安徽工业职业技术学院
《电子技术》课程设计设计题目：多路竞赛抢答器的设计
学生姓名余张健、吕玲芳、徐宝
学号111171 53-24-45
班级11电子
系部电气工程系
指导教师胡老师
课程设计起止日期：6.17~6.28
二0一三年六月
多路竞赛抢答器的设计
设计者：徐宝、吕玲芳、余张健
一.设计指标和设计要求
1.设计任务：
用中规模电路设计一个多路竞赛抢答器。
2.设计指标要求：
多路竞赛抢答器有八组，抢答功能若任意一组抢答器成功，则显示该组号并伴有音乐提示，其他组被封锁，不能抢答，直到裁判宣布重新开始抢答时，各组才可以进行下一组抢答。
二．选择总体方案，确定电路框图
1.抢答器电路设计框图
1.方案论证
多路竞赛抢答器由抢答电路、时序控制电路、和报警电路组成，在开始抢答后，当选手按动抢答键时能显示选手的编号并伴有音乐显示，同时能封锁其他输入电路，禁止其他选手抢答。
抢答器的作用过程时，接通电源时节目主持人将开关置于清除位置，抢答器属于禁止工作状态，LED显示灭灯，当主持人宣布开始的时候，同时将控制开关开到开始的位置，抢答器属于工作状态，当选手按抢答键时，能显示选手的编号并有音乐提示，同时封锁其他输入电路，禁止其他选手抢答，当选手抢答时，抢答器完成以下4个过程：①优先编码器立即分辨出选手的编号并由锁存器进行锁存，然后由译码器显示电路显示编码。②音乐芯片有音乐提示，③控制电路对输入编号电路进行锁存避免其他选手抢答，当选手回答问题完毕，主持人操作控制开关使系统恢复到禁止状态，以复进行下一步抢答。
二.单元电路的分析
T2
1
2
3
4
D 1
In 4007x 4
C 3100u F /220v
C 4
1000u F /220v
C 1
0.33u F
C 2
0.1u F
V in 1
G N D
+5V
3
U 1
U A7805
+5v
G ND
设计电路如图2所示。电路选用优先编码器路主要完成两个功能：一是分辨出选手按键的先后，并锁存优先抢答者的编号，同时译码显示电路显示编号（显示电路采用七段数字数码显示管）
态，封锁其他按键的输入。当按键松开即按下时，74LS148的 此时由于仍为CTR ＝１，使优先编码工作标志端（图中5号端）＝１，所以74LS148仍处于禁止状态，确保不会出二次按键时输入信号，保证了抢答者的优先性。如有再次抢答需由主持人将S 开关重新置“清除”然后再进行下一轮抢答。
74LS148为8线－3线优先编码器，表1为其功能表
3、R~S 锁存电路
74LS279的引脚和功能表如下；
12345678
9
10111213141516
74LS279的功能；4个锁存器中具有2个置位端SA,SB ，当S 为低电平，R 为高电平时，输出为Q 为高电平，当S 为高电平，R 为低电平，输出为Q 为低电平。当S 和R 均为高电平时，输出被锁在已建立的电平，当S 和R 均为低电平时，输出为稳定的高电平状态，对SA ，SB ，S 的低电平表示只要有一个为低电平，S 的高电平表示SA 和SB 均为高电平，1Q~4Q 表
4、译码驱动和显示电路
芯片74LS48的引脚功能及真值表；
显示译码器由译码器配合使用，最常用的是BCD 七段译码器，其输出驱动七段字形的七个信号，由于74LS48输出是高电平有效，所以配接的数码管必须采用共阴极接法。 功能表如下：
74LS48芯片引脚图
12345678
9
10111213141516
5、0变8电路
3~3输入或非门芯片 74LS27
74LS27为三组三输入端或非门（正逻辑），共有7427, 74LS27两种线路形式，其主要电特性的典型值如下： 双列直插式
极限值 电源电压7V 输入电压5.5V 工作温度0~70 o C
存储温度 -60 o C~150 o C
6、门控电路
RS 触发器由2个与非门组成
74LS00为4~2输入与非门TTL 芯片电路中用到2片
74LS00组成非门
1234567
8
9101112131474LS27芯片引脚图
1234567
8
91011121314
3
A
B
Y
74LS00
组成RS 触发器
约束条件： Q n+1=S+R Q n
RS=0
7、音乐电路
R17、R18为限流分压电阻； R16是分流电阻； C1为耦合电容；
D1为稳压二极管反接在电路中；
Q1起电流放大的作用；
8、总开关
C1是滤除谐波； R1为限流分压电阻
4RBI 5LT 3A 7B 1
C 2
D
6
a 13
b 12
c 11
d 10
e 9
f 15g
14
U 6
SN 74L S48
1R
1
1Q
4
1S 1
21S 232R
5
2Q
7
2S 63R
9
U 9
74LS279
R15
R11R10R9510R14R13R121213
12
U 7A
SN 74L S27
LS1
SPEAK ER
a b f c
g d
e
DPY [LEDgn]
1234567
a b c d e f g
D S1
D PY_7-S
E G
R18470R171K
R16
1K
Q 1N PN1
C1
0.01uF
音乐芯片
C2
Y IN Y UE
D 13V V CC
S1R 1
4.7K VCC
C 1A B Y A
B Y
R
S
Q
Q
