目录
一、 摘要……………………………………………………1 二、 设计目的………………………………………………1 三、 设计任务及要求………………………………………1
1. 设计要求………………………………………………1 2. 设计任务………………………………………………2
四、 八路抢答器电路的设计及原理………………………2
1. 设计思路………………………………………………2 2. 总电路框图……………………………………………3 3. 各模块设计方案及原理说明…………………………3
3.1 抢答电路…………………………………………3 3.2 30秒倒计时电路………………………………10 3.3 报警电路………………………………………17 五、 抢答器的总电路……………………………………23 六、 设计心得……………………………………………24 附录
附录1 元件明细表…………………………………26 附录2 元件报价表…………………………………27 参考文献…………………………………………………28 完整电路示图……………………………………………29
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8路抢答器
一、 摘要
进入21世纪越来越来多的电子产品出现在人们的日常生活中。例如企业、学校和电视台等单位常举办各种智力竞赛, 抢答记分器是必要设备。抢答器作为一种工具，已经广泛应用于各种智力和知识竞赛场合。本设计以八路智力竞赛抢答器为基本概念，从实际应用出发,利用电子设计自动化( EDA)技术,用数字、模拟电子器件设计具有扩充功能的抢答器。该抢答器的设计利用Multisim10完成了原理图设计和电路仿真，具有数字显示、倒计时显示、编码译码功能，应用效果良好。
二、 设计目的
本电子设计，主要为了实现以下目的： 1. 增强对数字电子技术的了解与掌握； 2. 学习相关软件的使用方法；
3. 熟悉优先编码器、触发器、计数器、译码电路等的应用方法； 4. 熟悉时序电路的设计方法； 5. 具备简单电路的设计能力。
三、 设计的任务及要求
1. 设计一抢答器，设计要求如下：
1) 设计一个智力竞赛抢答器，可同时供8名选手或8个代表队参赛，
他们的选号分别是0、1、2、3、4、5、6、7，各用一个抢答按钮，按钮的编号对应分别是S0、S1、S2、S3、S4、S5、S6、S7。
2) 给节目主持人设置一个控制开关，用来控制系统的清零（编号显示
数码管灭灯）和抢答器的开始。
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，编号立即锁存，并在LED数码管上显示出选手的编号，其对应的灯被
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点亮。
4) 数字抢答器定时为30s，通过控制键启动抢答器后，要求30s定
时器开始工作，发光二极管点亮。
5) 如果定时抢答的时间已到，却没有选手抢答时，本次抢答无效，系
统短暂报警，并封锁输入电路，禁止选手超时后抢答，时间显示器上显示00。
2. 要求完成的任务：
1) 计算参数，安装、调试电路； 2) 对每个子电路进行解释说明；
3) 画出完整的电路图，写出设计总结报告。
四、 抢答器电路的设计及原理
1. 设计思路
①本题的根本任务是准确判断出第一抢答者的信号并将其锁存。实现这一功能可选择使用触发器或锁存器等。在得到第一信号之后应立即将电路的输入封锁，即使其他组的抢答信号无效。同时还必须注意，第一抢答信号应该在主持人发出抢答命令之后才有效。
②当电路形成第一抢答信号之后，用编码、译码及数码显示电路显示出抢答者的组别，也可以用发光二极管直接指示出组别。
③在主持人没有按下开始抢答按钮前，参赛者的抢答开关无效；当主持人按下开始抢答按钮后，开始进行30秒倒计时，此时，若有组别抢答，显示该组别并使抢答指示灯亮表示“已有人抢答”；当计时时间到，仍无组别抢答，则计时指示灯灭表示“时间已到”，主持人清零后开始新一轮抢答。
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2. 总电路框图
抢答按钮 锁存器 优先编码电路 译码电路 译码显示 控制开关 控制电路 秒脉冲信号发生电路 定时电路 译码电路 显示电路 图1 总电路框图 3. 各模块设计方案及原理说明 3.1抢答电路 此部分电路主要完成的功能是实现8路选手抢答并进行锁存。 使用优先编码器 74LS148 和锁存器 74LS297 来完成。该电路主要完成两个功能：一是分辨出选手按键的先后，并锁存优先抢答者的编号，同时译码显示电路显示编号（显示电路采用七段数字数码显示管）；二是禁止其他选手按键，其按键操作无效。工作过程：开关S 置于\清除\端时，RS 触发器的 R、S 端均为0，4 个触发器输出置0，使74LS148 的优先编码工作标志端＝ 0，使之处于工作状态。当开关S 置于\开始\时，抢答器处于等待工作状态，当有选手将抢答按键按下时（如按下S5），74LS148 的输出经RS 锁存后，CTR=1,RBO =1, 七段显示电路74LS48 处于工作状态，4Q3Q2Q=101,经译码显示为“5”。此外，CTR ＝1，使74LS148 优先编码工作标志端＝１，处于禁止状态，封锁其他按键的输入
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当按键松开即按下时，74LS148 的 此时由于仍为CTR＝1，使优先编码工作标志端＝1， 5 所以74LS148 仍处于禁止状态，确保不会出二次按键时输入信号，保证了抢答者的优先性。只要有一组选手先按下抢答器，就会将编码器锁死，不再对其他组进行编码。通过74LS48译码器使抢答组别数字显示0-7。如有再次抢答需由主持人将S 开关重新置“清除”然后再进行下一轮抢答。
抢答模块原理图如图2： 电路功能分析：
（1）优先编码电路（74LS148）分辨出抢答者编号，由锁存器（74LS279）锁存，由译码器（74LS47）显示编号；
（2）控制电路对输入电路进行封锁，避免其他人两次抢答；
（3）Space开关置于“闭合”，显示数码管熄灭（黑屏），置于“断开”，等待下一轮。
VCC5VU5A8R2180 Ω 1011121312345D0D1D2D3D4D5D6D7EI231RPACK 8~1S1~1S2~1R1~1S3~1R21Q27ABCDEFGCAVCC1Q14U311U1A0A1A2GSEO976141565U227126ABCD~LT~RBI~BI/RBOOAOBOCODOEOFOG131211109151418192021222324574LS279N1716U4A623165~1S1~1S2~1R1~1S3~1R21Q271Q14347354910112131415J174LS148NGND74LS47N74LS279NGND0J9Key = SpaceR110kΩ 图2 抢答模块原理图
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