目录。一、问题描述2
二、设计思路及基本原理2
三、各模块功能及指标分析3
１、抢答者序号编码、输入抢答锁存、译码电路和显示电路3
２、定时控制电路7
秒脉冲电路9
４、报警电路11
５、复位电路12
四、安装与调试12
五、整体电路图和实物图15
六、收获与体会17
七、元件清单18
八、参考资料19
一、问题描述。
本课程设计主要设计一个六人抢答器电路。此抢答器需要满足在抢答过程中的实际功能。首先我们必须了解一下在一般比赛中的抢答规则。
在主持说开始抢答后（题目已公布），选手开始抢答，第一名抢答的选手有效，其余的在抢答无效，在回答对问题后给于相应的加分。如在规定的时间后没有人抢答，则需要说抢答超时，即在抢答无效。若主持人没有说抢答开始，就开始抢答则属于犯规行为，抢答无效，并且一般还要给于提醒或扣分处罚。
所以我们将电路的功能设计如下：
在主持人说开始抢答后，即主持人打开抢答开关后，如果有选手按键，则显示选手号码，并且锁存，当然要保证，在此之后其他选手再次按键抢答器则不再显示选手号码，即在第一名选手按键后的其他选手再按键无效。若在主持人说开始抢答后在一定的时间内没有人按键抢答则要有报警，以示时间超时，此时主持人可以将抢答机会交给现场的其他观众。而在主持人没有说抢答开始，有人按键则电路报警，同时显示犯规选手的号码。
当主持人将开关由开始抢答打到关闭抢答时，要将电路复位。
在本次课程设计中要求如下：
1、 有多路抢答，抢答台数为6。
2、 具有抢答开始后20秒倒计时，20秒倒计时后无人抢答显示超时，并报警。
3、 能显示超前抢答台号并显示犯规报警。
4、 系统复位后进入抢答状态，当有一路抢答按键按下，该路抢答信号将其余各路抢答信号封锁，同时铃声想起，直至该路按键松开，显示牌显示该路抢答台号。
二、设计思路及基本原理。
一个具有计时，锁存，显示，报警，复位等基本功能的六人抢答器主要由编码译码电路（带锁存功能），定时电路，时序控制电路，报警电路等组成。它的整机逻辑框图如下：
抢答电路的功能有三个：一是能分辨出选手操作按键的先后，并锁存优先抢答者的编号，供译码显示电路用；二是要使其他选手的按键操作无效；三是若在20秒内无人回答则锁存电路，禁止该题再被抢答。因此一定要用到芯片74ls148来对选手进行优先编码，用rs触发器（74ls148）配合74ls148来锁存住按键选手的号码，同时将锁存器中锁存住的信息发送到译码电路中，译码电路再将其输送给显示电路，显示电路便可以显示出抢答选手的号码直至主持人复位。
还有一个问题就是在怎么实现在有人按下键之后，其他人在按键无效。这可以通过对编码芯片74ls148片选端的控制来实现。同样要实现在20秒无人抢答后封锁电路，也是通过控制74ls148的片选端来实现的，即使其不能对选手进行编码了。
定时控制电路设计是定时抢答器设计的关键环节。在本设计中，可采用2片74ls192来实现20秒倒计时，根据集成电路的原理，给控制个位数显示的那片74ls192一个秒脉冲，即可以驱动显示电路每一秒中变化一次，当然在本设计中74ls192实行减法计数。在完成十次变化，即十秒钟以后，此芯片便可以产生一个借位信号（低电平）来驱动控制十位的那片74ls192进行减法计数。
为了实现20秒计数，必须对控制十位的那片74ls192进行置数，即置数为2，而将控制个位的那片置数为0。在定时电路计时20秒以后，有定时电路产生一个超时信号，用于标志其时间到。
用实现定时控制必然要有秒脉冲才可以。根据《电子电工实验教程》一书中对555定时器的应用可知，只要用555定时器组成多谐振荡器，通过计算合理配置元件参数，便可实现一秒脉冲的输出。
既然是抢答，肯定就会有犯规。所以我们还要设计一个犯规或超时报警电路。在本设计中我们采用了声光报警，很显然光报警是很容易实现的，关键是如何实现声音报警。
在正常抢答中，我们同样设置了正常抢答的按键声音，为了方便实现，我们是用直流喇叭实现的。为了与之区分，在本设计中我们采用一定频率的声音来报警。同样根据《电子电工实验教程》一书中555定时器的应用，我们可以用555定时器来实现。
用他设计一个产生一定频率交流的信号，然后输出给交流喇叭。
要实现抢答器的连续工作，只有以上电路还是不够的，还必须有一个主持人开关，来完成电路的复位、开始等内容。此部分要必须结合各部分电路的特点设计。
同样，要使抢答器完美的工作，必须将抢答器的各个单元模块有机的结合到一体，使其相互联系。这就是一个调试过程，不仅要在理论上行的通，还要在实践中行的通。必须边做边改进。
这样一个完整功能的抢答器才能设计好。
三、各模块功能及指标分析。
1、 抢答者序号编码、输入抢答锁存、译码电路和显示电路。
1） 编码电路。
在此电路中要完成编码可以用在《数字电子技术基础》中的学习的74ls148（8-3优先编码器）来实现。芯片管脚图及功能表如下：
74ls148功能表。
在此电路中，对于74ls148的输入有６个，分别为１－６号选手，故只需对其１－６号管脚进行应用，其余的）接高电平（悬空也可以）使其总是处在无效状态。端为选通输入端，只有在=0的条件下，编码器才能正常工作。为芯片扩展端，只有当所有的编码输入端都是高电平（即没有编码输入），且=0，即为低电平。
因此，的低电平输出信号表示“电路工作，而且有编码输入”。
根据其功能表将电路图连接如下：
2） 锁存电路。
在选手抢答后要求一直显示选手的号码直至主持人将开关打到复位位置上，这就要求有对选手按键的编码进行锁存。对于编码电路主要有四个输出端，其中三个（\\为选手号编码，一个为芯片扩展端（）,故要用四个锁存器来锁存输出信息。经查资料得，74ls279（四rs触发器）可以完成此功能。
芯片管脚图及其功能表如下：
其电路连接图设计为：
3）译码电路和显示电路。
用一个数码管和bcd七段译码驱动器来完成译码和选手号码的显示。
74ls48bcd七段译码驱动器真值表。
2、 定时控制电路。
定时控制电路要完成以下功能：在主持人将开关打到“开始”位置时，计时电路开始倒计时；当有选手抢答时，计时电路停止计时；若在20秒后无人抢答，电路要发出一个时间到的标志信号。显示电路与之前的基本相同，不再描述。
在此电路中我们要用到74ls192，其引脚图和功能真值表如下：
引脚图。内部结构。
74ls192功能真值表。
个别引脚说明：cdn---减计数脉冲输入，当作减计数操作时cup接高电平。cup---增计数脉冲输入，当作加计数操作时cdn接高电平。
bo---借位输出信号，在减计数时出现，低电平有效。co---进位输出信号，加计数时出现，低点平有效。ld---加载，即对计数器作置数操作时的控制信号。
当ld位某个电平时，计数器可以预置初始值，除清零控制外，其他操作被禁止。
接线时， cup或cdn接单脉冲或1hz时钟脉冲信号。 输出端qdqcqbqa接数码管，co和bo接发光二极管。其余的控制信号和输入信号接逻辑开关，ld对低电平有效。
根据其真值表将电路设计如下：
3、 1秒脉冲电路。
用555定时器组成多谐振荡器输出方波脉冲，频率我1hz。设计电路如下。在此电路中根据产生脉冲振荡频率的计算公式f=，取，，c=10即可以实现。
为了从视觉上观察秒脉冲，特设置一脉冲指示灯。
555定时器的功能表。
电阻阻值选取即确定计算**如下：
为了确保实际选购电阻的方便性的同时确保所得结果的精确性，故选择参数如下：，，c=10。
4、 报警电路。
将犯规报警电路与超时报警放在一起，同样用555定时器来实现。输入信号可以对555定时器的管脚4进行控制，若4脚输入高电平，555正常工作；若4输入低电平，555定时器停止工作。而犯规是指在主持人没有将开关打到开始时就有人抢答，则电路报警。
同样，当计时时间到时也要报警，这样对555定时器的控制信号就来自两个方面。
注：此处为在实验后稍作改正，原本没有光报警，现在和喇叭串联一个发光二极管，在喇叭响的同时发光二极管也会发光。做到声光同步报警。
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