物理与电子信息系 课程设计报告
课程名称： 电子技术课程设计 题 目： 四人智力抢答器 ___ 学生姓名： _阳 威 学 号： 11417116 系 部： 物理与电子信息系 专业年级： 电子信息科学与技术2011级 指导教师： 张 艳 蕾 __ 职 称： 讲 师
湖南人文科技学院物理与电子信息系制
目 录
1.设计任务 ....................... .......................... .............. ................ .............................1 1.1 设计目的............................ ................ .............. ................................................1 1.2 设计指标............................................. ...................... ...........................................1 1.3 设计要求................................................ ............................................................1 2.设计思路与总体框图................................................ ...............................................2 2.1设计方案 ..................................................... ................................................... ...2 2.2电路设计、仿真与分析 ...................................... ........................................ ...2 2.3仿真电路图 ....................................... ........................................................... ... 4 2.4用Protel绘制电路原理图和PCB电路板图 ............................................ ... 4 2.5 元件清单 ...................................................................................................... ... 5 3. 总结与体会............................................... ................................................................6 4.
参
考
文
献............................................... ....................................................................7
1. 设计任务
1.1 设计目的
设计一台可供4名选手参加比赛的智力竞赛抢答器。
1.2 设计指标
四人智力抢答器应当具有以下功能：
1、主持人控制整个电路，①控制抢答的开始，即抢答开始前选手按键无显示无报警；②抢答完毕后，能对两个显示数码管进行复位。
2、选手抢答按下按钮，储存其信息，并通过译码使数码管显示其编号，同时封锁其余选手按键信号，即封锁。
3、用一个1KHz的时钟（时基电路）经过千分频产生与现实相符的周期为1秒的时钟。
定时电路 ①实现9秒倒计至0并停止，计时结束后封锁选手信号输入，禁止抢答；②计时过程中，选手抢答后立即停止计时。
4、报警电路实现：①主持人按下开关时，报警器响起；②倒计时期间，第一位选手按下抢答时，报警器响起；③倒计时结束时，报警器响起。响声均持续0.5秒。
1.3 设计要求
1、四名选手编号为1、2、3、4，各有一个抢答按钮；按钮的编号与选手的编号相对应。
2、主持人按钮用来控制系统的清零和抢答的开始。
3、抢答器具有数据锁存和显示的功能。抢答开始后，若有选手按动抢答按钮，该选手编号立即锁存，并在编号显示器上显示该编号。同时封锁输入编码电路，禁止其他选手抢答。优先抢答选手的编号一直保持到主持人将系统清零为止。
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2.设计思路与总体框图.
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设计方案
1、整个电路一共由6个部分组成。
2、编码电路主要由74ls148（八——三编码器），通过使能端EI控制是否编码，抢答后的封锁由此实现。
3、锁存器采用74ls279 SR触发器，该部分能够同时实现锁存和译码的功能，其输出信号进入四输入显示数码管。
设计方案系统原理框图
抢答按钮 编码电路 锁存器 编码显示器 主持人按钮 控制电路 2.2电路设计、仿真与分析 1、真值表
①主持人控制选手输入并有复位功能；②选手抢答后显示编号；③优先判断后，封锁电路。
主持人开关闭合，选手输入开启，开始抢答。当选手按下时，经编码器74ls148及SR锁存器编码译码，最终输出信号经74LS248进入七段显示数码管；当第一位选手按下开关以后，从SR锁存器的输出取得选手按键信号，反馈至编码器74ls148的EI使能端，封锁电路，禁止其他选手输入。 所有真值表信息如下： 编码器74LS148真值表： 输入 EI 1 0 I0 X 1 I1 x 1 I2 x 1 I3 x 1 I4 x 1 I5 x 1 I6 x 1 I7 x 1 输出 A2 1 1 A1 1 1 A0 1 1 GS 1 1 EO 1 0 2
0 0 0 0 0 0 0 0 x x x x x x x 0 x x x x x x 0 1 x x x x x 0 1 1 x x x x 0 1 1 1 x x x 0 1 1 1 1 x x 0 1 1 1 1 1 x 0 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 2）SR锁存器真值表： 输入 S 0 0 1 1 3）.总体真值表：
令选手输入K1=I1，K2=I2，K3=I3，K4=I4。74LS148输出A2，A1，AO，GS接与锁存器的R端，主持人控制锁存器S端，得到以下真值表： 输入 K1 1 0 1 1 1 K2 1 1 0 1 1 K3 1 1 1 0 1 K4 1 1 1 1 0 输出 Q3 0 0 0 0 1 Q2 0 0 1 1 0 Q1 0 1 0 1 0 R 0 1 0 1 输出 Q 1 0 1 不变 3
1、电路原理图
七端数码显示管显示选手编号。
2.4用Protel绘制电路原理图和PCB电路板图
2.3仿真电路图（使用multisim软件进行仿真）
因为没有四端数码显示管，我们选择了74LS248将四端信号转变为七端信号，用
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2、PCB电路板图 2.5 元件清单
序号 名称（参数） 数量 1 七端显示器SEWEN_SEG_COM 1 2 3 开关(SPDT，三端) 74LS248N 5 1 4 电阻(1.0kOhm_5%) 2 5 74LS279N 1 5
6 电源插头（5V） 1 7 74LS148N 1 3.总结与体会
通过这次的课程设计，我发现了许多自己的不足，同时也体会到动手的重要
性，并且深刻认识到“实践是检验真理的唯一标准”中的内涵。
刚开始抽到“四人智力抢答器”这个课题的时候，我的心里其实是窃喜的，因为这个抢答器的原理在课堂上面老师就曾经讲解过，但是真正做起来的时候，我才真切的感觉到了它的难度。
首先，当我在网络上查看了别人做这个课题的报告的时候，我才知道做这个抢答器除了抢答部分还有倒计时和报警部分，当时我就感觉到了莫大的压力。然后就是设计它的电路图，设计电路图的过程是一个痛苦的过程，在我的电脑里，有四人智力抢答器的原版、修改版、再修改版、反复修改版，还有简化版。当然，我最后用的就是简化版。为什么呢，因为我在做PCB板的时候我悲剧地发现我的原理图过于庞大，元件太多，而且这些芯片动不动就是16个接口。在我们设计制作工具的限制下，我们只能够做单面布线的板子。这下就犯难了，这个东西就怎么布怎么有很多的飞线。所以，在郁闷的同时，我们开始了对电路的简化，使原来拥有抢答、倒计时、报警为一体的多功能的抢答器变为只能拥有抢答功能的简化版抢答器，这才解决了单层布线这个老大难的问题。
在设计原理图其间，我们同样是遇到了几个难题。在做数码显示管的时候，本来74LS279芯片出来的是四端的信号，所以只能配上四端的数码管，然后了解到我们的器材中只提供七端的数码管，当时的我们是急成了热锅上的蚂蚁，想要重新换原理图，那就意味着我们前几天的功夫全是在做无用功。所以我们就在网上找啊找，终于找到了一个解决这问题的办法。用74LS248芯片把四端的信号改成七端输入，才终于是吧这个问题圆满的解决掉了。然后就是在做PCB板的时候，在Protel的库文件里面竟然有好多元器件都找不到我们需要的封装，然后我们不得不自己量那些元器件的大小以及插孔，然后一个一个的画他们的封装。最后
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终于熬到了焊接元器件的最后关头了，然后悲剧地发现焊接远不是想象中的那么回事，那个锡一熔化了就缩成一坨，根本不听我们的使唤，而且大小很难控制。在N次的实践后，我才逐步地对焊接熟练起来。
不得不说，在这次的课程设计中，我学到了很多实践操作方法和遇到问题的处理思路。这对于我个人的提高有着很大的帮助，虽然过程很痛苦，但是看着自己做出的成果，就感觉做的这一切都值了。
4.参考文献
1、 康华光.电子技术基础数字部分（第五版）.北京：高等教育出版社,2006。
2、 葛中海.Protel Dxp 2004简明教程与考证指南.北京：电子工业出版社， 2010。
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