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1、毕业设计（论文）（成教）题目：基于八路抢答器的设计院（M）：机电工程学院专业：机电一体化机械设计方向姓名：杨帆学号：2009701295指导老师：蒋祥龙年二月二十日学生姓名学号专业院（系）毕业设计（论文）题目任务与要求完成时间段年月日至年月日共周指导老师单位职称院（系）审核看法毕业设计（论文）进度安排表日期工作内容执行情况指导老师签字老师对进度安排实施状况总评签名年月日本表作评定学生平常成果的依据之一毕业设计（论文）中期检查记录表学生填写毕业设计（论文）题目：学生姓名：学号：专业：指导老师姓名：职才陈：检查老师填写毕业设计（论文）题目工作量饱满一般不够毕业设计（论文）题目难度大适中不够毕业设计
2、（论文）题目涉及学问点丰富比较丰富较少毕业设计（论文）题目价值很有价值一般价值不大学生是否按安排进度独立完成工作任务学生毕业设计（论文）工作进度填写状况指导次数学生工作看法仔细一般较差其他检查内容：存在问题及实行措施：检查老师签字：年月日院（系）看法（加盖公章）：年月日书目摘要6-U-刖B71 .系统框图及原理简述71 .系统框图71 .原理简述72 .主要器件介绍82.1 优先编码器741.S14882.2 码器及应用92.38 CD显示译码驱动器112.39 S触发器122.40 数器132.6555 定时器163 .电路设计173.1 抢答部分173.2 定时电路183.3 时钟产生和时
3、序限制电路193.4 报警限制电路204 .整机调试21结束语22参考文献23八路抢答器的设计摘要随着现代消遣节目及其它环节的须要，也为了更加完善节目的惊慌气氛和观众的互动，所以就出现了多路智力抢答器，本抢答器的基本功能：它可同时供8名选手或8个代表队参与竞赛，他们的编号分别是I。I7,各用一个抢答按钮，按钮的编号分别与选手的编号相对应，分别是SoS7O关键词：741.S48RS触发器741.S192555定时器刖百随着现代科学技术的发展，抢答器械也由以前的各种传统式抢答器演化到现在的数字式抢答器。抢答器应用广泛，工厂、学校和电视台等单位常举办各种智力竞赛，抢答器是必要设备。在各种竞赛中我们常
4、常看到有抢答的环节，举办方多数采纳让选手通过举答题板的方法推断选手的答题权，这在某种程度上会因为主持人的主观误断造成竞赛的不公允性。从而达不到抢答的真正效果，为了解决此类问题，现代科学技术把抢答器推上一个新的平台，从而告辞了传统抢答模式。数字抢答器是利用一些数字集成电路组成，其中包括抢答电路、定时电路、时钟产生和时序限制电路、报警电路等组成。数字抢答器能够弥补以前的诸多不足之处，以提高信号接收的快速性、精确性。应用到日常生活中能够给人们带来更大的便利，以提高效率。1 .系统框图及原理简述1.1 系统框图图1系统框图1.2 原理简述定时抢答器的总体框图如图1所示，它由主体电路和扩展电路两部分组成
5、。主体电路完成基本的抢答功能，即起先抢答后，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。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“清除”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：优先缎电路马上辨别出抢答者的编号，并由锁存器进行锁存，然后由译码显示电路显示编号；扬声器发出短暂声响，提示节目主持人留意；限制电路要对输入编码电路进行封锁，避开其他选手再次进行抢答；限制电路要
6、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清零为止。当选手将问题回答完毕，主持人操作限制开关，使系统回复到禁止工作状态，以便进行下一轮抢答。2 .主要器件介绍2.1 优先编码器741.S148编码器在同一时刻内只允许对一个信号进行编码，否则输出的代码会发生混乱。优先编码器既在同一时间内，当有多个输入信号恳求编码时，只对优先级别高的信号进行编码的逻辑电路，称为优先编码器。常用的集成优先编码器有741.S148(8线-3线)和741.S147(10线一4线)两种制式。优先编码器是较常用的编码器，下面以741.S148为例，介绍它的逻辑功能。此芯片为8线一3线优先编码器。
7、图2（八）是其功能简图，图2(b)是管脚引线图。（八）功能简图35621bY741.S148箭图.图2741.S148的输入端和输出端低电平有效。图2（八）是其功能简图，图中电源和地未画，是输入信号，为三位二进制编码输出信号，IS=I时，编码器禁止编码，当1=0时，允许编码。YS是技能输出端，只有在=0,_而工。均无编码输入信号时为0。YEX为优先编码输出端，在Is=O而，。7的其中之一有信号时，Yex=Oo各输入端的优先依次为：1.级别最高，I。级别最低。假如K=O(有信号)，则其它输入端即使有输入信号，均不起作用，此时输出只按17编码，Y2YlYo=OOOo优先编码被广泛用于计算机限制系统
8、中，当有多个外设申请中断时，优先编码器总是给优先级别高的设备先编码。2.2 译码器及应用译码与编码是相反的过程，是将二进制代码表示的特定含义翻译出来的过程。能实现译码功能的组合逻辑电路称为译码器。二进制译码器：将输入的二进制代码的各种状态按特定含义翻译成对应输出信号的电路。也称为变量译码器。若输入端有n位，代码组合就有2n个，当然可译出2n个输出信号。显示译码器：由译码输出和显示器协作运用，最常用的是BCD七段译码器。其输出是驱动七段字形的七个信号，常见产品型号有741.S48、741.S47等。目前用于电子电路系统中的显示器件主要有发光二极管组成的各种显示器件和液晶显示器件，这二种显示器件都
9、有笔划段和点阵型两大类。笔划段型的由一些特定的笔划段组成，以显示一些特定的字型和符号；点阵型的由很多成行成列的发光元素点组成，由不同行和列上的发光点组成肯定的字型、符号和图形。1.ED发光二极管由碑化钱、磷碎化钱等半导体材料制成。1.ED显示器件的供电电压仅几伏，可以和TT1.集成电路匹配，单个发光二极管的电流从零点几毫安到几个亳安。它是一种主动发光器件，四周光线越暗，发光显得越光明，有红、绿、黄、橙、蓝等几种颜色。（八）OoooooOoooooOoooooOoooooOooooo笔划段型显示器(b)点阵型显示器笔划段型和点阵型显示器的示意图一国EEB-国一国EE&EZ?BBEEE6/8dp(
10、c)共阳极型显示器图3笔划段型(d)共阴极型显示器1.ED显不器件字符显示器：分段式显示是将字符由分布在同一平面上的若干段发光笔划组成。电子计算器，数字万用表等显示器都是显示分段式数字。而1.ED数码显示器是最常见的。通常有红、绿、黄等颜色。1.ED的死区电压较高，工作电压大约153V,驱动电流为几十毫安。图4是七段1.ED数码管的引线图和显示数字状况。741.S47译码驱动器输出是低电平有效，所以配接的数码管须采纳共阳极接法；而741.S48译码驱动器输出是高电平有效，所以，配接的数码管须采纳共阴极接法。数码管常用型号有BS201、BS202等。图5（八）是共阴式1.ED数码管的原理图，运用
11、时，公阴极接地，7个阳极ag由相应的BCD七段译码器来驱动，如图5(b)所示。qabioIIIII6(b)七段字形组合状况af_q_lbeIIcedc（八）引线图图4七段1.ED数码管图5共阴式1.ED数码管的原理图和驱动电路2.3 BCD显示译码驱动器表1741.S48BCD七段译码驱动器真值表jJ11n鸵雯注入jBHf物*出1.T5AJAjAlNccgvcc0导通置011%vcc1截止置11gVccQ不变保持3 .电路设计3.1 抢答部分一是将抢答选手的编号识别出并锁存显示到数码管上，二是使其他选手按键无效;三是有人抢答时输出时序限制信号，使计数电路停止工作并报警。图11抢答部分电路S：输
12、入，与主持人总控相接，此处限制数码管的清零；/ST：输入，74148的使能限制端(由7400输入)；/YEX：输出，报警时序限制(与74121相连)；CTR：输出，报警时序限制(与7400相连)；该部分主要由74148优先编码器、锁存器74279、译码器7448组成和按键、7段数码管组成。如图所示，抢答输入端为74148的/17到/10脚，当有选手按键时，74148的相应的引脚为低电平，电路完成以下动作：(1)、74148将编码输入到锁存其中，并通过锁存器由7448译码后显示到数码管上;(2)、74148译码输出端/YEX=0,通过限制时序电路使74148的使能端/ST为1,74148停在译码
13、工作，使以后其他选手的按键无效；(3)、时序信号/YEX=O,CTR=I,通过限制时序电路使计时电路停止工作，报警电路报警。主要实现抢答倒计时，同时通过输出接口与时序限制电路相接，实现时序限制，当无人抢答且时间到时，报警。C1.CK：输入，计数脉冲，时序限制电路产生，由7411输出；S：输入，主持人总控，此处限制计数器74192的预置数；B02：输出，倒计时时间到时输出低电平O,与时序电路74121相接,限制报警；该部分主要由555脉冲产生电路、74192减法计数电路、7448译码电路和2个7段数码管即相关电路组成。两块74192实现减法计数，通过译码电路7448显示到数码管上，其时钟信号由时
14、钟产生电路供应。74192的预置数限制端实现预置数，当主持人按下限制按键S时，实现预置。按键弹起后，计数器起先减法计数工作，并将时间显示在1.ED上，当有人抢答时，停止计数并显示此时的倒计时时间；假如没有人抢答，且倒计时时间到时，B02输出低电平到时序限制电路，限制报警电路报警，同时以后选手抢答无效。为计数电路供应计数脉冲，同时完成主持人限制以及以上各部分的逻辑限制协调,使电路正常工作。一1.图13时序限制电路B02：输入，由计数电路产生；CTR：输入，由抢答电路产生；/ST：输出，限制抢答电路；C1.CK：输出，供应应计数电路；该部分主要由定时器555、单稳态触发器74121与非门7400、
15、三段输入与门7411和相关电路组成。由555产生计数脉冲，通过7400和7411结合限制信号B02、CTR限制输入到计数电路的脉冲有无。脉冲周期t=(R1+R2)Cln2,选择电容为IOuF,电阻(R+R?)的值为144.44时t为一秒，本设计中选取Rl=20K,R2=62K,t=0.998SO输出到计数电路的脉冲为C1.CK=CTRB02CP,抢答起先时，BO2ST=1,故C1.CK=CP,计数器正常工作，ST=B02CTR,当计数时间到时(B02=0)或者有人抢答时(CTR=I),/ST=I,74148使能端为高电平，禁止编码，即此后的抢答无效。完成抢答起先、枪答选种的报警提示和限制时间结
16、束的报警提示。图14报警限制电路/YEX：输入，由抢答电路供应B02：输入，由计数电路供应S：输入，来自主持人按键PR：来自74121的/Q,与555的RST脚相接，限制555的振荡振荡与否。主要由555时钟电路（用于限制报警声音频率）、蜂鸣器即相关的延时电路和限制电路组成。单稳态触发器74121通过信号/YEX、B02、S限制报警与否和报警时间，555时钟电路产生脉冲时钟。当74121输出单稳态触发器的输出延时：1.=ReJ2。取Crxt=10uF,Rext=620K,有1.=RexJZ=4.3秒。上电时，74121的状态为,PR=I,555振荡，蜂鸣器按时钟频率鸣叫，表示电路正常工作；当主
17、持人按下键时，不能报警提示选手，由于121不能实现次功能，这是本设计的缺陷；在规定的时间有人抢答时，/YEX由1跳变到074121有状态2,即/Q输出暂态低电平，蜂鸣器连续发声报警，持续时间为如=4.3秒；假如在规定时间内无人抢答，B02由1跳变到0,74121有状态2,/Q输出暂态低电平，蜂鸣器连续发声报警持续时间为七。4 .整机调试依据需求选择电路的设计单元进行组合，依据装配图或原理图进行器件装配，装配好之后进行电路的调试。打开电源之前，先依据系统原理图检查制作好的电路板的通断状况，并取下PCB上的集成块，然后接通电源，用万用表检查板上的各点的电源电压值，完好之后再关掉电源，插上集成块。调
18、试好后正常的工作状态为：起先时，主持人将限制开关接地，抢答电路部分锁存器741.S279的状态输出全为O,741.S48的灭灯输入与锁存器741.S279的Ql相接，故抢答电路无显示（清除）；与此同时，在计时电路部分，减法计数器741.S192的预置数端为O,将事先的预置数送入减法计数器中。当主持人按键弹起时，计数器起先计数工作，抢答起先。在没有人按键且抢答时间没到时，优先编码器/YEX输出为1,计数器B02输出为1,ST=BO2CTR=0,C1.CK=CTRB02CP优先编码器和计数器都正常工作；当在规定时间有人按下抢答按键时，/YEX输出为“0，CTR=I,/ST=I,优先编码器停止工作，
19、此后选手的抢答无效，电路将按键者的编号显示在1.ED上；同时，CTR=1,计数部分的计数脉冲C1.CK=CTRB02CP=O,计数器停止工作，此时的倒计时时间记录并显示在1.ED上；/YEX由1跳变到0,74121有状态2,即/Q输出暂态低电平，蜂鸣器连续发声报警，持续时间为a二4.3秒。假如在规定时间内无人抢答，B02由1跳变到0,74121有状态2,/Q输出暂态低电平，蜂鸣器连续发声报警持续时间为t*=4.3秒；ST=I,抢答电路停止工作，此后的抢答按键无效。结束语在做毕业设计的过程中，我深深地感受到了自己所学到学问的有限，明白了只学好课本上的学问是不够的，要通过图书馆和互联网等各种渠道来
20、扩充自己的学问。在设计的过程中我曾经遇到过问题。通过向比自己成果好的同学请教以及到网上查找一些相关的资料，知道了出现错误的地方，加以改正错误。错误并没有使我轻易放弃，而使我从中学习到了如何对待遇到的困难，进一步培育了学习看法和耐性。在设计的过程中我发觉自己有很多的不足，必需向同学请教才能解决问题，促进了自己学习主动性。参考文献1李中发.数字电子技术（其次版）.北京：中国水利水电出版社，20072刘守义，钟苏.数字电子技术.西安：西安电子科技高校出版社，20011.3祝慧芳，黄洁，姚四改，数字电子技术基础.武汉：中国地质高校出版社，20014曹汉房.脉冲与数字电路.武汉：华中理工高校出版社，19995张惠敏.数字电子技术.北京：化学工业出版社，2001这些心得会对我以后的学习和工作有帮助作用，诚心感谢李老师在试验过程中给我的谆谆教育；诚心感谢学校给我供应这次毕业设计的机会。在本次论文中，感谢老师对我们的严格要求，使我们学到了很多好用的学问，增加我们的自信念，同时也使自己明白自己存在着很大的不足，相识到了自己的缺点。在以后的学习中，我会加强理论和实践的结合，不断完善自己，使自己的综合实力水平迈向一个新的台阶。
