSl的为高电平但由于CTR维持高电平不变所以LSl仍处于禁止工作状态其它按键的输入信号不会被接收。这就保证了抢答者的优先性以及抢答电路的准确性。当优先抢答者回答完问题后由主持人操作控制开关S使抢答电路复位以便进行下一轮抢答。(图)LS为线,线优先编码器表为其功能表。表LS的功能真值表(,)定时电路设计原理及设计:该部分主要由定时器秒脉冲产生电路、十进制同步加减计数器LS减法计数电路、LS译码电路和个段数码管即相关电路组成。具体电路如图所示。两块LS实现减法计数通过译码电路LS显示到数码管上其时钟信号由时钟产生电路提供。的预置数控制端实现预置数由节目主持人根据抢答题的难易程度设定一次抢答的时间通过预置时间电路对计数器进行预置如果要设置为S就可以在计数器的预置数控制端输入。时钟脉冲由秒脉冲电路提供。按键弹起后计数器开始减法计数工作并将时间显示在共阴极七段数码显示管上当有人抢答时停止计数并显示此时的倒计时时间如果没有人抢答且倒计时时间到时输出低电平到时序控制电路控制报警电路报警同时以后选手抢答无效。具体电路如图所示。(图)秒脉冲产生电路:秒脉冲由NE提供它的的端输出的脉冲的频率为结合我们的实际经验及考虑到元器件的成本我们选择的电阻值为R=KR=KC=uF代入到上式中即得即秒脉冲。(,)报警电路的设计采用定时器和三极管构成的报警电路如图所示。其中构成多谐振荡器振荡频率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当PR为低电平的时候电路停振。(图)()时序控制电路设计与门G的作用是控制时钟信号CP的放行与禁止门G的作用是控制LS的输入使能端(即图二中的端)。图的工作原理是:主持人控制开关从"清除"位置拨到"开始"位置时来自于图中的LS的输出Q,即CTR=经G反相输出为则NE产生的时钟信号CP能够加到LS的CPD时钟输入端定时电路进行递减计时。同时在定时时间未到时则"定时到信号"为门G的输出=使LS处于正常工作状态。当选手在定时时间内按动抢答按键时CTR,经G反相输出为封锁CP信号定时器处于保持工作状态同时门G的输出=LS处于禁止工作状态。当定时时间到时则"定时到信号"为ST=LS处于禁止工作状态禁止选手进行抢答。同时门G处于关门状态封锁时钟CP信号使定时电路保持状态不变此次抢答结束。(图)集成单稳态触发器LS用于控制报警电路及发声的时间(其功能表见表),具体原理如下:主要由时钟电路(用于控制报警声音频率)、蜂鸣器即相关的延时电路和控制电路组成。单稳态触发器通过信号Ys、BO、S控制报警与否和报警时间时钟电路产生脉冲时钟。在规定的时间有人抢答时Ys由跳变到有状态即Q输出暂态高电平蜂鸣器连续发声报警持续时间为=秒如果在规定时间内无人抢答BO由跳变到有状态Q输出暂态高电平蜂鸣器连续发声报警持续时间为结合图所示报警电路分析计算如下:。取C,uF,R=K,。有,秒。(原理图见图)(图)表功能表()电源电路电源电路采用三端集成线性稳压集成块LCV因为它的外围电路比较简单并且工作比较稳定很适合系列的集成块。它的稳压精度为工作电流A封装为TO(A)工作温度也很不错并且具有过温保护和短路保护最大输入电压为V能对电路的长时间工作有很大的保障。(具体电路见图)(图)六、总结毕业设计不仅是对前面所学知识的一种检验而且也是对自己能力的一种提高。下面我对整个毕业设计的过程做一下简单的总结。第一接到任务以后进行选题。选题是毕业设计的开端选择恰当的、感兴趣的题目这对于整个毕业设计是否能够顺利进行关系极大。好比走路这开始的第一步是具有决定意义的第一步迈向何方需要慎重考虑。否则就可能走许多弯路、费许多周折甚至南辕北辙难以到达目的地。因此选题时一定要考虑好了。第二题目确定后就是找资料了。查资料是做毕业设计的前期准备工作好的开端就相当于成功了一半到图书馆、书店、资料室去虽说是比较原始的方式但也有可取之处的。总之不管通过哪种方式查的资料都是有利用价值的要一一记录下来以备后用。第三通过上面的过程已经积累了不少资料对所选的题目也大概有了一些了解这一步就是在这样一个基础上综合已有的资料来更透彻的分析题目。第四有了研究方向就应该动手实现了。其实以前的三步都是为这一步作的铺垫。通过这次设计我对数字电路设计中的逻辑关系等有了一定的认识对以前学的数字电路又有了一定的新认识温习了以前学的知识就像人们常说的温故而知新嘛但在设计的过程中遇到了很多的问题有一些知识都已经不太清楚了但是通过一些资料又重新的温习了一下数字电路部分的内容。在这次毕业设计中也使我们的同学关系更进一步了同学之间互相帮助有什么不懂的大家在一起商量听听不同的看法对我们更好的理解知识所以在这里非常感谢帮助我的同学。在此要感谢我的指导老师感谢老师给我这样的机会锻炼。在整个毕业设计过程中我懂得了许多东西也培养了我独立工作的能力树立了对自己工作能力的信心相信会对今后的学习工作生活有非常重要的影响。而且大大提高了动手的能力使我充分体会到了在创造过程中的探索的艰难和成功的喜悦。虽然这个项目还不是很完善但是在设计过程中所学到的东西是这次毕业设计的最大收获和财富使我终身受益。附录(整机电路原理图)

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