1、 課程設計成果說明書 題 目： 四人智力競賽搶答器 學生姓名： 學 號： 學 院： 班 級： 指導教師: 浙江海洋學院教務處2014年5 月22 日 浙江海洋學院課程設計成績評定表20132014學年 第 2 學期設計題目 四人智力競賽搶答器完成期限自 2014 年 5 月 1 日至 2014 年 5 月 20 日 共 3 周設計依據(jù)當有選手搶答時，人的眼睛不能判斷誰先誰后，搶答器應運而生?？梢愿玫膸椭朔直妗ＴO計要求及主要內(nèi)容 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(shù)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(xù)響0.5秒。選手搶答時，數(shù)碼顯示選手

2、組號，同時蜂鳴器響0.5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(tǒng)清零（搶答顯示數(shù)碼管滅燈）和搶答的開始。 (3)搶答器具有數(shù)據(jù)鎖存和顯示的功能。搶答開始后，若有選手按動搶答按鈕，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(tǒng)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

3、時結(jié)束時，揚聲器響，音響持續(xù)0.5秒。參賽選手在設定時間（9秒）內(nèi)搶答有效，搶答成功，揚聲器響，音響持續(xù)0.5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(tǒng)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(tǒng)揚聲器報警（音響持續(xù)0.5秒），并封鎖輸入編碼電路，禁止選手超時后搶答，時間顯示器顯示0。 (6)用石英晶體振蕩器產(chǎn)生頻率為1Hz的脈沖信號，作為定時計數(shù)器的CP信號。 參考資料胡曉光 數(shù)字電子技術(shù)基礎 高等教育出版社2010年6月陳庭勛 電子設計常用模塊與實例 浙江大學出版社2013年9月康華光 電子技術(shù)基礎(

4、模擬部分) 高等教育出版社2013年5月指導教師簽字日期 目錄 一 .前言 2 二.四人智力競賽搶答器 2 1設計目的 2 2設計任務與要求 2 1設計任務 2 2設計要求 23 四人智力競賽搶答器的設計原理 44 搶答電路的設計 5 1以鎖存器為中心的編碼顯示電路 5 2脈沖產(chǎn)生電路 5五. 倒計時顯示電路 6六音響電路 7七整體電路 8八結(jié)語 8九參考資料 98 四人智力競賽搶答器的設計 （東?？茖W技術(shù)學院 機電系 浙江 舟山 31600） 摘要 利用軟件對4路競賽搶答器進行設計與仿真。四人智力競賽搶答器電路主要由搶答電路、倒計時電路、影響電路等構(gòu)成。結(jié)果表明，該方法仿真效果真實、準確，設

5、計出的16路競賽搶答器具有實用性強，操作簡單，成本低廉的特點。 一前言  隨著計算機與微電子技術(shù)的發(fā)展，電子設計自動化技術(shù)(Electronic Design Automation，EDA)領域已成為電子技術(shù)發(fā)展的主體。EDA是在電子CAD技術(shù)基礎上發(fā)展起來的計算機軟件系統(tǒng)，它在教學、科研、產(chǎn)品設計與制造等方面發(fā)揮著巨大的作用 競賽搶答器系統(tǒng)是工廠、學校和電視臺等單位舉辦各種智力競賽等娛樂活動中經(jīng)常使用的重要基礎設備之一。目前設計搶答器的方法很多，采用EDA可以更加快速、靈活地設計出符合各種要求的搶答器?；贛ultisim 10軟件平臺設計了

6、4路競賽搶答器系統(tǒng)，使得顯示器上能從14正確顯 示選手的編號。此外，還設計了搶答倒計時最后0.5S報警提示電路。這種設計思路清晰，電路功能齊全，可滿足搶答器的實際使用要求。 二.四人智力競賽搶答器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(diào)試方法。（2） 熟悉數(shù)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(shù)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(xù)響0.5秒。選手搶答時，數(shù)碼顯示選手組號，同時蜂鳴器響0.5秒，倒計時停止。 2.設計要求 (1)4名選手編號為：1，2，3，4。各

7、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(tǒng)清零（搶答顯示數(shù)碼管滅燈）和搶答的開始。 (3)搶答器具有數(shù)據(jù)鎖存和顯示的功能。搶答開始后，若有選手按動搶答按鈕，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(tǒng)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(jié)束時，揚聲器響，音響持續(xù)0.5秒。參賽選手在設定時間（9秒）內(nèi)搶答有效，搶答成功，揚聲器響

8、，音響持續(xù)0.5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(tǒng)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(tǒng)揚聲器報警（音響持續(xù)0.5秒），并封鎖輸入編碼電路，禁止選手超時后搶答，時間顯示器顯示0。 (6)用石英晶體振蕩器產(chǎn)生頻率為1Hz的脈沖信號，作為定時計數(shù)器的CP信號。三 四人智力競賽搶答器的設計原理 電路主要由脈沖產(chǎn)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(chǎn)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(jīng)4線7段譯碼器將數(shù)字顯示在顯示器上同時產(chǎn)生音響。主持人宣布開始搶

9、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。電路系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1：四、搶答電路的設計   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可采用觸發(fā)器或鎖存器。若以四D觸發(fā)器74LS175為中心構(gòu)成編碼鎖存系統(tǒng)，編碼的作用是把鎖存器的輸出轉(zhuǎn)化成8421BCD碼，進而送給7段顯示譯碼器。其真值表： 鎖存器編碼真值表 鎖存器輸出 編碼器輸出 Q4 Q3 Q2 Q1 D C B A 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 0 1 1 1 0 0 0 0 1 0 0 工作原理：四D觸發(fā)器74LS175的輸出Q

10、非控制顯示模塊顯示組號當無人搶答時，4個D觸發(fā)器的輸出Q非相與，為“1”時，脈沖能夠進入觸發(fā)器，有一人搶答時，與門中有一個變?yōu)椤?”，使不能進入觸發(fā)器，從而防止其他人搶答。并停止計時，將與非后的信號用于控制聲音模塊報警。 2) 脈沖產(chǎn)生電路：3)工作原理：該模塊為由555定時器構(gòu)成的多諧振蕩器。并以74LS160做10分頻,產(chǎn)生10Hz和1Hz的脈沖信號。五、倒計時顯示電路該電路可采用十進制同步減計數(shù)器74LS190，主持人宣布開始時，按下按鈕，同時使計數(shù)器置數(shù)為“9”，并在脈沖作用下開始倒計時并在顯示器上顯示，到零止。  工作原理：由74LS190十進制計數(shù)器計數(shù)，其輸出

11、端驅(qū)動BCD數(shù)碼器。160的進位輸出反相信號進位信號和搶答信號控制1HzCP信號的輸入，即計數(shù)到0時不會倒回9再計時，也控制計數(shù)到時搶答模塊不許再搶答同時聲音模塊塊報警。190的MR接收搶答模塊的信號，當搶答模塊復位時190也復位。六、音響電路 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。7、 整體電路八、結(jié)語  利用軟件對4路競賽搶答器的設計進行了仿真驗證，實驗結(jié)果證明該電路設計合理，具有比較可靠的工作方式和更強的適用性，達到了預期的設計目的和要求。所設計的搶答器電路采用組合邏輯和時序邏輯電路設計，無需編程語言，具有電路簡單，成本低廉，操作方便，靈敏可靠。易于制作等優(yōu)點，而且在實際生活中具有很強的實用性。九、參考資料1胡曉光 數(shù)字電子技術(shù)基礎 高等教育出版社2010年6月2陳勛庭 電子設計常用模塊與實例 浙江大學出版社2013年9月 3康華光 電子技術(shù)基礎（模擬部分） 高等教育出版社2013年5月