六路数字抢答器课程名称：数字电子技术课程设计题目：六路抢答器电路设计学生姓名：专业：电子信息科学与技术班级：学号：指导教师：日期：年月日目录一．设计任务与技术要求 (3)1.设计任务 (3)2.技术要求 (3)二．实验所用器件介绍 (4)1.74LS174 (4)2.74HC30 (5)3. NE555 (5)4.发光二极管 (5)三．芯片管脚 (5)四．设计思路及原理 (6)1.设计思路 (6)2.工作原理 (6)（1）. 抢答电路的设计 (6)（2）. 反馈电路 (7)（3）.显示电路 (8)(4). 555定时器秒脉冲电路 (8)（5）.整体实验工作原理图 (9)五．仿真调试与分析 (10)1.仿真图 (10)2.仿真调试 (10)六．心得体会 (10)七．参考文献 (11)六路数字抢答器摘要:当今的社会竞争日益激烈，选拔人才，评选优胜，知识竞赛之类的活动愈加频繁，那么也就必然离不开抢答器。
鉴于现在小规模的知识竞赛越来越多，操作简单，经济实用的小型抢答器必将大有市场。
本抢答器的设计仅用数字芯片74LS174,74HC30,555等基础器件便实现了数显抢答的功能。
我们采用了二极管显示器直接指示，开关控制灯灭情况，因而本抢答器具有显示直观，操作简单方便，设计思路简单有效，低成本等优点，是工厂、学校和电视台等单位常举办各种智力竞赛,的必要设备。
关键字：数字，电子，器件，原理图，仿真Abstract: Today's society increasingly fierce competition, personnel, award winning, knowledge contest activities, such as more frequent, then it must rely on preemptive answer. In view of the small-scale knowledge competition now more and more, simple, practical and economic market for small-scale preemptive answer is bound to go. Design of the preemptive answer only with a digital chip based devices such as 74174,7430,555 implements several preemptive answer feature. We use diode displays direct instructions, switch the lights, thus the preemptive answer has shown an intuitive, simple and convenient operation, design simple and efficient, low cost and other advantages, such as factories, schools and television units often holding various quiz, the necessary equipment.Keywords: digital, electronic, devices, schematic, simulation一、设计任务与要求1、设计任务设计制作一个可供6组选手参加比赛的数字式竞赛抢答器。
2、设计要求(1)可容纳六组参赛的数字式抢答器。
（2）当某组参赛者按下抢答开关时，由二极管的亮灭显示选手的抢答情况。
(3) 设置一个系统清除和抢答控制开关S0，该开关由主持人控制。
二、实验所用器件介绍1.6D触发器：74LS174 为六上升沿D触发器，共有54174/74174 、54S174/74S174，54LS174/74LS174 三种线路结构形式。
其主要电特性的典型值如下：功能表：H――高电平；L――低电平；↑——低到高跳变； X――任意； Z――高阻；Q0――规定的稳态输入条件建立前Q 的电平2.8与非门：74HC30是8输入单与非门.脚1,2,3,4,5,6,11,12是与非门的输入脚,8脚是与非门的输出脚.7脚是GND,14脚是VCC. 9,10,13未连为N/C.3.NE555：NE555是时基集成电路，它在应用和工作方式上一般可归纳为3类。
每类工作方式又有很多个不同的电路。
在实际应用中，除了单一品种的电路外，还可组合出很多不同电路，如：多个单稳、多个双稳、单稳和无稳，双稳和无稳的组合等。
NE555时基电路封形式有两种，一是DIP双列直插8脚封装，另一种是SOP-8小型（SMD）封装形式。
其他HA17555、LM555、CA555分属不同的公司生产的产品。
内部结构和工作原理都相同。
NE555属于CMOS工艺制造， NE555的内部中心电路是三极管Q15和Q17加正反馈组成的RS触发器。
输入控制端有直接复位Reset端，通过比较器A1，复位控制端的TH、比较器A2置位控制的T。
输出端为F，另外还有集电极开路的放电管DIS。
它们控制的优先权是R、T、TH。
4.发光二极管发光二极管简称LED，采用砷化镓、镓铝砷、和磷化镓等材料制成，其内部结构为一个PN结，具有单向导电性。
当在发光二极管PN结上加正向电压时，PN结势垒降低，载流子的扩散运动大于漂移运动，致使P区的空穴注入到N区，N区的电子注入到P区，这样相互注入的空穴与电子相遇后会产生复合，复合时产生的能量大部分以光的形式出现，因此而发光。
常用的发光二极管应用电路有四种，即直流驱动电路、交流驱动电路、脉冲驱动电路、变色发光驱动电路。
使用LED作指示电路时，应该串接限流电阻，该电阻的阻值大小应根据不同的使用电压和LED所需工作电流来选择。
发光二极管的压降一般为1.5~2.0 V，其工作电流一般取10~20 mA为宜。
三．芯片管脚74LS174 74HC30555四．设计思路及原理1 设计思路设计一个智力竞赛抢答器，可同时供六个人或六组代表队参加比赛，他们的编号分别为1，2，3，4，5，6，他们各自分别拥有与之对应编号的抢答器，当他们按下抢答器开关时，与之对应的发光二级管处于亮的状态，再次按下开关则灭。
选手可以通过二级管的亮灭状态来进行抢答。
2 工作原理接通电源后，主持人将开关拨到"清零"状态，抢答器处于禁止状态，编号二极管灭灯；主持人将开关置“开始”状态，宣布"开始"抢答器工作。
选手抢答时，抢答器完成：优先判断、编号锁存、二极管发光显示。
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。
计数输入由秒脉冲发生器提供。
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S1），74LS174的输出Q1=1,二极管D1发光。
此外，Q1＝1，经非门过74HC30输出为高电平，74LS174处于禁止状态，封锁其他按键的输入，保证了抢答者的优先性。
如有再次抢答需由主持人将S0开关重新置“清零”， 6D触发器74LS174的CLR端为低电平，输出端（Q1~Q6）全部为低电平，于是二极管灭灯；然后再｜.单元电路及整体工作原理电路图（1）.抢答电路抢答电路的功能有两个：一是能分辨出选手按键的先后，并锁存优先抢答者的编号，供显示电路用；二是要使其他选手的按键操作无效。
这里选用6D触发器74LS174，其电路图如图所示。
（2）.反馈电路这部分电路是用8与非门74HC30和6个非门构成，电路图如图所示.其工作原理是：当有选手按下按钮后（如S1），Q1=1，经过n1后输入74HC30，由8输出高电平，反馈回74LS174的CLK 端，D 对Q 没有影响，封锁其他按键的输入。
（3）. 显示电路这部分电路是用6个NPN 节三极管，6个二极管与12只电阻（0.1K 、4.7K 个6个）构成，电路图如图所示其工作原理是：当有选手按下按钮后（如S1），Q1=1，经过电阻与三极管后使发光二极管D1亮起，代表1组抢答成功。
（4）.555定时器秒脉冲电路该部分主要由555定时器构成单元脉冲电路，Z KH f 38 。
电路图如图所示.（5）.整体实验工作原理图五、仿真调试与分析1.ewb仿真图2.ewb仿真调试本次设计的仿真我采用了ewb仿真软件做，我试过多个软件如eda，但是这个软件能比较直观地看出来每一个二极管的亮灭情况，而且连起线来也相对比较简单，最好一点就是在你做好之后还可以将线排好，使之更加美观。
调试过程中出现了没办法锁住选手输入，还有整体清零异常，通过不断地观察每一条线的连接，来进行一次次地改进，比如加一个什么门，加一个开关等，都有可能解决比较难搞的问题。
六．心得与体会本次课程设计对于我的课题的要求基本上实现了。
这次课程设计时间有点匆忙，虽然大部分的功能都实现了，但是还是会存在不完美的地方，实在是时间有点紧，没办法做长时间的修改。
设计进行地比较成功，对常用的芯片无论是从功能上，还是构造上都在了更深的了解，更重要的是锻炼了我们的动手能力，平时看书都能看得明白，但是到了仿真的时候还是会出现很多的问题，有时候一个小失误致使整个电路工作状态出现错误，但是还是能过一次次的调试，一次次地去修改最后得出了成品。
也学了一个新的软件，这也是很重要的。
反正这次课程设计收获也不少，但是如果时间能够再充分一点，我相信自己能够做得更好。
七．参考文献【1】.阎石主编，《数字电子技术基础》，高等教育出版社，2006年【2】韩定定、赵菊敏主编，《信息与通信工程专业英语》，北京大学出版社，2005年【3】王连英，《电子电路EWB仿真实验》，江西高校出版社【4】清源计算机工作室编，《Protel99SE原理图与PCB及仿真，机械工业出版社【5】李海主编，《74系列芯片手册》；重庆大学出版社。
11。