文档介绍：电子系统设计实习报告
4人智力竞赛抢答器
班级:电子01-1
设计者: 何玉迎王丽晖李小瑞
学号: 01044101 01044107 1044104
4人智力竞赛抢答器
指导老师:刘丽萱耿敏设计者:何玉迎李小瑞王丽晖
班级:电子01-2班
内容摘要:
该抢答器用数字显示抢答倒计时时间,由“9”倒计到“0”时,。选手抢答时,显示选手号,,倒计时停止。
该电路采用石英晶体振荡器产生频率为1Hz的脉冲信号,起振快,定时精度高,使用方便。
一、设计内容及要求:
1. 设计内容:本课题要求设计一台可供4名选手参加比赛的智力竞赛抢答器。
2. 设计要求:
4名选手编号为;1,2,3,4。各有一个抢答按钮,按钮的编号与选手的编号对应,也分别为1,2,3,4。
给主持人设置一个控制按钮,用来控制系统清零(编号显示数码管灭灯)和抢答的开始。
抢答器具有数据锁存和显示的功能。抢答开始后,若有选手按动抢答按钮,改选手编号立即锁存,并在编号显示器上显示该编号,同时扬声器给出音响提示,同时封锁输入编码电路,禁止其他选手抢答。优先抢答选手的编号一直保持到主持人将系统清零为止。
抢答器具有定时(9秒)抢答的功能。当主持人按下开始按钮后,要求定时器开始倒计时,并用定时显示器显示倒计时时间,同时扬声器发出音响,。参赛选手在设定时间(9秒)内抢答,抢答有效,扬声器发出音响,,同时定时器停止倒计时,编号显示器上显示选手的编号,定时显示器上显示剩余抢答时间,并保持到主持人将系统清零为止。
如果定时抢答时间已到,却没有选手抢答时,本次抢答无效。系统扬声器报警(),并封锁输入编码电路,禁止选手超时后抢答,时间显示器显示0。
石英晶体振荡器产生频率为1Hz的脉冲信号,作为定时计数器的CP信号。
二、电路工作原理:
电路由脉冲产生电路,锁存电路,编码及译码显示电路,倒计时电路和音响产生电路组成。当有选手抢答时,首先锁存,阻止其他选手抢答,然后编码,再经4线7段译码器将数字显示在显示器上同时音响产生。主持人开始时,倒计时电路启动由9计到0,如有选手抢答,倒计时停止。
三、选定系统设计方案,画出系统框图
4人智力竞赛抢答器系统框图如下所示

振荡器

译码器
计时器
显示器
主持人

扬声器

编码转换电路
译码器
锁存器
显示器

扬声器
选手

四、单元电路设计参数计算及元器件选择
1. 以锁存器为中心的编码显示电路。此电路是以四D触发器74LS175为中心的编码锁存系统,编码器的作用是把锁存器的输出转化成8421BCD码,进而送给7段显示译码器。其真值表为:

锁存器输出
编码器输出
Q4
Q3
Q2
Q1
D
C
B
A
0
0
0
1
0
0
0
1
0
0
1
0
0
0
1
0
0
1
0
0
0
0
1
1
1
0
0
0
0
1
0
0
由真值表可得出 A= Q4 Q3 Q2 Q1+Q4 Q3 Q2 Q1 ,B= Q4 Q3 Q2 Q1+Q4 Q3 Q2 Q1

C=Q4Q3 Q2 Q1, D=0
无人抢答时,输出为零,有人抢答时,D触发器将数据送出同时封锁触发器脉冲,使其他人不能抢答,送出数据经编码器成为8421BCD码,送到七段显示器上,显示抢答选手的号码。该部分电路如下图所示
如图所示,当无人抢答时,4个D触发器的输出Q “与”在一起,为“1”,使脉冲能够进入触发器,有一人抢答时,与门中有一个变为“0”,使脉冲不能进入触发器,从而防止其他人抢答,而显示器上只显示先抢答人的编号。
:该电路是由555定时器构成的多谐振荡器,使其产生需要的方波作为触发器和计数器的CP脉冲,由于电路对脉冲的精确度要求不是很高而晶体振荡需要分频,所以采用555定时器构成的多谐振荡器,电路及波形如下图所示:

:该电路使用了十进制同步减计数器74LS190,主持人宣布开始时,按下按钮,同时使计数器置数为“9”,并在脉冲作用下开始倒计时并在显示器上显示,到零时停止。电路图如下所示:
如图所示,当倒计时输出不为零时,“或”门输出为“1”,与脉冲同时输入到“与”门中,使脉冲可以送给计数器,当计数器输出为零时,“或”门输出为“0”,使脉冲不能输入到计数器中,从而使计数器停在“0”。
:它是由集成单稳态触发器74LS121构成一个在下降沿出发的触发器,再接入蜂鸣器,根据74LS121产生的脉冲宽度t=,使得蜂鸣器的鸣叫