[讲解]4人智力抢答器设计报告

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1、物理与信息技术学院课程设计报告学生姓名：学号：201105230121课程设计时间：指导教师：赵飞燕2013年6月28日一2013年7月3日课程设计标题智能竞赛抢答器装置设计任务及要求设计任务要求：1•设计一个供四人参赛的抢答器，能准确分辨、记录第一个有效按下抢答键者，并用光指ZF;2.主持人没有宣布抢答开始时，抢答不起作用。主持人宣布抢答开始时，按“开始”键，抢答开始，同时启动计时器计时；拓展任务要求：外加一个计时器，计时器计时采用正计数的方式，以加强现场气氛，增加紧迫感。若预定时间内无人抢答，自动给出信号停止抢答，以免冷场。倒计数定时器的时间精确到秒，最多为两分钟，

2、一旦超出限时，则取消抢答权。设计目的1・加深对74LS192、74LS74.74LS175、555等元器件的了解。2.学习数字电路中D触发器、分频电路、多谐振荡器、CP时钟脉冲源等电路的综合运用。3•提高思考动脑能力，从设计中开拓自我、完善自我。三・四人智能抢答器的设计与实现1•设计原理框图:工作原理：当主持人按下抢答开关时，选手能进行抢答，抢答开始时,由主持人清除信号，按下复位开关，74LS175的输出Q0~Q3全为0.所有发光二极管均熄灭，当主持人宣布“抢答开始”后，首先作出判断的参赛者立即按下开关，对应的发光二极管点亮，同时锁住其他三个抢答者的电路，不再接受其他信

3、号，直到主持人再次清除信号为止。2.各模块的设计此智力竞赛抢答器主要由两部分组成：抢答器、计时器。（1）•抢答器电路如下图所示其中74LS175为四D触发器，下图为D触发器的构成此D触发器又叫CPQQf一十；SUB维持——阻塞边沿触发器，该触发器由六个与非门组成，其中a和b构成基本RS触发器。其工作原理：Sd和Rd接至基本RS触发器的输入端，它们分别是预置和清零端，低电平有效。当Sd二0且Rd二1时，不论输入端D为何种状态，都会使Q=1,2=0,即触发器置1；当Sd=1且Rd二0时,触发器的状态为0,所以Sd和Rd通常又称为直接置1和置0端。维持阻塞D触发器状态方程和状

4、态真值表如下:SdRdCPDe'Q"'10XXX001111t00011f01011t10111f111右图为74LS175在ProteusU7中的图形:121374LS741筍ID1CFlSbIQIQDHDDOD1D2D3MRToJ5T474LS175下图为74LS74的引脚图及在1U2:B12DSq911_>CLKCCQ874LS74Proteus中74LS74的图形下表为74LS74功能表:输入输出Si)KdCTDQQ01XX1()10XX()100XX11t11011to01110xa（2）•计时器电路如下图所示U110374LS1&2U910I!,H*1114

5、3267OOGO90102Q20303UPTCUOh!TCDjr.RI74LS192U8-DO00-01Qi-02Q2-0303-UPTCU-ONTCDCPt-MR32I"74LS1K>U10:Dis12，VL9XJ计时器cvTRDTH5C4aouU12>4-T-C5O.luF566计数器电路由三片74LS192同步十进制可逆计数器构成。74LS192引脚排列及逻辑符号如下图所示(a)⑹。VocPoMRTCdTCuplP2卩3(a)(b)下表为74LS192的功能表:输入输岀MRrLP3P2PlP0Q3Q2QIQ01XXXXXXX000000XXdcbadcba011X

6、XXX加计数011XXXX减计数由上表可知74LS192有如下主要功能:（1）异步清零功能。(2)异步置数功能。（3）计数功能。下图为74LS192在Proteus中的图形，其对应数字的引脚功能与上相同。DOQOD1Q1D2D3UPTCUDNTCDPL1MR74LS19215二10326754伯■143右图为秒脉冲电路U12TRTHR214kC480uC50.1uF主要由555定时器及其他元器件组成下图为在Proteus软件中555的图形:00R8Q3>DC75CVQ2TQ系TLI61n01n555下表为555定时器的功能表墙人«tli為电平触发端（z）低电平触发端（做

7、）夏位（和输出（％）放电管VT的状态XX.00导通＜孰11截止3必＞托10导通1・不变不坐根据以上部分的分析及设计，利用Proteus软件对四人智能抢答器进行模拟仿真。利用Proteus软件绘制原理图如下利用Proteus软件进行测试（1）主持人按下按钮，并宣布抢答开始，同时计数器开始计时。（2）当有人抢答成功后，其他人再抢答便无效，主持人进行复位清零，接着抢答。（3）若有选手在两分钟内没有抢答，即计时器计到零时，所有选手不得抢答。测试图如下所示初始状态：抢答进行中:抢答时间到，选手不能抢答:ssSUB-1y1g1K*•••••4J计时器