数字逻辑数字抢答器.docx

数字逻辑数字抢答器

第一篇：数字逻辑数字抢答器《数字逻辑》课程设计实验报告学号：姓名：班级：指导老师：一、简要说明在进行智力竞赛抢答时，需要参赛者分成若干组进行抢答，究竟是谁先谁后单凭主持人的眼睛是很难判断的；在提问或回答时，往往都要有时间限制；另外，犯规要发出一种特殊的信号，以便主持人看得清、听得到。要完成上述功能，需要一种“抢答器”。二、任务和要求1、设计要求（1）抢答开始后，抢答器能准确地判断出抢先者。并发出声光报警，3秒后自动熄灭。（2）抢答器具有互锁功能，某组抢答后能自动封锁其他各组的抢答信号。（3）抢答具有限时功能。显示档次分别为5s、10s、15s，时间到时发出声响，同时，时间要用数码管显示出来。（4）抢答者犯规或违章（主持人未说“开始抢答”时，参赛者抢先按钮）时，应自动发出警告信号，以指示灯闪为标志。（5）系统应具有一个总复位开关。2、采用的器件：74273，74160，74244，7446，相应的门器件；软件：maxplus2。三、设计思想、1、电路结构根据总体设计方案，将智力竞赛抢答器划分成四个子系统和一个控制器。输入子系统由抢答键和锁存电路组成；时间显示子系统由计时电路、动态扫描译码电路和LED数码管组成；席位指示子系统由席位灯驱动电路、发光二极管组成；时钟子系统由时钟信号源、分频器组成；控制器由启动键、启动电路、判断电路和复位电路组成。2、输入、输出信号特征智力竞赛抢答器的输入信号是由启动键和抢答键产生。启动键和抢答键可产生短暂的单步脉冲信号。输出信号是席位指示灯驱动信号和LED数码管驱动信号。前者高点平有效，后者低电平有效。3、主要技术性能指标（1）选手席位数量：8个（2）席位指示灯：LED发光二极管。正常抢答时灯亮，犯规抢答时灯闪。（3）强大时间范围：0s~30s（4）时间显示方式：LED数码管，两位，共阴极，动态扫描。（5）抢答速度识别时间：1/1000s（6）按键锁定方式：自动（7）复位方式：自动，延迟时间为9s四、设计步骤：1、启动电路：启动电路由D触发器和与门组成。主持人按下启动键时，从START端输入一个脉冲，D触发器被置成1状态，即Q=1，表示选手可以抢答，同时计时电路开始计数，若主持人未按下启动键就有选手抢答，F=1，表示抢答犯规，经反相后时候使S=0，启动电路处于保持状态，再按启动键无效。/CLRN为清零端，与复位电路输出端/END9连接，低电平有效。电路图如下所示：2、锁存电路：由74273和与门组成。D1~D8与抢答键电路输出端连接，输出端Q1~Q8与席位灯驱动电路连接。S连接判断电路输出端/OFF。没有抢答，OFF=1，S=1，74273工作在置数状态。D1~D8对应的有一个为1，在CLK作用下，被置入触发器。OFF=0，74273处于保持状态。时钟信号频率为1HZ，抢答速度识别为1/1000。低电平有效。电路图如下：3、判断电路：判断电路由若干个门电路组成。输出端D1~D8与锁存电路端输出端Q1~Q8连接。使能端S连接启动电路输出端Q。Q=1时，S=Q=1.若D1~D8中有1状态，则T=1，F=0，表示被锁存的信号是抢答信号。T=1，计时电路停止计数；Q=0时，S=0，若D1~D8中有1状态，则T=0，F=1，表示被锁存的信号是犯规信号。T=1或F=1输出端/OFF状态均为0，使锁存电路处于保持状态，而此时复位电路则为计数状态。电路图如下：4、席位驱动电路：由若干与门和或门组成。A1~A8与锁存电路Q1~Q8相连。L1~L8与8个二极管连接。CLK接入1HZ的时钟信号。T=1,S1=1,A1~A8中有一个输入为1，对应的输出状态也是1，发光二极管亮；F=1，S2=1，状态为1的输入端所对应的输出端输出1HZ的时钟信号，发光二极管闪烁。电路图如下：5、计时电路：两片74160连接成一个同步三十进制加法计数器，输出端与动态扫描译码电路连接。使能端S,STOP和/CLRN分别连接启动电路输出端Q、判断电路输出端T和复位电路输出端/END9。按下启动键时，Q=1，T=0，/END9=1，则S=Q=1，STOP=T=0，/CLRN=/END9=1，电路处于计数状态，对CLK端输入的1HZ时钟信号进行计数，Q6~Q1端依次输出000000（00）~110000（30）。计数到110000（30s）时，END30端状态由0跳变为1，电路进入保持状态，同时启动复位电路。若在计数过程中有选手抢答，则T=1，STOP=T=1，计时电路停止计数，进入保持状态。/CLRN为清零端，与复位电路输出端/END9连接，低电平有效。电路图如下所示：6、动态扫描译码电路：由74244和DEL(自定义)组成，输入端D1~D6与计时电路输出端Q6~Q1连接，输出端QA~QG与两个七段LED数码管阴极连接，E1、