数电竞赛抢答器设计：Multisim实现与集成芯片应用

在本次的数电课程设计中，学生们需要完成一款基于Multisim的智力竞赛抢答器。抢答器主要由74LS148、74LS279、74LS48、555定时器、各种门电路和LED灯等组成，这些器件共同构建了一个既能实现数码锁存和显示，又能实现计时控制的系统。 设计目标包括了数字系统的理解和应用，集成芯片如74LS148（双四线译码器）和74LS279（八选一数据选择器）的综合使用，以及PLD（可编程逻辑器件）如74LS48（七段译码器）的特性认识。通过实验，学生需要掌握理论设计与实际操作的结合，逐步调试电路，并运用逐级分部的调试方法。 设计的核心是两个部分：一是输入部件，由抢答者按下开关组成，通过74LS148的锁存功能，确保只有最先按下开关的选手能够抢答。二是控制电路，利用74LS148的GS信号，当有抢答发生时，锁定低电平并反馈给EI端，阻止其他抢答。此外，555定时器负责30秒的计时，抢答开始时清零，抢答有效则暂停计时，而30秒后无抢答则发出警报并熄灭LED灯。 实验流程涉及按下启动键A开始计时，数码管显示零，蜂鸣器发出提示。当某抢答者按键，其号码显示，蜂鸣器报警并熄灭LED，表示抢答结束。如果30秒内无抢答，系统会自动恢复初始状态，准备下一轮抢答。设计过程中还考虑了不同计时方案的比较，如使用计数器代替555定时器，尽管计数器可能更复杂，但能够更好地控制计时行为。 最后，实验中关于蜂鸣器的控制也是关键点，计时开始时通过开关提供短暂高电平信号，计时结束则通过JK触发器触发蜂鸣器的响声，以提供清晰的时间指示。 通过这次项目，学生们不仅深化了数字电子技术的基础知识，还锻炼了他们的逻辑思维能力、硬件设计技能和实验操作技巧，对于提高实际问题解决能力有着重要的作用。