四人抢答器 课程设计

1、设计制作一个可容纳四个组参赛的抢答器,每组一个抢答开关;2、设置一个抢答开始按键,同时设置抢答定时电路,且计时起点与抢答命令同步,计时终点是第一个抢答者的抢答信号到来,超时而无人抢答题目作废;

课 程 设 计 说 明 书 课程名称： 数字电子技术 设计题目： 四人抢答器

院 系： 电子信息与电气工程系 学生姓名： 学 号： 专业班级： 指导教师：

1、设计制作一个可容纳四个组参赛的抢答器,每组一个抢答开关;2、设置一个抢答开始按键,同时设置抢答定时电路,且计时起点与抢答命令同步,计时终点是第一个抢答者的抢答信号到来,超时而无人抢答题目作废;

课 程 设 计 任 务 书

1、设计制作一个可容纳四个组参赛的抢答器,每组一个抢答开关;2、设置一个抢答开始按键,同时设置抢答定时电路,且计时起点与抢答命令同步,计时终点是第一个抢答者的抢答信号到来,超时而无人抢答题目作废;

四人抢答器

摘 要：用74LS175N实现电路的四人抢答功能，用555定时器来控制计时从而实现当无人抢答时的报警功能，在计时方面则有74LS192N 及74LS247N来实现数码管的倒计时。其中，74LS192N的预置数从高到低依次接1001（对应的十进制数为9）， 其DWN端接高电平实现减计数。要注意的是74LS247N和74LS192N以及数码管是共阳极的。

关键词： 555计时器 共阳极 芯片 预置数

1、设计制作一个可容纳四个组参赛的抢答器,每组一个抢答开关;2、设置一个抢答开始按键,同时设置抢答定时电路,且计时起点与抢答命令同步,计时终点是第一个抢答者的抢答信号到来,超时而无人抢答题目作废;

目 录

1.设计背景 ……………………………………………………………………2 1.1了解数字电路系统的定义及组成………………………………………2 1.2掌握时钟电路的作用及基本构成………………………………………2 2.设计方案……………………………………………………………………2 2.1任务分析………………………………………………………………2 2.2方案论证………………………………………………………………3 3.方案实施 ……………………………………………………………………6 3.1原理图设计………………………………………………………………6 3.2电路仿真…………………………………………………………………6 3.3 PCB制作…………………………………………………………………7 3.4安装与调试………………………………………………………………7 4.结果与结论 ………………………………………………………………… 7 5.收获与致谢 ………………………………………………………………… 8 6.参考文献 …………………………………………………………………… 8 7.附件 ………………………………………………………………………… 9 7.1 PCB布线图………………………………………………………………9 7.2元器件清单………………………………………………………………9

1、设计制作一个可容纳四个组参赛的抢答器,每组一个抢答开关;2、设置一个抢答开始按键,同时设置抢答定时电路,且计时起点与抢答命令同步,计时终点是第一个抢答者的抢答信号到来,超时而无人抢答题目作废;

1. 设计背景

1.1了解数字电路系统的定义及组成

数字电路系统一般包括输入电路、控制电路、输出电路、时钟电路和电源等。输入电路主要作用是将被控信号转换成数字信号，其形式包括各种输入接口电路。比如数字频率计中，通过输入电路对微弱信号进行放大、整形，得到数字电路可以处理的数字信号。模拟信号则需要通过模数转换电路转换成数字信号再进行处理。在设计输入电路时，必须首先了解输入信号的性质，接口的条件，以设计合适的输入接口电路。

1.2掌握时钟电路的作用及基本构成

时钟电路是数字电路系统中的灵魂，它属于一种控制电路，整个系统都在它的控制下按一定的规律工作。时钟电路包括主时钟振荡电路及经分频后形成各种时钟脉冲的电路。比如多路可编程控制器中的 555 多谐振荡电路，数字频率计中的基准时间形成电路等都属于时钟电路。设计时钟电路，应根据系统的要求首先确定主时钟的频率，并注意与其他控制信号结合产生系统所需的各种时钟脉冲。

2. 设计方案

2.1任务分析

根据要求，此抢答器电路应包括以下部分：

设计时触发电路以及锁定功能用74LS175四D触发器，译码电路用译码器，显示电路用数码管，报警功能应用蜂鸣器，秒脉冲电路应用555定时器。

1、设计制作一个可容纳四个组参赛的抢答器,每组一个抢答开关;2、设置一个抢答开始按键,同时设置抢答定时电路,且计时起点与抢答命令同步,计时终点是第一个抢答者的抢答信号到来,超时而无人抢答题目作废;

2.2方案论证

主要介绍一下各芯片的工作原理以及各自的功能，为后边电路的设计提供依据。 74LS192简介

74LS192是同步十进制可逆计数器，它具有双时钟输入，并具有清除和置数等功能，其引脚排列及逻辑符号如下图所示：

图中，

为置数端，

为加计数端，

为减计数端，

为非同步进位输出端，

为非同步借位输出端，P0、P1、P2、P3为计数器输入端，Q3为数据输出端。

74LS192功能表

为清零端，Q0、Q1、Q2、

1、设计制作一个可容纳四个组参赛的抢答器,每组一个抢答开关;2、设置一个抢答开始按键,同时设置抢答定时电路,且计时起点与抢答命令同步,计时终点是第一个抢答者的抢答信号到来,超时而无人抢答题目作废;

74LS247简介

74LS247为4 线—七段译码器/驱动器（BCD 输入，OC,15V），集电极开路输出的BCD——七段译码器/驱动器。其管脚排列及功能表如下图所示。

74LS247功能表

1、设计制作一个可容纳四个组参赛的抢答器,每组一个抢答开关;2、设置一个抢答开始按键,同时设置抢答定时电路,且计时起点与抢答命令同步,计时终点是第一个抢答者的抢答信号到来,超时而无人抢答题目作废;

用D触发器实现对二极管的控制

555定时器简介

555定时器是一种将模拟电路和数字电路集成于一体的电子器件。用它可以构成单稳态触发器、多谐振荡器和施密特触发器等多种电路。本文用到555定时器的多谐振荡功能。

1、设计制作一个可容纳四个组参赛的抢答器,每组一个抢答开关;2、设置一个抢答开始按键,同时设置抢答定时电路,且计时起点与抢答命令同步,计时终点是第一个抢答者的抢答信号到来,超时而无人抢答题目作废;

555定时器组成的多谐振荡电路 555定时器多谐振荡工作波形

3. 方案实施

3.1 原理图设计

3.2电路仿真

在各单元电路设计的基础上，用Multisim10软件把各单元电路连接起来，画出符合软件要求的系统整体逻辑电路图。系统整体电路设计完成后，对系统整体进行仿真，验证设计的正确性，结果如下图所示。

1、设计制作一个可容纳四个组参赛的抢答器,每组一个抢答开关;2、设置一个抢答开始按键,同时设置抢答定时电路,且计时起点与抢答命令同步,计时终点是第一个抢答者的抢答信号到来,超时而无人抢答题目作废;

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