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1、楚雄师范学院物理学（师范）本科论文X X 师 范 学 院本 科 生 毕 业 论 文题 目： 简易8路抢答器 系 （院）： XXX 专 业： XXX 学 号： XXX 学生姓名： XXX 指导教师： XXX 职称： XXXX 论文字数： 7510 完成日期： 年 月教 务 处 印 制2电子信息科学与技术（非师范）本科毕业论文目录摘要1关键词1Abstract2Key words2一、引言3二、设计目的及要求3三、功能分析及设计方案31八路抢答器的概述32系统的功能与要求33.设计功能介绍33.1基本功能33.2 扩展功能44. 总体方案设计44.1.设计原理44.2工作原理4四、硬件电路设计41
2、.单元模块设计41.1抢答器的总体框图41.2抢答电路的设计51.3定时电路的设计61.4时序控制电路的设计72.主要芯片功能简介82.1优先编码器74LS14882.2锁存器74LS27992.3计数器74LS192102.4单稳态触发器74LS121102.5 74LS48与7段LED数码管112.6 NE555122.7二输入与非门74LS00132.8三输入与非门74LS1013五、设计结果13六、设计总结15参考文献16简易8路抢答器摘要：8路抢答器主要是基于74系列集成芯片组成电路各个部分，成本较低 ，且基本能够使用于学校的一些活动中。采用七段共阴极LED数码管显示抢答序号和定时时
3、间，由74LS48数字显示译码管显示数码管。该抢答器除具有基本的抢答功能外，还具有定时、计时功能。 主持人通过时间预设开关预设供抢答的时间，系统将完成自动倒计时。若在规定的时间内有人抢答，则计时将自动停止；若在规定的时间内无人抢答，则系统中的蜂鸣器将发响，提示主持人本轮抢答无效，实现报警功能。关键词：八路 抢答器 定时 控制Simple and easy way for 8 vies to answer firstAbstract: 8-way Responder is the composition of the various parts of the circuit based on t
4、he 74 series chip, low cost, and basically be able to use some of the activities of the school. Using the seven-segment common cathode led digital tube display the answer in the serial number and timing, and display digital tube 74ls48 digital display decoder. The Responder have a basic answer in fu
5、nction, but also timing, timing and alarm functions. Host switch to default for the answer in the time time default, the system will complete the automatic countdown. If someone answer in the stipulated time, the timing will automatically stop; if no one answer in within the stipulated time, buzzer
6、system will be sent to the ring, suggesting that host the current round of Responder invalid, an alarm function.Key words: eight-way Qiangda regularly with the police一、 引言 抢答器作为一种电子产品，早已广泛应用于各种智力和知识竞赛场合，但目前所使用的抢答器有的成本较高且不便于制作，可靠性低，实现起来很困难；有的则用一些专用的集成块，而专用集成块的购买又很困难。为适应高校等多代表队单位活动的需要而设计一个多功能抢答器，这种抢答器
7、具有电路简单，元件普通易于购买等优点，很好地解决了制作者制作困难和难于购买的问题。二、 设计目的及要求 通过理论设计，查阅资料，选择原件，实际动手安装、调试等过程，了解和掌握电子线路设计的方法。巩固和运用在电路与电子技术等课程中所学理论知识，提高设计能力和动手能力，为以后从事相关工作奠定基础。 （1）设计一个可同时供8名选手参加比赛的8路数字显示抢答器，选手每人设置一个抢答按钮供抢答者使用，按钮编号和选手编号相同。（2）电路具有优先抢答功能，先按按钮的选手编号能被锁存显示。（3）主持人有控制开关，可以手动清零复位。三、功能分析及设计方案1八路抢答器的概述本论文介绍的八路抢答器具有电路简单、成本
8、较低、操作方便、灵敏度可靠等优点，具有较高的使用价值。可用于8人或8人以下的智力竞赛中。比赛前，将参赛者从0至7编号，每人发给对应的的一个抢答按钮。主持人按一下总控制启动键后，抢答开始。此后，哪个最先按下抢答按钮，数码显示器就立即显示此人的编号并锁定。以后，按下任何一路抢答按钮均不起反应。只有主持人重新按动启动键后，才能进行下一次抢答。2系统的功能与要求每个选手有一个抢答按扭，按扭编号与选手编号相对应，8路抢答器有信号的鉴别和数据的锁存、显示的功能。抢答开始后，若有选手抢答按扭，则选手指示灯亮，并在显示器上显示相应的编号。同时，电路应具有自锁功能，防止其他人再抢答，优先抢答者的编号将保持到主持
9、人把系统清零为止。抢答器还有定时抢答的功能。在主持人发出抢答指令后，定时器进行减计时，并在数码管上显示。参赛者在设定的时间内进行抢答，当抢答有效，定时器则停止工作，数码管显示选手的编号，并保持到主持人把系统清零为止。3.设计功能介绍3.1基本功能（1） 抢答器最多可供8名选手抢答，编号为07号，每人分别用一个按钮控制，并设置一个系统清零和抢答控制开关S，该开关由主持人控制。（2） 抢答器具有数字锁存和显示的功能。抢答开始后，若有选手按动抢答按钮，该选手的编号立即锁存，并在数码管上显示出选手的编号。此时，锁存器封锁输入电路，禁止其他选手再次抢答。优先抢答选手的编号要保持到主持人把系统清零为止。（
10、3） 开关S作为清零及抢答控制开关（由主持人控制），当开关S被按下时抢答电路清零，松开后则允许抢答。输入抢答信号由抢答按钮开关S0S7实现。3.2 扩展功能（1） 定时抢答功能。抢答器定时为30S，启动开始键后，定时器开始工作，立即减计，并在数码管上显示出来。（2） 参赛者在系统设定时间内抢答，当抢答有效后定时器则停止工作，数码管上显示出选手的编号和抢答时刻的时间，并且保持到主持人将系统清零为止。（3）当定时抢答时间到时，还没有选手抢答，则本次抢答无效，锁存器封锁电路，禁止选手超时后抢答，时间在数码管上显示为00.4. 总体方案设计4.1.设计原理 设计的根本目的在于能准确判断出第一抢答者的信
11、号并将其锁存。实现这一功能可选择使用锁存器实现。在得到第一信号之后应立即将电路的输入封锁，其他人的抢答信号无效。第一抢答信号在主持人发出抢答命令之后有效。当系统收到第一抢答信号之后，用编码、译码及数码显示电路显示出抢答者的序号。在主持人没有按下开始抢答按钮前，参赛者的抢答开关无效；当主持人按下开始抢答按钮后，开始进行30秒倒计时，此时，若有选手抢答，显示该组别并使抢答指示灯亮表示“已有人抢答”；当计时时间到，仍无选手抢答，则计时指示灯灭表示“时间已到”，主持人清零后开始新一轮抢答。4.2工作原理电源接通后，主持人将开关拨到清零状态，抢答器处于禁止状态，编号显示器灭灯，定时器显示设定时间；主持人
12、将开关置开始状态，宣布开始抢答器工作。定时器倒计时，扬声器给出声响提示。当定时时间到，却没有选手抢答时，系统报警，并封锁输入电路，禁止选手超时后抢答。选手在定时时间内抢答时，抢答器完成优先判断、编号锁存、编号显示。当一轮抢答之后，定时器停止、禁止二次抢答、定时器显示剩余时间。如果再次抢答必须由主持人再次操作清除和开始状态开关。1四、硬件电路设计1.单元模块设计1.1抢答器的总体框图 抢答按钮优先编码电路74LS148主持人控制开关秒脉冲产生电路NE555同步计数器74LS192显示电路（七段显示器）译码电路74LS48二进制/BCD编码转化电路锁存器74LS279译码电路74LS48显示电路（
13、七段显示器） 如图所示，定时抢答器的工作过程是：接通电源时，节目主持人将开关置于“清零”位置，抢答器处于禁止工作状态，编号显示器灭灯，定时显示器显示设定的时间，当节目主持人宣布抢答题目后， “抢答开始”，同时将控制开关拨到“开始”位置，抢答器处于工作状态，定时器倒计时。当定时时间到，却没有选手抢答时，系统报警。当选手在定时时间内按动抢答键时，抢答器要完成以下四项工作：（1) 优先编码电路立即分辨出抢答者的编号，并由锁存器进行锁存，然后由译码显示电路显示编号；（2) LED显示器显示出抢答的参赛者的序号，提醒主持人注意；（3) 控制电路要对输入编码电路进行封锁，避免其他选手再次进行抢答；（4)
14、控制电路要使定时器停止工作，时间显示器上显示剩余的抢答时间，并保持到主持人将系统清零为止。当选手将问题回答完毕，主持人操作控制开关，使系统回复到起始状态，以便进行下一轮抢答。21.2抢答电路的设计该部分电路要完成两个功能：一是分辨出选手按键的先后，并锁存优先抢答者的编号，同时译码显示电路显示编号；二是禁止其他选手按键操作无效。选用优先编码器74LS148和RS锁存器74LS279可以完成上述功能2，所组成的电路图如下所示。这个电路的工作原理过程：当主持人控制开关S置于清零端时，RS触发器的R非端均为0，4个触发器输输出（Q4Q1）全部置0，使74LS48的BI的非等于0，显示器灯灭；74LS148的选通输入端ST的非=0，使之处于工作状态，此时锁存电路不工作。当主持人把开关S置于开始时，优先编码器和锁存电路同时处于工作状态，抢答器处于等待工作状态，等待输入端的信号输入，当有选手将按键
