六路智力竞赛抢答器设计报告最终完美无缺版.docx

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六路智力竞赛抢答器设计报告最终完美无缺版

课程设计（综合实验）报告

（2014--2015年度第1学期）

名称：

电子技术综合实验

题目：

智力竞赛抢答器

院系：

电气与电子工程学院

班级：

电气1211班

学号：

1121210205

学生姓名：

郝阳

指导教师：

文亚凤

设计周数：

一周

成绩：

日期：

2014年12月28日

一、课程设计（综合实验）的目的与要求

1．设计制作一个可容纳六组参赛队的智力竞赛抢答器，每组设置一个抢答按钮供抢答者使用。

设置一个“系统复位”或“抢答准备命令”按钮和一个“抢答开始命令”按钮供主持人使用。

2．电路具有第一抢答信号的鉴别和锁存功能。

在主持人将系统复位并发出“抢答开始命令”后，若参赛者按下抢答按钮，就显示最先抢答者者的组号，指示抢答有效，并以声音警示。

若系统复位但未发“抢答开始命令”，参赛者就按下抢答按钮，也显示抢答者的组号，但指示抢答无效，并以声音警示。

要求确定第一个输入的抢答信号，并保持该信号不变，同时使后输入的信号无效。

3．在发出“抢答开始命令”后开始计时，经过规定的抢答时间后若没有人抢答，就发出“抢答时间到”的信号，以声光警示，并锁定输入电路使各路抢答信号无法再输入。

4．设置计分电路，开始时每组预置为100分或其他，答对一次加10分，答错一次减10分。

二、设计（实验）正文

1.电路功能描述：

1.1主持人预置每组100分。

1.2主持人宣读题目，宣布准备抢答并同时按下准备抢答按钮。

1.3判断有无违章抢答：

如果有违章抢答，红色指示灯亮并显示组号，给以口头警告，并重新执行1.2；若无违章抢答，则进行1.4。

1.4主持人宣布开始抢答并同时按下开始抢答按钮。

1.5选手进行抢答，显示抢到答题权的参赛队组号，经主持人允许开始答题。

1.6主持人根据选手回答情况，加10分或者扣10分。

2.总体方案设计：

本实验需要设计能容纳六组参赛队的智力竞赛抢答器，因为六组参赛队的电路基本相同，所以先设计出一组参赛队的抢答电路。

电路主要包括主持人控制台电路和抢答及违章显示电路及中间的功能实现电路。

具体电路图设计包括以下几个部分：

主持人控制台电路，选手抢答、选择及违章显示电路，计分电路，计时电路。

（注：

各部分电路原理及端口连接都附有详细说明。

）

2.1主持人控制台电路：

主持人控制台电路需要包括所有参赛队“置100分“按钮，“准备抢答”按钮，“开始抢答”按钮，“加10分”按钮，“减10分”按钮，“复位”按钮。

本例中的初始置100功能是利用计数器芯片74LS192的置数功能来实现的。

74LS192置数端是低电平有效，所以信号形式为负脉冲。

“准备抢答”和“开始抢答”为负脉冲，加10分和减10分为正脉冲。

复位功能是指每轮抢答过后将抢答计时器清零。

2.2选手控制台电路：

每个参赛队在主持人下达了“开始抢答命令”或“准备抢答命令”后可以按下抢答器按钮进行抢答。

这里采用或门连接各组选手，并通过与抢答显示电路中编码器的反馈，用与门将或门输出端与复位端口连接，将任意一组队伍的抢答信号产生及编码器的馈的脉冲作为D触发器的触发脉冲，再利用D触发器锁存功能将其他抢答队伍的抢答信号进行封锁。

2.3抢答显示电路：

抢答显示电路能在有违章抢答时显示违章抢答组号，也能在主持人下达“开始抢答”命令后显示获得抢答权的参赛队组号。

显示组号是通过利用优先编码器74LS148的优先编码的特性来实现。

数码管的初始值及复位显示值为0，当超过规定时间无队伍抢答时，数码管显示值也为0。

2.4违章抢答控制电路：

在主持人下达“准备抢答”但尚未下达“开始抢答”命令时，若出现选手抢答情况，则属于违章抢答，红色指示灯亮。

2.5计分电路：

当取得抢答权的参赛队回答完问题时，主持人根据其结果正确与否进行加减分。

在抢答之前主持人按下预置100分按钮，即为所有参赛队初始预置100分。

2.6计时电路：

当主持人下达“开始抢答”命令后开始计时，若超过规定时间，则抢答结束，指示灯亮，计时器停止，并封锁各队伍的抢答信号，重新进入下一轮抢答；若在规定时间内有队伍抢答，则计时停止。

在下轮抢答开始之前，主持人需按下“复位”按钮将计时器清零。

2.7队伍选择电路：

当主持人按下“开始抢答”按钮后，在规定时限内若有队伍抢答，则主持人需对获得抢答权的队伍的回答进行加减分，这里选用74LS138译码器对队伍进行选择。

三、课程设计（综合实验）总结或结论

电子技术是我们每一位电气专业学生朝夕相处的课程，它是我们学习日后专业课程必不可少的基础，也是我们今后步入社会最基本的生存技能，因此，电子课程设计是我们电力学子不可或缺的经历。

本次课程设计历时一周，设计过程比较顺利，但遇到一些小问题是不可避免的。

下面我从三个方面简单分析一下本次课程设计：

一、原理分析

对于六路智力竞赛抢答器的设计，从设计要求及功能分析，它主要由三个重要部分组成,即抢答电路，计时电路和计分电路。

从而可以知道，这个抢答器的设计需要从局部到整体，即需要先设计出各部分电路，然后再把它们组装在一起。

除此之外，还有部分的反馈电路，才能让它们合理组合，并且能够实现抢答计分报警等功能。

对于电路的设计，首先得知道要实现各部分电路功能所需的元件及大致的组合方式；另外，还得清楚知道所需芯片的功能和用法，以便能正确连接，这就需要知道芯片各引脚的功能和高低电平的触发。

二、设计历程

对于电路的设计过程，我首先自习分析了老师给我们的课题，然后上网搜索了一些有关资料，再借助实验指导书和《数字电子技术基础》，开始了初步的设计，首先我按步骤一步一步的设计，即先设计抢答电路，再设计计时和计分电路，但由于对RS触发器的锁存功能不太了解怎么用，所以在抢答电路的设计设计上遇到了一些困难，不过最后经过同学们的讨论，在我的多次尝试下，还是成功的设计了出来。

至于计时电路和计分电路，相对简单一些，经过几天的努力，我们终于成功的把抢答器设计了出来，并且调试成功。

三、心得体会

本次设计实验对自己来说使一次非常好的锻炼，能够很好地体现自身的综合素质。

智力竞赛抢答器这一题不算太难，我开始是依据书上的思路进行设计发现非常繁琐，通过自己的大胆思考，终于利用优先编码器实现了自己的突破，做出来时自己很高兴，这就是一种成就感。

对于Multisim软件，虽然课堂上用过，但一直只是照着课本按部就班地做，有时甚至不知道自己做的是什么，也不知道为什么要这么做，通过这次设计实验，我发现，真正自己想做点东西，就应该要每个细节都得搞清楚，因为任何一个细节都将决定你最后的成败。

通过自己的摸索，对于Multisim软件我已经掌握得非常不错，也为以后打好了一定的基础。

四、参考文献

[1]李月乔主编《数字电子技术基础》中国电力出版社2008

[2]李旭彦主编《电子技术综合实验》中国电力出版社2010

附录（设计流程图、程序、表格、数据等）

流程图：

总电路（测试成功）：