文档介绍：抢答器实验报告
一.   设计任务与要求
基本功能
1. 抢答器同时供8名选手或8个代表队比赛,分别用8个按钮S1 ~ S8表示。
2. 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。
3. 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,并在LED,数码管上显示,同时扬声器发出报警声响提示。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
4. 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30秒)。当主持人启动"开始"键后,定时器进行减计时。
5. 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,并保持到主持人将系统清除为止。
6. 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00。
 
二、设计原理与参考电路

     如图所示为总体方框图。其工作原理为:接通电源后,主持人将开关拨到"清除"状态,抢答器处于禁止状态,编号显示器灭灯,定时器显示设定时间;选手在定时时间内抢答时,抢答器完成:优先判断、编号锁存、编号显示、扬声器提示。当一轮抢答之后,定时器停止、禁止二次抢答、定时器显示剩余时间。如果再次抢答必须由主持人再次操作"清除"和"开始"状态开关。
                        
由于时间精力有限,只做了主体电路。

抢答器的一般构成框图如图所示。它主要由开关阵列电路、触发锁存电路、编码器、7段显示器几部分组成。下面逐一给予介绍。
(1)
开关阵列电路
该电路由多路开关所组成,每一竞赛者与一组开关相对应。开关应为常开型,当按下开关时,开关闭合;当松开开关时,开关自动弹出断开。
(2)触发锁存电路
当某一开关首先按下时,触发锁存电路被触发,在输出端产生相应的开关电平信息,同时为防止其它开关随后触发而产生紊乱,最先产生的输出电平变化又反过来将触发电路锁定。若有多个开关同时按下时,则在它们之间存在着随机竞争的问题,结果可能是它们中的任一个产生有效输出。
(3)编码器
编码器的作用是将某一开关信息转化为相应的8421BCD码,以提供数字显示电路所需要的编码输入。
(4)7段显示译码器
译码驱动电路将编码器输出的8421BCD码转换为数码管需要的逻辑状态,并且为保证数码管正常工作提供足够的工作电流。
(5)数码显示器
数码管通常有发光二极管(LED)数码管和液晶(LCD)数码管。
电路如图:(由于成本的原因,74HC148改为74HC147,74LS247改为74HC4511)
三:电路分析
74HC373为8D锁存器,一开始,当所有开关均未按下时,锁存器输出全为高电平,经8输入与非门和非门后的反馈信号仍为高电平,该信号作为锁存器使能端控制信号,使锁存器处于等待接收触发输入状态;当任一开关按下时,输出信号中必有一路为低电平,则反馈信号变为低电平,锁存器刚刚接收到的开关被锁存,这时其它开关信息的输入将被封锁。由此可见,触发锁存电路具有时序电路的特征,是实现抢答器功能的关键。
74HC147H为10-4线优先(高位优先)编码器,当任意输入为低电平时,输出为相应的输入编号的
8421码(BCD码)的反码编码器实