基于74LS175设计的四人抢答器

"北京交通大学数字系统实验报告——基于74LS175设计的四人抢答器" 这篇实验报告详细介绍了如何使用74LS175芯片设计一个四人抢答器。74LS175是一款双4位D型触发器，常用于数字系统中的数据存储和信号锁存。在抢答器的设计中，它起到了关键的作用。 实验的目标是创建一个四人抢答系统，允许四位参赛者通过按钮进行抢答，一旦某人按下按钮，其他人的按钮将失去响应功能，同时，主持人可以通过开关控制整个系统的启动和关闭。以下是该设计的具体功能需求： 1. **记忆功能**：当主持人开启主开关后，第一个按下按钮的参赛者的对应指示灯应亮起，并且保持点亮状态，无需持续按压按钮。这个功能需要电路能够记住哪个参赛者是第一个响应的。 2. **互斥功能**：一旦某个指示灯亮起，其他参赛者的操作不应改变当前的亮灯状态，确保抢答的公平性。这需要设计中包含一种机制，使得在第一位选手按下按钮后，其他按钮无法再触发新的信号。 3. **控制功能**：实验结束后，主持人可以关闭主开关，切断电路电源，使所有指示灯熄灭。 74LS175芯片的特性使其非常适合此类应用，因为它的D型触发器具有透明输入（或称数据输入）和时钟输入，可以在时钟脉冲到来时瞬间捕捉输入信号，然后在时钟信号消失后保持该状态，直到下一个时钟脉冲来临。这样，当第一位参赛者按下按钮，其信号会被74LS175锁存，即使按钮松开，灯也会保持亮着，而其他人的按钮则无法改变这个状态。 在实验过程中，还需要考虑电路的逻辑设计，包括与门、或非门等逻辑门的使用，以实现抢答器的逻辑功能。此外，为了增强可视性和互动性，报告中提到使用了蜂鸣器和灯光，当参赛者按下按钮时，不仅有灯光提示，还有声音反馈，增强了用户体验。 这个实验项目涵盖了数字系统的基本原理，如信号的存储、逻辑控制以及接口设计，同时也锻炼了学生们的实践操作能力。通过这样的实验，学生可以深入理解数字电路的工作原理，并能将其应用于实际问题的解决中。