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8路数字抢答器课程设计报告.doc

发布时间：2022-06-09 发布人：admin 分类：说明书 资料大小：0.41M 资料格式：doc 举报 版权申诉
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    74LS192
    1 三峡电力职业学院 毕业设计 题 目 数 字 抢 答 器 学生姓名 毛 伟 号 2007309823 业 发电厂及电力系统 八 肖 班 曼 学 专 班 级 指导教师 评阅教师 完成日期 2009 年 10 月 15 日
    2 论文/设计/报告原创性声明 本人郑重声明：所呈交的论文/设计/报告是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的 研究成果。除了论文/设计/报告中特别加以标注引用的内容外，本论文/设计/报告不包含任 何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承 担。 作者签名：_____ 2009 年 10 月 28 日 论文/设计/报告版权使用授权书 本论文/设计/报告作者完全了解学校有关保障、使用学位论文/设计/报告的规定，同意学 校保留并向有关论文/设计/报告管理部门或机构送交论文/设计/报告的复印件和电子版，允 许论文/设计/报告被查阅和借阅。本人授权省级优秀论文/设计/报告评选机构将本论文/设计/ 报告的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保 存和汇编本论文/设计/报告。 本论文/设计/报告属于 1、保密 □，在_____ 年解密后适用本授权书。 2、 不保密 □。 （请在以上相应方框内打“ ” 作者签名：_________ 年 月 日 导师签名：___ _ 年 月 日
    3 目 录 摘 要 ·································································································· 5 一、 设计任务及系统功能简介 1.1 设计任务 ················································································ 6 1.2 基本功能 ················································································ 6 1.3 扩展功能 ················································································ 6 二、 实现的原理与电路 2.1 数字抢答器总体方框图 ······························································7 2.2 单元设计电路 ·········································································· 7 2.2.1 抢答器电路 ····································································· 7 2.2.2 定时电路 ········································································9 2.2.3 报警电路 ······································································· 11 2.2.4 时序控制电路 ·································································12 三、 总体方案选择的论证 ···································································· 14 74 系列芯片实现原理图 ·························································· 14 3.1 3.2 选用 74 系列芯片实现的理由 ··················································· 14 四、 在设计过程中发现的问题和所做的改进 ········································ 14 4.1 选手号码显示问题 ·································································14 4.2 在计时结束时选手号码牌现实问题 ············································15 4.3 主持人按键显示问题 ······························································15 4.4 显示电路显示不稳定的问题 ·····················································15 五、 组装与调试 ···················································································16 5.1 使用的主要仪器、仪表 ···························································16 5.2 电路调试 ············································································· 16 5.2.1 单元电路检测 ·································································16 5.3 整机电路调试 ······································································· 17
    4 六、 所用原器件列表 ·········································································· 18 七、 改进设想及建议 ·········································································· 19 结束语 ··································································································20 致谢 ····································································································· 21 参考文献 ······························································································ 22 附录 整机电路原理图 ···········································································23
    5 数 字 抢 答 器 学生姓名：毛 伟 指导老师：肖 曼 （三峡电力职业学院） 摘要：本文介绍了一种用 74 系列常用集成电路设计的数码显示八路抢答器的电 路组成、设计思路及功能。该抢答器除具有基本的抢答功能外，还具有定时、计 时和报警功能。主持人通过时间预设开关预设供抢答的时间，系统将完成自动倒 计时。若在规定的时间内有人抢答，则计时将自动停止；若在规定的时间内无人 抢答，则系统中的蜂鸣器将发响，提示主持人本轮抢答无效，实现报警功能。 关键词：抢答电路，定时电路，报警电路，时序控制
    6 一、设计任务及系统功能简介 1.1 设计任务： 1. 抢答器同时供 8 名选手或 8 个代表队比赛，分别用 8 个按钮 S0 ~ S7 表 示。 2. 设置一个系统清除和抢答控制开关 S，该开关由主持人控制。 3. 抢答器具有锁存与显示功能。即选手按动按钮，锁存相应的编号，并在 LED 数码管上显示，同时扬声器发出报警声响提示。选手抢答实行优先锁存， 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. 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， 声响持续的时间 0.5 秒左右。 5. 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。 6. 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。 1.2 基本功能： （1） 抢答器同时供 8 名选手或 8 个代表队比赛，分别用 8 个按钮 S0 ~ S7 表示。 （2） 设置一个系统清除和抢答控制开关 S，该开关由主持人控制。 （3） 抢答器具有锁存与显示功能。即选手按动按钮，锁存相应的编号，扬 声器发出声响提示，并在 DPY_7-SEG 七段数码管上显示选手号码。选手抢答实 行优先锁存，优先抢答选手的编号一直保持到主持人将系统清除为止。 1.3 扩展功能： （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。 （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， 7 定时显示器上显示 00。 二、实现的原理与电路 2.1 数字抢答器总体方框图 如图 1 所示为总体方框图。其工作原理为：接通电源后，主持人将开关拨到 "清零"状态，抢答器处于禁止状态，编号显示器灭灯，定时器显示设定时间；主 持人将开关置;开始"状态，宣布"开始"抢答器工作。定时器倒计时，扬声器给出 声响提示。选手在定时时间内抢答时，抢答器完成：优先判断、编号锁存、编号 显示、扬声器提示。当一轮抢答之后，定时器停止、禁止二次抢答、定时器显示 剩余时间。如果再次抢答必须由主持人再次操作"清除"和"开始"状态开关。 抢答 按钮 优 先 编 码电路 锁存器 译 码 电路 主体电路 译 码 显示 主 持 人 控 制 开关 控 制 电路 报警 电路 秒脉冲产生 电路 定 时 电路 译 码 电路 显 示 电路 扩展电路 图 1 设计框图 2.2 单元电路设计 (1) 抢答器电路 设计电路如图 2 所示。电路选用优先编码器 74LS148 和锁存器 74LS297 来 完成。该电路主要完成两个功能：一是分辨出选手按键的先后，并锁存优先抢答 者的编号，同时译码显示电路显示编号（显示电路采用七段数字数码显示管）； 二是禁止其他选手按键，其按键操作无效。工作过程：开关 S 置于"清除"端时， RS 触发器的 R、S 端均为 0，4 个触发器输出置 0，使 74LS148 的优先编码工作
    8 标志端（图中 5 号端）＝0，使之处于工作状态。当开关 S 置于"开始"时，抢答 器处于等待工作状态，当有选手将抢答按键按下时（如按下 S5），74LS148 的输 出经 RS 锁存后，CTR=1,RBO(图中 4 端) =1,七段显示电路 74LS48 处于工作状态， 4Q3Q2Q=101,经译码显示为“5”。此外，CTR＝１，使 74LS148 优先编码工作标 志端（图中 5 号端）＝１，处于禁止状态，封锁其他按键的输入。当按键松开即 按下时，74LS148 的 此时由于仍为 CTR＝１，使优先编码工作标志端（图中 5 号端）＝１，所以 74LS148 仍处于禁止状态，确保不会出二次按键时输入信号， 保证了抢答者的优先性。如有再次抢答需由主持人将 S 开关重新置“清除”然后 再进行下一轮抢答。74LS148 为 8 线－3 线优先编码器，表 1 为其功能表。 图２ 数字抢答器电路
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