智力竞赛抢答器

设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 内容与设计要求 一、设计内容： 1．设计一个可容纳8组代 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 队参赛的智力抢答器，每组设一个抢答按钮，按钮的编号与选手的编号相对应。 2. 抢答器具有第一信号鉴别及数据锁存功能。主持人将设备复位（清零）后，发出抢答指令，当第一组参赛者触动按钮时，该组指示灯亮。此后，其他组别触动按钮无效。 3. 设计一个用数码管显示1~8组中最先抢答组别的电路。 4. 抢答器具有定时30S抢答的功能，当主持人发出抢答指令后开始减计时，并用显示器显示时间。当抢答时间到，蜂鸣器鸣叫发出报警信号，并封锁输入电路，禁止选手超时抢 答。 5．设计一个犯规判别电路，并用指示灯显示。 6．设置记分显示电路，每组预置100分，答对1次加10分，答错1次减10分。 7．功能扩展（自选） 二、设计要求： 1．思路清晰，给出整体设计框图和总电路图； 2．单元电路设计，给出具体设计思路和电路； 3．写出设计 报告 软件系统测试报告下载sgs报告如何下载关于路面塌陷情况报告535n,sgs报告怎么下载竣工报告下载 ； 主要设计条件 1． 在实验楼南楼的四楼“综合实验室”和“电子实验室”调试。 2． 提供调试用实验箱和电路所需元件及芯片。 说明 书 关于书的成语关于读书的排比句社区图书漂流公约怎么写关于读书的小报汉书pdf 格式 1． 课程设计封面； 2． 任务书； 3． 说明书目录； 4． 设计总体思路，基本原理和框图（总电路图）； 5． 单元电路设计（各单元电路图）； 6． 安装、调试步骤； 7． 故障分析与电路改进； 8． 总结与体会； 9． 附录（元器件清单）； 10． 参考文献； 11．课程设计成绩评分表 进 度 安 排 第一周星期一:课题内容介绍和查找资料。 星期二:总体电路设计和分电路设计。 星期三:（电路仿真）修改 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 。 星期四: 上午：电路仿真，确定设计方案，拟订调试方案或安装电路； 下午：画出调试电路图,安装电路。 星期五整天：安装、调试电路。 第二周星期一~二: 安装、调试电路。 星期三下午：验收电路、归还器件。 星期四~五: 写设计报告，打印相关图纸。 星期五下午:带设计报告书进行答辩，整理实验室及其它事情。 参 考 文 献 1．《电子线路设计、实验、测试》（第二版） 华中理工大学出版社-------谢自美 主编 2．《新型集成电路的应用》---------电子技术基础课程设计 华中理工大学出版社 梁宗善 主编 3．《电子技术基础实验》 高等教育出版社-------------陈大钦 主编 4．《电子技术课程设计指导》 高教出版社-------------------彭介华 主编 目 录 绪论……………………………………………………………1 第1章 总体方案的设计…………………………………… 2 第2章 单元电路的设计…………………………………… 5 第3章 整体电路的设计……………………………………15 第4章 安装实物图及调试步骤……………………………16 第5章 故障分析与电路优化………………………………20 第6章 总结与体会…………………………………………21 附录(元器件清单) …………………………………………22 参考文献……………………………………………………23 电气信息学院课程设计评分表……………………………24 绪 论 随着我国经济和文化事业的迅速发展，在电视节目中经常会看到智力竞赛节目，而智力竞赛抢答器则成为此类节目中不可或缺的装置。在智力竞赛节目往往要求几组选手同时参加，这时主持人会进行一些提问，需要几组选手进行抢答，对于抢答，设定一定的时间，规定时间内要判定哪组先按键，为了公正，这就要有一种逻辑电路抢答器作为裁判员，一般抢答器由很多门电路组成，线路复杂，可靠性低，特别是抢答路数增多时，实现起来就更加困难。本文介绍了一种利用数字电路实现的抢答系统，具有很强的实用性。 本设计是利用锁存器作为逻辑记忆单元，在电路中具有记忆信号的功能；同时选择与门构成了屏蔽电路以屏蔽其他晚些产生的抢答信号。该设计采用数字逻辑单元电路设计而成，能显示计时与对应选手的编号，可手动复位；抢答时有30秒时间提示，计时结束有声音报警提示功能。 第1章 总体方案的设计 1、设计思路 此次设计是完成的是一个课容纳8组代表队的智力竞赛抢答器。按照智力竞赛抢答器的功能要求及动作过程，吧智力竞赛抢答器划分为三个单元电路模块。 抢答器电路和犯规电路模块的工作过程是：每组设一个抢答按钮，按钮的编号与选手的编号相对应。当主持人将设备复位（清零）后，当第一组参赛者触动按钮时，该组的发光二级管指示灯会亮及相对的编号会显示在数码管上。此后，其他组触动按钮无效。根据抢答电路的功能要求，我们需要用到8线-3线优先编码器（74LS148）芯片来对选手进行优先编码，用上升沿触发D触发器（74LS74）来锁存住按键选手的编号，同时将信息发送到数码显示管上，显示出抢答选手的编码，一直持续到主持人复位（清零）。犯规电路是主持人没有进行清零与发出抢答指令之前，有选手触动按钮，对应的组别的发光二极管指示灯亮，表示犯规。 30秒倒计时电路和超时报警电路模块的工作过程是：当主持人复位（清零）发出抢答指令后开始减计数，并显示在数码管上。30秒内无人抢答直至抢答时间结束，蜂鸣器发出报警信号，禁止选手超时抢答。根据30秒倒计时电路和超时报警电路的功能要求，我们需要采用2片十进制同步加/减计数器 （74LS192）进行30秒倒计时，根据集成电路的原理，给个位数显示的十进制同步加/减计数器 （74LS192）的一个秒脉冲，即可以驱动显示电路每一秒中变化一次，当然个位电路十进制同步加/减计数器 （74LS192）实行减法计数，完成十秒钟以后，此芯片的可以产生一个借位信号（低电平）来驱动控制十位的十进制同步加/减计数器 （74LS192）进行减法计数，30秒内无人抢答，蜂鸣器发出报警信号，禁止选手超时抢答。 记分电路模块的工作过程：设置记分电路时，每组预置100分，答对1次加10分，答错减10分。根据记分电路的功能要求我们同样也需要2片十进制同步加/减计数器 （74LS192）进行记分，根据集成电路原理，给两个十进制同步加/减计数器 （74LS192）一个低电平进行预置数100分，给十位数十进制同步加/减计数器（74LS192）的两个端口置低电平进行加减10分得操作。 2、总体电路框图 3、方案的选择 方案一：抢答电路中采用优先编码器74LS148编码，SR触发器进行数据锁存，用译码器74LS48译码，输送到8段数码管上显示。30秒倒计时和计分电路采用十进制同步加/减计数器74LS192和译码器74LS48进行计时和分数显示。 方案二：抢答电路中采用优先编码器74LS148编码，上升沿触发D触发器进行数据锁存，直接采用BCD数码管上显示。30秒倒计时和计分电路采用十进制同步加/减计数器74LS192和译码器74LS48进行计时和分数显示。 方案三：抢答电路中采用优先编码器74LS148编码，JK触发器进行数据锁存，直接采用BCD数码管上显示。30秒倒计时和计分电路采用十进制同步加/减计数器74LS192和译码器74LS48进行计时和分数显示。 根据电子元器件的数量和仿真电路的仿真结果，以及接线的难易程度，选择方案二。 第2章 单元电路的设计 1、抢答器电路模块芯片介绍 1.1 8线-3线优先编码器（74LS148） 8线-3线优先编码器（74LS148）引脚图 74ls148优先编码器为16脚的集成芯片，电源VCC(16) ，GND(8) ，I0—I7为输入信号，A2、A1、A0为三位二进制编码输出信号，IE是使能输入端，OE是使能输出端，GS为片优先编码输出端。当OE输入IE=1时，禁止编码、输出(反码)： A2、A1、A0为全1。当OE输入IE=0时，允许编码。 8线-3线优先编码器（74LS148）功能表: 输入 输出 EI I0 I1 I2 I3 I4 I5 I6 I7 A2 A1 A0 GS EO 1 x x x x x x x x 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 x x x x x x x 0 0 0 0 0 1 0 x x x x x x 0 1 0 0 1 1 0 0 x x x x x 0 1 1 0 1 0 1 0 0 x x x x 0 1 1 1 0 1 1 1 0 0 x x x 0 1 1 1 1 1 0 0 1 0 0 x x 0 1 1 1 1 1 1 0 1 1 0 0 x 0 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 从以上的的功能表中可以得出，当OE输入IE=0时且某一输入端有低电平输入，输出端会输出相应该输入端的代码。例如：I5=0则此时输出代码010这就是优先编码器的工作原理。 1.2 上升沿触发D触发器（74LS74） 上升沿触发D触发器（74LS74）引脚图 74LS74内含两个独立的D上升沿双D触发器，每个触发器有数据输入D，置位输入S，复位输入R,时钟输入CLK和数据输出 、 。S、R的低电平使输出预置或清除，而与其它输入端的电平无关。当S、R均无效（高电平式）时，符合建立时间要求的D数据在CP上升沿作用下传送到输出端。 上升沿触发D触发器（74LS74）功能表: 输 入 输 出 S R CLK D 0 1 × × 1 0 1 0 × × 0 1 0 0 × × 1 1 ↑ 1 1 0 1 1 ↑ 0 0 1 1 1 ↓ × 74LS74上升沿触发D触发器的动作特点是：输出端状态的转换发生在CLK的上升沿，而且触发器保存下来的所保存的状态仅仅取决于CLK上升沿到达的输入状态。假设 的初始状态为低电平，当给S、R、D高电平时，且输入一个时钟信号时，D触发器被强制翻转，使 输出变成高电平， 输出为低电平。触发器可以保持信号,同时接受反馈信号，最后还可以实现逻辑清0。 每个74LS74含两个相同的、相互独立的上升沿触发D触发器电路模块。 1.3反相器（74LS04） 反相器（74LS04）引脚图 反相器（74LS04）功能表: 1.4二输入正与门（74LS08） 二输入正与门（74LS08）引脚图 1.5四输入正与非门（74LS20） 四输入正与非门（74LS20）引脚图 2、 抢答和犯规电路 抢答电路的工作原理：主持人控制按钮处于清零时，上升沿触发D触发器的R为低电平，此时D触发器 为低电平， 为高电平，D触发器不能锁存。当主持人控制按钮处于开始状态时且发出抢答指令，第一组选手触动按钮，经优先编码器编码传送到上升沿触发D触发器进行锁存且优先编码器自身的EI端口为高电平禁止编码，再经上升沿触发D触发器传送到BCD的数码管上进行显示。第二组选手再次触动按钮时无效。犯规电路是主持人没有进行清零与发出抢答指令之前，有选手触动按钮，对应的组别的发光二极管指示灯亮，表示犯规。 3、30秒倒计时和报警电路芯片的介绍 3.1十进制同步加/减计数器（74LS192） 十进制同步加/减计数器（74LS192）引脚图 十进制同步加/减计数器（74LS192）清除端与预置端是异步的。当清除端MR为高电平时，不管时钟TCD、TCU状态如何，即可完成清除功能。。当置入控制端PL端为低电平，不管时钟CPD、CPU状态如何，输出端Q0～Q3即可预置成与数据输入端P0～P3相一致的状态。十进制同步加/减计数器（74LS192）的计数是同步的，靠CPD、CPU上升沿作用下Q0～Q3同时变化，从而消除了异步计数器中出现的计数尖峰。当进行加计数或减计数时可分别利用CPD或CPU，此时另一个时钟应为高电平。当计数上溢出时，进位输出端TCU输出一个低电平脉冲，其宽度为CPU低电平脉冲；当计数下溢时，错位输出端TCD输出一个低电平脉冲，其宽度为CPD低电平部分的低电平脉冲。把TCD和TCU分别连接后一级的CPD、CPU时，即可进行级联。 十进制同步加/减计数器（74LS192）功能表： 输入 输出 MR CPU CPD P3 P2 P1 P0 Q3 Q2 Q1 Q0 1 × × × × × × × 0 0 0 0 0 0 × × d c b a d c b a 0 1 1 × × × × 加计数 0 1 1 × × × × 减计数 3.2 二输入与非门（74LS00） 二输入与非门（74LS00）引脚图 3.3二输入正或非门（74LS02） 二输入正或非门（74LS02）引脚图 4、30秒倒计时和报警电路 30秒倒计时和报警电路的工作原理：当主持人控制按钮清零时PL端口为低电平置数30秒，控制按钮复位开始且发出抢答指令，DN端口置脉冲信号,开始倒计时并把时间显示到数码管上，当然个位电路十进制同步加/减计数器 （74LS192）实行减法计数，完成十秒钟以后，此芯片的错位输出端TCD输出一个低电平脉冲，其宽度为CPD低电平部分的低电平脉冲来驱动控制十位的十进制同步加/减计数器 （74LS192）的DN端口进行减法计数，30秒内无人抢答，蜂鸣器发出报警信号，禁止选手超时抢答。 5、记分电路 记分电路的工作原理：设置记分电路时，每组预置100分，给十进制同步加/减计数器 （74LS192）PL端口值一个低电平信号置数100，当需要给每组加减10分时，需分别给十位的十进制同步加/减计数器 （74LS192）UP端口或DN端口值一个低电平信号来进行加减分数并显示到数码管上。 第3章 整体电路的设计 总体电路 总体电路的工作原理：主持人发出强大指令，选手进行抢答，对应的编号显示数码管上，倒计时电路会处于置数状态，然后主持人根据答题的情况进行加减分数并显示到计分的数码管上。如果30秒内无人抢答，蜂鸣器发出报警信号。这一轮答题结束，主持人控制按钮清零复位，进行下一轮抢答。主持人没有清零复位，有选手提前抢答，对应的发光二极管会亮，属于犯规。 第4章 安装实物图及调试步骤 1、安装注意事项： a.检查芯片、导线、芯片插槽等的好坏。 b.在实验板上讲要用到的芯片大致上按原理图的布局一次插好。接上电源和地线。 c.按照原理图的的布局，从左到右，从上到下，将导线接好。 d.接好导线后，仔细检查，看有没有少接线，接错线或多接线。 e.拨动开关，按下按钮和脉冲，看是否工作正常。 2、实物图 抢答电路 30秒倒计时电路 计分电路 总体电路 3、调试 在通电之前必须对照原理图对线路进行详细的检查，这是非常重要的一点，如果有连接错误的地方须及时纠正。调试可以分为两大步进行： a.分块调试：将整个电路划分为抢答和犯规电路、30秒倒计时和报警电路、积分电路三个模块，先测试抢答电路，按钮处于清除端，通电后数码显示器是灭的，然后将开关拨向开始抢答，数码显示器仍是灭的，触动任意一个按钮，数码显示器会显示对应的编号，断开此按钮再触动其他任意按钮，数码显示器仍显示刚才的数字则表明抢答电路正常，按钮没有复位清零，触动其中任意按钮对应的发光二极管会亮，表示犯规电路正常；通电后30秒倒计时的两个数码显示器显示预置的时间30秒，开关从清除端拨向开始，然后显示器开始倒计时，当时间显示为00时停止计时则计时器正常，到那个30秒内无人抢答，蜂鸣器报警表示报警电路正常；通电后触动计分电路的预置1百位的按钮，数码管显示100分，触动十位的按钮对应的加减10分则计分电路正常。 b.整机联调：将整个电路连接好，接通电源，能达到预期的功能则表示整机工作正常，如果未能达到，则仍需进行检查调试。 第5章 故障分析与电路优化 在此次的课程设计中，遇到几个比较典型的问题，譬如30秒倒计时不能进行倒计时，抢答电路数码管出现乱码以及数字不能锁存。 第一次接线缺乏经验，我先把器件全部安装好以后就开始接线，由于器件安装的位置不太好，接的乱七八糟，根本看不清，掉了一根线都要找好久才知道是哪个口掉出来的，接好以后便直接测量，发现根本不行，错误也找不出在哪，只好全部拆了重新接线，30时秒倒计时在重新接第二次时，出现想要的结果。抢答电路数码管出现乱码是因为74LS148优先编码器芯片出现问题，不能有效的编码，至于数字不能锁存的问题是出现在锁存器上，首先我们采用的是上升沿触发D触发器进行数据的锁存，在proteus软件上仿真，能很好的出现我们所希望的结果，但在我们接出来的实际电路中没有锁存，经过实际的检查发现问题出现在芯片的引脚上，进行更换后正常。 优化:在电路的实际设计过程中我们首先的JK触发器来进行数据的锁存，但在仿真软件中仿真的结果不是很理想，实际的电路更不理想，然后采用上升沿触发D触发器进行替代后，结果很理想。 第6章 总结与体会 附录（元器件清单） 74LS00 1片 74LS02 1片 74LS04 1片 74LS08 2片 74LS20 1片 74LS74 2片 74LS148 1片 74LS192 4片 蜂鸣器 1个 BCD数码管 6个 参考文献 1．《电子线路设计、实验、测试》（第二版） 华中理工大学出版社-------谢自美 主编 2．《新型集成电路的应用》---------电子技术基础课程设计 华中理工大学出版社 梁宗善 主编 3．《电子技术基础实验》 高等教育出版社-------------陈大钦 主编 4．《电子技术课程设计指导》 高教出版社-------------------彭介华 主编 电气信息学院课程设计评分表 项 目 评 价 设计方案的合理性与创造性 硬件制作或软件编程完成情况* 硬件制作测试或软件调试结果* 设计说明书质量 设计图纸质量 答辩汇报的条理性和独特见解 答辩中对所提问题的回答情况 完成任务情况 独立工作能力 组织纪律性（出勤率） 综合评分 指导教师签名：________________ 日 期：________________ 注：①表中标*号项目是硬件制作或软件编程类课题必填内容； ②此表装订在课程设计说明书的最后一页。课程设计说明书装订顺序：封面、任务书、目录、正文、评分表、附件（非16K大小的图纸及程序清单）。 PAGE 22 _1385820376.unknown _1385820484.unknown _1385820955.unknown _1385820963.unknown _1385820504.unknown _1385820938.unknown _1385820449.unknown _1385820453.unknown _1385820393.unknown _1385818961.unknown _1385814637.vsd 标题 � 抢答按钮 优先编码电路 锁存电路 显示电路 犯规电路 控制电路 报警电路 记分电路 脉冲信号电路 计时电路 显示电路 总体框图 _1385818939.unknown