文档介绍：学生课程设计报告课程名称:电工与电子课程设计院别: 机电学院专业:机械设计制造及其自动化班级: 09机械本姓名: 学号: 2009094443010指导教师: 姚屏目录设计任务及主要技术指标和要求… …… 2・7抢答总体电路设计元器件清单心得体会参考文献一、设计任务及主要技术指标和要求1、基本功能(1) ・设计一个智力竞赛抢答器,可同时供8名选手或8个代表队比赛,他们的编号是0、1、2、3、4、5、6、7,各用一个抢答按钮,按钮的编号与选手的编号相对应,分别用8个按钮SO'S7表示。(2) •给节FI主持人设置一个控制开关,用来控制系统的清零(编号显示数码管灭灯)和抢答的开始。(3) .抢答器具有锁存与显示功能。抢答开始后,若有选手按动按钮,编号立即锁存,并在LED数码管上显示岀选手的编号,同时扬声器发出报警声响提示。此夕卜,要封锁输入电路,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除为止。(4) 设计为抢答电路供电的电源,电源技术指标为:输入交流电220v,输出直流电压5v,输出电流1A。输入电压在220v±下波动10%时,输出电压相对变化量小于2%,输出电阻R<,输出最大纹波电压小于1OmVo2、拓展功能(选做)(1) 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,同时扬声器发出短暂的声响,。(2) 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(3) 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、八路抢答器各部分的设计及其原理此次设计的八路定时抢答器有两种设计方案,第一种方案的总体框图如图1」所示图1・1方案一的总体设计框图其原理是:主持人按动开始抢答的开关后,最先抢答的选手的电平信号先经过优先编码器,再依次经过数据锁存器,此时己经限制了其他选手的抢答,信号再经过译码器和七段数码显示器,将最先抢答的该选手的编号显示出来,并同时产生报警信号,到此完成的是抢答功能;如果没有人抢答,30秒减计数器减到00吋也会发岀报警信号,此是完成计吋功能。这种方案原理比较简单,但组装电路比较麻烦,控制电路部分要用儿种芯片,相对繁琐。第二种方案的总体框图如图2所示:该方案是将抢答按钮先直接与锁存器而不是优先编码器和连,将最先抢答的选手的编号锁定,再依次经过优先编码器、译码器和七段显示器,最后显示的是抢答选手的编号,经过优先编码器后的信号到单稳态触发器,单稳态触发器乂与报警电路直接连接,所以显示编号的同时可以发出报警信号。另外由主持人控制开关和其他部分电路通过门电路实现对抢答电路、定时电路和报警部分电路的控制。,第二种方案更好些。它的优点表现在以下几个方而:主持人对整体电路的控制只需几个门电路就可完成,不必用特别的芯片来组成控制电路;更容易实现报警提示功能,在有选手抢答后或者计时开始和结束时;用集成单稳态触发器代替了自己设计的控制电路,既减少了布线使整个电路更直观简单又降低了产生错误的可能性。所以以下的设计方案都是按照方案二进行的。2八路抢答器各部分电路设计及其原理单元电路包括抢答电路、秒脉冲发生器电路、定时电路、报警电路和时序控制电路。下而将一一介绍。:一是选手抢答后锁存器进行数据锁存,禁止其它选手抢答,二是抢答后的电平信号由优先编码器判断选手编号,并经译码器译码再由显示器显示该编号。电路是由八D锁存器、优先编码器74148和七段译码器7448和七段数码显示器组成。74LS373是常用的八D锁存器,它功能表如表1所示。'使能端cD输出LIIIIHLHLLLLXQoIIXXZ表可知,只有当使能端为高电平吋才能将输入信号输出,同时锁存,且此吋由功能输岀控制端为低电平。74LS148是有八个输入端,三个输出端的优先编码器,它的功能是判断抢答选手的编号。74LS148的功能表如表2所示。表274LS148的功能表输入输出STINq1N\IN2INzINqIN5Z“6砂托Y^x乙1XXXXXXXX111110111**********XXXXXXX0000010XXXXXX01001010XXXXX011010010XXXX0111011010XXX01111100010XX0**********X011111111001001