抢答器实习报告

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1、一、实习任务设计制作一个智力竞赛抢答器，其要求：1. 可容纳4名选手组成4个代表队参加比赛，他们的编号分别为“1”、“2”、“3”、“4”各用一个抢答按钮，编号与参赛者的号码一一对应，此外还有一个按钮给主持人用来活零。2. 抢答器具有数据锁存功能，并将锁存的数据用LED数码管显示出来。在主持人将系统活零后，若有参赛者按动按钮，数码管立即显示出最先动作的选手的编号，同时用蜂呜器发出间歇声响，并保持到主持人活零以后。3. 抢答器对抢答选手动作的先后有很强的分辨能力,即使他们动作的先后只相差几毫秒，也能分辨出抢答者的优先。也即，数码管不显示后动作的选手的编号。4. 当各抢答按钮在常态时，主持人可用活

2、零按钮将数码管变为零状态，直到有人使用按钮为止。在完成上述任务后,可以对电路进行以下几方面的电路改进或扩展。进一步要求：5. 增加必答时间倒计时电路；6. 增加成绩记分显示电路。二、设计过程1、主电路主电路主要是由四个4013BD双D上升沿触发器集成电路、若干个与非门、两个函数发生器、若干个开关、电阻和四个LED灯组成。主电路的工作原理也很简单，主要是通过4013双D上升沿触发器集成电路将变化的信号传输出去，再通过与非门和信号发生器将变化的信号传给蜂鸣器，使它在一定的条件下产生声音。具体工作状态如下：在开关J1A处在打开状态时开始抢答，这时如果开关J3A、J2B、J4C、J5D任意一个闭合，则

3、该4013BD双D上升沿触发器集成电路的D输入端接入高电平，输出端接入低电平，这样其对应的LED灯就亮起来，同时经过几个与非门将高电平输入到蜂鸣器的正极，使蜂鸣器工作，若在此时还有其他选手也按了开关，他的LED灯不会亮，这样就实现了锁存的功能，此时闭合开关J1A后，四个4013BD双D上升沿触发器集成电路的CD1端输入高电平，使输出端也输出高电平，此时LED和蜂鸣器也止工作。4013BD为双D上升沿触发器集成电路，其真值表如下:SDRDCPDQQ01XX1010XX011100111110110XQ/Q逻辑表达式：Q=D4011BD为双输入四与非门，逻辑表达式：Y=AB,其真值表如下:ABY0

4、010111011104012BD四输入双与非门集成电路，逻辑表达式：Y=ABCD,其真值表如下:ABCDY00001000110.0J1210011101皿010101j101101111100E110。11101011011111001110I1111110】11|111J0主电路电路图如图1:图12、显示器显示器是根据8421BCD码编码器和4511译码器组成的4个按键8421BCD码编码器真值表输入输出abcdABCD000000001100r0100010100010001r0110000010010根据真值表可以连接相应的电路，连接好的电路如图所示，当开关A闭合时数码显示管显示”1

5、”，当开关B闭合时数码显示管显示”2”，当开关C闭合时数码显示管显示”3”,当开关D闭合时数码显示管显示”4”,具体的电路图如图2所示图2主电路和显示电路组合起来，电路图如图3所示:图3在组合的时候因为主电路图在开关闭合后的信号和显示电路中的开关闭合后的信号高低电平正好相反，所以我们在主电路开关后面加了一个非门，从而使其正常工作。到这块我们基本上就实现了要求的全部内容。接下来就是发挥的部分。3、倒计时倒计时这块主要运用了74LS192集成电路和4511译码器。具体的工作原理如下：我们让引脚5、11接高电平，引脚14接低电平，引脚4接输入脉冲，输入脉冲经过四输入与非门输出，我们将数码管显示的初始

6、值定位“60”，当开关J1按下后计时开始，直到数码管显示为“00”时停止。注：1、这个倒计时我们可以任意置数00-992、这个倒计时还有暂停的功能，倒计时在工作的时候将开关J3打到另外一个档上，倒计时暂停工作，开关打回原来的档倒计时继续工作。电路图如图4所示：I虬图4主电路、显示电路、倒计时电路组合在这一步我们修改了主电路的一部分，在修改前的主电路中，开关J1打开的时候是工作状态，闭合时是活零状态，在这里我们在开关后面接了一个4009BD非门，这样使得开关和以前的工作条件刚好相反，也更符合人的日常习惯。还有就是我门用与非门代替了图3中的非门，这样改的原因是：在以前的那个电路中，当开关J1还没在

7、工作状态的情况下，某个选手如果按下了自己的开关,数码显示器就会显示他相应的代号,使数码显示器不能正常工作；经过修改以后，只有在主持人按下开关J1时选手按下自己的抢答器，数码管才显示他的代号，否则数码显示管只显示“0”具体的电路图如图5所示：图54、计分器电路计分电路和倒计时电路差不多，只不过有几个引脚的接法不同而已。计分器和倒计时的主哟区别在丁引脚4接高电平引脚5接输入脉冲，还有就是函数发生器的频率会低一点，这样在开关”J7、J10、J12、J14“闭合和打开的过程就相当丁输入一个单脉冲，这样就完成了计数的功能，其它的基本上都和倒计时差不多。计分器的设计电路图如图6所示图65、总电路图将主电路

8、、显示电路、倒计时电路和计分电路组合起来就是我们设计的智能抢答器的总电路，具体电路如图7所示。-1y三、心得体会这次的设计我乂学会使用一些元件，如万用表、函数分析仪、函数发生器等等，这些在我们以后的工作中都会经常用到。同时我还学会使用了4013D触发器的使用、4011二输入与非门、4012四输入与非门、4009非门、74192构成加法计数器和减法计数器、4511译码器等；在连接的时候还应注意一些小细节问题，例如电阻和其它元件连接的时候不能直接放在一起，应该用导线连接起来，这样我们在仿真的时候不会因为这些小细节而影响实验结果，在这次的仿真中因为这个小细节我吃了很多亏，显示器单独工作的时候它会显示，可是把它复制到主电路中就不会显示了，花费了我很多时间去检查问题。这次的实习把我们这学期学的东西也好好的巩固了一下，像D触发器、8421BCD码编码器、加法计数器、减法计数器等等，真的做到了学以致用，理论和实际联系了起来。做这个智能抢答器虽然花了我一定的时间但我乐在其中，当仿真的结果和自己与想的一样时心里那种高兴和激动是别人无法体会的。看着自己设计的东西能够运行，那这几天所受的苦就没什么关系了！