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三人数字抢答器
三人数字抢答器
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摘要 2
一、设计目的 错误!未定义书签。
二、设计任务与要求 3
三、设计电路原理 3
1、抢答输入原理
2、抢答锁存原理
3、抢答判断原理
4、抢答显示原理
四、实验电路 4
1、电路框图
2、电路连线图
五、单元电路分析 5
1、抢答输入电路
2、抢答锁存电路
3、抢答显示电路
六、实物照相 9
七、设计总结参考文献 10
参考文献 11
摘要
当代社会,有各式各样的知识竞赛,抢答器也成为了一种很常见的装置。在知识比赛中, 特别是做抢答题目的时候,在抢答过程中,为了知道哪一组或哪一位选手先答题,必须要设 计一个系统来完成这个任务。因为在抢答过程中,靠视觉是 很难判断出哪组先答题。对设计要求认真分析后,又考虑到自己动手焊板子的能力不是很强,就选择了三人智能抢答器的 精简装置来进行设计,即仅通过 LED 显示灯来判别是哪一个参赛者抢答成功。本次设计将主体电路分为了抢答按钮、抢答锁存、抢答显示三个部分。抢答输入部分由三个抢答按钮和一 个清零复位按钮组成;抢答锁存电路由与非门和JK 触发器组成;抢答显示电路由三个发光二级管组成。该设计仅用四块数字芯片便实现了数显抢答的功能,与其他抢答器电路相比, 有结构简单、成本低、制作方便、实用可靠、成本极低的优点。本文详细 介绍了抢答器的 设计方案和功能,并对电路原理进行了一定的分析。另外通过仿真和调 试过程, 让自己对所学知识得到进一步的理解, 同时阐释了该设计存在的一些不足之处。
关键词:抢答 锁存 LED 芯片
课程设计的题目:三人数字抢答器一、设计目的
学习数字电路中基本逻辑门,JK 触发器,译码显示等单元的综合应用;
2、学习抢答器的调试方法。
二、设计任务与要求
1、抢答器同时供 3 名选手或 3 个代表队比赛,分别用 4 个按钮 PB_DPST,其中包括三个抢答和一个系统清除和抢答控制开关 J4,该开关由主持人控制。
抢答器具有锁存与显示功能。即当选手按动按钮时,锁存相应的编号,并在 LED 显示灯上显示,同时同时其他选手的抢答。选按钮被锁住,按动无效。抢答实行优先锁存,优先抢答的选手,编号一直保持到主持人将系统清除为止。
三、设计电路原理
1、逻辑判断电路:由与非门和 JK 触发器构成,属于低电压直接触发的触发器,有直接置位、复位的功能。
2、系统复位原理:当按钮J4 动作,三个JK 触发器的置一端(1PR)得到一个低电平,JK 触发器置 1,所有的发光二级管关断,系统复位。
3、抢答判断原理:当J1 、J2 、J3、为三个抢答器的按钮,任意一个动作时,相对应的四输入与非门有高低电平的跳变过程,对应的JK 触发器得到一个触发脉冲,因J=K=1,则 JK 触发器的状态翻转,由 1 变成 0,对应的发光二级管点亮;同时,对应jk 触发器的输出反馈到另外的两个与非门的输入端,封锁其状态,则其余两个按钮动作无效。
4、显示原理:当JK 触发器输出为 0 时,使LED 指示灯导通点亮。
四、实验电路
1、基本结构电路框图,如图 1 所示:发光二级管显示电路
1、基本结构电路框图,如图 1 所示:
发光二级管显示电路
声音提示电路
逻辑判断电路
抢答输入电路
组合逻辑编码电路
译码显示电路
图 4.1
抢答器基本结构示意图
图 4.2
经过对设计任务与要求的分析,抢答器由抢答输入、逻辑判断、发光二级管提示、显示编码、译码显示电路等五部分构成。
总逻辑电路图,如图 2 所示:
由四个按钮组成,J1、J2、J3 为三路抢答按钮,J4 为清零复位按钮。所有开关均为如图所示的按钮开关,无保持功能
由四个按钮组成,J1、J2、J3 为三路抢答按钮,
J4 为清零复位按钮。所有开关均为如图所示的
按钮开关,无保持功能!
图 5.1
2、抢答锁存电路
和双 JK 触发器 74LS112 组成。
①、其中 74LS20 的引脚及内部逻辑功
能如图 3 所示:
图 5.2 74ls20 引脚图
1、抢答输入电路
抢答锁存电路由四输入与非门 74LS20
74LS20 逻辑功能仿真如下:
图 5.3 74LS20 逻辑测试原理图
利用 MULTISIM的逻辑转换仪可得 74LS20 的真值表和最简与——或表达式如下:
图 5.4 真值表
图 5.5图
图 5.5
图 5.6
其内部结构图(图 5.5)和引脚图(图 5.6)如下图所示:
为了弄清楚 74LS112 在整体电路中的逻辑功能,我进行了 74LS112 的逻辑功能仿真,其中接入了 MULTISIM 的逻辑分析仪进行了逻辑功能的波形仿真,整体电路如下图 6 所示,当 JK 取
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