目录综述............................................. 错误!未定义书签。

1方案设计与分析................................. 错误!未定义书签。

1.1方案选择ﻩ错误!未定义书签。

1.2芯片组成 (2)2电路设计框图及功能描述 ......................... 错误!未定义书签。

３单元电路设计................................... 错误!未定义书签。

3.1按键识别电路ﻩ错误!未定义书签。

3.２显示电路..................................... 错误!未定义书签。

3.3声音提示电路................................. 错误!未定义书签。

３.4脉冲发生电路ﻩ错误!未定义书签。

4整体电路及仿真................................. 错误!未定义书签。

４.１电路原理.................................... 错误!未定义书签。

4．２电路仿真.................................... 错误!未定义书签。

4．2．1一号选手抢答............................. 错误!未定义书签。

4.2.2主持人复位................................. 错误!未定义书签。

4.2.3二号选手抢答............................... 错误!未定义书签。

４.2．4三号选手抢答............................. 错误!未定义书签。

4.2．5互锁功能 (10)心得体会....................................................... １1参考文献....................................................... １2综述智力竞赛是一种生动活泼的教育方式,而抢答就是智力竞赛中非常常见的一种答题方式。

抢答能引起参赛者观众的极大兴趣，并且能在极短的时间内,使人们迅速增加一些科学知识和生活常识。

但是,在这类比赛中于谁先谁后抢答,若是仅凭主持人的主观判断，就很容易出现错误,所以我们就需要一种具备自动锁存，置位，清零等功能智能抢答器来解决这些问题。

在本次设计中，将主要实现以下功能：(１)主持人可以控制系统的清零与抢答开始;(2）抢答器应具有互锁功能，某组抢答后能自动封锁其他各组进行抢答(3）抢答器要有显示的功能，抢答一组的灯亮，并且扬声器发声，同时驱动数码管显示该组代号。

１方案设计与分析1．1方案选择方案一；继电器抢答器。

继电器实现四人抢答设计,其电路要求相关方面知识过于简单,方案简而易行,但方案电路中存在许多不足，而且成本相对过高。

方案二:模电抢答器。

模电实现四人抢答设计成本过高,控制精度不高，电路操作上存在弊端。

方案三：TTL抢答器。

ＴTL数字电路实现四人抢答器设计针对性强、可靠性高,经济成本合理。

本设计采取方案三。

１.2芯片组成７4ＬS175为抢答的控制电路部分７4LＳ1４８编码器７４LS4８驱动数码NＥ555做脉冲发生部分2电路设计框图及功能描述根据任务要求,四人抢答器的逻辑框图如图２-１所示:图2-1逻辑框图3单元电路设计3.1按键识别电路电路如图３-1所示，该电路完成两个功能:一是分辨出选手按键的先后,并锁定7４LS１75的功能真值表即优先抢答者的编号;二是要使其他选手随后的按键操作无效。

图3－1按键识别电路其工作原理为：当主持人控制开关处于“清除”时,D触发器的清零端为低电平，使D触发器被强制清零，输入的抢答信号无效。

当主持人将开关拨到“开始”时，D触发器Q非端前一状态为高电平，四个Q非端与在一起为高电平，再和脉冲信号与在一起给D触发器的脉冲端,当没人抢答时,抢答信号为低电平，Q 非端均为高电平，与门U2输出高电平在和脉冲信号与在一起给Ｄ触发器脉冲端,当一有人抢答时,抢答信号为高电平，由于脉冲频率很高，瞬间就会有一个上升沿，使Ｄ触发器触发，Q非端输出低电平,经过与门后,将低电平给脉冲端，从而使得其他选手按键的输入信号不会被接收。

这就保证了抢答者的优先性及抢答电路的准确性。

当选手回答完毕,主持人控制开关Ｓ是抢答电路复位，以便进行下一轮抢答。

3.2显示电路电路如图3－2 (四个输入端连接Ｑ非端）所示,用二极管的亮灭代表对应的选手是否抢答,同时驱动数码管显示该选手编号图3-2显示电路其工作原理为：当没有人抢答时，Ｑ非端输出高电平,二极管不会发光，优先编码器无有效电平输入，输出的高电平经非门输入到译码器中，数码管显示0。

当有人抢答时,对应的的Ｑ非端输出低电平,二极管发光，优先编码器有有效电平输入,最后在数码管上会显示对应选手的编号。

３.3声音提示电路电路如图3-3(输入端连接Q非端）所示：其功能就是声音提示,当有人按下抢答键时扬声器就会发出声响。

图3-3扬声器电路其工作原理为:当没有人抢答时，高电平输入与非门,扬声器不会响,只要有人抢答，就会有低电平输入与非门,与非门便会输出高电平使扬声器发出声响。

3.4脉冲发生电路电路如图3-４所示,主要功能就是产生脉冲信号。

其工作原理为：接通电源后，VＣC 经R1R２给电容C充电。

由于电容上电压不能突变，电源刚接通时υC <VCC/3，所以５55内部比较器Ａ1输出高电平,A2输出低电平，即RD =1,SD=0,基本RS触发器置1,输出端Q为高电平。

此时Ｑ＝O,使内部放电管截止。

当υＣ上升到大于ＶＣC／３时，RD＝1，SＤ=1，基本RS触发器状态不变,即输出端Q仍为高电平,当ＶC 上升到略大于２VＣC/3时，Rｎ=0,ＳD=１，基本RS触发器置0，输出端Q为低电平。

这时Q＝1,使内部放电管饱合导通。

于是电容C经R2和内部放电管放电，υc按指数规律减小。

当υC 下降略小于ＶＣＣ／3时,内部比较器Ａ1输出高电平，A２输出低电平，基本RS触发器置1,输出高电平。

这时，Q=0，内部放电管截止。

于是C结束放电并重新开始充电。

如此循环不止，输出端就得到一系列矩形脉冲。

图３-4脉冲发生电路４整体电路及仿真4.１电路原理整体电路如图4－1所示其工作原理为:当主持人的复位端处于高电平即无效电平时抢答开始,四位选手只要有一位按下抢答按键,其他选手的抢答信号将不被接收,74ＬS175中抢答选手对应的Q非端将输出低电平，所以经过与非门扬声器会收到高电平信号发出声响，同时4个Q非输出端信号进入编码器中的1到4引脚，因为编码器输出低电平有效,所以编码后经过非门进入译码器驱动数码管显示对应选手编号。

图4-1整体电路图4.2电路仿真4.２.1一号选手抢答当一号选手按下抢答开关SW1时，仿真结果如图4-2-１所示只有该选手对应的发光二极管D1亮，并且数码管显示数字１,同时扬声器发出声音。

图4－２-1一号选手抢答仿真图4.2．２主持人复位当主持人按下复位开关，仿真结果如图4-2-2所示图4－2-2主持人复位仿真图主持人按下复位开关后,扬声器停止发声,发光二极管D１瞬间熄灭,同时数码管显示数字0代表无人抢答。

4.２.３二号选手抢答当一号选手按下抢答开关SＷ2时，仿真结果如图４-２-3所示只有该选手对应的发光二极管D2亮，并且数码管显示数字2,同时扬声器发出声音。

图4-２-3二号选手抢答仿真图４.2.4三号选手抢答当一号选手按下抢答开关SW3时，仿真结果如图4－2-４所示只有该选手对应的发光二极管D３亮,并且数码管显示数字３，同时扬声器发出声音。

图４-2－4三号选手抢答仿真图4.2.5互锁功能当四号选手抢答后,其他选手抢答均无效,仿真结果如图4－2-5所示图4-2-５互锁功能仿真图心得体会课程设计终于完成,在这个过程中我遇到了很多困难，知识的缺乏,对画图和仿真软件的不熟悉等等,这其中得到了老师的很多帮助，同时也给我提供了一些材料。

这个课题用到了数字电路方面的知识,通过这次课程设计,使我对TＴL等系列元器件以及其他集成电路有了一定的了解，平时课上的学习并不能很好的理解和运用各个元件的功能,而且考试内容有限，所以通过这次课程设计过程中，我们了解了很多元件的功能，并且对于其在电路中的使用有了更多的认识。

刚拿到课程设计的题目，起初不知该从何下手,经过老师指导设计和对材料的讲解，再到图书馆和网上查找大量资料,才慢慢了解课程设计。

在资料和电脑前思考的过程是苦涩的,在图书馆中查找资料的过程是也是艰辛的，但当课程设计完成时,那感觉是舒服的,才真正理解到没有付出就不会有回报的真正含义,一份耕耘一份收获，有付出才会有回报,这个过程中我也学会了怎样去更有效地学习，怎样和他人共同完成任务,知道了团队精神的重要性,学会了怎样快速高效的搜集自己所需的资料。

其次，通过这次课程设计，加强了我动手、思考和解决问题的能力。

而且,知识上的收获重要,精神上的丰收更加可喜。

挫折是一份财富,经历是一份拥有。

这次课程设计必将成为我学习生涯上一个非常美好的回忆！只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。

在设计的过程中遇到问题，可以说得是困难重重,这毕竟第一次做的,难免会遇到过各种各样的问题，同时在设计的过程中发现了自己的不足之处，对以前所学过的知识理解得不够深刻,掌握得不够牢固。

以后我会主动参加一些实践活动,进一步增强自己的动手能力。

这次课程设计获益匪浅，也得到了老师和同学的帮助,对大家表示感谢。

参考文献[ 1 ] 阎石.数字电子技术基础[M].第五版.北京:高等教育出版社，200６[ ２ ] 陈传虞.脉冲与数字电路[M］．第二版．北京:高等教育出版社，19９1 [ 3 ] 熊耀辉.电子线路[Ｍ].高等教育出版社，２0０1[ 4 ] 王毓银.数字电路逻辑设计[M］．高等教育出版社,1999[ ５ ] 康华光.电子技术基础数字部分[Ｍ].第2版.高等教育出版社，２０0０。