课程论文
题 目：作 者：所在学院：专业年级：学 号：指导教师：职 称： 八路智能抢答器
2012年6月22日
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目 录
一 准备工作
设计要求******************************3 设计分析******************************3
二 设计部分
抢答模块******************************4 定时模块******************************6 报警模块******************************7 控制及仿真图**************************8
三 PCB板制作
DXP电路图****************************10 成品DXP******************************12
四总结*********************************12
五 元件清单*****************************14
六 参考文献*****************************15
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准备工作
设计要求
（1）抢答器同时供8名选手或8个代表队比赛。
（2） 设置一个系统清除和抢答控制开关S，该开关由主持人
控制。
（3）抢答器具有锁存与显示功能。即选手按动按钮，锁存相
应的编号，并在LED数码管上显示，同时扬声器发出报警声响提示。选手抢答实行优先锁存，优先抢答选手的编号一直保持到主持人将系统清除为止。
（4） 抢答器具有定时抢答功能，且一次抢答的时间由主持
人设定（如30秒）。当主持人启动\"开始\"键后，定时器进行减计时，同时扬声器发出短暂的声响，声响持续的时间0.5秒左右。
（5） 参赛选手在设定的时间内进行抢答，抢答有效，定时
器停止工作，显示器上显示选手的编号和抢答的时间，并保持到主持人将系统清除为止。
（6） 如果定时时间已到，无人抢答，本次抢答无效，系统
报警并禁止抢答，定时显示器上显示00。
设计分析
抢答器具有锁存、定时、显示和报警功能。即当抢答开始后，选手抢答按动按钮，锁存器锁存相应的选手编码，同时用数码显示管把选手的编码显示出来，并开始抢答时间的倒计时，同时用
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数码显示管把选手的所剩抢答时间显示出来。而在选手按键抢答以及抢答时间倒计时到时的时候都有报警以提醒主持人和选手。抢答时间设定30秒。接通电源后，主持人将开关拨到\"清除\"状态，抢答器处于禁止状态，编号显示器灭灯，定时器显示设定时间；主持人将开关置\"开始\"状态，宣布\"开始\"抢答器工作。定时器倒计时。选手在定时时间内抢答时，抢答器完成：优先判断、编号锁存、编号显示、扬声器提示。当一轮抢答之后，定时器停止、禁止二次抢答、定时器显示剩余时间。如果再次抢答必须由主持人再次操作\"清除\"和\"开始\"状态开关。
设计模块
如下图所示为总体方框图。其工作原理为：接通电源后，主持人将开关拨到\"清零\"状态，抢答器处于禁止状态，编号显示器显示“0”，定时器显示设定时间；主持人将开关置;开始\"状态，宣布\"开始\"抢答器工作。定时器倒计时，扬声器给出声响提示。选手在定时时间内抢答时，抢答器完成：优先判断、编号锁存、编号显示、扬声器提示。当一轮抢答之后，定时器停止、禁止二次抢答、定时器显示剩余时间。如果再次抢答必须由主持人再次操作\"清除\"和\"开始\" 状态开关。
抢答部分
工作原理
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工作原理为：当主持人控制开关处于“清零”时，D触发
器的清零端为低电平，使D触发器被强制清零，输入的抢答信号无效。当主持人将开关J2拨到”VCC”,计时电路置位并开始计时，同时选手可以抢答。当没人抢答时，抢答信号为高电平，EI为低电平，当一有人抢答时，抢答信号为低电平，优先编码器对其编码，EI变为高电平。锁存器锁存选手编号和EI，同时，锁存器Q4与EI电平相同，Q4与时钟信号与运算，使时钟失效，输出一直为低电平，当其他选手抢答后，由于已经没有了时钟信号，而无法锁存其编码。当选手回答完毕，主持人控制开关J1,J2时，抢答电路复位，以便进行下一轮抢
根据设计原理图在Multisim中的抢答部分电路截图
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根据芯片功能特性列出74LS148和74LS47的真值表如下：
定时部分
工作原理
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主持人通过按J2来进行抢答倒计时。如图。定时30秒，
把74LS192对应的A,B,C,D四个端子预置为“1001”。计数器的时钟脉冲由函数发生器提供。当开关置于VCC时，开始倒计时，每来一个脉冲信号进行减计数一次。当8位选手中有选手抢答或高位片QA,QB全为低电平时，就使得74ls192的输入脉冲变成低电平，从而实现倒计时的停止。再按复位键时，重新置数,并重新再进行一次倒计时。
根据设计原理图在Multisim中的定时部分电路截图
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报警部分 工作原理
报警电路是Buzzer蜂鸣器和与，或，非门电路组成的，如
图所示。其中A2的脉冲输入端是由复位信号,计时到信号和脉冲信号与之在一起来提供的。当其中一个信号变为高电平时，让A2得到一个下降沿脉冲，从而使A2的Q端输出一个宽度为一秒的高电平，蜂鸣器就会响。
实际控制
（1）主持人将总控制开关拨到“开始”位置时，抢答电路和定时
电路都进入正常的抢答工作状态。
（2）当参赛的8位选手按动抢答开关时，蜂鸣器发出叫声，抢
答电路和定时电路停都停止工作。
（3）当设定的抢答时间到，没有人进行抢答时，蜂鸣器发出
叫声，同时抢答电路和定时电路都停止工作。
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工作流程图
Multisim中的仿真总图
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用DXP对电路进行PCB板的制作
根据Multisim中的仿真电路图在DXP中完成电路原理图
由于部分芯片DXP元件库中没有需要自己制作
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初步形成的PCB板
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完成好的PCB板
课程设计总结
这次课程设计的电路是比较复杂的。虽然以前在Multisim、Protel课程设计中接触过一些电子电路，但在初期还是感到无从下手。这是我第三次接触Multisim软件，感觉它比Protel更灵活易用，熟练以后十分顺手。在整个电路的设计过程中，花费时间最多的是各个单元电路的连接及电路的细节设计上，在多种方案的选择中，我仔细比较分析其原理以及可行的原因，最后还是在通多次对电路的改进，上机仿真以及接线调试，终于使整个电路可稳定工作。设计过程中，我深刻的体会到在设计过程中，需要反复实践，其过程很可能相当烦琐，有时花很长时间设计出来的电路还是需要重做，那时心中未免有点灰心，有时还特别想放弃，此时更加需要静下心，查找原因。设计思路是最重要的，只要你
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的设计思路是成功的，那你的设计已经成功了一半。因此我们应该在设计前做好充分的准备，像查找详细的资料，为我们设计的成功打下坚实的基础。
设计单元电路阶段，这个阶段可以说是考察数电书本知识的阶段。所有的设计方法还有步骤在数字电路书上都有，而且还有例题。这个阶段遇到的主要问题就是以前的知识忘记不少，所以做设计的时候要常随手翻阅课本，等于是做了几道数字电路作业题。这个阶段的难度虽然不是很大，但是要有耐心，要心细。 仿真阶段可以说是这次设计中最重要的部分，因为以前的只是理论而不是真正的实体。所以说它是最重要的。仿真阶段我遇到的问题有：对软件不熟悉；对实验过程中信号的测量知识学习很少；因为各个模块是分开做而后又组装到一起的，所以兼容性不是很好。针对以上几个问题我做出了以下的“对策”:软件不熟悉，就借来参考书，一步一步的对着学。所以随着接触的增加软件也就越来越熟悉，这方面的问题一边理论一边学习正好是学习的好方法，而且很快就解决了。
在PCB板的制作过程中，由于是第二次接触Protel软件，所以
遇到很多困难。首先是对英文不是很精通，在用软件是带来了一些不便；在电路连接时有很多芯片都没有要自己做，虽然原来做过一次但是都忘了，基本是自己又学着做了一遍，还好最后都做出来了。最后布线时由于对规则不熟悉很久都没有不出来，最后在老师的帮助下终于布好了。
两周时间的课程设计结束了，在两周的努力学习和老师的精
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心指导下，我顺利地完成了课程设计任务。在课设的进行中，在自己一步一步的实践和仿真中，这让我学会了很多，学到了许多书本上没有的东西，同时也帮助自己温习了数字电路和电子软件的知识。在此期间，我知道了“三人行，必有我师”的道理。在设计制作过程中遇到困难时，可以向同学和老师求救经过和同学和老师的探讨可以解决不少的问题。
元件清单
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参考文献
黄志伟 全国大学生电子设计竞赛训练教程 电子工业出版社 2005.1 王松武 电子创新设计与实践 国防工业出版社 2005.1 王 津 单片机原理与应用 重庆大学出版社 2004.2 谢自美 电子线路设计实验测试 华中科技大学出版社 2007.8 徐爱钧 智能化测量控制仪表原理与设计 北京航空航天大学出版社 2007.8 陈立周、陈宇 单片机原理及其应用 机械工业出版社2006.8 王庆利、刘奎 单片机设计标准教程 北京邮电大学出版社 2008.3 吴慎山 电子线路设计与实践 电子工业出版社 2005.9 刘海燕 数字电路制作与调试 电子工业出版社 2008.9 边春元 c51单片机典型模块设计与应用 机械工业出版社 2008.4
谢维成 单片机原理与应用及C51程序设计 清华大学出版社 2006.8 张毅刚 新编MCS-51单片机应用设计 哈尔滨工业大学出版社 2008.4 胡汗才 单片机原理及其接口技术 清华大学出版社 2008.10 张毅刚、彭喜元 单片机原理及接口技术 人民邮电出版社 2008.11
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新疆大学课程论文（设计）、学年论文评分表
题目 作者 指导教师评语及 评分建议 指导教师： 年月日 八路智能抢答器 专业年级 指导教师 院 （部） 或 教 研 室 意 见 学院或教研室主任： 年月日
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