多人抢答器课程设计报告Word下载.docx
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③有人抢答时,喇叭响两秒钟;
④答题时限为10秒钟,从有人抢答开始,用数码管倒计时间,0、9、8…1、0;
倒计时到0的时候,喇叭发出两秒声响。
二、设计要求
1.在选择器件时,应考虑成本。
2.根据技术指标,通过分析计算确定电路和元器件参数。
3.画出电路原理图(元器件标准化,电路图规范化)。
三、实验要求
1.根据技术指标制定实验方案;
验证所设计的电路,用软件仿真。
2.进行实验数据处理和分析。
四、推荐参考资料
1.童诗白,华成英主编.模拟电子技术基础.[M]北京:
高等教育出版社,2006年
2.陈光明等主编.电子技术课程设计与综合实训.[M]北京:
北京航空航天大学出版社,2007年
3.戴伏生主编.基础电子电路设计与实践.[M]北京:
国防工业出版社,2002年
4.谭博学主编.集成电路原理与应用.[M]北京:
电子工业出版社,2003年
5.华满清主编.电子技术实验与课程设计.[M]北京:
机械工业出版社,2005年
6.阎石主编.数字电子技术基础.[M]北京:
高等教育出版社,2008年
7.谢自美主编.电子线路设计·
实验·
测试.[M]武汉:
华中科技大学出版社,2006年
五、按照要求撰写课程设计报告
指导教师年月日
负责教师年月日
学生签字年月日
成绩评定表
评语、建议或需要说明的问题:
指导教师签字:
日期:
成绩
目录
一、概述5
二、方案论证5
三、电路设计5
1.抢答电路5
2.响铃电路6
3.倒计时电路7
四、性能的测试8
1.直流稳压电源的测试8
2.放大电路测试9
3.电路整体性能测试10
五、结论12
六、性价比12
七、课设体会及合理化建议12
参考文献12
附录I总电路图13
附录II元器件清单14
一、概述
多人抢答器,在当今社会的电视节目中是很容易见到的。
即主持人针对参赛选手出题,然后选手抢答,快者回答。
抢中者灯亮,答题时限为10秒,时间耗尽时会响铃。
抢答电路的总开关由主持人控制。
二、方案论证
根据系统功能要求,须设计有抢答电路、倒计时电路、主持人控制电路、响铃电路,各个电路都有其自己的功能。
通过主持人控制按键,电路进入就绪状态,等待抢答。
按下五个按键,程序就会判断是谁先按下的,然后从五个发光二极管输出抢答功能,同时开始回答计时。
如果在设定的时间里没有完成问题的回答,一到时间,则产生报警信号表示已经超时。
方案:
图1抢答总电路的原理框图
三、电路设计
1.抢答电路
抢答电路采用D触发器7474N作为核心芯片,由一片触发器组成矩形发生器,发出频率为10KHZ,最大幅度为6V的脉冲信号作为D触发器的时钟脉冲。
在D触发器的输入端,根据五个按键的状态决定D端得状态。
当有一个D触发器的输入端为高电平时,就在时钟信号的作用下将状态传递到Q端。
此时,与Q端相连接的发光二极管将Q端得状态显示出来。
同时与Q端相连接门电路根据五个Q端的状态判断是否对脉冲信号进行屏蔽。
即只要有一个Q端得状态是高电平,则通过组合逻辑使输入脉冲被禁止。
从而实现了在有人抢答的第一时间显示出抢答状态,并对当前状态进行保存,防止其他人的抢答对当前状态的影响。
另外,将主持人的开关与7425N芯片的EN端相连接,实现主持人对电路的可控性。
当EN信号无效时,实现对电路的清零;
当EN信号有效时,即开关闭合时候,允许进行抢答。
使用multisim绘制声响电路原理图如下:
图2抢答电路的设计图
2.响铃电路
为了使抢答者和主持人能够知道抢答成功或者抢答超时,故应该有一个声响电路来提示当前的状态。
本设计在有人抢答成功的时候会发出2秒的声响。
为了实现本功能,系统使用一片74LS191N减一计数芯片,当示数为2时接通喇叭,计数值达到0时对输出进行锁存,发出长为2秒的声响。
当2秒时间过去后,输出端状态保持为0000,门电路此时给喇叭的信号为低电平,便实现了鸣响的结束。
图3响铃电路的设计图
3.倒计时电路
为实现有人抢答后,系统开始10秒倒计时。
使用74LS191N芯片的减一计数功能来实现时间的递减计数,并通过一个七段数码管来显示芯片的输出状态。
为使显示数字在计数结束后停止继续计数,应该在计数结束后对74LS191N的输出进行锁存。
另使用一片74LS191N芯片,实现当上一片74LS191N倒数计数达到0时,响铃2秒的提示,并对74LS191N的输入时钟信号进行屏蔽,从而使74LS191N芯片不再进行倒数计数。
具体方法如下:
1第一片74LS191N的倒计时计数达到0时,进位端输出信号与时钟信号通过与门作用于CLK端使其为低电平,即打到锁闭该芯片的目的。
2第一片74LS191N减一计数器计数达到0时,将信号以高电平的形式通过门电路作用到第二片74LS191N的CLK端,使响铃计数开始。
74LS191N功能表:
图474LS191N功能表
使用multisim绘制倒计时电路原理图如下:
图5倒计时电路的设计图
四、性能的测试
1.抢答电路的测试
如图6所示,当主持人开关断开时,实现对电路的清零,选手按键锁闭。
如图7所示,当主持人开关闭合时,选手抢答电路接通,此时闭合A选手开关,灯泡A亮,此时U1输出高电平信号,通过OC门将其他选手的开关锁闭。
再闭合其他选手开关,对结果无影响。
图6抢答电路主持人开关测试
图7抢答电路选手开关测试
2.响铃电路测试
如图8,当电路接收到高电平信号时,电路启动,在0,1,2之间的时间段内响铃(此处用灯泡来代替喇叭警报)。
响铃电路响铃两秒之后,即在0时RCO端输出低电平信号锁闭加给响铃电路的CLK时钟信号,响铃电路停止工作,响铃结束。
图8响铃电路测试
3.倒计时电路性能测试
如图9,当电路接收到高电平信号时开始倒计时。
当倒计时电路计数十秒之后,即在0时RCO端将输出低电平信号锁闭加给倒计时电路的CLK时钟信号,倒计时电路停止工作,倒计时结束。
如图10,当倒计时电路倒计时到0时,会给响铃电路一个高电平信号,响铃电路开始报警,报警时间为两秒。
图9倒计时电路测试
图10倒计时电路响铃测试
4.总电路性能测试
电路图见附录I,当主持人开关闭合后,选手开始抢答,当有选手抢答时,抢答电路会给倒计时电路和响铃电路一个高电平信号,此时倒计时电路和响铃电路开始工作,从而实现了当有选手抢答时响铃的功能和选手抢答到回答时间为十秒的功能。
倒计时电路倒计时结束之后,即在0时,传送一个高电平给响铃电路,响铃电路开始响铃两秒,从而实现了选手回答时间到事的报警功能。
响铃结束之后,该轮抢答结束。
此时断开主持人开关,整个电路清零,准备下一轮抢答。
五、结论
该五路抢答电路具有主持人清零的功能,可以反复循环使用,操作简单方便。
另外该电路在选手同时抢答时主持人可以中断选手的抢答。
六、性价比
该五路抢答电路相比于其他设计方案在性能和价格方面都小胜一筹。
七、课设体会及合理化建议
通过这两个星期的课程设计,我掌握了很多书本以外的数字电子技术知识,进一步了解有关集成电路的功能和使用方法。
熟悉数字电路系统的计算机仿真设计方法及调试技术,培养了专心致志的工作学习习惯,同时也使我懂得了作为学生要好问,在这期间我向同学和老师请教,可谓获益匪浅。
最后,该五路抢答器具有了电路简单、成本低廉、操作方便等优点。
通过这次课程设计,我发现很多题目虽然都和现实生活中的事物有关联,但是却有很多是同学们不感兴趣的东西,我个人认为,如果在课设题目中加入一些同学们感兴趣的元素,大家会更有兴趣去,更乐意去做课程设计的。
参考文献
[1]童诗白,华成英主编.模拟电子技术基础.[M]北京:
[2]陈光明等主编.电子技术课程设计与综合实训.[M]北京:
[3]戴伏生主编.基础电子电路设计与实践.[M]北京:
[4]谭博学主编.集成电路原理与应用.[M]北京:
[5]华满清主编.电子技术实验与课程设计.[M]北京:
[6]阎石主编.数字电子技术基础.[M]北京:
[7]谢自美主编.电子线路设计·
附录I总电路图
附录II元器件清单
序号
编号
名称
型号
数量
1
U1—5
D触发器
7474N
5
2
U6—10
OC或门
7425N
3
U18,23,30
16进制加减计数器
74LS191N
4
U11—14,17,21,22,27,35
或门
74HC32N
9
U37,38
异或门
74136N
6
U20,28,35
或非门
7402N
7
U36
两线与门
74LS09N
8
U16,25,32
三线与门
74LS11N
U15,29
七段数码管
DCD_HEX
10
U19,24,26,31,33
反相器
7405N
11
U39
555定时器
555_TIMER_RATED
12
J1—11
单刀单掷开关
13
J12,13,14
单刀双掷开关
14
R1—6
电阻
15
LED1—5
发光二极管
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