四路抢答器设计课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,四路抢答器设计,班级：,组员：,四路抢答器设计班级：,一,.,设计目的,二.设计任务,设计任务,一.设计目的,三.设计要求,(,1)4,名选手编号为：,1,，,2,，,3,，,4,。各有一个抢答按钮，按钮的编号与选手的编号对应，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（抢答显示数码管灭灯）和抢答的开始。,(3),抢答器具有数据锁存和显示的功能。抢答开始后，若有选手按动抢答按钮，该选手编号立即锁存，并在抢答显示器上显示该编号，同时扬声器给出音响提示，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。,三.设计要求,四人智力竞赛抢答器电路原理及设计,1、设计方案,抢答器具有锁存、译码、显示和报警功能。即当抢答开始后，选手抢答按动按钮，锁存器锁存相应的选手编码，同时用LED数码管把选手的编码显示出来，直到主持人将系统清零为止。,四人智力竞赛抢答器电路原理及设计1、设计方案,2,、系统框图,当主持人宣布开始，定时电路开始秒脉冲电路的作用而进行倒记时，并通过译码器在显示器中显示。报警电路给出声音提示。当选手首先按某一开关键时，可通过触发锁存电路被触发并锁存，在输出端产生相应的开关电平信息，同时为防止其它开关随后触发而产生紊乱，最先产生的输出电平变化又反过来将触发电路锁定。然后在译码器中译码，将触发器输出的数据转换为数码管需要的逻辑状态。最后在显示电路中显示出所按键选手的号码。若有多个开关同时按下时，则在它们之间存在着随机竞争的问题，结果可能是它们中的任一个产生有效输出。,2、系统框图 当主持人宣布开始，定时电路开始秒脉冲电路的,如图：,如图：,3,、,单元电路设计及元器件选择,（1）抢答电路,电路如图2所示。该电路完成两个功能：一是分辨出选手按键的先后，并锁定74LS175的功能真值表即优先抢答者的编号，同时译码显示电路显示选手编号；二是要使其他选手随后的按键操作无效。,3、单元电路设计及元器件选择（1）抢答电路,四路抢答器设计课件,其工作原理为：,当主持人控制开关处于“清除”时，D触发器的清零端为低电平，使D触发器被强制清零，输入的抢答信号无效。当主持人将开关拨到“开始”时，D触发器Q非端前一状态为高电平，四个Q非端与在一起为高电平，再和抢答按键信号和借位信号与在一起给D触发器的脉冲端，当没人抢答时，抢答信号为低电平，与门U11输出端为低电平给D触发器脉冲端，当一有人抢答时，抢答信号为高电平，并和U2的输出信号和借位信号与在一起，使得U11输出端为高电平给D触发器，于是D触发器就有一个上升沿，使得抢答信号经D触发器触发锁存再经过译码器74ls48译码，把相应的信号显示在数码管上。另外，当选手松开按键后，D触发器的Q非前一状态为低电平，与在一起后给与门U11,使得U11的输出端为低电平给D触发器，则D触发器的脉冲输入端恢复原来状态，从而使得其他选手按键的输入信号不会被接收。这就保证了抢答者的优先性及抢答电路的准确性。当选手回答完毕，主持人控制开关S是抢答电路复位，以便进行下一轮抢答。,其工作原理为：,（,2,）报警电路,由,74ls121,和蜂鸣器构成的报警电路，但仿真中没有,74ls121,，因此用功能相同的,MONOSTABLE VIRTUAL,（后文简称,A1,）来代替仿真，如图,4,所示。其中,A1,的脉冲输入端是由复位信号和,Q,非的与信号和借位信号与在一起来提供的。当其中一个信号为低电平时，使得,A1,得到一个下降沿脉冲，从而使,A1,的,Q,端输出一个宽度为一秒的高电平，那么蜂鸣器就会响一秒。反之，电路停振，蜂鸣器不响。,（2）报警电路 由74ls121和蜂鸣器构成的报警电路，但仿,四路抢答器设计课件,（,3,）时序控制电路,时序控制电路是抢答器设计的关键，它要完成以下三项功能：,1,）主持人将控制开关拨到“开始”位置时，扬声器发声，抢答电路和定时电路进入正常抢答工作状态。,2,）当参赛选手按动抢答键时，扬声器发声，抢答电路和定时电路停止工作。,3,）当设定的抢答时间到，无人抢答时，扬声器发声，同时抢答电路和定时电路停止工作。,（3）时序控制电路 时序控制电路是抢答器设计的关键，它要完成,四路抢答器设计课件,根据上面的功能要求，设计的时序控制电路如图,5,所示。图,5,中，,U2,与门,74ls21,作为抢答的控制信号；,U12,与门,74ls11,和,U13,与门,74ls21,的作用是控制时钟信号,CP,的放行与禁止；,U11,与门,74ls11,的作用是控制,74LS175,的输人脉端，,U10,的作用是控制,74ls121,的输入脉冲端。工作原理是：主持人控制开关从“清除”位置拨 到“开始”位置时，,74LS175,的输出,Q,！,=1,，,U2,输出为,1,，借位信号为,1,，则,U12,输出为,1,，使,U13,输出为,1,，则时钟信号,CP,能够加到,74LS192,的时钟输入端，定时电路进行递减计时。同时，在定时时间未到时，则“定时到信号”为,1,，,U11,和,U13,的输出为,1,，使,74LS175,和,74ls192,处于正常工作状态，从而实现功能（,1,）的要求。当选手在定时时间内按动抢答键 时，,Q,！,0,，,U2,输出为,0,，封锁,CP,信号，则,U12,输出为,0,，使,U13,输出为,0,，定时器停止倒计时处于保持工作状态；,四路抢答器设计课件,同时,U11,的输出为,1,使,D,触发器触发而输出信号，也使,U10,输出为,0,，给了,74ls121,一个上升沿，使,74LS121,处于工作状态给蜂鸣器一个一秒的高电平，从而实现功能（,2,）的要求。当定时时间到时，则“定时到信号”为,0,，,U10,输出为,0,，有给了,74ls121,一个下降沿，使,74LS121,处于工作状态给蜂鸣器一个一秒的高电平，禁止选手进行抢答。同时，,U13,输出为,0,，封锁,CP,信号，使定时电路保持,0,状态不变，从而实现功能（,3,）的要求。集成单稳触发器,74LS121,用于控制报警电路及发声的时间。,同时,U11的输出为1使D触发器触发而输出信号，也使U10,（,4,）元器件列表,（4）元器件列表,4,、四路抢答器总电路图,4、四路抢答器总电路图,