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课题设计:三路抢答器的仿真设计

班级专业:信息工程实验日期2015年10月10日

学号姓名同组人

一实验要求:

(1)设计制作一个可容纳“1”、“2”、“3”三组参赛者的竞赛抢答器,此抢答器具有9s限时

抢答功能,即在主持人“X”发出抢答命令后,定时器开始计时显示。若在规定时间(9s)内,无人

抢答,则发出声讯和光电报警信号,并显示抢答时间,而且要求电路应具有第一抢答信号的鉴别和锁

存功能。

(2)若同时有两组或两组以上抢答信号产生,则所有的抢答信号无效,且组别符号显示器显示0字

符。

(3)使用门电路实现编码、译码功能。

二实验原理:

1)原理框图.

因“若同时有两组或两组以上抢答信号产生,则所有的抢答信号无效,组别符号显示器显示0字符”

的设计要求涉及时序逻辑,所以抢答信号处理电路须使用触发器构成。为此,有用四D触发器74LS175

(上升沿触发)、门电路、555定时器、七段数码显示器(共阴)等器件设计制作的可容纳“1”、“2”、

“3”个组别参加的三路抢答器(1),设计原理框图,如图A.

图A三路抢答器设计原理框图

(2)逻辑赋值、原理图.

将原理框图设计细化,有三路抢答器仿真设计参考原理图1,如下图B所示。图中,“X”为主

持人清零信号,低电平有效,清零后,显示器清零。抢答开始信号,高电平有效,单击开关控制键“X”,

接入高电平,抢答开始。“1”、“2”、“3”分别为三个参赛组的组别符号,每组有一个抢答按钮,抢答

信号高电平有效。抢答时,第一时间抢答成功者的组别符号被显示器显示。

图B三路抢答器原理图

(3)译码表.

按设计要求,有七段数码显示器译码/驱动电路Ug(CD4511)对应的译码表,如下图C所示。

七段数码显示器的限流电阻R,取数码管的正向导通压降为2V,工作电流为6mA左右,有R=(5-2)

/6kΩ=500Ω左右,取为E24系列值510Ω。

图C七段译码显示电路的译码表

四D触发器74LS175输出译码/驱动电路CD4511输入显示器对应显示

Q3Q2Q1DCBA

00000000

00100011

01000102

01100000

10000113

10100000

11000000

11100000

三、实验仪器和设备:

四D触发器74LS175、门电路、555定时器、七段数码显示器、3线—8线译码器74LS138

与非门74LS10、Multisium12.0软件

四`、实验内容和步骤:

(1)9秒定时抢答设计(如图D所示)

当主持人没有发出抢答命令时,U2(74LS175)的CLR=0,清零信号有效,U2被清零;同时,

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