数字电子技术课程设计报告
设计课题: 四人智力竞赛抢答器 学 院: 专 业: 电子信息工程 班 级: 2010级电信(1)班 姓 名:
学 号: 日 期
2012年 12月9日——2012年12月23日
指导教师:
摘 要
在各种智力竞赛场合，抢答器是必不可少的最公正的用具。
通过本学年的《数字电路技术》的学习我们知道了它的原理其实是比较简单的，主要就是通过四D触发器74LS175为中心构成编码锁存系统控制选手的抢答情况，再通过逻辑电路将输入开关、脉冲及输出LED灯、数码管和扬声器连接起来即可。 电路由主体电路和扩展电路两部分组成，主体电路主要由74LS175，即4D触发器来构成抢答锁存器，由主持人来控制74LS175的清零端。当清零端为高电平“1”时，选手开始抢答，最先按键的选手相应的LED发光二极管发光，并且扬声器发出声音，同时，由4个Q及门电路组成的锁存电路来控制其他选手再按键时不再起作用。 扩展电路主要包括秒脉冲发生电路和定时电路，并且在设计中加入了报警电路，以提示选手和观众。
经Proteus仿真软件验证抢答器原理图无误，可实现设计所要求功能。
关键词：
I
74LS175、脉冲、锁存器
目 录
1 设计任务及要求 ..................................................................................1 2 比较和选定设计的系统方案、画出系统框图 ..................................1 2.1 方案比较 .....................................................................................1 2.2 系统框图 .....................................................................................3 3单元电路设计、参数计算和器件选择 ...............................................3 3.1抢答电路设 .................................................................................3 3.2 定时电路设计 ............................................................................6 3.3报警电路设计 .............................................................................9 4完整的电路图及电路的工作原理 ......................................................10 4.1完整电路图 ................................................................................10 4.2 工作原理..............................................................................11 5经验体会 ..............................................................................................12 参考文献 ..........................................................................................12 附录A：系统电路原理图......................................................................13 附录B：元器件清单 ............................................................................14
II
四人智力竞赛抢答器
1 设计任务及要求
（1）设计一个供四人参赛的抢答器，能准确分辨、记录第一个有效按下抢答键者，稍后的其他人按下开关则无效。抢答器具有显示功能，即选手按动按钮，相应的LED发光二极管发光，同时扬声器发出声音。
（2）主持人没有宣布抢答开始时，抢答不起作用。主持人宣布抢答开始时，按“开始”键，抢答开始，同时启动计时器计时；
（3）计时器计时采用倒计数的方式，以加强现场气氛，增加紧迫感。若预定时间内无人抢答，自动给出信号停止抢答，以免冷场。倒计数 定时器的时间可以随意预置；电路具有回答问题时间控制功能，要求回答时间小于等于100秒（显示为99到0），当达到限定时间时，发出声响以示警告。
2 比较和选定设计的系统方案、画出系统框图 2.1 方案比较
方案一：电路大致可以由四个功能模块组成：以锁存器为中心的编码显示电路
部分，脉冲产生电路部分，倒计时显示电路部分，音响电路部分。在锁存器为中心的编码显示电路部分中，由锁存器74LS373，四选一数据选择器74LS153，显示器，LED发光二极管和门电路组成。使用74LS373作为锁存电路，当有人抢答时， 利用锁存器的输出信号号将时钟脉冲置零，74LS373立即被锁存，同时蜂鸣器鸣叫0.5s，这时抢答无效，使用74LS153作为数据选择器，对输入的型号进行选择，使选手对应的LED发光二极管发光，同时扬声器发出声音；在脉冲产生电路部分中，用石英晶体振荡器予以实现，由于石英晶体的稳定性和精确性比较高，所以用其产生的脉冲信号更加稳定，同时在显示更能接近预定的值，受
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