8路智力竞赛抢答器的设计及制作
一、 实习目的：
1、掌握数字电路的逻辑组合。
2、能自我设计电路，增强动手能力。 3、进一步掌握Protel 99 SE的使用。
4、学会分析电路、调试电路以及懂得一些芯片的使用。
二、实习内容
1.基本功能：
（1） 抢答器同时供8名选手或8个代表队比赛，分别用8个按钮S0 ~ S7表示。
（2） 设置一个系统清除和抢答控制开关S9，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，在七段数码管上显示选手号码。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。
三、实习过程
1．设计思路
如图1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，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 按钮 优先编码电路 锁存器 译码电路 译码显示 （图1为设计框图）
2．设计原理
(1) 抢答器电路
设计电路如图2所示。电路选用优先编码器 74LS148 和锁存器 74LS279 来完成。该电路主要完成两个功能：一是分辨出选手按键的先后，并锁存优先抢答者的编号，同时译码显示电路显示编号（显示电路采用七段数字数码显示管）；二是禁止其他选手按键，其按键操作无效。工作过程：开关S9置于\清除\端时，RS触发器的 R、S端均为0，4个触发器输出置0，使74LS148的优先编码工作标志端（图中5号端）＝0，使之处于工作状态。当开关S9置于\开始\时，抢答器处于等待工作状态，当有选手将抢答按键按下时（如按下S5），
74LS148的输出经RS锁存后，CTR=1,RBO(图中4端) =1,七段显示电路74LS48处于工作状态，4Q3Q2Q=101,经译码显示为“5”。此外，CTR＝１，使74LS148 优先编码工作标志端（图中5号端）＝１，处于禁止状态，封锁其他按键的输入。当按键松开即按下时，74LS148的 此时由于仍为CTR＝１，使优先编码工作标志端（图中5号端）＝１，所以74LS148仍处于禁止状态，确保不会出二次按键时输入信号，保证了抢答者的优先性。如有再次抢答需由主持人将S9开关重新置“清除”然后再进行下一轮抢答。为了能让数码管显示出8，我在电路中加了一个或非门（74LS27）来实现，如图1所示。74LS148为8线－3线优先编码器，表1为其功能表。
图２ 数字抢答器电路 表1 74LS148的功能真值表
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主要芯片的功能和工作原理：
74LS148：此芯片为8 线－3 线优先编码器，在优先编码器电路中，允许同 时输入两个以上编码信号。不过在设计优先编码器时，已经将所有的输入信 号按优先顺序排了队。在同时存在两个或两个以上输入信号时，优先编码器 只按优先级高的输入信号编码，优先级低的信号则不起作用。74LS148优先 编码器为16脚的集成芯片，除电源脚VCC(16)和GND(8)外，其余输入、输出 脚的作用和脚号如图中所标。其中I0—I7为输入信号，A2,A1,A0为三位二 进制编码输出信号，IE是使能输入端，OE是使能输出端，GS为片优先编码 输出端。 74LS279：74LS279为四个R-S锁存器，四个锁存器中有两个具有置位端（SA， SB）。当S为低电平、R为高电平时，输出端（Q）为高电平。当S为高电平、 R为低电平时,Q为低电平。当S和R均为高电平时，Q被锁在已建立的电平。 当S和R均为低电平时，Q为稳定的高电平状态。 对SA和SB，S的低电平 表示只要有一个为低电平，S的高电平表示SA和SB均为高电平。 引脚功能 定义：1Q～4Q： 输出端； 1S～4S： 置位端（低电平有效）； 1R～4R： 复 位端（低电平有效）。
74LS48：芯片是一种常用的七段数码管译码器驱动器，常用在各种数字电路和单片机系统的显示系统中。 74LS27：为3组三输入或非门。 3、电路制作
我们把原理图做好后，就导入PCB中布置PCB图，我制作的电路是板是双面板，因此我所布置的PCB图是分为两成的。为了是PCB图布置得好看，我们得先把员器件摆放整齐，元件间的距离、焊盘的大小以及走线的大小等。设置好这样后，我采用的是自动布线，等布好后再手工修改。只有经过手工修改后的PCB图看起来才是漂亮（PCB图如图2所示），也只有这样做出来的电路板才是好调试。做
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数电实习报告
