課程設計
題目姓名學號
院（系） 電子電氣工程學院
班級數位電路課程設計報告
設計課題題目：定時搶答器
黎明大學電子工程系
專業應用電子技術
班級成員學號
小組成員
指導教師
設計時間
題目：定時搶答器
一、設計目的
掌握解碼器、十進位制加/減計數器的邏輯功能和工作原理，設計可預置時間的定時電路；分析與設計時序控制電路。畫出定時搶答器的整機邏輯電路圖，掌握智力搶答器的工作原理及其設計方法，並對各種元器件的功能和應用有所了解。並能對其在電路中的作用進行分析。
另外還要掌握電路原理和分析電路設計流程，每個電路的設計都要有完整的設計流程。這樣才能在分析電路是有良好的思路，便於查詢出錯的原因。
二、設計要求
1 搶答器同時供4名選手或4個代表隊比賽，分別用4個按鈕s1 ~ s4表示。
2。設定乙個系統清除和搶答控制開關r，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，並在led數碼管上顯示， 同時揚聲器發出**提示。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"鍵後，定時器進行減計時，在槍答時間內，選手槍答成功，這時計時器停止計時工作，顯示器上顯示參賽者的編號，保持到主持人按復位鍵為止。
當規定時間到，仍無人槍答時，本次槍答無效，揚聲器報警發出聲音，並禁止槍答，計時器顯示〃00〃。
三．方案設計與論證
搶答器的組成方框圖為：
設計的方案有以下三種：
方案一：用cd4511 、cd4068各乙個電阻，開關，**管和二級管若干及七段顯示器構成搶答電路。本電路的控制方法是利用開關進行輸入編碼當按鍵第一次就接下時，輸出由1111110變為所接下的鍵值的bcd編碼經4068 8輸入與門和乙個**管控制後輸出cd4511第五腳使其從底電平變為高電平，從而鎖住cd4511，實現槍答功能。
記數器利用兩個cd40110和cd4011組合成30秒的加法記數器，此電路原理非常簡單，製作方便，但顯示不為倒計時，**比較不直接。
方案二：採用cd40175 四d觸發器，cd4511，cd4081四2輸入與門各1個電阻開關，二級管若干，構成槍答器，本電路工作原理也利用開關與二級管結合做編碼用。同時在按鈕按下的時候也發出乙個脈衝到cd40175的cp輸入端，使其輸出在cp脈衝下翻轉，利用四d觸發器的四個（q反）經cd4081與門後控制cd40175的cp脈衝使其電路鎖住封鎖按鍵禁止搶答。
倒計時電路採用cd4510與cd4511配合。
本電路有兩部分組成，
方案三：由cd4043乙個，電阻，二級管，開關若干組成。cd4043是一快內部由4個高電平有效的rs觸發觸發器組成。
當4個輸出端有其中乙個被按下時，cd4023相應的輸出端經**管的編碼輸出到數碼顯示器使其顯示當前按下的按鈕組。從數碼顯示器的b筆段引出乙個公共的訊號給**管的反向接到開關的控制端，禁止搶答。把cd4043的四個cr清零接在一起，接個電阻到地，並接乙個開關到電源，按動此開關則輸出清零。
電路進入下一次搶答準備。
本電路採取方案三！
四、設計原理和電路圖如下
1：搶答電路
該電路的根本任務是準確的判斷出第一搶答者的訊號並將其鎖存。實現這一功能可用觸發器和鎖存器等。在得到第一訊號後應立即將電路的輸入封鎖，即使其他組再次發出搶答訊號也無效。
同時還必須注意，第一搶答訊號應該在主持人發出搶答命令之後才有效。當電路形成第一搶答訊號之後，用編碼、解碼及數碼顯示電路顯示出搶答者的組別，也可以用發光二級管直接指示出組別（這裡我們採用led數碼管顯示）。同時用第一搶答訊號控制乙個**晶元工作，使其推動揚聲器發出聲響，表示該題搶答有效。
本電路用乙個cd4043rs觸發器和led數碼管顯示器組成，可以將四位搶答者的按鈕通過解碼，驅動led數碼管顯示器顯示出他們最先搶答者的序號。而時序控制電路的功能是當參賽選手按動搶答器時，使**晶元工作揚聲器發聲，這時搶答電路和定時電路停止工作。
。（3）1hz脈衝產生電路
該電路的採用555定時電路。555定時電路是一種電路簡單且多用途的單片中規模積體電路。該電路使用靈活、方便，只需外接少量的阻容元件就可以構成單穩、多諧和施密特觸發器。
因而要波形的產生與變換、測量與控制、家用電器和電子玩具等等許多領域中都得到了廣泛的應用。
五、硬體制
cp脈衝於是增加乙個晶元及數個二級管經過計時到判斷。經改動過後，總體電路為：
六、設計總結
在此次電路設計時發現了設計的問題，如扇出數，這是這次設計不能順利完成的原因，另外還要了解到cd4000系列到晶元不能與7400系列晶元配合使用，因為其輸入輸出的電平不匹配，會導致電路的工作不穩定！
七、參考文獻
百度**
電子晶元質料網
數位電路邏輯與設計
數字電子技術基礎實驗
通用積體電路速查手冊
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