第一篇：数字抢答器(数字电路)
一、摘 要：数字抢答器由主体电路与扩展电路组成。优先编码电路、锁存器、译码电路将参赛队的输入信号在显示器上输出；用控制电路和主持人开关启动报警电路，以上两部分组成主体电路。通过定时电路和译码电路将秒脉冲产生的信号在显示器上输出实现计时功能，构成扩展电路。经过布线、焊接、调试等工作后数字抢答器成形。
关键字： 抢答电路 定时电路 报警电路 时序控制
Summary The 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 the 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.Through 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 录
摘要„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ Ⅰ
Abstract„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„Ⅱ
一、引论„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„1
三、实验部分 1)、设计任务与要求
1.抢答器同时供8名选手或8个代表队比赛，分别用8个按钮S0 ~ S7表示。2.设置一个系统清除和抢答控制开关S，该开关由主持人控制。
3.抢答器具有锁存与显示功能。即选手按动按钮，锁存相应的编号，并在LED数码管上显示，同时扬声器发出报警声响提示。选手抢答实行优先锁存，优先抢答选手的编号一直保持到主持人将系统清除为止。4.抢答器具有定时抢答功能，且一次抢答的时间由主持人设定（如30秒）。当主持人启动“开始”键后，定时器进行减计时，同时扬声器发出短暂的声响，声响持续的时间0.5秒左右。
5.参赛选手在设定的时间内进行抢答，抢答有效，定时器停止工作，显示器上显示选手的编号和抢答的时间，并保持到主持人将系统清除为止。
6.如果定时时间已到，无人抢答，本次抢答无效，系统报警并禁止抢答，定时显示器上显示00。2)、实验仪器设备: 1.数字实验箱。
2.集成电路74LS148 1片，74LS279 1片，74LS48 3片，74LS192 2片，NE555 2片，74LS00 1片，74LS121 1片。
3.电阻 510Ω 2只，1KΩ 9只，4.7kΩ l只，5.1kΩ l只，100kΩ l只，10kΩ 1只，15kΩ 1只，68kΩ l只。
4.电容 0.1uF 1只，10uf 2只，100uf 1只。
5.三极管 3DG12 1只。
6.其它：发光二极管2只，共阴极显示器3只
三、方案论证与比较：与普通抢答器相比，本作品有以下几方面优势：
1、具有清零装置和抢答控制，可由主持人操纵避免有人在主持人说“开始”前提前抢答违反规则。
2、具有定时功能，在30秒内无人抢答表示所有参赛选手获参赛队对本题弃权。3、30秒时仍无人抢答其报警电路工作表示抢答时间耗尽并禁止抢答。
四、总体设计思路：
（一）设计任务与要求：
1.抢答器同时供8名选手或8个代表队比赛，分别用8个按钮S0 ~ S7表示。2.设置一个系统清除和抢答控制开关S，该开关由主持人控制。
3.抢答器具有锁存与显示功能。即选手按动按钮，锁存相应的编号，并在LED数码管上显示，同时扬声器发出报警声响提示。选手抢答实行优先锁存，优先抢答选手的编号一直保持到主持人将系统清除为止。
4.抢答器具有定时抢答功能，且一次抢答的时间由主持人设定（如30秒）。当主持人启动“开始”键后，定时器进行减计时，同时扬声器发出短暂的声响，声响持续的时间0.5秒左右。
5.参赛选手在设定的时间内进行抢答，抢答有效，定时器停止工作，显示器上显示选手的编号和抢答的时间，并保持到主持人将系统清除为止。
6.如果定时时间已到，无人抢答，本次抢答无效，系统报警并禁止抢答，定时显示器上显示00。
（二）设计原理与参考电路 1．数字抢答器总体方框图
如图11、1所示为总体方框图。其工作原理为：接通电源后，主持人将开关拨到“清除”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。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、扬声器提示。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。
五、多功能硬件与软件设计及其理论分析与计算： 各单元部分电路设计如下：
(1)抢答器电路
参考电路如图２所示。该电路完成两个功能：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。工作过程：开关S置于“清除”端时，RS触发器的 端均为０，４个触发器输出置０，使74LS148的 ＝０，使之处于工作状态。当开关S置于“开始”时，抢答器处于等待工作状态，当有选手将键按下时（如按下S5），74LS148的输出 经RS锁存后，1Q=1, =1,74LS48处于工作状态，４Q３Q２Q=101,经译码显示为“５”。此外，1Ｑ＝１，使74LS148 ＝１，处于禁止状态，封锁其他按键的输入。当按键松开即按下时，74LS148的 此时由于仍为１Ｑ＝１，使 ＝１，所以74LS148仍处于禁止状态，确保不会出二次按键时输入信号，保证了抢答者的优先性。如有再次抢答需由主持人将Ｓ开关重新置“清除”然后再进行下一轮抢答。74LS148为８线－３线优先编码器，表1为其功能表。
表１ 74LS148的功能真值表
由节目主持人根据抢答题的难易程度，设定一次抢答的时间，通过预置时间电路对计数器进行预置，计数器的时钟脉冲由秒脉冲电路提供。可预置时间的电路选用十进制同步加减计数器74LS192进行设计，具体电路如图3所示。表2为74192的真值表。
（3）报警电路
由555定时器和三极管构成的报警电路如图4所示。其中555构成多谐振荡器，振荡频率fo＝1．43／［（RI＋2R2）C］，其输出信号经三极管推动扬声器。PR为控制信号，当PR为高电平时，多谐振荡器工作，反之，电路停振。
4）时序控制电路
时序控制电路是抢答器设计的关键，它要完成以下三项功能：
①主持人将控制开关拨到“开始”位置时，扬声器发声，抢答电路和定时电路进入正常抢答工作状态。②当参赛选手按动抢答键时，扬声器发声，抢答电路和定时电路停止工作。
③当设定的抢答时间到，无人抢答时，扬声器发声，同时抢答电路和定时电路停止工作。
根据上面的功能要求以及图 2，设计的时序控制电路如图 5所示。图中，门G1 的作用是控制时钟信号CP的放行与禁止，门G2的作用是控制74LS148的输人使能端。图11、4的工作原理是：主持人控制开关从“清除”位置拨到“开始”位置时，来自于图11、2中的74LS279的输出 1Q=0，经G3反相，A＝1，则时钟信号CP能够加到74LS192的CPD时钟输入端，定时电路进行递减计时。同时，在定时时间未到时，则“定时到信号”为 1，门G2的输出 =0，使 74LS148处于正常工作状态，从而实现功能①的要求。当选手在定时时间内按动抢答键时，1Q＝1，经 G3反相，A＝0，封锁 CP信号，定时器处于保持工作状态；同时，门G2的输出 =1，74LS148处于禁止工作状态，从而实现功能②的要求。当定时时间到时，则“定时到信号”为0，=1，74LS148处于禁止工作状态，禁止选手进行抢答。同时，门G1处于关门状态，封锁 CP信号，使定时电路保持00状态不变，从而实现功能③的要求。集成单稳触发器74LS121用于控制报警电路及发声的时间。
六、系统的组装与调试及测试方法：
3块实验电路板分别做成数字抢答器电路、可预置时间的定时电路、报警电路及时序控制电路，根据EWB仿真电路及工程上的可操作性布置芯片、元件、导线等。
在焊接过程中，由于经验不足多次发生虚焊或者相邻焊点接触导致短路等事故，心急时也有小组成员被电烙铁烫伤的事发生。
制作的第一块板即数字抢答电路板一开始测试时不能工作，又由于没有稳压电源而不能检验。情急之下，灵机一动，把3节干电池制成4.5伏电压源，又用万用表逐点排查，原来有虚焊的点。找出原因后并排斥故障后，电路板正常工作。深感欣慰！
制作第2块板即可预置时间的定时电路时，3位成员都已有了自我感觉十分娴熟的焊接技术，不料忙中出错，重蹈覆辙，又有虚焊点。遂相互提醒，前事不忘，后事之师。
七、EWB仿真图：
由于EWB中没有74LS121，并且没有可以代替的74LS221，故时序控制电路的仿真无法完成。
八、仪器： 1.数字实验箱。
2.集成电路74LS148 1片，74LS279 1片，74LS48 3片，74LS192 2片，NE555 2片，74LS00 1片，74LS121 1片。
3.电阻 510Ω 2只，1KΩ 9只，4.7kΩ l只，5.1kΩ l只，100kΩ l只，10kΩ 1只，15kΩ 1只，68kΩ l只。
4.电容 0.1uF 1只，10uf 2只，100uf 1只。5.三极管 3DG12 1只。
6.其它：发光二极管2只，共阴极显示器3只。
九、扩展功能：
1、可以设计声控装置，在主持人说开始时，系统自动完成清零并开始计时的功能。
2、在主持人读题的过程中，禁止抢答，可以在主持人控制的开关上另接一个与图2一样的电路，即可实现“违规者可见”的功能，即在主持人读题时如果有人违反比赛规定抢先按动按钮，显示器可以显示是哪个参赛队抢先，便于作出相应的处理。
如果提供相应的器材及时间上的宽限，我想我们已定可以完成上述扩展功能，进一步完善我们的作品。
十、心得体会：
经历数星期的电子竞赛眼看尘埃落定，感觉忍不住要长出一口气。我们组的3位成员除学习外均有一定的日常工作，数日来，为了这个竞赛可谓废寝忘食，在实验室里日出而作，日落不息。将所有的课余时间均奉献给了这个比赛。
结果怎样已然不再重要，在这几日里，我们经历了阶段性成功的狂喜、测试失败后的绝望、陷入困境时的不知所措，重新投入的振作。这样的比赛是无法孤军作战的，只有通力合作才有可能成功。3位成员在数日里的朝夕相伴中培养出了无与伦比的默契和深厚的友谊。
由于前几次去实验室比较晚，结果没有空余的电脑可供使用，我们商量后，决定早上6点到实验室。于是，在零下的温度下，我们陆续到达。途中数次感叹，早晨的空气真好。
除此之外，我们学会了焊接电路板，掌握了书本以外的电子技术知识，培养了专心致志的工作学习习惯，懂得了相互之间的理解与体谅，可谓获益匪浅。
如果非要用一句话来概括我们的体会的话，那只能是：痛并快乐着。
十一、致谢：
感谢电气工程学院提供者次比赛的机会；感谢长通公司提供电子器件；感谢电子实习基地提供场所及工具；感谢电子信息系主任王建元老师在我们陷入困境时的点拨；感谢我队指导于建立同学对我们的切实指导；感谢02级学长学姐们在实验室对我们的帮助与鼓励。
十二、参考文献：
1、《电子技术基础.数字部分（第四版）》
高等教育出版社2003年3月 主编：康华光
2、《74系列芯片手册》
重庆大学出版社 1999年9月 主编：李海
图11、1数字抢答器框图
表１０、１
11、２ 数字抢答器电路
74LS148的功能真值表
图
2)定时电路
图11、3 可预置时间的定时电路
图11、4 报警电路
图 11、5 时序控制电路
第二篇：数字电路课程设计--数字抢答器
智力竞赛抢答器
一、本次课程设计目的
1．结合所学的数字电路的理论知识来完成数字电路课程设计。
2．在数字电路的课程设计中，熟悉数字电路的逻辑设计过程以及集成电路的使用。
3．学会利用一些没学过的IC来设计电路。4。学会用软件方法仿真电路。
二、本次课程设计安排
1、时间安排
略。
2、地点安排
S2403实验室。
智力竞赛抢答器 设计目的
（1）熟悉集成电路的引脚安排及使用方法。（2）掌握各芯片的逻辑功能及使用方法。（3）了解面包板结构及其接线方法。（4）了解数字抢答器的组成及工作原理。（5）熟悉数字抢答器的设计与制作。（6）学会用软件方法仿真电路。设计思路
（1）设计抢答器电路。
（2）设计可预置时间的定时电路。（3）设计报警电路。（选做）（4）设计时序控制电路。（选做）设计过程
3.1方案论证 数字抢答器总体方框图如图1所示。button，sw-spdt
图 1 数字抢答器框图
其工作原理为：接通电源后，主持人将开关拨到“清除”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；主持人将开关置于“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。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、扬声器提示。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。3.2电路设计
抢答器电路如图2所示。
图2 数字抢答器电路
该电路完成两个功能：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。工作过程：开关S置于“清除”端时，RS触发器的R端均为０，４个触发器输出置０，使74LS148的ST＝０，使之处于工作状态。当开关S置于“开始”时，抢答器处于等待工作状态，当有选手将键按下时（如按下S5），74LS148的输出Y2Y1Y0010,YEX0,经RS锁存后，1Q=1，BI=1，74LS48处于工作状态，4Q3Q2Q=101，经译码显示为“5”。此外，1Q＝１，使74LS148ST＝１，处于禁止状态，封锁其他按键的输入。当按键松开即按下时，74LS148的YEX1,此时由于仍为1Q＝１，使ST＝１，所以74LS148仍处于禁止状态，确保不会出二次按键时输入信号，保证了抢答者的优先性。如有再次抢答需由主持人将Ｓ开关重新置于“清除”然后再进行下一轮抢答。
定时电路如图3所示。由节目主持人根据抢答题的难易程度，设定一次抢答的时间，通过预置时间电路对计数器进行预置，计数器的时钟脉冲由秒脉冲电路提供。可预置时间的电路选用十进制同步加减计数器74LS192进行设计。
图 可预置时间的定时电路
报警电路如图4所示。由555定时器和三极管构成的报警电路如图4所示。其中555构成多谐振荡器，振荡频率fo＝1.43/[（RI＋2R2）C]，其输出信号经三极管推动扬声器。PR为控制信号，当PR为高电平时，多谐振荡器工作，反之，电路停振。
图报警电路
时序控制电路如图5所示。时序控制电路是抢答器设计的关键，它要完成以下三项功能：① 主持人将控制开关拨到“开始”位置时，扬声器发声，抢答电路和定时电路进人正常抢答工作状态。
② 当参赛选手按动抢答键时，扬声器发声，抢答电路和定时电路停止工作。③ 当设定的抢答时间到，无人抢答时，扬声器发声，同时抢答电路和定时电路停止工作。图中，门G1 的作用是控制时钟信号CP的放行与禁止，门G2的作用是控制74LS148的输人使能端ST。
图5的工作原理是：主持人控制开关从“清除”位置拨到“开始”位置时，来自图 2中的74LS279的输出 1Q=0，经G3反相，A＝1，则时钟信号CP能够加到74LS192的CPD时钟输入端，定时电路进行递减计时。同时，在定时时间未到时，则“定时到信号”为 1，门G2的输出ST=0，使 74LS148处于正常工作状态，从而实现功能①的要求。当选手在定时时间内按动抢答键时，1Q＝1，经 G3反相，A＝0，封锁 CP信号，定时器处于保持工作状态；同时，门G2的输出ST=1，74LS148处于禁止工作状态，从而实现功能②的要求。当定时时间到时，则“定时到信号”为0，ST=1，74LS148处于禁止工作状态，禁止选手进行抢答。同时，门G1处于关门状态，封锁 CP信号，使定时电路保持00状态不变，从而实现功能③的要求。集成单稳触发器74LS121用于控制报警电路及发声的时间。
图时序控制电路
4系统调试与结果
（1）组装调试抢答器电路。
（2）可预置时间的定时电路，并进行组装和调试。当输人1Hz的时钟脉冲信号时，要求电路能进行减计时，当减计时到零时，能输出低电平有效的定时时间到信号。
（3）调试报警电路。
（4）定时抢答器的联调，注意各部分电路之间的时序配合关系。然后检查电路各部分的功能，使其满足设计要求。
5主要仪器与设备
集成电路： 74LS148—1片，74LS279—1片，74LS48—3片，74LS192—2片，NE555—2片，74LS00—1片，74LS121—1片。
电 阻： 510Ω—2只，1KΩ—9只，4.7kΩ—l只，5.1kΩ—l只，100kΩ—l只，10kΩ—1只，15kΩ—1只，68kΩ—l只。
电 容： 0.1uF—1只，10 uF—2只，100 uF—1只。三极管： 3DG12—1只。（3DG12为普通高频小功率NPN型硅(材料)三极管，特征频率100MHZ，集电极最大直流耗散功率0.7W，0.3A/20V。）
其 它： 发光二极管—2只，共阴极显示器—3只。
6设计体会与建议
6.1设计体会
通过这次对数字抢答器的设计与制作，让我了解了设计电路的程序，也让我了解了关于抢答器的基本原理与设计理念，要设计一个电路总要先用仿真仿真成功之后才实际接线的。但是最后的成品却不一定与仿真时完全一样，因为，再实际接线中有着各种各样的条件制约着。而且，在仿真中无法成功的电路接法，在实际中因为芯片本身的特性而能够成功。所以，在设计时应考虑两者的差异，从中找出最适合的设计方法。此外，本实验也可通过EDA软件MAX PLUSⅡ实现。通过这次学习，让我对各种电路都有了大概的了解，所以说，坐而言不如立而行，对于这些电路还是应该自己动手实际操作才会有深刻理解。6.2对设计的建议
我希望老师在我们动手制作之前应先告诉我们一些关于所做电路的资料、原理，以及如何检测电路的方法，还有关于检测芯片的方法。这样会有助于我们进一步的进入状态，完成设计。参考文献
[1] 康华光.电子技术基础[M].北京：高等教育出版社，1999年
[2] 彭华林等编.数字电子技术[M].长沙：湖南大学出版社，2004年 [3] 金唯香等编.电子测试技术[M].长沙：湖南大学出版社，2004年 [4] 侯建军.数字电路实验一体化教程[M].北京：清华大学出版社，北京交通大学出版社，2005年
[5] 阎石.数字电子技术基础[M].北京：高等教育出版社，2001年
1Hz脉冲发生电路
第三篇：数字逻辑数字抢答器
《数字逻辑》课程设计
实验报告
学号：
姓名：
班级：
指导老师：
一、简要说明
在进行智力竞赛抢答时，需要参赛者分成若干组进行抢答，究竟是谁先谁后单凭主持人的眼睛是很难判断的；在提问或回答时，往往都要有时间限制；另外，犯规要发出一种特殊的信号，以便主持人看得清、听得到。要完成上述功能，需要一种“抢答器”。
二、任务和要求
1、设计要求
（1）抢答开始后，抢答器能准确地判断出抢先者。并发出声光报警，3秒后自动熄灭。（2）抢答器具有互锁功能，某组抢答后能自动封锁其他各组的抢答信号。
（3）抢答具有限时功能。显示档次分别为5s、10s、15s，时间到时发出声响，同时，时间要用数码管显示出来。
（4）抢答者犯规或违章（主持人未说“开始抢答”时，参赛者抢先按钮）时，应自动发出警告信号，以指示灯闪为标志。（5）系统应具有一个总复位开关。
2、采用的器件：
74273，74160，74244，7446，相应的门器件；软件：maxplus2。
三、设计思想、1、电路结构
根据总体设计方案，将智力竞赛抢答器划分成四个子系统和一个控制器。输入子系统由抢答键和锁存电路组成；时间显示子系统由计时电路、动态扫描译码电路和LED数码管组成；席位指示子系统由席位灯驱动电路、发光二极管组成；时钟子系统由时钟信号源、分频器组成；控制器由启动键、启动电路、判断电路和复位电路组成。
2、输入、输出信号特征
智力竞赛抢答器的输入信号是由启动键和抢答键产生。启动键和抢答键可产生短暂的单步脉冲信号。输出信号是席位指示灯驱动信号和LED数码管驱动信号。前者高点平有效，后者低电平有效。
3、主要技术性能指标（1）选手席位数量：8个
（2）席位指示灯：LED发光二极管。正常抢答时灯亮，犯规抢答时灯闪。（3）强大时间范围：0s~30s（4）时间显示方式：LED数码管，两位，共阴极，动态扫描。（5）抢答速度识别时间：1/1000s（6）按键锁定方式：自动（7）复位方式：自动，延迟时间为9s
四、设计步骤：
1、启动电路：
启动电路由D触发器和与门组成。主持人按下启动键时，从START端输入一个脉冲，D触发器被置成1状态，即Q=1，表示选手可以抢答，同时计时电路开始计数，若主持人未按下启动键就有选手抢答，F=1，表示抢答犯规，经反相后时候使S=0，启动电路处于保持状态，再按启动键无效。/CLRN为清零端，与复位电路输出端/END9连接，低电平有效。电路图如下所示：
2、锁存电路：
由74273和与门组成。D1~D8与抢答键电路输出端连接，输出端Q1~Q8与席位灯驱动电路连接。S连接判断电路输出端/OFF。没有抢答，OFF=1，S=1，74273工作在置数状态。D1~D8对应的有一个为1，在CLK作用下，被置入触发器。OFF=0，74273处于保持状态。时钟信号频率为1HZ，抢答速度识别为1/1000。低电平有效。电路图如下：
3、判断电路：
判断电路由若干个门电路组成。输出端D1~D8与锁存电路端输出端Q1~Q8连接。使能端S连接启动电路输出端Q。Q=1时，S=Q=1.若D1~D8中有1状态，则T=1，F=0，表示被锁存的信号是抢答信号。T=1，计时电路停止计数；Q=0时，S=0，若D1~D8中有1状态，则T=0，F=1，表示被锁存的信号是犯规信号。T=1或F=1输出端/OFF状态均为0，使锁存电路处于保持状态，而此时复位电路则为计数状态。电路图如下：
4、席位驱动电路：
由若干与门和或门组成。A1~A8与锁存电路Q1~Q8相连。L1~L8与8个二极管连 接。CLK接入1HZ的时钟信号。T=1,S1=1, A1~A8中有一个输入为1，对应的输出状态也是1，发光二极管亮；F=1，S2=1，状态为1的输入端所对应的输出端输出1HZ的时钟信号，发光二极管闪烁。电路图如下：
5、计时电路：
两片74160连接成一个同步三十进制加法计数器，输出端与动态扫描译码电路连接。使能端S,STOP和/CLRN分别连接启动电路输出端Q、判断电路输出端T和复位电路输出端/END9。按下启动键时，Q=1，T=0，/END9=1，则S=Q=1，STOP=T=0，/CLRN=/END9=1，电路处于计数状态，对CLK端输入的1HZ 时钟信号进行计数，Q6~Q1端依次输出000000（00）~110000（30）。计数到110000（30s）时，END30端状态由0跳变为1，电路进入保持状态，同时启动复位电路。若在计数过程中有选手抢答，则T=1，STOP=T=1，计时电路停止计数，进入保持状态。/CLRN为清零端，与复位电路输出端/END9连接，低电平有效。电路图如下所示：
6、动态扫描译码电路：
由74244和DEL(自定义)组成，输入端D1~D 6与计时电路输出端Q6~Q1连接，输出端QA~QG与两个七段LED数码管阴极连接，E1、E2分别与秒个位和秒十位数码管的阳极连接。74244输出由CLk输入的1HZ时钟信号控制，低电平输出高4位数据，高电平输出低4位数据，并经DEL进行译码，驱动两个数码管显示00~30s。
DEL代码： SUBDESIGN del(num[3..0]:INPUT;a,b,c,d,e,f,g:OUTPUT;)BEGIN TABLE num[3..0]=>a,b,c,d,e,f,g;
H“0”=>1,1,1,1,1,1,0;H“1”=>0,1,1,0,0,0,0;H“2”=>1,1,0,1,1,0,1;H“3”=>1,1,1,1,0,0,1;H“4”=>0,1,1,0,0,1,1;H“5”=>1,0,1,1,0,1,1;H“6”=>1,0,1,1,1,1,1;H“7”=>1,1,1,0,0,0,0;H“8”=>1,1,1,1,1,1,1;H“9”=>1,1,1,1,0,1,1;H“A”=>1,1,1,0,1,1,1;H“B”=>0,0,1,1,1,1,1;H“C”=>1,0,0,1,1,1,0;H“D”=>0,1,1,1,1,0,1;H“E”=>1,0,0,1,1,1,1;H“F”=>1,0,0,0,1,1,1;END TABLE;END;电路图如下：
7、复位电路：
74160接成一个同步九进制加法计数器。电路的工作状态由判断电路输出端输出端T,F和计时电路输出端END9控制。这三个输出端的状态只要有一个为1，使/CLRN=1，电路对CLK 端输入的1HZ时钟信号计数。第九个脉冲到达时，输出端/END9状态由1变为0，用其将启动电路、锁存电路和计时电路复位。若T,F和END9的状态全为0，/CLRN=0，电路复位，不工作。电路图如下所示：
8、分频器：
通过分频器将频率分为1HZ和1KHZ。利用代码来写。module fdiv(clk,clk1khz,clk1hz);input clk;output clk1khz,clk1hz;reg clk1khz,clk1hz;integer cnt1;integer cnt2;always @(posedge clk)begin //if(ct1<9999)if(cnt1<19)begin cnt1 = cnt1 + 1;clk1khz<=1'b0;end else begin cnt1 = 0;clk1khz<= 1'b1;end end always @(posedge clk1khz)begin //if(cnt2<999)if(cnt2<9)begin cnt2 = cnt2 + 1;clk1hz<= 1'b0;end else begin cnt2 = 0;clk1hz<= 1'b1;end end endmodule 电路图如下：
9、总电路图：
五、模拟结果及分析：
1、模拟结果：
2、电路工作原理：
主持人按下启动键后，启动电路输出信号Q为高电平，计时电路开始对1HZ时钟信号进行计数，经过译码后显示计时时间（00s~30s）。当某选手按下抢答键时（高电平有效），该信号被锁存电路保存起来，并经过席位灯驱动电路输出高电平，对应的发光二极管亮，表示正常抢答。同时，判断电路输出信号T为高电平，使计时电路停止计数，锁存电路处于保持状态，其他各组选手再按键无效。若没有选手按下抢答键，计时到30s时，计时自动停止，输出信号END30为高电平；如果启动键未按下，某选手就按下抢答键，锁存电路将该信号保存，并经过席位灯驱动电路输出1HZ时钟信号，对应的发光二极管闪烁，表示抢答犯规，同时判断电路输出信号F为高电平，使锁存电路、启动电路处于保持状态，再按抢答键、启动键无效。
复位电路工作状态由判断电路和计时电路控制。当输出信号T，F或END30有一个为高电平时，电路处于计时状态，经过9s延时，/END9端输出一个低电平信号，将启动电路、锁存电路和计时电路复位。分频器可将时钟信号源输出的高频率时钟信号分频为1HZ和1KHZ时钟信号，1HZ时钟信号用于计时和席位闪烁，1KHZ时钟信号用于动态扫描译码控制和抢答速度识别。
六、心得体会：
数字抢答器是我们第一次接触计算机硬件自己设计的数字系统，将理论应用到实践中，经历了从茫然到查阅资料最终豁然开朗的过程。
抢答器主要包括了74160，74244，自定义的分频器以及del和门器件组成，考虑了 在抢答过程中遵守规则或者犯规，而且当有选手答题时，再抢答则对应的灯就不会亮。
我觉得做课程设计一定要细心，认真，有耐心，有恒心。不放过任何一个细节，电路图做到分毫不差才能仿真出想要的结果！
经过此次课程设计，对本门课有了进一步的了解，对MAX+plus软件的使用有了更好的认识，更好的锻炼了动手能力，更好的了解了EDA-V实验箱的功能。相信这对我们以后的学习生活都有很大的帮助。
第四篇：数字电路课程设计四路抢答器附proteus仿真下载
宁波理工学院
数字电路课程设计（论文）
题 目 基于74LS171的竞赛抢答器电路分析
姓名
学号 专业班级 指导教师
学 院 信息科学与工程学院
完成日期 2013年6月6日
I Proteus文件下载地址
：http://pan.baidu.com/share/link?shareid=3232147993&uk=1662325156
摘 要
74LS系列芯片在生活中有广泛的应用。
其中“74”指的是商用器件，与“54”是军用不同，它的适用温度范围为0℃ ～ 70℃；而军用的适用温度范围要广为-55℃～125℃。
LS等是子系列名称。L:低功耗;H:高速;S:肖特基;LS:低功耗消特基;ALS:先进低功耗肖特基;AS:先进肖特基;LS：低功耗消特基
即74LS为商用低功耗肖特基系列。本竞赛抢答器主要用到74LS171芯片。本课题设计是“四人抢答器”。主要是通过本次课程设计掌握四人抢答器电路的设计流程和设计原理图。并学会用proteus做出四人抢答器电路的仿真与分析。且通过这次课程设计学会用不同的芯片设计简单的抢答器电路。
关键词：竞赛抢答器；单周期脉冲信号；74LS171
II
III
第1章
电路介绍
1.1 主要器件介绍
本次实验是以四人抢答电路为例。四人参加比赛，没人一个按钮，其中一人按下按钮后，相应的指示灯点亮，并且之后按下的按钮不起作用。
竞赛抢答器以74LS171四D触发器为核心器件设计四人竞赛抢答电路。74LS171内部包含了四个D触发器，各输入、输出以序号相区别，如下图：
其中CLK端为时钟端，MR为清零端（低电平有效）。
1.2 部分电路设计
按键设置模块，设计为按键悬空是，D0„..D3接地，没有向该端口发送脉冲信号。按键另一端接电源，按键按下，电源脉冲信号送到D0„..D3端口。（R1,R2,R3,R4，R5,R6,R7,R8为330欧姆。R9为100欧姆。）
本次实验难点是其中一人按下按钮后，相应的指示灯点亮，之后按下的按钮不起作用。要起到这样的作用设计了两个“与非”门电路。当按键按下后，最先按下的Q端输出信号为1，那么Q非为0，这里采用“与非”门，即便其余按键按下后，有一个输出信号为0，那么一与非输出为1，这就使得74LS171时钟端被封住了，此后其他输入信号对系统输出不起作用了。输出的信号1在经过与非门输出信号0，它与时钟信号再与非，那么时钟信号输出信号均为1。（这里用到74LS20和74LS00）
电路显示部分为四个发光二极管，串联着四个330欧姆的电阻。
其中清零信号用于赛前清零。清零后四个二极管均熄灭，电路反向输出均为1，时钟端“与”门开启，等待输入信号。
第2章 竞赛抢答电路分析
当按下#1后，D1发光二极管被点亮，同时系统的时钟输入端被锁定。再按其余按键，均无反应。
第3章 总结与展望
本课题设计是“四人抢答器”。主要是通过本次课程设计掌握四人抢答器电路的设计流程和设计原理图。并学会用proteus做出四人抢答器电路的仿真与分析。且通过这次课程设计学会用不同的芯片设计简单的抢答器电路
本次电路设计重在原理图的设计，并研究了制作流程。其难度在于一人按下按钮后，相应的指示灯点亮，之后按下的按钮不起作用。本次实验聪明的利用了与非门电路，有效的解决了这一问题。其次实验运用74LS171芯片，拓展了对74系列其他芯片的了解。本次实验可以很好的拓展，学会利用不同型号的芯片来制作抢答器。实验给我的收获很多，充分的想办法解决问题很是关键，利用缺乏的资源做到相同的效果当是我们学习的目的和解决问题的途径
第五篇：数字电路课程设计八路抢答器附proteus文件下载
宁波理工学院
数字电路课程设计（论文）
题 目
姓名
学号
专业班级 11通信工程2班 指导教师
学 院 信息科学与工程学院
完成日期 2013年6月6日
I
Proteus仿真下载：http://pan.baidu.com/share/link?shareid=3269742360&uk=1662325156
摘 要
八路抢答器由抢答启动电路、启动报警电路、选手编号译码显示电路、复位电路组成。
抢答器主要器件有74LS148、74LS74、555定时器。
抢答器的输入为八路抢答按钮及主持人控制的抢答“开始”和“复位”二个按钮。抢答器的输出有一个发光二极管、一个数码显示管和一个蜂鸣器。
八路抢答器电路是基于七路抢答电路的一个改装。相比七路抢答电路可以供更多一人抢答，虽然其中有个小问题存在，但不影响抢答器的使用。
基于proteus，经过元器件的选取，电路的连接，参数的设置，最终仿真等工作，最终实现了蜂鸣提示数码显示八路抢答功能。关键词：竞赛抢答器；74LS148；74LS74；555定时器
第一章
电路器件介绍
（1）74LS148编码器
74LS148 为 8 线－3 线优先编码器，共有 54/74148 和 54/74LS148 两种线路结构型式，将 8 条数据线（0－7）进行 3 线(4-2-1)二进制（八进制）优先编码，即对最高位数据线进行译码。利用选通端（EI）和输出选通端（EO）可进行八进制扩展。
0－7
编码输入端(低电平有效)EI
选通输入端(低电平有效)A0、A1、A2
三位二进制编码输出信号即编码输出端(低电平有效)GS
片优先编码输出端即宽展端(低电平有效)EO
选通输出端，即使能输出端
II
（2）74LS74集成D触发器
74LS74是双D触发器（内部集成二个D触发器），上升沿触发，互补输出
III
（3）555定时器
555定时器内部包括两个电压比较器，三个等值串联电阻，一个 RS 触发器，一个放电管 T 及功率输出级。它提供两个基准电压VCC /3 和 2VCC /3 1脚：外接电源负端VSS或接地，一般情况下接地。2脚：低触发端 3脚：输出端Vo 4脚：是直接清零端。当此端接低电平，则时基电路不工作，此时不论TR、TH处于何电平，时基电路输出为“0”，该端不用时应接高电平。
5脚：VC为控制电压端。若此端外接电压，则可改变内部两个比较器的基准电压，当该端不用时，应将该端串入一只0.01μF电容接地，以防引入干扰。
6脚：TH高触发端。
7脚：放电端。该端与放电管集电极相连，用做定时器时电容的放电。
8脚：外接电源VCC，双极型时基电路VCC的范围是4.5 ~ 16V，CMOS型时基电路VCC的范围为3 ~ 18V。一般用5V。
IV 第二章 竞赛抢答电路分析
1、仿真运行初始状态
刚运行时，74LS148的各个输入0~7应为高电平，E1=0，A1A2A0=111.GS=1，EO=0
2、复位按钮作用后
产生一个短暂的低电平，应使电路状态产生如下变化：74LS148的E1=1，即先封锁各路抢答信号，其他状态不变。
3、开始按钮作用后
产生一个短暂的低电平，应使电路状态产生如下变化：74LS148的E1=0允许各路抢答，同是，喇叭发出嘀的声响。
4、比七路多一路的抢答改装
（1）74LS47有个测灯输入端LT，当此信号输入低电平时，显示8。把U6:C输出连接到74LS47的LT端，复位后由于U6：C的一路输出为0，另一路来自U5:A，使其在第8路抢答时为0，即把第8路抢答时低电平输入接至U5:A的异步置位端。
（2）第八路强大成功后对1~7路的封锁。U6:C输出的低电平一方面直接给74LS47的LT，使其显示8，另一方面经反相器U9后变高送给或门U6:D，使其为高，接入E1，封锁74LS148的输入。
V
5、蜂鸣电路
555接单稳态电路，触发端TR接开始按钮，当开始按钮按下时产生一个短暂的低电平，触发单稳态电路，输出3端产生一个固定高度的高电平，此信号给蜂鸣器，使之产生一个嘀的声响。改变555电路的R2和C1参数，可以改变声音的长短。
VI
6、总电路图
第3章 总结与展望
本课题设计是“八人抢答器”。主要是通过本次课程设计掌握八人抢答器电路的设计流程和设计原理图。并学会用proteus做出八人抢答器电路的仿真与分析。且通过这次课程设计学会用不同的芯片设计简单的抢答器电路。
VII 此次课程设计，从最初的只准备做个简单的四路抢答器，到后来的较难的带有显示的七路抢答器，最终经过连夜的改装变成具有自己小创意的实用的八路电子抢答器。期间经过重重困但，但在同学的帮助下网络资源的辅助下也都一一解决了。
最终此次课程设计完成了，但是依然有小的瑕疵。比如在未按压抢答开始按钮时，第8路的抢答按钮依旧可以点亮LED。
Proteus:http://pan.baidu.com/share/link?shareid=3144568258&uk=1662325156
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