电子电工课程设计四人智力竞赛抢答器电路设计.docx
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电子电工课程设计四人智力竞赛抢答器电路设计
题目:
_四人智力竞赛抢答器电路设计
班级:
___13材成
(1)班___________
学号:
________________
姓名:
______________________
指导:
__________严老师___________
时间:
__2015.6.22—2015.6.28________
景德镇陶瓷学院
电工电子技术课程设计任务书
姓名__班级_13材成
(1)班____指导老师严君美
设计课题:
四人智力竞赛抢答器电路设计
设计任务与要求
设计任务:
设计一台可供4名选手参加比赛的竞赛抢答器,在选手抢答时,数码显示器会显示选手组号,同时报警装置(蜂鸣器)发出间歇响声。
设计要求:
1、4名参赛选手,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相对应,另外需要设置一个按钮给主持人用来清零。
2、抢答器应该具有数据锁存功能,并将锁存的数据通过数码管显示出来。
在主持人将系统清零后,假如有参赛者按动按钮,数码管会立即显示出最先按下按钮的选手编号,同时蜂鸣器发出间歇声响,并且封锁输入编码电路,禁止其他选手抢答。
选手的编号则保持到主持人清零为止。
3、抢答器对抢答选手按下按钮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。
4、当4个抢答按钮在常态时,主持人可以通过清零按钮将数码管变为清零状态,直到有人使用按钮为止。
设计步骤
1、查阅相关资料,开始撰写设计说明书;
2、先给出总体方案并对工作原理进行大致的说明;
3、依次对各部分分别给出单元电路,并进行相应的原理、参数分析计算、功能以及与其他部分电路的关系等等说明;
4、列出标准的元件清单;
5、总体电路的绘制及总体电路原理相关说明;
6、列出设计中所涉及的所有参考文献资料。
参考文献
[1]杨峥,徐磊,华荣茂.《电工、电子技术实习与课程设计》第二版.中国电力出版社,2005
[2]故德仁,万栋义.《脉冲与数字电路》第一版.高等教育出版社,1985
[3]闫石.《数字电子技术基础》第一版.高等教育出版社,2003
[4]康华光.《电子技术基础部分》第一版.高等教育出版社,2003
目录
1、总体方案与原理说明.................................1
2、直流电源原理图...................2
3、4D锁存器连接原理图.......................................3
4、编码器原理图........................................4
5、译码器显示电路原理图...........................5
6、报警电路原理图....................................6
7、总体电路原理相关说明...............................................7
8、总体电路原理图...................................................8
9、元件清单........................................9
10、参考文献.........................................................10
11、设计心得体会.........................…...........................11
1,总体方案与原理说明
在进行智力竞赛抢答比赛时,各参赛选手考虑好后都想抢先答题,为此必须要有一个合适的设备,使主持人和观众了解哪位选手获得了抢答权。
为了使比赛顺利进行,需要一个能顺利判断抢答先后的设备,这就是智力竞赛抢答器。
该抢答器框图如图1所示。
图1四路抢答器原理框图
其中,直流电源供给后续电路电源用。
可以采用三端集成稳压电源,再经滤波提供。
触发电路:
给选手提供抢答的操作,用按钮操作的4D锁存器实现,锁存器中一旦某一个得到置位信号(抢先)同时要让其他锁存器锁零,则其他选手按钮操作失效。
编码、译码显示:
显示锁存器中已抢先的选手编号。
报警电路:
一旦锁存器中有选手争得抢答权,可发出声音。
使主持人和观众能够了解已有选手获得回答问题资格。
清零/复位则是主持人操作的按钮。
2,直流电源原理图
图2直流电源原理图
直流电源原理图设计如图2所示,根据集成电路所用电源要求决定三端式集成稳压的型号,然后计算、选择变压器次级输出电压和电解电容的电量。
3、4D锁存器连接原理图
图34D锁存器连接原理图
4D锁存器的选择。
CC4042为4D锁存器,它由4个独立的D触发器构成,可以分别存入4个信号,根据抢答要求,当某个选手优先获得抢答权后,要剥夺其他选手的答题机会,因此一旦有一个Q=1,则使其他D输入无效,最先抢得答题权的选手确定后,其他选手再抢答为无效。
图中S1、S2、S3、S4为四选手中操作的按钮,S5为主持人操作的按钮。
主持人按S5(S5=0)门5输出为1,CP=1,可以接收抢答,同时门4输出0.一旦S1、S2、S3、S4中有一个抢先(相对于其他选手几个毫秒)按按钮,则相应的触发器置1,则们4输出为1,S5也松开,门5输出为0,CP=1,不再接收其他选手抢答请求。
由Q3、Q2、Q1、Q0中给出获抢答权选手的信息。
4、编码器原理图
图4编码器原理图
如图,其中Q3、Q2、Q1、Q0为4D锁存器输出,编码器选CC4047,4两输入或门。
其中输出为A=Q2+Q0,B=Q1+Q2,C=Q3,D=0,当按钮没有一个按下时,编码电路不工作。
我们知道编码器是将信号或数据进行编制、转换为可用以通讯、传输和存储的信号形式的设备。
编码器把角位移或直线位移转换成电信号,前者称为码盘,后者称为码尺。
按照读出方式编码器可以分为接触式和非接触式两种;按照工作原理编码器可分为增量式和绝对式两类。
增量式编码器是将位移转换成周期性的电信号,再把这个电信号转变成计数脉冲,用脉冲的个数表示位移的大小。
绝对式编码器的每一个位置对应一个确定的数字码,因此它的示值只与测量的起始和终止位置有关,而与测量的中间过程无关。
5、
译码器显示电路原理图
译码是编码的逆过程,在编码时,每一种二进制代码,都赋予了特定的含义,即都表示了一个确定的信号或者对象。
把代码状态的特定含义"翻译"出来的过程叫做译码,实现译码操作的电路称为译码器。
译码器是可以将输入二进制代码的状态翻译成输出信号,以表示其原来含义的电路。
根据需要,输出信号可以是脉冲,也可以是高电平或者低电平。
译码显示电路原理图如图5所示
图5译码器显示电路原理图
6、
报警电路原理图
报警电路采用的是蜂鸣器,蜂鸣器不需要电路,只需要一个控制开关,就可以实现声音控制功能,其连接图如图6所示。
声音的提示是协同数码显示上的字符工作的,当主持人按下清零键时,数码管显示零字符,报警电路不工作,蜂鸣器不发出声音,只有在抢答键被按下时,LED才会显示出参赛选手的编号,报警电路工作并发出声音。
图6报警电路原理图
7、总体电路原理相关说明
总体电路由直流电源电路,触发电路,编码电路,译码电路,报警单元电路及数码显示电路组成,详细见下图7。
比赛开始时,在接通直流电源后,主持人按下复位按钮,对数码显示进行清零,接下来便可以进入抢答环节。
S1,S2,S3,S4,S5分别为参赛选手与主持人的按钮。
主持人通过清零按钮对整个系统具有清零。
四个参赛选手进行抢答,最先按下按钮的选手,相应的号码就会被4D锁存器捕捉到对应的置位信号同时让其他锁存器锁零,则其他选手按下按钮皆为无效的操作。
接下来,编码,译码电路便开始工作起来,在LED显示器里显示已抢先获得的选手的编号,就在同时,报警提示单元电路开始工作,发出蜂鸣声。
通过这个,主持人和观众就能了解到哪位参赛选手抢到答题权并进行答题。
8、总体电路原理图
图7总体电路原理图
9、元件清单
序号
名称
型号
数量
1
发光二极管
A9648
4
2
蜂鸣器
EH10
1
3
按钮
TTB
5
4
开关
AZD1169
5
5
锁存器
CC4042
1
6
2或门
74LS32
3
7
编码器
CC4071
1
8
译码器
----
1
9
LED显示器
74LS47
1
10
电容C1
16CE470X
1
11
电容C2
16CE470X
1
12
电容C3
16CE470X
1
13
电阻R
----
7
14
稳压电源
CW78L05
1
15
线圈
----
1
16
4与非门
74LS03
2
10,参考文献
[1]杨峥徐磊华荣茂.《电工、电子技术实习与课程设计》第二版.中国电力出版社,2005
[2]]故德仁万栋义.《脉冲与数字电路》第一版.高等教育出版社,1985
[3]闫石.《数字电子技术基础》第一版.高等教育出版社,2003
[4]康华光.《电子技术基础部分》第一版.高等教育出版社,2003
10,设计心得体会
在课程设计周之前,当指导老师给我们发惯有课程设计有关的要求时,感觉就是一头雾水,不知道要做什么,但是后来通过上网和图书馆看了一些有关课程设计的书时,才慢慢的知道自己需要做什么,通过这次电子电工课程设计,我学到了很多平时没有掌握的知识,这是我们第一次运用数字电路来模拟实际的物体,在这其中,对元器件有了更多的认识,也掌握了一些绘图软件的基本使用方法,培养了自己独立思考的能力,有不懂的也会借助可以利用的工具来获得自己想要的东西。
所以,我觉得课程设计对我们而言是一次很好的实践,通过对数字电路设计每一个流程细致的思考和突破,对我们而言是一次很好的进步,对知识能很好的掌握,对以后的专业学习也会有很大的帮助,当然,由于自身知识的掌握有限,在这期间也出现了一些问题,希望在以后的学习中能够一一解决。
目录
第一章总论1
一、项目概况1
二、项目提出的理由与过程6
三、项目建设的必要性8
四、项目的可行性12
第二章市场预测15
一、市场分析15
二、市场预测16
三、产品市场竞争力分析19
第三章建设规模与产品方案22
一、建设规模22
二、产品方案22
三、质量标准22
第四章项目建设地点25
一、项目建设地点选择25
二、项目建设地条件25
第五章技术方案、设备方案和工程方案28
一、技术方案28
二、产品特点30
三、主要设备方案32
四、工程方案32
第六章原材料与原料供应35
一、原料来源及运输方式35
二、燃料供应与运输方式35
第七章总图布置、运输、总体布局与公用辅助工程37
一、总图布置37
二、运输38
三、总体布局38
四、公用辅助工程39
第八章节能、节水与安全措施44
一、主要依据及标准44
二、节能44
三、节水45
四、消防与安全45
第九章环境影响与评价47
一、法规依据47
二、项目建设对环境影响48
三、环境保护措施48
四、环境影响评价49
第十章项目组织管理与运行50
一、项目建设期管理50
二、项目运行期组织管理52
第十一章项目实施进度55
第十二章投资估算和资金筹措56
一、投资估算56
二、资金筹措58
第十三章财务评价与效益分析61
一、项目财务评价61
二、财务评价结论65
三、社会效益68
四、生态效益68
第十四章风险分析70
一、主要风险分析识别70
二、风险程度分析及防范风险的措施70
第十五章招标方案72
一、招标范围72
二、招标组织形式72
三、招标方式72
第十六章结论与建议74
一、可行性研究结论74
二、建议75
附件77
一、附表77
二、附件77
三、附图77
- 配套讲稿:
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- 关 键 词:
- 电子电工 课程设计 智力 竞赛 抢答 电路设计