电子课程设计--四人智力抢答器

目录

一、设计任务与要求...................................2 二、总体设计方案或技术路线...........................2 三、实验电路图.......................................2 芯片管脚排列图................................2 设计电路原理图................................3 四、理论分析结果.....................................3 理论分析......................................3 单元电路分析..................................4 五、实验接线实物图...................................5 六、设计体会.........................................6 七、元件清单.........................................7

一、设计任务与要求

1．设计任务

设计一台可供4名选手参加比赛的智力竞赛抢答器。由主持人控制，抢答前锁定抢答器，抢答时开启电路；用发光二极管LED显示哪个选手抢到。 2．设计要求

（1）4名选手编号为：1，2，3，4。各有一个抢答按钮和发光二极管，按钮和发光二极管的编号都与选手的编号对应，也分别为1，2，3，4。 （2）给主持人设置一个控制按钮，用来控制系统清零和抢答的开始。 （3）抢答器具有数据锁存功能。抢答开始后，若有选手按动抢答按钮，该选手编号立即锁存，封锁输入编码电路，禁止其他选手抢答。抢答选手的编号一直保持到主持人将系统清零为止。

二、总体设计方案或技术路线

利用74LS175 D触发器设计供四人用的智力竞赛抢答器，用以判断抢答优先权。

抢答开始之前，由主持人按下复位开关清除信号，所有的指示灯和数码管均熄灭。当主持人宣布“开始抢答”后，首先做出判断的参赛者立即按下按钮，对应的指示灯点亮，同时数码管显示该选手的序号，而其余三个参赛者的按钮将不起作用，信号也不再被输出，直到支持人再次清除信号为止。

三、实验电路图

(1)用到的芯片管脚排列图

(2)设计电路原理图：

74LS174

四、理论分析结果

1.理论分析

清零端RD和时钟脉冲C是六个D触发器共用的。抢答前先清零，1Q-4Q

均为

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“0”，相应的发光二极管LED1-LED4都不亮；1Q-4Q均为“1”,与非门G1输出为“0”，扬声器不响。同时G2输出为“1”，将G3打开，时钟脉冲C可以经过G3进入D触发器的C端。此时，由于S1-S4均未按下，1D-4D均为“0”，所以触发器的状态不变。

抢答开始，若S1首先被按下，1D和1Q均变为“1”，相应的发光二极管LED1亮；1Q变为“0”，G1的输出为“1”，扬声器发响。同时G2输出为“0”，将G3封闭，时钟脉冲C便不能经过G3进入D触发器。由于没有时钟脉冲，因此再次接着按下其他按钮，就不起作用了，触发器的状态不改变。

抢答判断完毕，由主持人清零，准备下次抢答。

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2.单元电路分析 （1）选手开关

此电路由4个开关组成，四位抢答者通过开断各自的开关开关实现抢答，给编码器输入高低电平，其中低电平为有效抢答信号。 （2）主持人开关

此电路由1个开关和一个1kΩ的电阻组成，主持人通过开断开关控制整个电路开合。 （3）触发锁存电路

此电路由4D触发器74LS175组成。它具有以下功能：1.清零功能(用集成触发器清除端实现，由主持人输入手动负脉冲控制)。2.四个抢答键控制功能(有按键实现)。3．显示功能(用数字逻辑实验箱中的发光二极管实现。4.脉冲信号控制功能(由主持人输入手动正脉冲控制)。 其功能表如下：

（4）抢答鉴别电路

此电路由双4输入与非门74LS20组成，用以鉴别灯的亮与不亮。其内部结构和真值表如下：

五、实验接线实物图

六、设计体会

本设计主要讲述了智能抢答器的工作原理和工作过程。在说明工作原理的过程中，突出了抢答器设计中的基本电路的组成单元以及这些单元如何实现抢答功能；结合本设计的内容，指出了各单元电路的设计方法和意义，以及如何进行抢答控制。在这次设计中遇到了很多实际性的问题，在实际设计中才发现，书本上理论性的东西与在实际运用中的还是有一定的出入的，所以有些问题不但要深入地理解，而且要不断地更正以前的错误思维。电路设计是一个很灵活的东西，它反映了你解决问题的逻辑思维和创新能力。它才是一个设计的灵魂所在。因此在整个设计过程中大部分时间是用在单元电路的理解和设计上面。很多单元电路是可以借鉴书本上的，但怎样衔接各个单元电路才是关键的问题所在。通过这次的课程设计，我能运用已学的知识解决我在设计中遇到的问题，使我思考问题的能力得到了很大的提高。在做设计的过程中我查阅了很多的资料，并认真的阅读这些与我的设计相关的资料，从而我的专业涵养得到了提高，知识的储备量也有所增加。在做设计时，我复习了很多专业课的知识，这使得我的专业知识得以巩固。

通过这次课程设计，我也发现自己的很多不足之处。在设计过程中我发现自己考虑问题很不全面，自己的专业知识掌握的很不牢固，所掌握的电路应用软件还不够多，我希望自己的这些不足之处能在今后的工作和学习中得到改善。

七、元件清单

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