1、 四人智力競賽搶答器1、 設計目的1.掌握四人智力競賽搶答器電路的設計、組裝與調試方法。2.熟悉數字集成電路的設計和使用方法。2、 設計任務與要求1）設計任務設計一臺可供4名選手參加比賽的智力競賽搶答器。 用數字顯示搶答倒計時間，由“9”倒計到“0”時，無人搶答，蜂鳴器連續響1秒。選手搶答時，數碼顯示選手組號，同時蜂鳴器響1秒，倒計時停止。2）設計要求(1)4名選手編號為：1，2，3，4。各有一個搶答按鈕，按鈕的編號與選手的編號對應，也分別為1，2，3，4。(2)給主持人設置一個控制按鈕，用來控制系統清零（搶答顯示數碼管滅燈）和搶答的開始。(3)搶答器具有數據鎖存和顯示的功能。搶答開始后，若有

2、選手按動搶答按鈕，該選手編號立即鎖存，并在搶答顯示器上顯示該編號，同時揚聲器給出音響提示，封鎖輸入編碼電路，禁止其他選手搶答。搶答選手的編號一直保持到主持人將系統清零為止。(4)搶答器具有定時（9秒）搶答的功能。當主持人按下開始按鈕后，定時器開始倒計時，定時顯示器顯示倒計時間，若無人搶答，倒計時結束時，揚聲器響，音響持續1秒。參賽選手在設定時間（9秒）內搶答有效，搶答成功，揚聲器響，音響持續1秒，同時定時器停止倒計時，搶答顯示器上顯示選手的編號，定時顯示器上顯示剩余搶答時間，并保持到主持人將系統清零為止。(5)如果搶答定時已到，卻沒有選手搶答時，本次搶答無效。系統揚聲器報警（音響持續1秒），并

3、封鎖輸入編碼電路，禁止選手超時后搶答，時間顯示器顯示0。課程設計進程安排序號設計各階段內容地點起止日期1老師講解相關知識，發放設計題目理學館報告廳第六周2查找相關資料，畫電路草圖圖書館、宿舍等第七周3上機，用multisim設計詳細電路宿舍第八周4購買元器件，排版焊接電路宿舍第九、十周5修改完善電路，宿舍第十周6現場答辯理學館第十一周7完成課程設計實驗報告宿舍及實驗樓第十二周 設計方案一、四人智力競賽搶答器電路原理及設計電路主要由脈沖產生電路、鎖存電路、編碼及譯碼顯示電路、倒計時電路和音響產生電路組成。當有選手搶答時，首先鎖存，阻止其他選手搶答，然后編碼，再經4線7段譯碼器將數字顯示在顯示器上

4、同時產生音響。主持人宣布開始搶答時，倒計時電路啟動由9計到0，如有選手搶答，倒計時停止，同時產生音響。揚聲器數碼顯示脈沖電路倒計時器譯碼器數碼顯示揚聲器鎖存器編碼轉換電路譯碼器主持人選手圖13四人智能搶答器原理圖1、 以鎖存器為中心的編碼顯示電路搶答信號的判斷和鎖存采用觸發器。以四d觸發器74ls175為中心構成編碼鎖存系統，編碼的作用是把鎖存器的輸出轉化成8421bcd碼，進而送給7段顯示譯碼器。編碼后的邏輯函數真值表和表達式，分別如下：真值表鎖存器輸出 編碼器輸出q4q3q2q1dcba00010001001000100100001110000100表達式：a=q1+q3; b=q2+q3

5、; c=q4; d=0:2、 1hz信號的產生由于設計中用到秒脈沖，所以我選擇用555定時器來產生秒脈沖，為了減小誤差，得到精確的秒脈沖，也為了用脈沖驅動74ls175來鎖存選手搶答的信息，必須用較高頻率的脈沖。先用555定時器產生100hz信號，用來驅動74ls175。再經過兩個74ls160分頻之后就得到1hz信號。設計電路如下；3、倒計時顯示電路電路采用十進制同步減法計數器74ls190，再接74ls48驅動七段譯碼館，74ls48與七段譯碼之間接200歐姆的電阻，起到限流作用。主持人宣布開始時，按下按鈕，同時使計數器置數為“9”，并在脈沖作用下開始倒計時并在顯示器上顯示，到零時停止。4

6、、音響電路：利用74ls121產生搶答脈沖輸入由555組成的單穩態觸發器，再接入蜂鳴器，根據脈沖寬度可計算得蜂鳴器鳴叫時間。再由主持人、選手、倒計時共同控制它的輸入，使其在主持人開始、選手搶答、倒計時到零時都能鳴叫。 由于mnltisim軟件中沒有74ls121這個元件，我自己改編了一個，但仿真不了，這也成了我這次課程設計中唯一的瑕疵。二、元件清單和工具元件清單編號型號作用個數174ls175鎖存器1274ls32二輸入或門1374ls48譯碼器驅動2474ls40四輸入與非門1574ls04非門1674ls190倒數電路1774ls160分頻電路2874ls121控制蜂鳴器1974ls00三

7、輸入非門110555定時器產生100hz脈沖、單穩態觸發器211蜂鳴器報警系統112七段譯碼器顯示選手編碼和剩余時間213電容10u.10n各214電阻200歐姆、限流作用1415電阻5.6k、3k、91k各116觸發開關選手輸入信號417二元開關主持人控制源1使用工具：電烙鐵。萬用表、焊錫、電源等三、問題及解決方法 在設計電路仿真時，秒脈沖按照理論值應該是正確的，但仿真出來的結果確有很大的偏差。這使我很郁悶，難道設計出錯？我再三檢查，確認無錯后，我照著設計圖做出實物。檢測秒脈沖和理論值一致。所以我得出結論是仿真軟件有時也會出錯。還有在仿真中，顯示數碼管的數值未能按預置數值顯示，經和同學的共同

8、分析，得出的結論是由于門電路使用過多導致信號傳輸產生時間延遲，從而令對應的預置數出現誤差。對于該問題的解決應減少門電路的使用，同時盡量保持門電路的對稱。在焊接好實物之后，其他功能一切正常，唯獨選手按鍵信息有時候鎖存不了。經檢查，是焊接時不注意導線的安排。致使導線頭有時候會接觸，所以會重新置數，鎖存不了信息。四、總結與體會“書上得來終覺潛，覺知此事要躬行。”這是我這次課程設計的最大的收獲。這次電路圖設計花了很少時間，而實物的排版、焊接卻花了幾乎所有時間。書上獲得的理論知識覺得很簡單，電路圖一下就弄出來了，但實物操作，制作出一個實物確沒那么簡單。通過這次的課程設計，不僅加強了我們對理論知識的鞏固，

9、更重要的是鍛煉加強了我們實踐操作能力，這也是課程設計的主要目的。如：如何快速查找資料、對電子設計軟件mnltisim的熟練操作、對元件的最優排版以減少導線的連接、對元器件焊接能力的提高等。在設計的過程當中，我學會了分析各種時序邏輯電路的功能及設計中所用到的器件的使用的方法，這也就讓我們把課堂上所學的知識，充分地運用到設計當中，進而使我們對課本上所學的知識有了更深入的理解和認識。在設計過程中，我們的電路設計在邏輯上完全符合要求，但通過仿真證時卻出現了偏差，這說明理論與實際存在著一定的差別。通過這次課程設計，讓我們認識到自己所學知識的局限性和基礎性，這就激發我努力拓展自己的知識面。看到自己設計的電路能夠實現所要求的功能，心中充滿成功感，同時也增加了自己對電子設計的興