数字式抢答器.doc

数字式抢答器
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本文介绍一种数字式抢答器的设计方案,其电路结构简单,单元电路分别通过原理图设计、由VHDL 语言设计完成,利用EDA (电子设计自动化)工具软件编译仿真验证,并利用CPLD (复杂可编程逻辑器件) 实现系统功能,非常适用于多种竞赛场合。

技术要求：

智力竞赛抢答计时器是一名公正的裁判员，它的任务是从若干名参赛者中确定出最先的抢答者，并要求参赛者在规定的时间里回答完问题。具体为：
1．设计一个四人参加的智力竞赛抢答计时器。
2．当有某一参赛者首先按下抢答开关时，相应显示灯亮伴有声响。此时，抢答器不再接收其他输入信号。
3．电路具有回答问题时间控制功能。要求回答总是的时间小于等100秒（显示为0-99），时间显示彩倒计时方式。当达到限定时间时，发出声响以示警告。
4．要求电路主要选用中规模CMOS集成电路CC4000系列。
5. 电源电压5-10伏。
按照抢答的规则，对这种电路的功能要求分析如下。首先，电脑能对第一个按下抢答开关的答题者迅速做出反应，对应的灯要亮，并且灯亮起之后，该答题者不必长按开关，电路可以自行工作，保持灯亮。其次，当有一盏抢答灯亮起以后，其他答题者后继的开关按下信号不会使其他的信号灯亮。最后，当本次答题结束后，主持人的开关可以关闭亮起来的灯，使电路恢复初始状态，等待下一次的抢答。
根据以上的分析，电路要有以下的功能：
1、 记忆功能。
电路能够保存第一个按下开关的信息，让其对应的信号灯自动保持长亮，从而答题者不用长按开关，并且该信号还要对屏蔽电路起作用。
2、 屏蔽功能。
当第一个灯亮起来之后，电路能够使用记忆的信号，屏蔽掉其他的后继答题者的开关信号，使其他的灯不会再亮。
3、 恢复功能。
主持人开关可以使电路恢复到初始状态。



参考文献:

[ 1 ] 谢自美. 电子线路设计•实验•测试. 武汉:华中科技大
学出版社
[ 2 ] 余孟尝. 数字电子技术基础简明教程. 北京:高等教育出
版社



附录
常用的集成数字电路
74系列：：
74LS00 TTL 2输入端四与非门
74LS02 TTL 2输入端四或非门
74LS04 TTL 六反相器
74LS05 TTL 集电极开路六反相器
74LS08 TTL 2输入端四与门