八人抢答器电路设计电子课程设计报告:四路抢答器课程设计报告

　 

　（电子技术课程）

　设计说明书

　八人抢答器电路设计

　 起止日期：

　 2016 年

　11月14日 至

　2016年 11月 18 日

　学生姓名

　班级

　电气工程

　学号

　成绩

　指导教师(签字)

　电气与信息工程 学院（部）

　2016年 11 月 18 日

　一、设计题目

　八人抢答器电路设计

　二、设计目的

　 1、更进一步熟悉集成电路的引脚安排和各芯片的逻辑功能

　2.熟练掌握锁存器、译码器、计数器、编码器管脚的功能和使用方法

　3、了解抢答器的组成及工作原理

　4、熟悉抢答器的设计与制作

　三、设计要求

　1. 数字抢答器应具有数码锁存、显示功能，抢答组数分为八组，即序号0、1、2、3、4、5、6、7，优先抢答者按动本组开关，组号立即锁存到LED显示器上，同时封锁其它组号。

　2. 系统设置外部清除键，按动清除键，LED显示器自动清零灭灯。

　3. 数字抢答器定时为30秒，启动起始键后，要求：

　①30秒定时器开始工作；②扬声器要短暂报警；③发光二极管亮灯。

　4. 抢答者在30秒内抢答，抢答有效，终止定时；30秒定时到，无抢答者本次抢答无效，系统短暂报警，发光二极管灭灯。

　四、总体设计方案及步骤

　1.设计方案

　01234567

　（抢答器键号）

　RS锁存器

　定时电路

　报警电路

　门控电路

　8线-3线优先编码器

　译码显示

　数字抢答器总体参考方案框图如图1-1所示。

　外部操作开关

　图1-1

　 数字抢答器总体参考方案框图

　它包括定时电路、门控电路、译码显示电路、8线-3线优先编码器、RS锁存

　器和报警电路等六个部分组成。其中定时电路、门控电路、译码显示电路及8线-3线优先编码器三部分的时序配合尤为重要，当启动外部操作开关（起始键）时，定时器开始工作，同时打开门控电路，输出有效，8线-3线优先编码器等待数据输入，在定时时间内，优先按动开关的组号立即被锁存到LED显示器上，与此同时，门控电路输出无效，8线-3线优先编码器禁止工作；若定时到而无抢答者，定时电路立即关闭门控电路，输出无效，封锁8线-3线优先编码器，同时发出短暂报警信号。

　2. 设计步骤

　（1） 定时电路

　定时电路包括30s倒计时电路和短时（3s）报警电路，设计中采用74LS192组成倒计时计数；用555定时器构成单稳态触发器（下降沿触发），通过调节R、C值来控制占空比（延时时间=1.1RC）。其定时电路分别如图1-2、1-3所示。

　图3-2 30s倒计时电路

　图3-3 555定时器构成单稳态触发器

　因在仿真过程中，555定时器构成的单稳态触发器出现控制误差，故调整短时报警定时电路，采用74123构成，其电路图如下图1-4所示。

　图3-4 74123构成的定时电路图

　（2） 译码显示电路

　采用8引脚的显示数码管与74LS248译码器构成译码显示电路，电路如图1-5所示。74LS248管脚功能与74LS48一致。

　图1-5 译码显示电路

　（3） 锁存与编码电路

　本设计采用的为74LS373锁存器（8输入8输出）和74LS147（4输出），电路如图1-6所示，完整的抢答、编码、锁存、显示电路如图1-7所示。

　图1-6 锁存与编码电路

　图1-7 抢答、编码、锁存、显示电路

　（4）将各电路单元按照要求利用门控制连接整合，整体图如图3-8所示：

　图1-8 八人数字抢答器电路图