1、.目錄綜述11方案設計與分析21.1方案選擇21.2芯片組成22電路設計框圖及功能描述23單元電路設計33.1按鍵識別電路33.2顯示電路43.3聲音提示電路43.4脈沖發生電路54整體電路及仿真64.1電路原理64.2電路仿真74.2.1一號選手搶答74.2.2主持人復位84.2.3二號選手搶答94.2.4三號選手搶答94.2.5互鎖功能10心得體會11參考文獻12. v.綜述智力競賽是一種生動活潑的教育方式，而搶答就是智力競賽中非常常見的一種答題方式。搶答能引起參賽者觀眾的極大興趣，并且能在極短的時間內，使人們迅速增加一些科學知識和生活常識。但是，在這類比賽中于誰先誰后搶答，假設是僅憑主持

2、人的主觀判斷，就很容易出現錯誤，所以我們就需要一種具備自動鎖存，置位，清零等功能智能搶答器來解決這些問題。在本次設計中，將主要實現以下功能：1主持人可以控制系統的清零與搶答開場；2搶答器應具有互鎖功能，某組搶答后能自動封鎖其他各組進展搶答3搶答器要有顯示的功能，搶答一組的燈亮，并且揚聲器發聲，同時驅動數碼管顯示該組代號。1方案設計與分析1.1方案選擇方案一；繼電器搶答器。繼電器實現四人搶答設計，其電路要求相關方面知識過于簡單，方案簡而易行，但方案電路中存在許多缺乏，而且本錢相對過高。方案二：模電搶答器。模電實現四人搶答設計本錢過高，控制精度不高，電路操作上存在弊端。方案三：TTL搶答器。TTL

3、數字電路實現四人搶答器設計針對性強、可靠性高，經濟本錢合理。本設計采取方案三。1.2芯片組成74LS175為搶答的控制電路局部74LS148編碼器74LS48驅動數碼NE555做脈沖發生局部2電路設計框圖及功能描述根據任務要求，四人搶答器的邏輯框圖如圖2-1所示：搶答按鈕優先編碼電路譯碼電路譯碼顯示揚聲器電路脈沖 發生 電 路主持人控制開關控制電路圖2-1邏輯框圖3單元電路設計3.1按鍵識別電路電路如圖3-1所示，該電路完成兩個功能：一是分辨出選手按鍵的先后，并鎖定74LS175的功能真值表即優先搶答者的編號；二是要使其他選手隨后的按鍵操作無效。圖3-1按鍵識別電路其工作原理為：當主持人控制開

4、關處于“去除時，D觸發器的清零端為低電平，使D觸發器被強制清零，輸入的搶答信號無效。當主持人將開關撥到“開場時，D觸發器Q非端前一狀態為高電平，四個Q非端與在一起為高電平，再和脈沖信號與在一起給D觸發器的脈沖端，當沒人搶答時，搶答信號為低電平，Q非端均為高電平，與門U2輸出高電平在和脈沖信號與在一起給D觸發器脈沖端，當一有人搶答時，搶答信號為高電平，由于脈沖頻率很高，瞬間就會有一個上升沿，使D觸發器觸發，Q非端輸出低電平，經過與門后，將低電平給脈沖端，從而使得其他選手按鍵的輸入信號不會被接收。這就保證了搶答者的優先性及搶答電路的準確性。中選手答復完畢，主持人控制開關S是搶答電路復位，以便進展下

5、一輪搶答。3.2顯示電路電路如圖3-2 (四個輸入端連接Q非端)所示，用二極管的亮滅代表對應的選手是否搶答，同時驅動數碼管顯示該選手編號圖3-2顯示電路其工作原理為：當沒有人搶答時，Q非端輸出高電平，二極管不會發光，優先編碼器無有效電平輸入，輸出的高電平經非門輸入到譯碼器中，數碼管顯示0。當有人搶答時，對應的的Q非端輸出低電平，二極管發光，優先編碼器有有效電平輸入，最后在數碼管上會顯示對應選手的編號。3.3聲音提示電路電路如圖3-3輸入端連接Q非端所示：其功能就是聲音提示，當有人按下搶答鍵時揚聲器就會發出聲響。圖3-3揚聲器電路其工作原理為：當沒有人搶答時，高電平輸入與非門，揚聲器不會響，只要

6、有人搶答，就會有低電平輸入與非門，與非門便會輸出高電平使揚聲器發出聲響。3.4脈沖發生電路電路如圖3-4所示，主要功能就是產生脈沖信號。其工作原理為：接通電源后，VCC經R1 R2給電容C充電。由于電容上電壓不能突變，電源剛接通時C<VCC3，所以555內部比擬器A1輸出高電平，A2輸出低電平，即RD=1，SD=0，根本RS觸發器置1，輸出端Q為高電平。此時Q=O，使內部放電管截止。當C上升到大于VCC3時，RD=1，SD=1，根本RS觸發器狀態不變，即輸出端Q仍為高電平，當VC上升到略大于2VCC3時，Rn=0，SD=1，根本RS觸發器置0，輸出端Q為低電平。這時Q=1，使內部放電管飽

7、合導通。于是電容C經R2和內部放電管放電，c按指數規律減小。當C下降略小于VCC3時，內部比擬器A1輸出高電平，A2輸出低電平，根本RS觸發器置1，輸出高電平。這時，Q=0，內部放電管截止。于是C完畢放電并重新開場充電。如此循環不止，輸出端就得到一系列矩形脈沖。圖3-4脈沖發生電路4整體電路及仿真4.1電路原理整體電路如圖4-1所示 其工作原理為：當主持人的復位端處于高電平即無效電平時搶答開場，四位選手只要有一位按下搶答按鍵，其他選手的搶答信號將不被接收，74LS175中搶答選手對應的Q非端將輸出低電平，所以經過與非門揚聲器會收到高電平信號發出聲響，同時4個Q非輸出端信號進入編碼器中的1到4引

8、腳，因為編碼器輸出低電平有效，所以編碼后經過非門進入譯碼器驅動數碼管顯示對應選手編號。圖4-1整體電路圖4.2電路仿真4.2.1一號選手搶答 當一號選手按下搶答開關SW1時，仿真結果如圖4-2-1所示 只有該選手對應的發光二極管D1亮，并且數碼管顯示數字1，同時揚聲器發出聲音。圖4-2-1一號選手搶答仿真圖4.2.2主持人復位 當主持人按下復位開關，仿真結果如圖4-2-2所示圖4-2-2主持人復位仿真圖 主持人按下復位開關后，揚聲器停頓發聲，發光二極管D1瞬間熄滅，同時數碼管顯示數字0代表無人搶答。4.2.3二號選手搶答當一號選手按下搶答開關SW2時，仿真結果如圖4-2-3所示 只有該選手對應

9、的發光二極管D2亮，并且數碼管顯示數字2，同時揚聲器發出聲音。圖4-2-3二號選手搶答仿真圖4.2.4三號選手搶答當一號選手按下搶答開關SW3時，仿真結果如圖4-2-4所示 只有該選手對應的發光二極管D3亮，并且數碼管顯示數字3，同時揚聲器發出聲音。圖4-2-4三號選手搶答仿真圖4.2.5互鎖功能 當四號選手搶答后，其他選手搶答均無效，仿真結果如圖4-2-5所示圖4-2-5互鎖功能仿真圖心得體會課程設計終于完成，在這個過程中我遇到了很多困難，知識的缺乏，對畫圖和仿真軟件的不熟悉等等，這其中得到了教師的很多幫助，同時也給我提供了一些材料。這個課題用到了數字電路方面的知識，通過這次課程設計，使我對

10、TTL等系列元器件以及其他集成電路有了一定的了解，平時課上的學習并不能很好的理解和運用各個元件的功能，而且考試內容有限，所以通過這次課程設計過程中，我們了解了很多元件的功能，并且對于其在電路中的使用有了更多的認識 。剛拿到課程設計的題目，起初不知該從何下手，經過教師指導設計和對材料的講解，再到圖書館和網上查找大量資料，才慢慢了解課程設計。在資料和電腦前思考的過程是苦澀的，在圖書館中查找資料的過程是也是艱辛的，但當課程設計完成時，那感覺是舒服的，才真正理解到沒有付出就不會有回報的真正含義，一份耕耘一份收獲，有付出才會有回報，這個過程中我也學會了怎樣去更有效地學習，怎樣和他人共同完成任務，知道了團

11、隊精神的重要性，學會了怎樣快速高效的搜集自己所需的資料。其次，通過這次課程設計，加強了我動手、思考和解決問題的能力。而且，知識上的收獲重要，精神上的豐收更加可喜。挫折是一份財富，經歷是一份擁有。這次課程設計必將成為我學習生涯上一個非常美好的回憶！只有理論知識是遠遠不夠的，只有把所學的理論知識與實踐相結合起來，從而提高自己的實際動手能力和獨立思考的能力。在設計的過程中遇到問題，可以說得是困難重重，這畢竟第一次做的，難免會遇到過各種各樣的問題，同時在設計的過程中發現了自己的缺乏之處，對以前所學過的知識理解得不夠深刻，掌握得不夠結實。以后我會主動參加一些實踐活動，進一步增強自己的動手能力。這次課程設計獲益匪淺，也得到了教師和同學的幫助，對大家表示