1、題目：數字搶答器畢業論文  一、摘  要：數字搶答器由主體電路與擴展電路組成。優先編碼電路、鎖存器、譯碼電路將參賽隊的輸入信號在顯示器上輸出；用控制電路和主持人開關啟動報警電路，以上兩部分組成主體電路。通過定時電路和譯碼電路將秒脈沖產生的信號在顯示器上輸出實現計時功能，構成擴展電路。經過布線、焊接、調試等工作后數字搶答器成形。關鍵字： 搶答電路 定時電路 報警電路 時序控制                 

2、           SummaryThe figure vies for the answering device by the subject circuit and expands the circuit to make up . Have priority in code circuit , latch , decipher circuit and export the input signal of the entrant team on the display; Starting t

3、he warning circuit with the control circuit and host's switch, two the above-mentioned parts make up the subject circuit. Through timing circuit and decipher second signal function while outputs and realizes counting on the displaying that pulse produce circuit, form and expand the circuit. Thro

4、ugh connect up , weld , debug figure vie for answering device take shape after the work.Key word： Vie for answering the circuit  Timing circuit   Warning circuit    Time sequence controlling二、目 錄摘要 Abstract<BR>一、引論1三、實驗部分1)、 設計任務與要求1. 搶答器同時供8名選手或8個代表隊比賽，

5、分別用8個按鈕S0 S7表示。2. 設置一個系統清除和搶答控制開關S，該開關由主持人控制。3. 搶答器具有鎖存與顯示功能。即選手按動按鈕，鎖存相應的編號，并在LED數碼管上顯示，同時揚聲器發出報警聲響提示。選手搶答實行優先鎖存，優先搶答選手的編號一直保持到主持人將系統清除為止。4. 搶答器具有定時搶答功能，且一次搶答的時間由主持人設定（如30秒）。當主持人啟動"開始"鍵后，定時器進行減計時，同時揚聲器發出短暫的聲響，聲響持續的時間0.5秒左右。5. 參賽選手在設定的時間內進行搶答，搶答有效，定時器停止工作，顯示器上顯示選手的編號和搶答的時間，并保持到主持人將系統清除為止。6

6、. 如果定時時間已到，無人搶答，本次搶答無效，系統報警并禁止搶答，定時顯示器上顯示00。2)、實驗儀器設備:1. 數字實驗箱。2. 集成電路74LS148 1片，74LS279 1片，74LS48 3片，74LS192 2片，NE555 2片，74LS00 1片，74LS121 1片。3. 電阻 510 2只，1K 9只，4.7k l只，5.1k l只，100k l只，10k 1只， 15k 1只， 68k l只。4. 電容 0.1uF 1只，10uf 2只，100uf 1只。5. 三極管 3DG12 1只。6. 其它：發光二極管2只，共陰極顯示器3只三、方案論證與比較：與普通搶答器相比，本作

7、品有以下幾方面優勢：    1、具有清零裝置和搶答控制，可由主持人操縱避免有人在主持人說“開始”前提前搶答違反規則。    2、具有定時功能，在30秒內無人搶答表示所有參賽選手獲參賽隊對本題棄權。    3、30秒時仍無人搶答其報警電路工作表示搶答時間耗盡并禁止搶答。四、總體設計思路：（一）設計任務與要求：1.搶答器同時供8名選手或8個代表隊比賽，分別用8個按鈕S0 S7表示。2.設置一個系統清除和搶答控制開關S，該開關由主持人控制。3.搶答器具有鎖存與顯示功能。即選手按動按

8、鈕，鎖存相應的編號，并在LED數碼管上顯示，同時揚聲器發出報警聲響提示。選手搶答實行優先鎖存，優先搶答選手的編號一直保持到主持人將系統清除為止。4.搶答器具有定時搶答功能，且一次搶答的時間由主持人設定（如30秒）。當主持人啟動"開始"鍵后，定時器進行減計時，同時揚聲器發出短暫的聲響，聲響持續的時間0.5秒左右。5.參賽選手在設定的時間內進行搶答，搶答有效，定時器停止工作，顯示器上顯示選手的編號和搶答的時間，并保持到主持人將系統清除為止。6.如果定時時間已到，無人搶答，本次搶答無效，系統報警并禁止搶答，定時顯示器上顯示00。（二）設計原理與參考電路1數字搶答器總體方框圖如圖1

9、1、1所示為總體方框圖。其工作原理為：接通電源后，主持人將開關撥到"清除"狀態，搶答器處于禁止狀態，編號顯示器滅燈，定時器顯示設定時間；主持人將開關置“開始”狀態，宣布"開始"搶答器工作。定時器倒計時，揚聲器給出聲響提示。選手在定時時間內搶答時，搶答器完成：優先判斷、編號鎖存、編號顯示、揚聲器提示。當一輪搶答之后，定時器停止、禁止二次搶答、定時器顯示剩余時間。如果再次搶答必須由主持人再次操作"清除"和"開始"狀態開關。五、多功能硬件與軟件設計及其理論分析與計算：各單元部分電路設計如下：   (1

10、) 搶答器電路參考電路如圖所示。該電路完成兩個功能：一是分辨出選手按鍵的先后，并鎖存優先搶答者的編號，同時譯碼顯示電路顯示編號；二是禁止其他選手按鍵操作無效。工作過程：開關S置于"清除"端時，RS觸發器的 端均為，個觸發器輸出置，使74LS148的 ，使之處于工作狀態。當開關S置于"開始"時，搶答器處于等待工作狀態，當有選手將鍵按下時（如按下S5），74LS148的輸出 經RS鎖存后，1Q=1, =1,74LS48處于工作狀態，QQQ=101,經譯碼顯示為""。此外，1，使74LS148 ，處于禁止狀態，封鎖其他按鍵的輸入。當按鍵松開

11、即按下時，74LS148的 此時由于仍為，使 ，所以74LS148仍處于禁止狀態，確保不會出二次按鍵時輸入信號，保證了搶答者的優先性。如有再次搶答需由主持人將開關重新置“清除”然后再進行下一輪搶答。74LS148為線線優先編碼器，表1為其功能表。表74LS148的功能真值表由節目主持人根據搶答題的難易程度，設定一次搶答的時間，通過預置時間電路對計數器進行預置，計數器的時鐘脈沖由秒脈沖電路提供。可預置時間的電路選用十進制同步加減計數器74LS192進行設計，具體電路如圖3所示。表2為74192的真值表。（3）報警電路由555定時器和三極管構成的報警電路如圖4所示。其中555構成多諧振蕩器，振蕩頻

12、率fo143（RI2R2）C，其輸出信號經三極管推動揚聲器。PR為控制信號，當PR為高電平時，多諧振蕩器工作，反之，電路停振。4）時序控制電路    時序控制電路是搶答器設計的關鍵，它要完成以下三項功能：主持人將控制開關撥到"開始"位置時，揚聲器發聲，搶答電路和定時電路進入正常搶答工作狀態。當參賽選手按動搶答鍵時，揚聲器發聲，搶答電路和定時電路停止工作。當設定的搶答時間到，無人搶答時，揚聲器發聲，同時搶答電路和定時電路停止工作。根據上面的功能要求以及圖 2，設計的時序控制電路如圖 5所示。圖中，門G1 的作用是控制時鐘信號CP的放行與

13、禁止，門G2的作用是控制74LS148的輸人使能端 。圖11、4的工作原理是：主持人控制開關從"清除"位置撥到"開始"位置時，來自于圖11、2中的74LS279的輸出 1Q=0，經G3反相， A1，則時鐘信號CP能夠加到74LS192的CPD時鐘輸入端，定時電路進行遞減計時。同時，在定時時間未到時，則"定時到信號"為 1，門G2的輸出 =0，使 74LS148處于正常工作狀態，從而實現功能的要求。當選手在定時時間內按動搶答鍵時，1Q1，經 G3反相， A0，封鎖 CP信號，定時器處于保持工作狀態；同時，門G2的輸出 =1，74LS14

14、8處于禁止工作狀態，從而實現功能的要求。當定時時間到時，則"定時到信號"為0， =1，74LS148處于禁止工作狀態，禁止選手進行搶答。同時， 門G1處于關門狀態，封鎖 CP信號，使定時電路保持00狀態不變，從而實現功能的要求。集成單穩觸發器74LS121用于控制報警電路及發聲的時間。六、系統的組裝與調試及測試方法：        3塊實驗電路板分別做成數字搶答器電路、可預置時間的定時電路、報警電路及時序控制電路，根據EWB仿真電路及工程上的可操作性布置芯片、元件、導線等。  

15、;      在焊接過程中，由于經驗不足多次發生虛焊或者相鄰焊點接觸導致短路等事故，心急時也有小組成員被電烙鐵燙傷的事發生。        制作的第一塊板即數字搶答電路板一開始測試時不能工作，又由于沒有穩壓電源而不能檢驗。情急之下，靈機一動，把3節干電池制成4.5伏電壓源，又用萬用表逐點排查，原來有虛焊的點。找出原因后并排斥故障后，電路板正常工作。深感欣慰！        制作

16、第2塊板即可預置時間的定時電路時，3位成員都已有了自我感覺十分嫻熟的焊接技術，不料忙中出錯，重蹈覆轍，又有虛焊點。遂相互提醒，前事不忘，后事之師。      七、EWB仿真圖：由于EWB中沒有74LS121，并且沒有可以代替的74LS221，故時序控制電路的仿真無法完成。八、儀器：1. 數字實驗箱。2. 集成電路74LS148 1片，74LS279 1片，74LS48 3片，74LS192 2片，NE555 2片，74LS00 1片，74LS121 1片。3. 電阻 510 2只，1K 9只，4.7k l只，5.1k l只，100k

17、l只，10k 1只， 15k 1只， 68k l只。4. 電容 0.1uF 1只，10uf 2只，100uf 1只。5. 三極管 3DG12 1只。6. 其它：發光二極管2只，共陰極顯示器3只。九、擴展功能：1、可以設計聲控裝置，在主持人說開始時，系統自動完成清零并開始計時的功能。2、在主持人讀題的過程中，禁止搶答，可以在主持人控制的開關上另接一個與圖2一樣的電路，即可實現“違規者可見”的功能，即在主持人讀題時如果有人違反比賽規定搶先按動按鈕，顯示器可以顯示是哪個參賽隊搶先，便于作出相應的處理。如果提供相應的器材及時間上的寬限，我想我們已定可以完成上述擴展功能，進一步完善我們的作品。十、心得體

18、會：          經歷數星期的電子競賽眼看塵埃落定，感覺忍不住要長出一口氣。我們組的3位成員除學習外均有一定的日常工作，數日來，為了這個競賽可謂廢寢忘食，在實驗室里日出而作，日落不息。將所有的課余時間均奉獻給了這個比賽。          結果怎樣已然不再重要，在這幾日里，我們經歷了階段性成功的狂喜、測試失敗后的絕望、陷入困境時的不知所措，重新投入的振作。這樣的比賽是無法孤軍作戰的，只有通力合作才有可能成功。3位成員在數日里的朝夕相伴中培養出了無與倫比的默契和深厚的友誼。          由于前幾次去實驗室比較晚，結果沒有空余的電腦可供使用，我們商量后，決定早上6點到實驗室。于是，在零下的溫度下，我們陸續到達。途中數次感嘆，早晨的空氣真好。          除此之外，我們學會了焊接電路板，掌握了書本以外的電子技術知識，培養了專心致志的工作