四路多路智能抢答器设计
前言
关于这次设计的用于多人竞赛抢答的器件,在现实生活中很常见,尤其是在随着各种智益电视节目的不断发展,越来越多的竞赛抢答器被用在了其中,这种抢答器的好处是不仅能够锻炼参赛选手的反应能力,而且能增加节目现场的紧张、活跃气氛,让观众看得更有情趣。可见抢答器在现实生活中确实很实用,运用前景非常广泛。
在知识竞赛中,特别是做抢答题时,在抢答过程中,为了知道哪一组或哪一位选手先答题,必须要有一个系统来完成这个任务。如果在抢答中,只靠人的视觉是很难判断出哪组先答题。这次设计就是用几个触发器以及三极管巧妙的设计抢答器,使以上问题得以解决,即使两组的抢答时间相差几微秒,也可分辨出哪组优先答题。本文主要介绍了抢答器的工作原理及设计,以及它的实际用途。
前言 ........................................................................................................................................... 0 一、实验目的 ........................................................................................................................... 1 二、实验内容和要求 ............................................................................................................... 1 三、设计思路 ........................................................................................................................... 1 四、电路设计 ........................................................................................................................... 1 1.电路设计指标 ................................................................................................................. 1 2.仿真电路组成 ................................................................................................................. 2 (1)四路抢答器原理 ..................................................................................................... 2 (2)定时器实现 ............................................................................................................. 3 (3)计数电路 ................................................................................................................. 4 (4)完整电路 ................................................................................................................. 5 五、总结与体会 ....................................................................................................................... 6 六、参考文献 ......................................................................................... 错误!未定义书签。
一、实验目的
1.学习智力竞赛抢答器电路的工作原理。
2.学习综合数字电子电路的设计、实现和调试方法。 二、实验内容和要求
设计实现一个可容纳四组参赛者的数字智力竞赛抢答器。
要求:每组设置一个抢答按钮供抢答者使用;电路具有第一抢答信号的鉴别和锁存功能。在此基础上再增加计分电路和犯规电路。 三、设计思路
可将整个系统分为三个主要模块:抢答鉴别模块QDJB;抢答计时模块JSQ;抢答计分模块JFQ。整个系统的组成框图如图5-5-8所示。
图--1 智力竞赛抢答器系统框图
四、电路设计 1.电路设计指标
I.本抢答器最多可提供4名参赛选手使用,编号为1~4号,各队分别用一个按钮(S1~S4)控制,并设置一个系统清零和抢答控制开关S5,该开关由主持人控制。
II.抢答器具有数据锁存功能,并将锁存数据用发光二极管指示灯显示出来,
同时蜂鸣器发出间歇式声响,主持人清零后,声音提示停止。 III.抢答先后的分辨率为1ms。
IV.开关S5作为清零及抢答控制开关(有主持人控制),当开关S5被按下时,抢答电路清零,松开后则允许抢答,输入抢答信号由抢答按钮的S1~S4实现。 V.有抢答信号输入时,有数码管显示出相应组别的号码。此时再按其他任何一个抢答开关均无效,指示灯依旧保持第一个开关按下时所对应的状态不变。 VI.能完成由主持人控制的30秒倒计时,有抢答信号输入后计时器停止。 VII.能完成定时器复位,启动,暂停/继续计数。 VIII.能完成对每个选手抢答次数的记录,并可复位。 2.仿真电路组成 (1)四路抢答器原理 见图
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图--3
该电路由四个D触发器、与非门及脉冲触发电路等组成。其中S1,S2,S3、S4为抢答人按钮,S5为主持人复位。74LS175为四D触发器。
无人抢答时,S1~S4均未被按下,1D~4D均为低电平,在555定时器电路产生时钟脉冲作用下,1Q立即变为高电平,对应指示灯X1发光,同时数码管显示为1,将555定时脉冲封锁,此时送给74ls175的CLK端不再有脉冲信号,所以74LS175输出不再变化,其他抢答者再按下按钮也不起作用,从而实现了抢答。若要清除,则由主持人按S5按钮完成,并为下一次抢答做好准备。 (2)定时器实现
①秒脉冲发生器由555定时器和外接元件R1、R2、C构成多谐振荡器。F=1Hz 定时器电路见图
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图--4
②计数器由两片74LS192同步十进制计数器构成 利用错位输出端BO于下一级DOWN相连
30循环设置为,十位片DCBA=0011 个位片DCBA=0000 ③译码及显示电路有译码驱动器74LS48和7段数码管组成 ④控制电路
与非门U20A和U21A组成RS触发器,实现计数器复位、计数和保持30 电路如图--5所示
图--5
(3)计数电路
计数器由74LS192构成
置数输入端接地,up端接选手输入信号,当有信号输入是加一,load端接电源和复位开关用于复位,down加开关控制计数器的减法, 电路如图--6
图--7
(4)完整电路 见图
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图--8
五、总结与体会
本系统是一个可供4人抢答的抢答器,当主持人按下禁止抢答的开关时,抢答被禁止.如果在此期间选手将不能抢答;当控制开关断开时抢答允许,此时若有人抢答,数码显示器将显示抢答者的组数,提示主持人抢答已经完成.
总之,在这次的课程设计过程中,我收获了很多,即为我的以后学习设计有很大的帮助,也为将来的人生之路做好了一个很好的铺垫。