八路智力竞赛抢答器课程设计绝度详细
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数字电路课程设计报告8路数字抢答器1.概述抢答器同时供8名选手或8个代表队比赛,分别用8个按钮S0 ~ S7表示。
另外设置系统清除开关一个,该开关由主持人控制。
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,扬声器发出声响提示,并在七段数码管上显示选手号码。
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零为止。
当主持人按下清除键后,参赛选手可以进行抢答,同时倒计时电路开始倒计时,抢答有效时,红灯亮,倒计时停止,显示器上显示选手的编号,并保持到主持人将系统清零为止。
2、8路数字抢答器各主要芯片介绍2.1、74LS14874LS148是一个8线—3线优先编码器。
74LS148外部管脚图、真值表如图所示:图一 74ls148 真值表由表不难看出,在0=S 电路正常工作状态下,允许70~I I 当中同时有几个输入端同时为低电平,即有编码输入信号。
7I 的优先权最高,0I 的优先权最低。
当07=I 时,无论其它输入端有无输入信号(表中以x 表示),输出端只给出7I 的编码,即000012=Y Y Y ,当74LS148的功能表输 入输 出S0I 1I 2I 3I 4I 5I 6I 7I2Y 1Y 0Y S Y EX Y1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 x x x x x x x x 1 1 1 1 1 1 1 1 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 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 0 0 0 1 0 0 0 1 1 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1 0 1 0 0 1 0 1 0 1 1 0 1 1 0 1 0 1 1 1 1 0U CC Y EX Y S I 3 I 2 I 1 I 0 Y 0I 4I 5I 6I7S Y 2Y 1GND 图2 74LS148管脚图16 9 74LS148 1 80167==I I 、时,无论其它输入端有无输入信号,只对6I 编码,即输出为001012=Y Y Y 。
数字抢答器电路设计一、设计题目八路竞赛抢答器二、课程设计目的1、培养数字电路的设计能力。
2、掌握抢答器电脑设计方法。
三、设计内容和要求3.1 设计内容⒈设计一个智力竞赛抢答器,可同时供8名选手或8个代表队参加比赛,他们的编号分别是1、2、3、4、5、6、7、8,各用一个抢答按钮,按钮的编号与选手的编号相对应,分别是S0、S1、S2、S3、S4、S5、S6、S7。
⒉给节目主持人设置一个控制开关,用来控制系统的清零(编号显示数码管灭灯)和抢答的开始。
⒊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,编号立即锁存,并在LED数码管上显示出选手的编号,同时蜂鸣器给出音响提示。
此外,要封锁输入电路,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。
4.用中小规模集成电路组成智力竞赛抢答器电路,画出各单元电路图和总体逻辑框图,正确描述各单元功能,合理选用电路器件,画出完整的电路设计图以及写出设计总结报告3.2 设计要求⒈抢答器具有定时抢答的功能,且一次抢答的时间可以由主持人设定(如30s)。
当节目主持人启动“开始”键后,要求定时器立即减计时,并用显示器显示,同时蜂鸣器发出声响。
⒉参赛选手在设定的时间内抢答,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时刻的时间,并保持到主持人将系统清零为止。
⒊如果定时抢答的时间已到,却没有选手抢答时,本次抢答无效,系统短暂报警,并封锁输入电路,禁止选手超时后抢答,时间显示器上显示00。
四、设计总体框如图(一)所示为八路智力竞赛抢答器的总体方框图。
其工作原理如下:抢答器系统原理框图如上所示。
它由主体电路和扩展电路两部分组成,主体电路完成基本抢答后,选手按动抢答键时,能显示选手的编号,同时能封锁输入电路,禁止其他选手抢答,扩展电路完成定时抢答的功能五、单元电路设计方案和原理说明⒈抢答器电路设计其原理说明:(1)、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,供译码显示译码电路用;二是要使其它选手按键操作无效。
目录摘要.............................................................................................. 错误!未定义书签。
1 设计方案选择及讨论 (3)1.1方案设计 (3)1.2核心控制器件89C52简介 (3)2硬件电路设计 (5)2.1单元电路设计 (5)2.2单元电路设计 (5)2.2.1核心控制器件STC89C52最小系统 (6)2.2.2时序控制电路设计 (6)2.2.3复位与加减时间电路的设计 (7)2.2.4抢答与数码管显示电路 (7)2.2.5声音电路设计 (7)3 软件编程设计 (8)3.1大体思路 (8)4仿真及调试 (10)5焊接与实际调试 (11)6心得体会 (12)参考文献 (13)附录I 元件清单 (14)附录Ⅱ程序代码 (15)摘要抢答器作为一种工具,已广泛应用于各种智力和知识竞赛场合。
本设计是以八路抢答为基本理念。
考虑到依需设定限时回答的功能,利用AT89C52单片机及外围接口实现的抢答系统,利用单片机的定时器/计数器定时和记数的原理,将软、硬件有机地结合起来,使得系统能够正确地进行计时,同时使数码管能够正确地显示时间。
用开关做键盘输出,扬声器发生提示。
同时系统能够实现:在抢答中,只有开始后抢答才有效,如果在开始抢答前抢答为无效;抢答限定时间和回答问题的时间可在1-30s设定;可以显示是哪位选手有效抢答和无效抢答,正确按键后有音乐提示;抢答时间和回答问题时间倒记时显示,满时后系统计时自动复位及主控强制复位;按键锁定,在有效状态下,按键无效非法。
关键词:抢答器单片机软硬件结合1 方案设计1.1方案设计该系统采用51系列单片机STC89C52作为控制核心,该系统可以完成运算控制、信号识别以及显示功能的实现。
由于用了单片机,使其技术比较成熟,应用起来方便、简单并且单片机周围的辅助电路也比较少,便于控制和实现。
目录1. 原理分析(by 张潇) (2)1.1 设计任务 (2)1.2 性能指标 (2)1.3 工作原理 (2)2. 方案选择(by 张潇) (3)2.1 方案设定 (3)2.2 方案比较 (3)2.3 方案选择 (3)3. 电路原理图绘制及仿真(by 王倩) (3)3.1 所需元器件型号及数量 (3)3.2 电路原理图 (4)3.3 电路仿真结果 (5)4. Pcb图绘制(by 朱文广) (5)4.1 pcb绘制步骤 (5)4.2 pcb绘制原则 (5)4.3 8路抢答器pcb图 (7)5. 综合调试(by 朱文广) (7)5.1 软件调试 (7)5.2 硬件调试 (9)6. 总结(by 王倩) (10)附录1:电路仿真图 (11)附录2: 8路抢答器完整程序 (12)1.1 设计任务以单片机为核心,设计一个8位竞赛抢答器,同时供8名选手或8个代表队比赛。
设置一个系统清除和抢答控制开关S,开关由主持人控制。
抢答器具有锁存与显示功能。
即选手按按钮,锁存相应的编号,并在优先抢答选手的编号一直保持到主持人将系统清除为止。
抢答器具有定时抢答功能,且一次抢答的时间可由主持人设定。
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。
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。
1.2 性能指标电源电压:直流5V±10%选手组数:2-8组初始抢答倒计时:20s初始回答倒计时:30s倒计时范围:1-99s可设倒计时提示时间:最后5s1.3 工作原理八路数字抢答器原理框图如图1所示,其工作原理为:接通电源后,主持人未按下开始抢答,抢答器处于禁止状态,数码管显示“----”;主持人宣布“开始”同时按下开始抢答按键,抢答倒计时开始计时,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。
1 前言1.1主要功能介绍(1)抢答器最多可供8名选手参赛,编号为1~8号,各队分别用一个按钮(分别为S1~S8)控制,并设置一个系统清零和抢答控制开关S,该开关由主持人控制。
(2)抢答器具有数据锁存功能,并将锁存数据用LED数码管显示出来,同时蜂鸣器发出间歇式声响(持续时间为0.5秒),主持人清零后,声音提示停止。
(3)开关S作为清零及抢答控制开关(由主持人控制),当开关S被按下时抢答电路清零,松开后则允许抢答。
输入抢答信号由抢答按钮开关S1~S8实现。
(4)有抢答信号输入(开关S1~S8中的任意一个开关被按下)时,并显示出相对应的组别。
此时再按其他任何一个抢答器开关均无效,指示灯依旧“保持” 第一个开关按下时所对应的状态不变。
1.2扩展功能介绍(1)抢答器具有定时抢答的功能,且一次抢答的时间可以由主持人设定(如30秒)。
当节目主持人启动“开始”键后,要求定时器立即减计时,并用显示器显示,同时扬声器发出短暂的声响,声响持续时间0.5秒左右。
(2)参加选手在设定的时间抢答,抢答有效,定时器停止工作,显示上显示选手的编号和抢答时刻的时间,并保持到主持人将系统清零为止。
(3)如果定时抢答的时间已到,却没有选手抢答时,本次抢答无效,系统短暂报警,并封锁输入电路,禁止选手超时后抢答,时间显示器上显示00。
(4)当选手抢答完后,主持人可根据相关题的加减分对选手进行加分或减分。
2总体方案设计此次课程设计我们有两套方案一是硬件部分主要由单片机、74LS373锁存器、LED显示器、声音报警器和其它基本外围电子电路组成软件部分则采用51系列单片机通用C语言精心设计编写。
它所具有的功能包括:抢答器同时供8名选手或8个代表队比赛,当开关S按下,抢答器发出0.5秒的报警声系统开始进行计时,选手可进行抢答,当计时30秒之后若没人抢答,则系统发出警报并禁止抢答,定时显示数码管上显示00字样,之后等待开关S按下,系统复位;若在30秒有选手进行抢答,此时扬声器会发出3秒时间的警报,同时在定时显示数码管上显示选手抢答时间(以秒为最小单位),编号显示数码管上显示抢答选手编号,显示器上的状态直到开关S按下将系统复位为止;系统复位时所有的数码管不显示任何的数据。
数字电子技术课程设计报告八路智力竞赛抢答器的设计专业:电子信息科学与技术班级:2012级1班姓名:学号:指导老师:电子通信与物理学院日期: 2015 年 1 月 10 日指导教师评语1设计要求在当代社会中企业、学校和电视台等单位常举办各种智力竞赛, 抢答记分器是必要设备。
过去在举行的各种竞赛中我们经常看到有抢答的环节,举办方多数采用让选手通过举答题板的方法判断选手的答题权,这在某种程度上会因为主持人的主观误断造成比赛的不公平性。
人们于是开始寻求一种能不依人的主观意愿来判断的设备来规范比赛。
因此,为了克服这种现象的惯性发生人们利用各种资源和条件设计出很多的抢答器,从最初的简单抢答按钮,到后来的显示选手号的抢答器,再到现在的数显抢答器,其功能在一天天的趋于完善不但可以用来倒计时抢答,还兼具报警等等功能,有了这些更准确地仪器使得我们的竞赛变得更加精彩纷呈,也使比赛更突显其公平公正的原则。
在这一背景下本文利用74LS系列芯片设计了一种有效、便捷的八路数字抢答器。
设计要求如下:利用数字电路设计一个八路抢答器,允许八路参加,并具有锁定功能,用LED显示最先抢答的队号码,系统设置外部清除键,按动清除键,LED 显示器自动清零灭灯。
数字显示功能:数字抢答器定时为30S,启动开启键以后要求Ⅰ)定时开始;Ⅱ)扬声器要短暂报警;Ⅲ)发光二极管亮灯;如果在30S内抢答有效,计时结束,30S内抢答无效,发光二极管灯灭。
2 设计任务本次描述的八路抢答器功能指标为:设计一个能支持八路抢答的智力竞赛抢答器;主持人按下开始抢答的按键后,有短暂的报警声提示抢答人员抢答开始且指示灯亮表示抢答进行中;在开始抢答后数码管显示30秒倒计时;有抢答人员按下抢答键后,在数码管上显示抢答成功人员1的编号,倒计时暂停,同时后续抢答人员的抢答将无效;当主持人再次按下按键回到复位状态,倒计时的数码管保持显示30,显示人员编号的数码管灭,指示灯灭。
本次设计的电路由包括抢答电路、定时电路、报警电路在内的三部分电路组成。
八路竞赛抢答器的设计方案一,设计题目、目的及要求1.1设计题目8路抢答器的设计1.2设计目的1、熟悉74ls148、74ls28、74ls29的功能和应用掌握其工作原理,并熟练运用它们。
2、熟悉面包板的使用。
3、掌握数字抢答器的工作原理以及制作方法。
4、增强动手能力,把握严谨的工作态度。
5、熟练运用所学习的模电及数电知识。
1.3设计要求1、八个选手或代表队参加比赛,编号0,1,2,3,4,5,6,7,各用一个抢答按钮,其编号与参赛者的号码一致。
此外,一个按钮给主持人用来清零;2、抢答器具有数据锁存功能,并将所锁存的数据用数码管显示出来;3、数码管不显示后动作选手编号,只显示先动作选手编号,并保持到主持人清零为止;4、选手只有在主持人说开始抢答后才能开始抢答拨动开关。
5、并且抢答结束后裁判没有清零,选手不得动自己的开关。
二、方案设计2.1、总体设计思路按照题目的要求,经过自己的思考与分析以后,将思路确定。
要满足题目所说的,要能完成抢答功能,当某一个选手输入后,屏幕上能显示出该选手的号码,同时通过锁存能限制其他选手的抢答,并且自己抢答后,由于锁存效果也不能反悔。
当抢答开始时,主持人未说开始抢答时,裁判的开关置于清零端,由于此时数码管处于灭灯状态,所以无论选手如何操作,数码管也不会有数据显示,由此想到用裁判来控制清零端,当裁判清零时,即可清除数码管上的数字,并且由于开始时屏幕上不能有显示,所以当裁判置于开始端的时候,数码管译码器的灭灯输入端依然是灭灯输入,只有当选手触发时才能改变电平,输入内容。
另外锁存端必然是反馈锁存,所以要使用后面芯片的信号来反馈给前面的芯片的使能端以控制其使能输入,由此阻断其他选手的输入信号。
锁存后如果没有其他信号去解锁,系统就处于禁止工作状态不能再工作,所以想到要用裁判清零来控制使能端,在消除数码管显示的同时来解锁使能端,让电路恢复其功能。
2.2、方案设计2.2.1 设计方案1(个人方案)根据以上思路,决定使用以下流程图作为本次课程设计的方案,基本能实现抢答器的功能,可以完成说明书上的要求。
许昌学院电子课程设计报告题目名称:八路智力竞赛抢答器专业:电气信息类班级:10级电气6班指导教师:周雅、李明电气信息工程学院2012年05月25日摘要本报告设计的八路智力竞赛抢答器电路主要采由74系列常用集成电路组成,涉及到触发器、编码器、加法器、译码器、555定时器和RC电路组成的多谐振荡电路。
该抢答器具有基本的抢答功能,通过共阴极数码管显示选手的号码。
当一轮抢答开始后,首先抢答的人由触发器保持状态并阻止其他任何选手输入状态,此次设计的抢答器在选手输入信号后先经过D触发器,再经过优先编码器编码,所有选手没有优先级之分,真正做到比赛的公平公正性。
编码后的信号经过加法器后输出合适的的二进制码,再经过显示译码器的作用,驱动共阴极数码管显示抢答选手的编号。
主持人可以通过控制按钮结束本轮的抢答并可以从新开始下一轮抢答。
本次设计的抢答器运用74HC175上升沿D触发器记录第一个抢答人的状态;运用十三输入与非门74HC133控制触发器的工作,从而使第一个抢答者的状态保持,而其他人无法再抢答;运用优先编码器74HC148编码;采用全加器74HC283将编码加0001,输出合适的二进制数;最后采用BCD-显示译码器7448驱动数码管显示选手编号。
电路中需要的时钟信号由555多谐振荡电路实现。
关键词: 抢答器触发器编码器加法器显示译码器 555时钟信号发生器前言 (3)第1章设计思路和总体框架图 (4)1.1 系统总体框图 (4)1.2 设计思路 (4)第2章单元电路设计 (5)2.1抢答电路设计 (5)2.1.1电路简介 (5)2.1.2工作原理 (6)2.1.3集成电路逻辑功能分析 (7)2.2数码管显示电路设计 (9)2.2.1电路设计分析 (9)2.3时钟信号发生电路设计 (11)2.3.1 设计分析 (11)2.3.2 工作原理 (11)第3章实物制作 (13)3.1实物介绍 (14)3.2 焊接过程 (15)第4章总结 (16)参考文献 (18)元器件清单 (19)完整电路原理图 (20)目前无论是国内还是国外,智力抢答类的娱乐节目以其知识的普及性和娱乐宣传性,一直受到广大电视观众的喜好和好评,是全家老少皆宜的电视类节目。
八路数字抢答器一、技术指标1、设计任务(1)设置八个抢答按钮,另设一个主持人按钮用来清零,主持人清零后,首先抢答人的号码显示出来并保持到主持人再次清零。
(2)只要有按钮按下,电路锁存,其他按钮功能失效。
2、设计要求(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。
二、方案论证与设计优先编码器将抢答者选出,然后送入锁存器,锁存器输出经过译码显示,显示出抢答者的编号。
控制电路将编码器置于禁止状态,不准许其他竞赛者抢答。
三、工作原理图(一)所示的数字抢答器的工作过程是:接通电源后,主持人先按下清零键,此时将显示器清零,当主持人读完题目发出“抢答开始”的号令的同时按下定时控制电路中的按键,此时定时电路开始计时等待选手抢答,在此过程中,当有选手抢答时编码器通过锁存器立即接收到该信号并迅速返回给锁存控制电路一个控制信号,锁存控制单元立即产生并送给锁存器一个锁存信号使得其他七路的按键信息不能被接受。
与此同时,编码器又将输出信号传给译码器再通过数码管显示出抢答者的号码,在此过程中编码器还向控制单元发出信号以作出响应的声光指示。
按图一我们把系统分成锁存控制显示模块、定时模块、声光指示模块共三大模块。
此三模块中最关键的部分就是锁存控制模块,解决该模块的方案有多种,在此只针对该模块进行了方案的选择及论证。
图一数字抢答器框图四、单元电路设计整个电路主要包括锁存控制抢答电路、数码显示电路、定时电路、音频产生电路、声光指示电路五部分组成。
1、锁存控制抢答电路的设计当有一个按键事先按下时,我们必须还要考虑到防止其他按键与之产生冲突,因此在有按键事先按下的情况下必须使得其他按键无效。
8路抢答器设计课程设计一、课程目标知识目标:1. 让学生掌握8路抢答器的基本原理和电路设计,了解其工作过程。
2. 使学生理解数字电路的基本组成,掌握抢答器中用到的逻辑门电路及其功能。
3. 帮助学生掌握计时器的使用方法,并能将其与抢答器结合使用。
技能目标:1. 培养学生运用所学知识设计简单数字电路的能力,具备一定的动手实践操作技能。
2. 提高学生分析问题和解决问题的能力,通过团队合作完成抢答器的设计与搭建。
情感态度价值观目标:1. 激发学生对电子技术的兴趣,培养其探索精神和创新意识。
2. 培养学生团队合作意识,学会互相帮助、共同进步。
3. 增强学生的自信心和成就感,使其在完成课程任务的过程中体验学习的乐趣。
课程性质:本课程为电子技术实践课程,旨在让学生将所学理论知识应用于实际操作中,提高学生的动手实践能力。
学生特点:本课程针对初中或高中年级学生,他们已具备一定的电子技术基础,对新鲜事物充满好奇心,喜欢动手操作。
教学要求:结合学生特点和课程性质,教师应采用启发式教学方法,引导学生主动参与课程,注重实践操作和团队合作,确保学生在课程中达到预定的学习目标。
通过分解课程目标为具体的学习成果,便于后续教学设计和评估的实施。
二、教学内容本课程教学内容主要包括以下几部分:1. 数字电路基础知识:回顾与抢答器相关的数字电路基本原理,如逻辑门电路、触发器等,确保学生对相关知识点的掌握。
2. 抢答器工作原理:详细讲解8路抢答器的工作原理,包括抢答信号的产生、计时器的工作过程等。
3. 电路设计与搭建:指导学生运用所学知识,设计并搭建8路抢答器的电路,包括选择合适的元器件、绘制电路图等。
4. 教学案例分析与实践:分析典型抢答器案例,让学生了解实际应用中的注意事项,提高学生分析和解决问题的能力。
教学内容安排如下:第一课时:数字电路基础知识回顾,抢答器工作原理讲解。
第二课时:抢答器电路设计与搭建,学生分组讨论并确定设计方案。
八路抢答器课程设计一、课程目标知识目标:1. 让学生理解八路抢答器的原理,掌握其电路组成及功能。
2. 学会使用基本电子元件,如电阻、电容、二极管、三极管等,并能运用到八路抢答器电路中。
3. 了解数字电路基础知识,掌握逻辑门电路的功能及运用。
技能目标:1. 培养学生动手实践能力,能独立完成八路抢答器电路的搭建和调试。
2. 提高学生问题解决能力,能分析并解决在搭建过程中遇到的问题。
3. 培养学生团队协作能力,分组合作完成抢答器的设计与制作。
情感态度价值观目标:1. 培养学生热爱科学,对电子技术产生浓厚兴趣。
2. 培养学生勇于探索、创新的精神,增强自信心。
3. 培养学生遵守实验规程,养成良好的实验习惯,注重安全意识。
课程性质:本课程为电子技术实践课程,结合理论知识,注重培养学生的动手操作能力和团队协作能力。
学生特点:六年级学生,具备一定的电子技术基础,好奇心强,喜欢动手实践,但注意力集中时间有限。
教学要求:结合学生特点,采用启发式教学,引导学生主动探索,注重理论与实践相结合,提高学生的实践操作能力。
在教学过程中,关注学生的个体差异,因材施教,确保每个学生都能达到预期的学习成果。
通过课程学习,使学生能够将所学知识运用到实际生活中,提高解决问题的能力。
二、教学内容本课程教学内容主要包括以下三个方面:1. 电子元件知识:介绍电阻、电容、二极管、三极管等基本电子元件的原理和功能,以及它们在八路抢答器电路中的应用。
2. 数字电路基础:讲解逻辑门电路的原理和功能,包括与门、或门、非门等,分析它们在八路抢答器电路中的作用。
- 教材章节:第五章 数字电路基础- 列举内容:逻辑门电路原理、功能及应用。
3. 八路抢答器设计与制作:详细讲解八路抢答器的电路原理、设计方法、搭建步骤和调试技巧。
- 教材章节:第六章 实践操作- 列举内容:八路抢答器电路原理、设计制作流程、调试方法。
教学内容安排和进度:第一课时:电子元件知识介绍,引导学生认识并了解基本电子元件。
8路智力抢答抢课程设计一、课程目标知识目标:1. 学生能掌握8路智力抢答器的原理和操作方法。
2. 学生能理解并运用与抢答器相关的电子技术基础知识,如电路组成、信号传输等。
3. 学生能了解抢答器在现实生活中的应用,并与相关学科知识进行联系。
技能目标:1. 学生能独立完成8路智力抢答器的组装和调试。
2. 学生能通过实际操作,培养动手能力、团队协作能力和问题解决能力。
3. 学生能运用已学知识,设计并改进抢答器系统,提高创新能力。
情感态度价值观目标:1. 学生通过参与课程,培养对科学技术的兴趣和热爱,激发学习积极性。
2. 学生在团队协作中,学会尊重他人,培养良好的沟通能力和团队精神。
3. 学生通过实践,认识到知识在实际生活中的应用,培养学以致用的意识。
课程性质:本课程为实践性较强的课程,结合电子技术基础知识,培养学生动手能力和创新能力。
学生特点:八年级学生已具备一定的电子技术基础知识,具备初步的动手能力,对新鲜事物充满好奇心。
教学要求:注重理论与实践相结合,鼓励学生动手实践,培养创新能力。
在教学过程中,关注学生的个体差异,因材施教,使学生在轻松愉快的氛围中学习。
通过课程目标的分解和教学设计,使学生在完成具体学习成果的过程中,达到课程目标的预期效果。
二、教学内容1. 教学大纲:(1)抢答器原理介绍:讲解抢答器的基本工作原理,如信号输入、处理和输出等。
(2)电子元件认知:介绍抢答器中常用的电子元件,如按钮、开关、集成电路等。
(3)电路组装与调试:教授如何根据电路图组装抢答器,并进行调试。
(4)抢答器应用拓展:探讨抢答器在生活中的应用,以及与其他学科的联系。
2. 教学内容安排与进度:(1)第一课时:抢答器原理介绍,电子元件认知。
(2)第二课时:电路图分析,电路组装与调试。
(3)第三课时:抢答器应用拓展,讨论与总结。
3. 教材章节与内容:(1)教材第十五章:电子技术基础,涉及抢答器原理和电子元件等内容。
(2)教材第十六章:电路设计与组装,涉及抢答器电路图分析和组装调试等内容。
八路抢答器课程设计cd4511一、教学目标本课程的学习目标包括以下三个方面:1.知识目标:学生需要掌握八路抢答器的基本原理、工作方式以及相关的电路知识。
2.技能目标:学生能够熟练使用八路抢答器,进行相关的实验操作,并能够分析实验结果。
3.情感态度价值观目标:通过本课程的学习,学生能够培养对科学实验的兴趣,提高科学探究的能力,增强团队合作意识。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括以下几个部分:1.八路抢答器的基本原理:介绍八路抢答器的工作原理,包括电路结构、工作方式等。
2.八路抢答器的使用方法:详细讲解如何使用八路抢答器进行实验操作,包括接线方式、操作步骤等。
3.八路抢答器的实验操作:进行相关的实验操作,让学生亲手实践,加深对理论知识的理解。
4.实验结果的分析:对实验结果进行分析,让学生学会如何通过实验数据来验证理论知识。
三、教学方法本课程的教学方法包括以下几种:1.讲授法:教师通过讲解相关理论知识,让学生掌握八路抢答器的基本原理。
2.实验法:学生亲自动手进行实验操作,加深对理论知识的理解。
3.讨论法:学生分组讨论实验结果,共同分析问题,培养团队合作意识。
4.案例分析法:通过分析实际案例,让学生学会将理论知识应用到实际问题中。
四、教学资源本课程的教学资源包括以下几种:1.教材:提供相关理论知识的讲解,为学生提供学习参考。
2.实验设备:包括八路抢答器、实验仪器等,为学生提供实践操作的机会。
3.多媒体资料:通过视频、图片等形式,为学生提供丰富的学习资源。
4.参考书:提供更深入的理论知识,为学生拓展视野。
五、教学评估本课程的评估方式包括以下几个方面:1.平时表现:通过观察学生在课堂上的参与程度、提问回答等情况,评估学生的学习态度和理解程度。
2.作业:布置相关的作业,评估学生对知识的掌握程度和应用能力。
3.考试:进行期中和期末考试,全面评估学生对课程知识的掌握情况。
评估方式应客观、公正,能够全面反映学生的学习成果。
目录引言 (3)1 设计意义及要求 (4)1.1 设计意义 (4)1.2 设计要求 (4)2 方案设计 (5)2.1 设计思路 (5)2.1.1 模块化设计框架图 (5)2.1.2 各个模块的实现 (5)2.1.3 关于实现功能拓展的设计思路 (6)2.2 方案设计 (6)2.2.1 方案一 (7)2.2.2 方案二 (8)2.3 方案比较 (10)3 部分电路设计 (10)3.1 基于NE555芯片的脉冲发生器 (10)3.2 数据锁存部分......................................... - 12 -3.3 数据编码部分......................................... - 13 -3.4 数据的显示部分....................................... - 14 -4 调试与检测................................................ - 17 -4.1 调试过程中的故障及解决办法........................... - 17 -4.2 调试与运行结果....................................... - 17 -5 仿真操作步骤及使用说明 (20)结束语 (22)参考文献.................................................... - 23 - 附录........................................................ - 24 -引言数字技术作为当今世界上发展最快的一门科学,已被广泛地应用于计算机、自动控制、电子测量仪表、通信等各个领域。
例如,在生活中,很多关于智力竞赛的电视节目的抢答环节就很好的应用了数字技术。
关于竞赛抢答器的设计,最重要的是完成当参赛选手们可以开始抢答后,每次只可能有一个人抢答成功这一功能。
课程设计(论文)说明书题目:八路智力竞赛抢答器院(系):信息与通信学院专业:电子信息工程学生姓名:学号:指导教师:职称:讲师2011年12月15日本文主要介绍了八路智力竞赛抢答器设计及工作原理,以及它的实际用途。
该抢答器以AT89C51单片机为核心,通过外围接口实现抢答功能。
其电路控制系统分为存储模块、显示模块、语音模块和抢答开关模块共四个模块,利用单片机的定时器/计数器定时和记数的功能,用按键通过开关电路输入各路的抢答信号,经单片机的处理,输出控制信号,通过软、硬件的有机结合,从而实现单片机控制的智力抢答器系统。
关键词:八路抢答;AT89C51单片机;按键This paper mainly introduces eight intellectual competition Responder design and working principle, and its practical application. The responder based on AT89C51 single-chip microcomputer as the core, through the peripheral interface to achieve Responder function. The circuit control system is divided into storage module, display module, the voice module and Qiangda switch module consists of four modules, the use of single-chip timer / counter timing and counting function, with the key through the switch circuit input each responder signal, through the SCM processing, output control signal, through the soft, organic combination of hardware, thus the realization of single-chip control intelligence system.Keywords:eight way contest; AT89C51 MCU; key目录引言 (1)1 八路智力竞赛抢答器系统的概述 (2)1.1 设计要求及目的 (2)1.2 电路设计原理及框图 (2)2 八路智力竞赛抢答器软硬件设计及说明 (2)2.1 主要芯片的介绍 (2)2.2 硬件电路设计 (3)2.2.1时钟频率电路的设计 (3)2.2.2显示模块设计 (4)2.2.3抢答开关模块设计 (4)2.2.4语音模块设计 (5)2.3 系统软件设计 (5)3 八路智力竞赛抢答器电路的设计与制作 (6)3.1 八路智力竞赛抢答器电路简介 (6)3.2 根据原理图用Altium Designer 09画出的SCH图 (7)3.3 八路智力竞赛抢答器的PCB图 (7)3.4 制作电路板过程 (8)3.5 焊接好的电路 (8)3.6 调试焊接好的电路 (8)3.7 调试实物图 (9)4 结论 (10)5 个人感言 (10)谢辞 (15)参考文献 (16)附录 (17)引言随着我国经济和文化事业的发展,在很多公开竞争场合要求有公正的竞争裁决,诸如证券、股票交易及各种智力竞赛等,因此出现了抢答器。
电子技术课程设计八路智力抢答器院系: 电气工程与自动化: 班级: 姓名: 学号指导老师:21/ 1目录一引言 (1)1.1 设计要求 (1)1.2 功能要求 (2)1.3 整体概要 (2)二方案设计与论证 (3)2.1 方案一 (3) (3)2.2 方案二三系统分析与设计 (4)3.1 抢答器电路设计与相关元器 (4)3.2 定时电路设计与相关元件 (6)3.3 报警电路设计与相关元器件 (8)3.4 时序电路与相关元器件 (8)3.5 智力抢答器电路原理图 (9)3.6 元器件清单 (10)四电路仿真 (11)五实物制作 (13)六元器件清单 (16)七设计总结体会 (17)八参考文献 (18)21/ 2一引言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。
抢答能引起参赛者和观众的极大兴趣,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,对于谁先谁后抢答,在何时抢答,如何计算答题时间等等问题,若是仅凭主持人的主观判断,就很容易出现误判。
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。
1.1、设计要求(1)设计一个智力抢答器,可同时供8名选手或8个代表队参加比赛.他们的编号分别是1、2、3、4、5、6、7、8,各用一个抢答按钮,按钮的编号与选手的编号相对应,分别是S、S、S、S、S、S、S、S。
67135024(2)节目主持人设置一个控制开关,用来控制系统的复位和抢答开始.(3)抢答器具有数据锁存和显示功能.抢答开始后,若有选手按动抢答按钮,编号立即锁存,并在LED数码管上显示出选手的编号,同时扬声器发出声音提示.此外封锁输入电路,禁止其它选手抢答.优先抢答的选手的编号一直保持到主持人将系统复位为止.1.2、功能要求(1)抢答器具有定时抢答功能.且一次抢答的时间可由主持人设定.当节目主持人启动”开始”键后,要求定时器立即开始减计时,并用显示器显示,同时扬声器发出短暂的声响,声响持续时间0.5S 左右.(2)参赛选手在设定的时间内抢答,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时刻的时间,并保持到主持人将系统消零为止.(3)如果定时抢答器时间已到,却没有选手抢答时,本次抢答无效,系统短暂报警,并封锁输入电路,禁止选手超时后抢答,时间显示器显示00.1.3、整体概述(1)数字抢答器由主体电路与扩张电路组成.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的开关启动报警电路,以上两部分21/ 3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型.(2)抢答器四周有安装孔,可以方便的安装在操作台上,外接抢答按钮接入相应的接线端子,如果需要外接电铃或指示灯,则接入继电器端子,安装完毕后就可以上电了,抢答器的电流输入为5V直流输入.(3)抢答器通上电后,蜂鸣器响,三个数码管都显示0,按下复位按钮后进入正常工作状态,这时可以设定抢答倒计时间,只要按动10进制编码按钮分别对时间的十位和个位设定,设定的时间在数码管上实时的显示出来.设定的时间范围为:0~30秒,设定完时间后,就可以按动开始按钮,表示抢答开始,这时蜂鸣器响0.1秒,提示各位选手,抢答已经开始,同时倒计时器开始从设定的时间进行倒计时.(4)若在抢答时间内有人抢答,则第三个数码管立即显示抢答位号,倒计时间停止倒计时,所用掉的时间就是抢答的时间,同时蜂鸣器响2秒,继电器吸合2秒,表示有人抢答,在这个按键之后按下的按键除了复位键外,其他按键均无效,只有主持人按下复位键后,可以进入下一轮抢答.(5)若在抢答时间内均无人抢答,则在倒计时器计数到0的时候,第三个数码管显示0,表示无人抢答,蜂鸣器响2秒, ,这时除了复位键外,其他键均无效, 只有主持人按下复位键后,可以进入下一轮抢.21/ 4二方案设计与论证2.1、方案一(1) 本方案定时抢答器的总体框图如下图所示,它由主体电路和扩展电路两部分组成。
主体电路完成基本的抢答功能,即开始抢答后,当选手按动抢答键时,能显示选手的编号,同时能封锁输入电路,禁止其他选手抢答,扩展电路完成定时抢答的功能。
(2) 定时抢答器的工作过程是:接通电源时,节目主持人将开关置于“消除”位置,抢答器处于禁止工作状态,编号显示器灭灯,定时器倒计时,当定时时间到,却没有选手抢答时,系统报警,并封锁输入电路,禁止选手超时后抢答。
当选手在定时时间内按动抢答键时,抢答器要完成以下四项工作:优先编码电路立即分辨出抢答者的编号,并由锁存器进行锁存,然后由译码显示电路显示编号;扬声器发出短暂的声响,提醒节目主持人注意;控制电路要对输入编码电路进行封锁,避免其他选手再次进行抢答;控制电路要使定时器停止工作,时间显示器上显示剩余的抢答时间,并保持到主持人将系统消零为止,当选手将问题回答完毕,主持人操作控制开关,使系统回复到禁止工作状态,以便进行下一轮抢答。
图2.1方案一流程图21/ 52.2方案二本方案完成的功能如图所示,当主持人宣布抢答开始的时候,按下开始按钮,此时电路进入抢答状态,选手的输入采用了扫描式的输入,之后把相应的信息送往单片机,再由单片机输出到显示输出电路中。
此时有人第一按下相应的抢答按钮,经过单片机的控制选择,在八段显示器上显示相应的号码,并锁存,同时禁止其他按钮的输入。
2.2方案二流程图但无需进行软件第一种方案电路较为复杂,基于以上两种方案做以简要分析,需要进行复杂的软直接进行线路的连接就可以运行。
第二种方案电路较为简单,设计,.件设计,并需要进行很长时间调试,费工费时。
说以决定选择第一种方案21/ 6系统分析与设计三、抢答器电路设计 3.1)抢答电路的功能有两个:一是分辨选手按键的先后,并锁存抢答者的编号,(1RS74LS148和供译码显示电路用;二是是其他选手的按键操作无效。
选用优先编码器芯片具体电路如图74LS48,74LS138,74LS279锁存器可完成上述功能。
译码电路选用所示,其工作原理为:1为低电平,输出端R)当主持人控制开关处于“清除”位置时,RS触发器(2的选通输入74LS148BI=0,显示器灭灯;4Q~1Q()全部为低电平。
于是74LS48的“始位”当主持人开关拨到开处于工作状态,此时锁存器电路不工作。
ST=0,74LS148。
当有选手按下,I0,···I7置,优先编码电路和锁存电路同时开始工作,等待输入信号74LS279,CTR=1,BI=1经RS锁存器后,键时,74LS148的输出Y2Y1Y0=010,Yex=0。
译码后,显示器显示选手编号。
此外,74LS48处于工作状态,4Q3Q2Q=101。
经过处于禁止工作状态,封锁了其他选手74LS148ST为高电平,CTR=1,是74LS148的维持高电平为高电平,但由于CTR当按下的键松开后,74LS148的Yes按键的输入。
仍处于禁止工作状态,其他选手的输入不会被接收,保证了抢答74LS148不变,所以以便进行下一轮抢答完后主持人使抢答电路复位,者的优先性以及抢答电路的准确性。
:抢答。
电路图如图所示21/ 73.1 抢答器电路图图3.2、定时电路设计的电平的输入端D3D2D1D0首先主持人根据题的难易程度改变74LS192构成秒脉冲产生电路为计时电路提供555秒)来确定抢答时间(假定为30,为低电平有效,处PL脉冲。
抢答开始前主持人闭合开关,74LS192的置数端于置数状态,数码管显示定时时间。
抢答开始,主持人打开开关,计数器处借位输出端(其初始状态为74LS192555产生的秒脉冲与十位于计数状态,借位输出端为低电平,,十位74LS19200高电平)相与。
计数器递减计数至计数器停止工作,产生报警。
计时期间有人抢答,减计数器停止计时,显示器上显示此刻时间。
定时器电路图图3.221/ 81,高位片置数74LS192及两个译码器及七段显示器构成,该倒计时显示电路由两个.秒倒计时从而实现30输出的脉冲低位片置数5,down端接555,、报警电路设计3.3定时器构成多谐振荡器,555555定时器和三极管构成的报警电路如图所示。
由为高电平时多谐振PR。
其输出信号经三极管推动扬声器,振荡频率f=1.43/(R1+2R2)C 荡器工作,否则振荡器停振。
报警电路图图3.33.4、时序控制电路抢答器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。
同时抢答电路和定时电路停止扬声器发声,③当设定的抢答时间到,无人抢答时,21/ 9工作。
时序控制电路图图3.4、整机电路设计3.4经过以上分析,我们将各部分电路连接,并加以适当控制,即得到了八位定时所示:抢答器的总体电路图。
如图11 其工作原理是:、S2、、7,对应按钮分别为S0、S13八位选手编号分别为0、1、2、、4、5、6 S7;、S5、S6、S3、S4首先主持人根据题目的难易程度设置抢答时间,此设定可以通过调节输入两60s,四个管脚的高低电平来进行(例如要设定时间为、B、AD片74LS192的、C、的D0、1、1、,而将各位的1920BD就将十位的192的、C、、A 分别置位为)。
当主持人宣读完题目说“开始”并将开关置于“开始”位0B、、A都置于C74LS121此高电平分为三路:置后,输出为高电平,一路输出到集成单稳态触发器的脉冲,驱动报警电路发出声响,即实现了的输入端,使其产生单个周期为0.5S 端,使其处于高电平而开始减的发声提示的功能;另一路输出到74LS192LD 端;计数;还有一路输出到锁存器的C21/ 10若没有选手安东按钮,则74LS373输出全为高电平,74LS148也输出高电平,E0端输出低电平至7448的灭灯输入RI/RBO端,使得信号经7448到显示器上时无显示;当任意一路(设1)抢答器按下按钮时,八D锁存器74LS373工作,与输入端相对应的输出端(1)输出高电平,则锁存器输出的八位电平经8~3八位优先编码器74LS148编码输出的A0~A2成为与输入信号相对应的三位二进制码,而74LS148的管脚15(E0)的输出电平由低变高,输出到七段译码显示器74LS48的二进制码经其译码后输出到七段共阴数码管上,则显示器上显示对应的编号(1)。
此时,7448的RI/RBO端输出高电平,开关出也输出高电平,二者经过与非门输出低电平,经过与门还是低电平输出到锁存器373的C端,起到所存功能,其他选手若再按动对应按钮也无对应输出,,即实现了抢答功能;同时,由于74LS148的E0段输出高电平输出到集成单稳态触发器74LS121的输入端,使其产生单个周期为0.5S的脉冲,驱动报警电路发出声响,即实现了发声提示的功能;同时,74LS148的GS端输出电平由高变低,与秒脉冲发生器产生的秒脉冲相与后输出为0,使得无脉冲抵达计数器192的Down端。