第一篇：智力競賽搶答器_eda_課程設計_報告電路圖 - 副本（大全）

燕 山 大 學 EDA課程設計報告書

智力競賽搶答器

姓名：李學森 班級：08電子信息工程3班 學號：080104020063 成績：

一、設計題目：智力競賽搶答器

二、設計要求：.五人參賽每人一個按鈕，主持人一個按鈕，按下就開始； 2.每人一個發光二極管，搶中者燈亮； 3.有人搶答時，喇叭響兩秒鐘； 4.答題時限為10秒鐘，從有人搶答開始，用數碼管倒計時間，0,9,8…1，0；倒計時到0的時候，喇叭發出兩秒聲響。

三、設計內容：

1．設計方案：主持人控制總開關，主持人置高電平后，系統進入準備工作。有人搶答時，相應的二極管發光，同時數碼管開始倒計時，且喇叭響兩秒鐘。當倒計時再次到0的時候，喇叭再響2秒鐘。我設計的方案由五個高低電平控制相應的發光二極管，第六個用于主持人復位。由二極管控制數碼管和其中一個喇叭，再由數碼管控制另一喇叭。因此把整個課題分成四個模塊：搶答器、10s倒計時器、分頻器、2s計時器。

2．模塊①： 搶答器

control為置零端，主持人控制，L1-L5由每位選手控制。Q1-Q5為發光 二極管，主持人置低電平后,Q1-Q5都被置零。當主持人置為高電平時，搶答開始，搶答成功者對應的二極管發光，通過與門將cp信號封鎖，并輸入低電平到DFF中，則其他選手再次按鍵時結果不會改變，實現了一人搶答后，其他人不能再做答。主持人按H清零后即可再次搶答。此模塊的仿真波形如下：

仿真說明：

當CONTROL為高電平時，即主持人按鍵以后，L1最先搶答成功，顯示L1是高電平，使其對應的二極管發光

模塊②：十秒倒計時器

此十秒鐘倒計時器是由74190與7448組成的十進制減法計數器，它保留預制置數端、CP信號端、計數輸出端，TNUP置高電平進行減法計算，其余的端口都置為0。LDN是置零端，當它等于1的時候，74190有效，倒計時開始。當輸出0、9、--1時，D觸發器輸出結果總是0，不影響CP信號。當輸出從1到0時，D觸發器輸出結果為1，則CP信號被封鎖。此時倒計時器保持在0不變。若要重新開始，則把LDN置0即可。

此模塊的仿真波形如下： 仿真說明：

P為1的時候開始倒計時，輸出結果0，9，8…0。最后保持0不變。模塊③：732分頻器

三個74160十進制計數器組成一個732進制的計數器，一個732HZ的脈沖分頻成1S的脈沖給兩秒計時器和十秒倒計時器提供時鐘脈沖，當計數到732時三個計數器的LDN同時置零，重新開始計數。

此模塊的仿真波形如下：

仿真說明：

一個732HZ的脈沖通過分頻器被分頻成1S的脈沖。模塊④：2秒計時器

如圖將74160接成2進制計數器，輸出端和CP用與門連接，當clrn輸入0時o1—o4輸出0；clrn輸入1，CP脈沖通過，計數器開始計數 ；當計數到2時，輸出端通過與門使CP信號封鎖，使計數器保持在2不變。

此模塊的仿真波形如下： 仿真說明：無。總

電

路

：仿真波形圖如下： 仿真圖形說明:當CONTROL為1的時候，即主持人按鍵以后,player5搶答成功，顯示L5是1，對應的二極管發光。YA、YB、YC、YD、YE、YF、YG數碼管顯示，倒計時開始。SPEAK1為1，喇叭響2秒鐘。當倒計時結束時，SPEAK2為1，喇叭再響2秒鐘。當CONTROL再被置0的時，輸出被清零，可以重新開始。

四、設計結論

軟件仿真正確后，把它下載到可編程邏輯器件中去，通過硬件連接，仿真正確，說明此軟件設計合理。

五、心得體會

帶著欣喜與疲倦，我們結束了兩周的EDA課程設計，回想剛拿到題目時候的困惑與緊張，出現錯誤時的反復修改冥思苦想，設計電路正確可進行模擬時不正常顯示的不知所措，心急氣憤……。當最后看到自己的勞動成果與題目相符時，最終松了一口氣的輕松喜悅！通過這兩個星期的EDA課程設計，不但使我熟悉了EDA課程設計的基本思想和基礎知識，初步掌握了其應用軟件MAX-Plus的使用，而且更為深入的體會了數字電路在現代高科技信息產業領域中的重要地位，通過簡單的電路設計，提高了我得獨立思考能力，通過連結實驗箱增強了我的動手能力，并延伸了我在課堂上學到的知識，此次課程設計讓我認識到高新技術的快速發展和應用，讓我看到了EDA技術功能的強大，也讓我認識到掌握他們的重要性，同時也看到了自己的差距與不足，我知道只有今后自己努力學習，拓寬自己的知識面，才能更好的掌握這項技術，也才能適應社會的發展。我很感謝學校能給我們這次進行EDA課程設計培訓,熟悉一些基本知識培養我們獨立思考，動手能力和創新思維的機會，同時向一直輔導和幫助我們的老師們表示感謝，謝謝你們的耐心指導。我一定會更加努力學好這門課程。

第二篇：四人智力競賽搶答器課程設計報告

一、設計題目

四人電子搶答器

二、設計功能

1．基本功能

（1）搶答器同時供4名選手比賽，分別用4個按鈕key5 ~ key8表示。（2）設置一個系統重置和搶答控制開關start（key1），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，揚聲器發出聲響提示，并在數碼管上顯示選手號碼。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。

2.擴展功能

（1）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（30秒）。當主持人啟動“開始”鍵后，定時器進行減計時。

（2）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。

（3）在設定的搶答時間內如果定時時間已到，無人搶答，本次搶答無效，3.自主功能

（1）搶答器具有自動計時功能，當有選手搶答答題時間（10秒）自動開始。（2）報警電路設計：當答題時間和搶答時間將到或結束（還剩3秒時）發出蜂鳴聲結束答題。

（3）每個選手有一個記分板，答對題目可以由主持人控制start鍵給予加分。每加一分響一次。

（4）長按start可以自動準備計時和系統清零，短按開始計時和暫停。

三、原理電路設計：

1、方案

搶答電路：使用74175作為鎖存電路，當有人搶答時，利用鎖存器的輸出信號號將時鐘脈沖置零，74175立即被鎖存，同時蜂鳴器鳴叫1s，這時搶答無效，使用74148作為編碼器，對輸入的型號進行編碼。輸出在共陽數碼管顯示

主持人電路：

（1）利用2個74168計數器作為倒計時的芯片，當主持人按下搶答按鈕時，2個74168被置29，同時將開始倒計時。假如在30秒內有人搶答，則計數器停止倒計時，將鎖存器鎖存，禁止選手搶答，蜂鳴器鳴叫一秒，停止倒計時。

（2）利用4個74160分別控制4位選手的得分，分別顯示在4個共陽數碼管。每得1分響一下

（3）start鍵輸出后分為兩路，一路是進入key模塊，一路控制30秒倒計時。其中為了區分重置計時電路和暫停計時電路。根據線路的特點，一個接到T觸發器進行短按控制，一個只接到除顫電路通過100hz的控制進行長按控制。

顯示電路和分頻電路上課老師講的很具體明了就不一一詳敘。

2、單元電路設計（1）、鎖存器電路的設計

鎖存器電路采用以74175為中心的鎖存器系統，當4個搶答輸入端中出現低電平輸入時信號時，鎖存器立即鎖存，禁止搶答，其原本為4個高電平的輸出端也變成3高一低，可以利用一個4輸入與非門將其與非，再接一個非門后，可以與74175的時鐘信號相與非，使得CLK端的輸入信號為底電平，從而阻止其余選手的搶答，從而達到鎖存的目的74175的真值表如下：

鎖存器的單元電路設計如下：

（2）、編碼器電路的設計

編碼器采樣74148作為編碼芯片，將輸入的信號進行編碼，然后輸出2二進制碼，由于74175為優先編碼其，故需要將其未用到的高優先級的端和74175的輸出的4與非端進行連接，避免在無人搶答時輸出型號。74ls148的真值表如右圖：

編碼器電路如下：

（4）、倒計時電路的設計 1.30秒倒計時

倒計時電路采用74168作為倒計時芯片，分別并將其輸入端置2和9，clk信號輸入端采樣1hz的信號輸入。同時可以使長按重置，短按暫停和開始。主要是通過key板塊的T觸發器完成的。

倒計時單元電路如下：

2.10秒倒計時

倒計時電路采用74168作為倒計時芯片，并將其輸入端置9，clk信號輸入端采樣1hz的信號輸入。

然后在外部通過1、2、3、4的與門輸入，key_done控制T觸發器輸出保持脈沖再通過5、6、7號線的或門來控制一個開始的輸入實現搶答后的自動開始計時。

（5）、蜂鳴器的設計

通過或非門、與門和或門的控制使得在倒計時器在倒數最后三秒時響。到0時停止聲響。

（6）、記分電路

通過4個74160的分別控制4個顯示器。輸入端時key板塊后面的輸出。

3、整體電路。

四、電路和程序調試過程與結果：

本電路在連接后，經測試，各部分的功能均能實現，顯示正確。

五、總結

本電路使用了鎖存器，編碼器等構成，倒計時電路使用了74168等電路實現倒計時，并利用使能端及門電路，實現各項鎖存，鳴叫，清零等功能，總結如下：

優點：電路功能原理清晰，各項功能均達到了要求，顯示準確，反應靈敏，無競爭冒險現象，基本滿足了普通競賽的搶答要求。

缺點：必須長按選手鍵才能加分。

心得體會：

1.開始根據書上的提示想實現電子搶答器的基本功能，結果一個都不能實現。然后利用仿真才知道書上的key板塊電路的與非門和或門的使用是錯的。改正之后才能實現電子搶答器的基本功能。

2.在設計倒計時電路時，開始現在網上找到了一些資料。當時書上推薦的是74190.最后經過試驗，我感覺74168更能滿足我的需要。在完成30秒倒數的時候.我覺得不如在答題期間也加上一個10秒的倒數。對此，我開始也想大改一下電路。后面一想也不用，就把原來的電路不顯示就可以了。

3.在設計完倒計時電路之后，我參考了設計數字鐘的報時功能，加以改進讓我的倒計時在倒數3秒的時候能倒計時。但是出現一個問題就是0秒的時候會一直響，這樣開始還沒計數的時候會很麻煩。這個時候我加以取巧，使得在1秒的時候才響。這樣才算解決了這個問題。

4.設計加分器的時候，我開始設計的是每次加分是每個都加分，后面實在想不出來，就用1、2、3、4號線分別控制一個74160.但是這樣的話每次加分有一套很復雜的按鍵順序。后面刪減了一些，變成長按選手鍵才能加分的結果。

5.設計完30秒倒計時的時候，要一個單獨的按鍵才能置位，但是暫停還是利用start鍵，然后我分析了一下，把reset鍵直接和start鍵用一條線。這樣，利用T觸發器實現了長按start鍵重置時間，短按可以暫停和開始。這個有點類似ios系統的清理后臺軟件。

6.最后我的一項設計就是完善倒計時電路，我想讓每個倒計時都能自動開始。之前的30秒搶答器已經完成，就剩下10秒的搶答器。這次我用的是實驗的方法把我認為的可以完成這項自動開始的設計都試了一下。最后利用一個置位，兩個開始才能完成這個自動。在這一塊的原理分析，我做的不是很好，主要是實驗，因為有些地方感覺和我原來在書里學的不太一樣。

通過這次課程設計，我很感謝老師在課程開始的時候對我們的基礎指導，每堂課都隨堂解答同學們的疑問。同時對于數字電路知識有了更深的了解，尤其是對數字邏輯芯片的性能和使用方面的知識有了進一步的研究。感覺原來學的理論知識結合了實踐才是真正的學會了。而且，做完之后，看到自己的成果那么豐富，我覺得那種收獲的快樂很好，使得我對今后的學習更加充滿興趣。

第三篇：數電EDA課程設計智力競賽搶答器

燕山大學

EDA課程設計報告

姓 名：馬晨宏

學 號：050104020076 班 級: 05級電子信息工程3班 日 期：2007年11月12日

成 績：

一、設計題目：智力競賽搶答器

二、設計要求：.五人參賽每人一個按鈕，主持人一個按鈕，按下就開始； 2.每人一個發光二極管，搶中者燈亮； 3.有人搶答時，喇叭響兩秒鐘； 4.答題時限為10秒鐘，從有人搶答開始，用數碼管倒計時間，0,9,8…1，0；倒計時到0的時候，喇叭發出兩秒聲響。

三、設計內容：

1．設計方案：主持人控制總開關，主持人置高電平后，系統進入準備工作。有人搶答時，相應的二極管發光，同時數碼管開始倒計時，且喇叭響兩秒鐘。當倒計時再次到0的時候，喇叭再響2秒鐘。我設計的方案由五個高低電平控制相應的發光二極管，第六個用于主持人復位。由二極管控制數碼管和其中一個喇叭響，再由數碼管控制另一喇叭響。因此把整個課題分成四個模塊：搶答器、倒計時器、計時器、秒脈沖生成器。

2．模塊一：搶答器

I6為置零端，主持人控制，i1-i5由每位選手控制。o1-o5為發光二極管，主持人置低電平后,o1-o5都被置零。當主持人置為高電平時，搶答開始，成功者對應的二極管發光，通過與門將cp信號封鎖，并輸入到DFF中，則其他選手在按鍵時，輸出不會有影響，則實現了一人搶答后，其他人不能再做答。若重新開始則主持人再按i6清零即可。

此模塊的仿真波形如下：

仿真說明：

當i6為1時，即主持人按鍵以后，i5最先搶答成功，顯示o5是1，使其對應的二極管發光，然后主持人清零，o5變成零，可以再次搶答。

模塊二：十秒倒計時器

此十秒鐘倒計時器是由74168組成的十進制減法計數器，它只保留預制置數端，CP信號端，計數輸出端，其余的都置為0。Ldn是置零端，當它等于1的時候，74168有效，倒計時開始。當輸出0、9、--1時，D觸發器輸出結果總是1，不影響CP信號。當輸出從1到0時，D觸發器到上升沿，輸出結果為1，則CP信號被封鎖。此時倒計時器保持在0不變。若要重新開始，則把Ldn置0即可。

此模塊的仿真波形如下：

由圖可見，Ldn為1的時候開始倒計時，輸出結果0，9，8…0。最后保持0不變，符合題目要求。模塊三：2秒計時器

如圖將74160接成2進制計數器，輸出端和CP用與門連接，當clrn輸入0時o1—o4輸出0；clrn輸入1，CP脈沖通過，計數器開始計數。而計到2時，輸出端通過與門使CP信號封鎖，使計數器保持在二不變。此模塊的仿真波形如下：

由圖可見，當clrn為1的時候，開始計時。0、1、2、到2停止。當clrn被置零后，輸出也被置零，則可以重新計時。

模塊四：秒脈沖生成器

三個74160十進制計數器組成一個732進制的計數器，一個732HZ的脈沖分頻成1S的脈沖給兩秒計時器和十秒的倒計時器提供秒脈沖，當計數到732時三個計數器的ldn同時置零，重新開始計數。

此模塊的仿真波形如下：

由圖可見，一個732HZ的脈沖通過分頻器被分頻成1S的脈沖，給兩秒計時器和十秒的倒計時器提供秒脈沖。2.總電路說明：

仿真波形圖如下：

仿真圖形說明:當S為1的時候，即主持人按鍵以后,i5搶答成功，顯示ou5是1，對應的二極管發光。a、b、c、d、e、f、g數碼管顯示，倒計時開始。Ou6為1，喇叭響2秒鐘。當倒計時結束時，ou7為1，喇叭再響2秒鐘。當S再被置0的時，輸出被清零，可以重新開始。

四、硬件實踐結果

軟件仿真正確后，把它下載到可編程邏輯器件中去，通過硬件連接，仿真正確，說明此軟件設計合理。

五、改進措施

用按鈕（需要加防抖動電路）和與門代替五個高低電平，會有助于實際應用。

六、心得體會

帶著欣喜與疲倦，我們結束了兩周的EDA課程設計，回想剛拿到題目時候的困惑與緊張，出現錯誤時的反復修改冥思苦想，設計電路正確可進行模擬時不正常顯示的不知所措，心急氣憤……。當最后看到自己的勞動成果與題目相符時，最終松了一口氣的輕松喜悅！通過這兩個星期的EDA課程設計，不但使我熟悉了EDA課程設計的基本思想和基礎知識，初步掌握了其應用軟件MAX-Plus的使用，而且更為深入的體會了數字電路在現代高科技信息產業領域中的重要地位，通過簡單的電路設計，提高了我得獨立思考能力，通過連結實驗箱增強了我的動手能力，并延伸了我在課堂上學到的知識，此次課程設計讓我認識到高新技術的快速發展和應用，讓我看到了EDA技術功能的強大，也讓我認識到掌握他們的重要性，同時也看到了自己的差距與不足，我知道只有今后自己努力學習，拓寬自己的知識面，才能更好的掌握這項技術，也才能適應社會的發展。我很感謝學校能給我們這次進行EDA課程設計培訓,熟悉電子CAD一些基本知識培養我們獨立思考，動手能力和創新思維的機會，同時向一直輔導和幫助我們的老師們表示感謝，謝謝你們的耐心指導。我一定會更加努力學好這門課程。

第四篇：智力競賽搶答器申請報告

電子工程學院課外學分申請書

題目：智力競賽搶答器

班

級：

A1331班

姓

名：

趙筱潔

學

號：

11311110114

專

業：

自動化

實 驗 室：

開放實驗室

設計時間：2015 年4月 16日

審批意見：

指導教師：

吳華杰

錄

1．智力競賽搶答器基本功能：…………………………………………1 2．原理圖仿真軟件Protues的介紹:…………………………………1 3．原理圖 ………………………………………………………………1 4．元件清單 ……………………………………………………………2

1、智力競賽搶答器基本功能：

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S1 ~ S8表示。2.設置一個系統清除和搶答控制開關S9，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。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。

2、原理圖仿真軟件Protues的介紹: Protues軟件是英國Labcenter electronics公司出版的EDAprotues工具軟件。它不僅具有其它EDA工具軟件的仿真功能，還能仿真單片機及外圍器件。它是目前最好的仿真單片機及外圍器件的工具。雖然目前國內推廣剛起步，但已受到單片機愛好者、從事單片機教學的教師、致力于單片機開發應用的科技工作者的青睞。Proteus是世界上著名的EDA工具(仿真軟件)，從原理圖布圖、代碼調試到單片機與外圍電路協同仿真，一鍵切換到PCB設計，真正實現了從概念到產品的完整設計。迄今為止是世界上唯一將電路仿真軟件、PCB設計軟件和虛擬模型仿真軟件三合一的設計平臺，其處理器模型支持8051、HC11、PIC10/12/16/18/24/30/DsPIC33、AVR、ARM、8086和MSP430等，2010年即將增加Cortex和DSP系列處理器，并持續增加其他系列處理器模型。在編譯方面，它也支持IAR、Keil和MATLAB等多種編譯.3、原理圖：

4、元件清單：

按鈕開關-----9個 1N4148二極管------------------------------15個 10K電阻-----6個 2.2K電阻----1個 100K電阻----1個 330電阻-----1個 9014三極管--1個 47uF電容----1個 CD4511芯片--1個 共陰極一位數碼管---------------------------1個 9X15cm洞洞板1塊 導線若干

參考文獻：

[1] 王港元．電子設計制作基礎．江西科學技術出版社，2011．1-6 [2] 謝龍漢．Proteus電子電路設計及仿真．電子工業出版社，2012．1-7 [3] 竺可楨．物理學[M]．北京：科學出版社，1973．1-3.

第五篇：多路智力競賽搶答器

湖南工學院

多路智力競賽搶答器設計報告書

課程名稱：多路智力競賽搶答器 系部名稱：電氣與信息工程系 專業名稱：電子信息工程技術 班級名稱：電信0702 設計人 ：裴書茂 學號 ：402070220 指導老師： 設計時間：

湖南工學院

（課程設計任務書目錄）

前言 ???????????????? 1 設計功能要求 ?????????????? 2 搶答器框架設計 ????????????? 3 電路設計 ??????????????? 4 1)搶答電路設計 ???????????? 4 2)定時電路設計 ???????????? 53)報警電路設計

???????????? 64)時序控制電路設計 ?????????? 7元器件介紹 ???????????????? 8 1)74LS148功能介紹 ??????????? 8 2)74LS192功能介紹 ??????????? 9 仿真電路實驗 ???????????????? 10 1)Proteus仿真電路圖 ??????????實物制作 ????????????????? 11 1)原理圖 ??????????????? 11 2)PCB制圖 ??????????????? 12 3)焊接與調試 ?????????????? 13 心得體會 ????????????????? 15 鳴謝 ??????????????????? 15 參考資料 ????????????????? 15

前 言

隨著電子技術的飛躍發展，社會發展步入了信息時代，隨著信息時代對人才高素質和信息化的要求，隨著高等教育發展的趨勢，人們的生活水平提高，對精神文明生活的要求也跟著提高，這對電子領域提出了跟更高的要求。

電子學是一門應用很廣泛的科學技術，發展及其迅速。要想學好這門技術，首先是基礎理論的系統學習，然后要技術訓練，進而培養我們對理論聯系實際的能力，設計電路的能力，實際操作的能力，以及培養正確處理數據、分析和綜合實驗結果、檢查和排除故障的能力。同時也加深我們對電子產品的理解。

智力搶答器的設計和測試作為此次課程設計的課題，我們采用一般意義上的設計方案，即采用集成芯片構成電路。

數字電路具有很多的有點：（1）便于高度集成化。由于數字電路采用二進制，因此單元電路的結構簡單，允許電路參數有較大的離散性，便于集成。

（2）工作可靠性高，抗干擾能力強。數字信號用二進制表示，數字電路的識別能力強。

（3）（4）（5）數字信息便于長期存放。

數字電路集成產品多，通用性強，成本低。

保密性好。數字信息容易進行加密處理，不易被竊取。

設計功能要求

一、功能要求

1、設計制作一個可容納5組參賽的數字式槍答器，每組設置一個搶答按鈕供搶答者使用。

2、給主持人設置一個控制開關，用來控制系統的清零和搶答的開始。

3、搶答器具有數據鎖存和顯示的功能。搶答開始后，若有選手按搶答按鈕，編號立即鎖存，并在LED數碼管上顯示出選手的編號（1～5），同時揚聲器給出音響提示。同時禁止其他選手搶答。

4、搶答器具有定時搶答的功能，搶答時間設定為30秒，當主持人按下開始按鈕時，定時器立刻倒計時，并顯示。選手在設定的時間內搶答有效。超過時間搶答無效，定時顯示器顯示00。

二、設計步驟與要求

1、擬定電路的組成框圖，要求能實現所有功能，使用的元器件少，成本低。

2、設計并安裝電路，要求布線整齊、美觀，便于級聯和調試。

3、測試所設計搶答器的邏輯功能，滿足各項功能要求。

4、畫出整機邏輯電路圖。

5、寫出設計報告。

搶答器框架設計

定時搶答器的總體框圖（如圖

1.1）所示，它由主體電路和擴展電路兩部分組成。主體電路完成基本的搶答功能，即開始搶答后，當選手按動搶答按鈕時，能顯示選手的編號，同時能封鎖輸入電路，禁止其他選手搶答。擴展電路完成定時搶答的功能。

圖1 如圖所示為總體方框圖。工作原理為：接通電源后，主持人將開關撥到“清零”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。

電路設計

一、搶答電路設計

設計電路如圖2所示。電路選用優先編碼器 74LS148 和鎖存器 74LS297 來完成。該電路主要完成兩個功能：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（顯示電路采用七段數字數碼顯示管）；二是禁止其他選手按鍵，其按鍵操作無效。

圖2 工作過程：開關S置于”清除“端時，RS觸發器的 R、S端均為0，4個觸發器輸出置0，使74LS148的優先編碼工作標志端（圖中5號端）＝0，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，當有選手將搶答按鍵按下時（如按下S5），74LS148的輸出經RS鎖存后，CTR=1,RBO(圖中4端)=1,七段顯示電路74LS48處于工作狀態，4Q3Q2Q=101,經譯碼顯示為“5”。此外，CTR

＝１，使74LS148 優先編碼工作標志端（圖中5號端）＝１，處于禁止狀態，封鎖其他按鍵的輸入。當按鍵松開即按下時，74LS148的 此時由于仍為CTR＝１，使優先編碼工作標志端（圖中5號端）＝１，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S開關重新置“清除”然后再進行下一輪搶答。74LS148為8線－3線優先編碼器，表1為其功能表。

表1

二、定時電路設計

節目主持人根據搶答器的難易程度，設計一次搶答的時間，通過預置時間電路對計數器進行預置，選用十進制同步加減計數器74LS192進行設計，計數器的時鐘脈沖由秒脈沖電路提供。具體電路如圖3。

原理及設計：該部分主要由555定時器秒脈沖產生電路、十進制同步加減計數器74LS192減法計數電路、74LS48譯碼電路和2個7段數碼管即相關電路組成。具體電路如圖3所示。兩塊74LS192實現減法計數，通過譯碼電路74LS48顯示到數碼管上，其時鐘信號由時鐘產生電路提供。原理及設計：該部分主要由555定時器秒脈沖產生電路、十進制同步加減計數器74LS192減法計數電路、74LS48譯碼電路和2個7段數碼管即相關電路組成。具體電路如圖3所示。兩塊74LS192實現減法計數，通過譯碼電路74LS48顯示到數碼管上，其時鐘信號

圖3 由時鐘產生電路提供。按鍵彈起后，計數器開始減法計數工作，并將時間顯示在共陰極七段數碼顯示管DPY_7-SEG 上，當有人搶答時，停止計數并顯示此時的倒計時時間；如果沒有人搶答，且倒計時時間到時，輸出低電平到時序控制電路，控制報警電路報警，同時以后選手搶答無效。結合我們的實際經驗及考慮到元器件的成本，我們選擇的電阻值為R1=15K，R2=68K，C=10uF，代入到上式中即得，即秒脈沖。

三、報警電路設計

由555 芯片構成多諧振蕩電路 ,555 的輸出信號再經三極管放大 ,從而推動揚聲器發聲。

控制電路包括時序和報警兩個電路 ,如圖4 所示。控制電路需具有以下幾個功能。

主持人閉合開關揚聲器發聲 ,多路搶答器電路和計時電路進入正常狀態;參賽者按鍵時 ,揚聲器發聲 ,搶答電路和計時電路停止工作;搶答時間到 ,無人搶答 ,揚聲器發聲 ,搶答電路和計時電路停止工作

圖4

四、時序控制電路設計

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。

1)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。

2)當參賽選手按動搶答按鍵時，揚聲器發聲，搶答電路和定時電路停止工作。

圖5 3)當設定的搶答時間到，無人搶答時，揚聲器發聲，定時和定時電路停止工作。

根據上面的功能要求，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2）中的74LS279的輸出 1Q=0，經G3反相，A＝1，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①的要求。當選手在定時時間內按動搶答鍵時，1Q＝1，經 G3反相，A＝0，封鎖 CP信號，定時器處于保持工作狀態；同時，門G2的輸出 =1，74LS148處于禁止工作狀態，從而實現功能②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3）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。

元器件介紹

一、74LS148功能介紹

在優先編碼器電路中，允許同時輸入兩個以上編碼信號。不過在設計優先編碼器時，已經將所有的輸入信號按優先順序排了隊。在同時存在兩個或兩個以上輸入信號時，優先編碼器只按優先級高的輸入信號編碼，優先級低的信號則不起作用。74148是一個八線-三線優先級編碼器。

如圖6所示的是八線-三線編碼器74148的管腳圖引腳圖。

圖6

二、74LS192功能介紹

74LS192是雙時鐘方式的十進制可逆計數器。

CPU為加計數時鐘輸入端，CPD為減計數時鐘輸入端。LD為預置輸入控制端，異步預置。CR為復位輸入端，高電平有效，異步清除。CO為進位輸出：1001狀態后負脈沖輸出。BO為借位輸出：0000狀態后負脈沖輸出。

圖7

圖8

仿真電路實驗

一、Proteus仿真電路圖

仿真電路課實現搶答功能，由于軟件局限，報警電路沒有在仿真當中。

實物制作

一、原理圖

二、PCB制圖

三、焊接與調試

在制板中最重要的一個環節就是線路的印制。在這次的制作中，由于打印的客觀原因，使在轉印的效果不是很好。做出的實物沒有預期的好。這也是以后一定要注意的地方。

1)焊接部分需要注意的是：

嚴格按照線路的設計進行焊接，首先焊接過孔，在對元器件進行焊接。焊接時間不宜過久，但要完全熔著，以免造成冷焊。焊點的表面要平滑、有光澤。焊點完全冷卻前，不可移動。電烙鐵不用時要放置于電烙鐵架上，并隨時保持烙鐵頭的清潔。焊接完畢，要在烙鐵頭鍍上薄層焊錫，避免氧化，并等冷卻后再收存。

2)調試部分需要注意的是：

在通電之前必須對照原理圖對線路進行詳細的檢查。檢查是否有虛焊或者為焊接的點。可用萬用表進行線路檢查，看是否有線路在焊接的時候不慎連接在了一起，如有進行修改。在檢查完畢之后才可以通電測試。如果在通電之后任然有問題，應立即斷電，再仔細檢查。

心得體會

通過這次設計，我的理論知識掌握得更扎實，動手能力明顯提高。同時，通過網上搜索等多方面的查詢資料，我學到許多在書本上沒有的知識，也認識到理論聯系實踐的重要。在制作當中遇到了許多以前沒遇到的困難。我們利用許多的方法去解決所遇到的問題。制作好以后，雖然基本符合設計要求，但我們總覺得欠缺點什么。這次設計，讓我感受最深是。在仿真的階段遇到很多的問題，計時電路不能隨搶答而停止，還有就是由于軟件的局限在仿真時候沒有完成整體電路的調試，這也為最后的實物調試造成了困難。我們一定要具備一定的檢查、排除電路故障的能力。我深刻認識到了“理論聯系實際”的這句話的重要性與真實性。而且通過對此課程的設計，我不但知道了以前不知道的理論知識，而且也鞏固了以前知道的知識。最重要的是在實踐中理解了書本上的知識，明白了學以致用的真諦。在整個設計到電路的焊接以及調試過程中，我個人感覺調試部分是最難的，由于在印制電路板的時候效果不好出現很多的斷線，這讓整個焊接和調試很麻煩。調試是一個經驗的積累過程，沒有經驗是不可能在短時間內將其完成的，可能也是老師要求我們加以提高的一個重要方面吧！

鳴謝

感謝老師的耐心指導；

感謝同學的幫助；

感謝湖南工學院電信系實驗老師的大力支持；

感謝湖南工學院對我的支助。

參考文獻

宋樹祥《高頻電子線路》北京大學出版社

謝自美《電子線路設計?實驗?測試》華中科大出版社