附件1： 学 号：
0121211350414
课 程 设 计
题 目 学 院 专 业 班 级 姓 名 指导教师
智能抢答器的设计与应用
自动化学院 电气工程及其自动化
电气1204 许飞 王宏
2014 年 6 月 25 日
课程设计任务书
学生姓名： 许飞 专业班级： 电气1204 指导教师： 王宏 工作单位： 自动化学院 题 目： 智能抢答器的设计与制作 初始条件：
（1）可同时供８名选手抢答输入，每人一个开关； （2）稳定显示与输入开关编号相对应的数字0-7； （3）主持人一个开关以控制开始或显示清0
（4）当有人抢答时，其对应编号立即显示并锁存，且其他选手被禁止 选作: 设计具有定时抢答功能的电路，由主持人预先设定时间
要求完成的主要任务: （包括课程设计工作量及其技术要求，以及说明书撰写等具体
要求）
（1） 设计任务及要求 （2） 方案比较及认证 （3） 系统框图，原理说明
（4） 硬件原理，完整电路图，采用器件的功能说明 （5） 调试记录及结果分析 （6） 对成果的评价及改进方法 （7） 总结（收获及体会） （8） 参考资料
（9） 附录：器件表，芯片资料
时间安排：
6月16日~6月19日：明确课题，收集资料，方案确定 6月19日~1月21日：整体设计，硬件电路调试 6月21日~6月24日；报告撰写，交设计报告，答辩
指导教师签名： 2014年 6月 日
目录
摘要.................................................................................3 诸论 ................................................................................................................................................................. 3
1系统原理框图 .................................................................................................................................... 3 2方案设计与论证 .................................................................................................................................. 4
2.1时钟脉冲产生电路 .................................................................................................................. 4 2.2 抢答电路 1、8路抢答开关 .................................................................................................... 6 3单元电路的设计 ................................................................................................................................. 8
3.1时间脉冲产生电路的设计 ....................................................................................................... 8 3.2计数电路的设计 ...................................................................................................................... 8 3.3抢答电路的设计 ...................................................................................................................... 9 3.4报警电路的设计 .................................................................................................................... 10 3.5控制电路 ................................................................................................................................. 10 3.6电路总图 ................................................................................................................................. 11 4 仿真结果及分析 ................................................................................................................................ 12
4.1 时钟脉冲的仿真 .................................................................................................................... 12 4.2抢答电路的仿真 ..................................................................................................................... 12 4.3定时电路的仿真 ..................................................................................................................... 13
5结束语 ........................................................................................................................................................ 13 6参考文献 ................................................................................................................................................... 14
摘要
多路智能抢答器一种以数字电路技术来实现多人抢答的装置，具有操作简单、性化、能化且公平性高的优点，在很多竞答比赛中都有用到。
本文的设计与实现是以中小规模集成电路设计多路智能抢答器的方法，它主要与数字电路挂钩，囊括了数字电路的两大电路（组合逻辑电路和时序电路）。它是由抢答电路、 定时电路、报警电路、时钟脉冲产生电路及电源电路组成。时钟脉冲采用的以555定时器构成的多谐振荡电路产生、定时电路是以74LS192为主要芯片构成的??通过EDA软件Multisim10绘制了电子电路仿真原理图，并进行仿真。
从软件仿真验、了原理设计的正确，通过硬件制作实物电路能够同时供4人抢答，并且能够准确的显示编码和及时报警，达到了设计的要求。
诸论
1系统原理框图
定时抢答器的总体框图如图1所示，其主要是对选手和主持人控制开关所控制的信号的输入进行处理。
抢答按钮 优先编码 锁存器 译码电路 显示电路
主持人 控制电路 报警电路 译码电路 定时电路 产生脉冲
（1） 显示电路：主要由LED共阴数码管对时间和选手编号进行显示；
（2） 译码电路：由74LS48对输入信号进行处理，对计数器输出的8421BCD
码转换为数码管需要的逻辑状态，并且为保证数码管正常工作提供足够的工作电流； （3） 定时电路：由74LS192为主芯片构成，构成30进制的定时电路；
（4） 脉冲产生电路：所选用的是555定时器构成的多谐振荡器来提供时钟脉 冲；
（5） 报警电路：由时钟脉冲做激励，由定时电路和抢答电路做反馈信号，来 控制蜂鸣器的工作与断开。
显示电路 2方案设计与论证 2.1时钟脉冲产生电路
方案一：由集成电路定时器555与RC组成的多谐振荡器作为时间标准信号源。
用555电路可以组成施密特触发器，利用施密特触发器的回差特性，在电路的两个输入端与地之间接入充放电电容C并在输出与输入端之间接入反馈电阻Rf，就组成了一个直接反馈式多谐振荡器，如图5(a)所示。接通电源，电路在每次翻转后的充放电过程就是它的暂稳态时间，两个暂稳态时间分别为电容的充电时间Tl和放电时间T2。T1=0.69Rfc，T2=0.69Rfc，振荡周期T=T1+T2，振荡频率f=1／T。
改变R、C的值则可改变充放电时间，即改变电路的振荡频率f。 f=1/(tpL+tpH)≈1.43/[(R1+2*R2)*C] T=1/f R1=300Ω, R2=4KΩ，C=220uF 可得到T≈1s 方案二： 门电路构成的单稳态多谐振荡器
采用TTL门电路构成的单稳态多谐振荡电路如下图所示。在G1的输入端用Rl和R2进行钳位，提高触发灵敏度。
方案三：采用CMOS门电路构成的非对称式无稳态多谐振荡器
如果把对称式多谐振荡器电路进一步简化，去掉C1和R2，在反馈环路中保留电容C2，电路仍