数电课程设计四人智力竞赛抢答器

西华大学课程设计说明书 数电课程设计四人智力竞

赛抢答器

要求：

? 设计一个供四人参赛的抢答器，能准确分辨、记录第一个有效按下抢答键者，并用光指示；

? 主持人没有宣布抢答开始时，抢答不起作用。主持人宣布抢答开始时，按“开始”键，抢答开始，同时启动计时器计时； 拓展要求：

? 外加一个计时器，计时器计时采用正计数的方式，以加强现场气氛，增加紧迫感。若预定时间内无人抢答，自动给出信号停止抢答，以免冷场。倒计数定时器的时间精确到秒，最多为两分钟，一旦超出限时，则取消抢答权。

这次设计的智力竞赛抢答器，主要是由三个部分构成：一个是由几个D触发器的构成的用于抢答的部分，用三个74LS192构成用于计时器

- 1 -

西华大学课程设计说明书 2.总体方案设计

2.1 方案说明：

以下设计的是智力抢答器的方案流程图：

抢答控制器 光提示 计时显示 秒脉冲 计时控制 主持人控制 图2.1 方案流程图

抢答器主要是由F1是四D触发器74LS175，F2是双四输入与非门74LS20；F3是74LS20组成的多谐振荡器；F4是74LS74组成的四分频电路。

工作原理：是当主持人按下抢答开关时，选手能进行抢答，抢答开始时，由主持人清除信号，按下复位开关S，74LS175的输出Q1~~Q4全为0.所有发光二极管的LED均熄灭，当主持人宣布“抢答开始”后，首先作出判断的参赛者立即按下开关，对应的发光二极管点亮，同时，通过的与非门F2送出信号锁住其

- 2 -

西华大学课程设计说明书 他三个抢答者的电路，不再接受其他信号，直到主持人再次清除信号为止。电路图如下：

2.2方案优点

，方案的设计是每当有选手抢答成功时，都会有声光伴随，而且是具体到每一位，给人直观的感觉。该方案简洁、易行，而且使用到的元器件也都是我们所常用到的一些元件比如：74LS175 以及开关 二极管 电阻显得更简单、明了。

3.单元模块设计

此部分主要是详细介绍该智力抢答器各个组成模块，以及各模块的器件组成以及相应的功能。此智力竞赛抢答器由两部分组成：抢答器、计时器。下面就依次介绍各组成部分的设计方法，功能等。

3.1抢答器电路

F1是四D触发器74LS175，F2是双四输入与非门74LS20；F3是74LS20组成的多谐振荡器；F4是74LS74组成的四分频电路，。电路图如下：

- 3 -

西华大学课程设计说明书 图3.1 抢答器

其工作原理如下：

是当主持人按下抢答开关时，选手能进行抢答，抢答开始时，由主持人清除信号，按下复位开关S，74LS175的输出Q1~~Q4全为0.所有发光二极管的LED均熄灭，当主持人宣布“抢答开始”后，首先作出判断的参赛者立即按下开关，对应的发光二极管点亮，同时，通过的与非门F2送出信号锁住其他三个抢答者的电路，不再接受其他信号，直到主持人再次清除信号为止。

- 4 -

西华大学课程设计说明书 首先， D触发器的的构成原件见下图：

图3.2 D触发器

此D触发器又叫维持——阻塞边沿触发器，该触发器有六个与非门组成，其中啊a 和b构成基本RS触发器下面分析其工作原理：

Sd和Rd接至基本RS触发器的输入端，它们分别是预置和清零端，低电平有效。当Sd=0且Rd=1时，不论输入端D为何种状态，都会使Q=1，Q=0,即触发器置一；当Sd=1且Rd=0时，触发器的状态为0，Sd和Rd通常又称为直接置1和置0端。工作过程如下：

①、CP=0时，与非门c和g 封锁，其输出c=e=1，触发器的状态不变。同时，由于c至f和e至g的反馈信号将这两个门打开，因此可接收输入信号D，f=D，g=f=D。g

②、当CP由0变1时触发器翻转。这时c和e打开，它们的输出c和e的状态由f和g的输出状态决定。C= f=D，e=g=D。由基本RS触发器的逻辑功能可知，Q=D。

- 5 -

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/te4d.html