制作与调试四路竞赛抢答器

项目提出

抢答器是竞赛问答中一种常用的必备装置，从原理上讲，它是一种典型的数字电路，其中包括了组合逻辑电路和时序电路。

触发器是构成时序逻辑电路必不可少的基本单元电路，在数字信号的产生、变换、存储、控制等方面有着广泛的应用。触发器是具有记忆功能的单元电路，由门电路构成，能够存储1位二进制代码。触发器按工作状态分为双稳态、单稳态和无稳态触发器（多谐振荡器）等几种。

项目分析

四路竞赛抢答器是利用数字集成电路的锁存特性，实现优先抢答和数字显示功能，要求如下：

（1） 设计一个可供4 名选手参加比赛的4 路数字显示抢答器。它们的编号分别为“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。

（2） 抢答器具有数据锁存功能，并将锁存的数据用LED 数码管显示出抢答成功者的号码。

（3） 抢答器对抢答选手动作的先后有很强的分辨能力，即使他们的动作仅相差几毫秒，也能分辨出抢答者的先后来，即不显示后动作的选手编号。

（4） 主持人具有手动控制开关，可以手动清零复位，为下一轮抢答做准备。

抢答器的一般组成框图如图5.2.1 所示。它主要由开关阵列电路、触发锁存电路、编码器、七段显示译码器、数码显示器等几部分组成。下面逐一给予介绍。

图5.2.1　抢答器的组成框图

（1） 开关阵列电路：该电路由多路开关所组成，每一竞赛者与一组开关相对应。开关应为常开型，当按下开关时，开关闭合；当松开开关时，开关自动弹出断开。

（2） 触发锁存电路：当某一开关首先按下时，触发锁存电路被触发，在输出端产生相应的开关电平信息，同时为防止其他开关随后触发而产生紊乱，最先产生的输出电平变化又反过来将触发电路锁定。(www.xing528.com)

（3） 编码器：编码器的作用是将某一开关信息转化为相应的8421BCD 码，以提供数字显示电路所需要的编码输入。

（4） 七段显示译码器：译码驱动电路将编码器输出的8421BCD 码转换为数码管需要的逻辑状态，并且为保证数码管正常工作提供足够的工作电流。

（5） 数码显示器：数码管通常用发光二极管（LED）型数码管和液晶（LCD）数码管。本设计提供的为LED 数码管。

通过本项目学习达成以下目标：

（1） 掌握编码器、译码器等组合逻辑电路和寄存器、计数器等时序逻辑电路的基础知识。

（2） 会用常用仪器仪表对编码器、译码器等组合逻辑电路进行调试维修。

（3） 了解电路的组成，会分析电路的工作原理。

（4） 会用常用仪器仪表对寄存器、计数器等时序逻辑电路进行调试维修。

（5） 能完成四路竞赛抢答器的组装与调试。

（6） 会对电路常见故障进行判断并检修。

（7） 培养学生分析问题、解决问题的能力，以及交流沟通和团队协作能力，培养学生养成良好的职业素养。

项目实施