数电课程设计报告《八路数字抢答器》
八路数字抢答器课程设计报告

八路数字抢答器课程设计报告八路数字抢答器是一种常见于教育培训场合的提问工具,它可以通过数字抢答、抢答器闪亮等方式来增加课堂趣味性和教学效果。
为了更好地应用数字抢答器进行教学,本次课程设计旨在介绍八路数字抢答器的基本操作和应用场景,并设计实践环节,以增强学员的实践能力和应用水平。
一、基本操作1.开机:插入电源,开启电源开关,即可开机。
抢答器闪亮即为开机成功。
2.测试:按下测试按键,抢答器将自动进行系统测试,测试完成后抢答器数字屏幕显示“88”,表示一切正常。
3.重置:重置抢答器将所有操作归零,按下清零或重置按键即可重置抢答器。
4.编号:抢答器可以识别8个不同编号的按键,每个按键对应一个编号。
用户可按下相应的编号按键进行测验。
5.抢答:当题目出现时,用户可以按下相应的编号按键进行抢答。
抢答成功后,闪亮的LED灯将亮起,提示答题成功。
二、应用场景1.考试测验:教师出题,学生抢答,通过抢答器计分,以增加趣味性和竞争性。
2.课堂测验:教师出题,学生抢答,通过抢答器计分,以检测学生对知识的掌握程度。
3.交互环节:教师出题,学生通过抢答器进行互动,夹杂讨论环节,可以增添学生对于知识的兴趣,同时也可以加深学生对于知识的理解。
三、实践环节本次实践环节将以课堂测验为例,介绍如何应用八路数字抢答器进行教学。
1.先规定好测试的题目和抢答器的编号,确保测试流程顺利。
2.测试开始后,让学生使用抢答器进行抢答,测试结束后查看抢答器分数,给予学生相应的评价。
3.如果测试时间充裕,可以在测试结束后对于测试结果再次进行复盘,引导学生理解做错的原因并加以改正。
四、总结八路数字抢答器是一种非常适合进行教学的工具,可以提高课堂趣味性,同时也可以检测学生对于知识的掌握程度。
在使用过程中,我们需要了解八路数字抢答器的基本操作和应用场景,结合教学实践进行应用,并根据测试结果进行评价,以不断提升学习效果。
8路计时抢答器设计报告

数字电子技术基础课程设计-----八位计时抢答器一、设计理念智力竞赛是一种生动活泼的教育方式,在各种智力竞赛中,最最激烈的便是抢答环节的比赛。
抢答引起参赛者和观众极大地兴趣,在短时间内,参赛选手在主持人抢答的口令下达后开始抢答,充分体现出参赛者思维的活跃。
在这类比赛中,对于谁先谁后抢答,在什么时候抢答,如何限定抢答的规定时间等问题,如果单凭主持人主观的判断,就很容易出现误判。
所以我们就需要一种具备自动锁存、置位、清零等功能的只能抢答器来解决这些问题。
二、设计要求设计一个具备计时功能的八路抢答器,它所要实现的功能如下:1、给八位参赛选手分别配备一个抢答按钮,编号为K0、K1、K2、K3、K4、K5、K6、K7。
2、主持人可以主持抢答、计时的开始与清零。
3、抢答器可以显示出最先按下抢答键的选手编号。
4、抢答器具有60秒倒数计时功能。
抢答规则:主持人按下开始抢答键,选手可以开始抢答,同时计时器开始60秒钟倒计时,选手通过优先按键得到抢答机会后,在计时器所显示的剩下时间内完成抢答,否则扣分。
三、设计方案1、设计思路根据设计的要求,我们小组的设计思路如下:该抢答器由开关电路、触发电路、触发锁存电路、优先编码电路、译码电路、计时电路所组成。
2、具体电路的设计及其工作原理 (1)电源电路限于我们现成的电源只有9V 直流电源,但是我们的电路工作电压应该是5V 的稳压直流电源,我们通过利用7805芯片对9V 进行降压处理,形成直流5V 稳压电源。
(2)抢答电路工作原理:74LS148有8个信号输入端I0 ~ I7、3个二进制码输出端A0 ~A2、输入使能端EI、输出使能端EO和优先编码工作状态标志GS, 其功能如表1 所示。
由表可知, 当EI的非=0时, 编码器工作; EI的非=1, 则不论8个输入端为何种状态, A0、A1、A2 输出为1,15端和14端输出为1,编码器处于非工作状态。
(附74LS148引脚图与真值表)当抢答开关S0 ~S7 中的任意一个开关按下时,编码器输出相应按键对应的二进制代码,低电平有效。
八路抢答器实验报告

八路抢答器实验报告第一篇:八路抢答器实验报告数字电子设计课程设计八路智力竞赛抢答器设计一.实验目的掌握抢答器的工作原理及其设计方法。
学会用Multisim8软件操作实验内容。
掌握设计性试验的实验方法二.实验要求八路智力竞赛抢答器功能要求:基本功能:1.设计一个智力竞赛抢答器,可同时供8名选手或8个代表队参加比赛,他们的编号分别是0、1、2、3、4、5、6、7,各用一个抢答按钮,按钮的编号与选手的编号相对应,分别是0、1、2、3、4、5、6、7。
2.给节目主持人设置一个控制开关,用来控制系统的清零(编号显示数码管灭灯)和抢答的开始。
3.抢答器具有数据锁存和显示的功能。
抢答开始后,若有选手按动抢答按钮,编号立即锁存,并在LED数码管上显示出选手的编号。
此外,要封锁输入电路,禁止其他选手抢答。
优先抢答选手的编号一直保持到主持人将系统清零为止。
扩展功能:1.抢答器具有定时抢答的功能。
当节目支持人按下“开始”按钮后,要求定时器立即倒计时,并在显示器上显示。
2.参赛选手在设定的时间内抢答,抢答有效,定时器停止工作,显示器上显示选手的编号和抢答时刻的时间,并保持到主持人将系统清零为止。
3.如果定时抢答的时间已到,却没有选手抢答,则本次抢答无效,系统封锁输入电路,禁止选手超时后抢答,时间显示器上显示00.三.实验原理根据对功能要求的简要分析,将定时抢答器电路分为主题电路和扩展电路两部分。
主体电路完成基本的抢答功能,即开始抢答后,当选手按动抢答器按钮数字电子设计课程设计时,能显示选手的编号,同时能封锁输入电路,禁止其他选手抢答。
扩展电路完成定时抢答及报警功能。
比赛开始时,接通电源,节目主持人将开关置于“清零”位置,抢答器处于禁止工作状态,编号显示器灭灯,定时显示器上显示设定时间。
当节目主持人宣布“抢答开始”,同时将控制开关拨到“开始”位置,抢答器处于工作状态,定时器开始倒计时。
若定时时间到,却没有选手抢答时,系统报警,并封锁输入电路,禁止选手超时后抢答。
关于八路抢答器的设计报告

关于八路抢答器的设计报告2019-06-23关于八路抢答器的设计报告篇一:八路抢答器设计报告课程名称:数字电路课程设计设计题目:八路数字抢答器一、实验名称:八路数字抢答器二、实验目的:1.熟悉芯片引脚的识别方法,以及原理。
2.掌握与非门实现其他逻辑门电路的方法。
3. 掌握电路板的焊接技术。
4.加深对模拟电路和数字电路课程的理解和认识。
三、实验要求:主持人没有宣布抢答开始时,抢答不起作用,在主持人宣布抢答开始后,可以进行抢答。
它的任务是从八名参与者中确定出最先的抢答者,立即将其编号锁存,并在LED数码管上显示选手的编号,同时用LED灯显示。
此外,封锁输入电路,禁止其他选手抢答,优先抢答选选手的编号一直保存到主持人将系统清零为止(即复位操作)。
为此我们小组决定就这次机会设计一个低成本但又能满足需要的八路智力竞赛抢答器,并通过安装与调试。
四、使用元件:以及排线、焊锡若干。
五、工作原理:接通电源后,主持人先进行复位,此时七段显示器显示“0”ご耸鼻来鹌鞔τ谙允咀刺。
当主持人宣布“开始抢答”ご耸鼻来鹌骺始工作。
当参加智力竞赛的选手摁下手中的抢答器时LED数码管会点亮提示ね时,七段显示器显示该小组的编号。
只有最先抢答者的编号才能被锁存,并在LED数码管上显示选手的编号。
由以上两个条件可以想到:用D触发器来实现,D触发篇二:八路抢答器实验报告能抢答器主要由数字优先编码电路、锁存/译码/驱动电路于一体的CD4511集成电路、数码显示电路和报警电路组成。
优先编码电路、CD4511集成电路将参赛队的输入信号在数码显示管上输出,用报警电路对时间进行严格控制,这样就构成了八路智能抢答器电路。
八路数字抢答器电路包括抢答,编码,优先,锁存,数显,复位及抢答键。
抢答器数字优先编码电路由D1-D12组成,实现数字的编码。
CD4511是一块含BCD-7段锁存/译码/驱动电路于一体的集成电路。
抢答器报警电路由NE555接成音多谐振荡器构成。
数电八路抢答器课程设计

数电八路抢答器课程设计一、引言数电八路抢答器是一种基于数字电路设计的设备,用于进行抢答竞赛。
本课程设计将详细介绍数电八路抢答器的原理、设计过程和实现方法。
二、数电八路抢答器的原理数电八路抢答器由主控制器、显示屏、按钮和信号输入模块组成。
其工作原理如下:1. 主控制器通过按钮检测模块检测每个参赛者的按键动作。
2. 当有参赛者按下按钮时,按钮检测模块会向主控制器发送信号。
3. 主控制器根据接收到的信号判断哪个参赛者按下了按钮,并将该参赛者的编号发送给显示屏。
4. 显示屏上显示被判定为第一名的参赛者编号。
三、数电八路抢答器的设计过程1. 系统需求分析我们需要明确系统的功能需求和性能要求。
根据题目要求,我们需要实现一个能够支持最多8位参赛者同时抢答并显示第一名的系统。
2. 系统框架设计系统框架设计是整个设计过程的基础,它包括主控制器、显示屏、按钮和信号输入模块之间的连接关系和通信机制。
我们需要根据系统需求,确定各个模块的功能和接口。
3. 电路设计在电路设计中,我们需要根据系统框架设计的结果,选择合适的数字电路元件,并进行电路连线。
主要包括按钮检测模块、信号输入模块和显示屏的电路设计。
4. 电路测试与调试完成电路设计后,我们需要进行测试与调试。
通过外部信号源模拟参赛者按下按钮的动作,检验按钮检测模块是否正常工作;测试信号输入模块是否能够正确接收到参赛者编号;验证显示屏是否能够正常显示第一名参赛者的编号。
5. 系统集成与优化在完成各个模块的测试与调试后,我们需要将它们进行集成,并对整个系统进行优化。
可以添加声音提示功能或增加LED灯效果来提高用户体验。
四、数电八路抢答器的实现方法1. 硬件实现硬件实现是将上述设计过程中得到的电路图和元件连接起来以构建实际的抢答器设备。
可以使用面包板或印刷电路板来搭建电路,并根据需要进行元件的布局和焊接。
2. 软件实现软件实现是编写嵌入式程序,控制各个模块的工作。
主要包括按钮检测模块、信号输入模块和显示屏的控制程序。
完整版数电课程设计八路抢答器

数字电子技术课程设计报告八路智力竞赛抢答器的设计专业:电子信息科学与技术班级:2012级1班姓名:学号:指导老师:电子通信与物理学院日期: 2015 年 1 月 10 日指导教师评语1设计要求在当代社会中企业、学校和电视台等单位常举办各种智力竞赛, 抢答记分器是必要设备。
过去在举行的各种竞赛中我们经常看到有抢答的环节,举办方多数采用让选手通过举答题板的方法判断选手的答题权,这在某种程度上会因为主持人的主观误断造成比赛的不公平性。
人们于是开始寻求一种能不依人的主观意愿来判断的设备来规范比赛。
因此,为了克服这种现象的惯性发生人们利用各种资源和条件设计出很多的抢答器,从最初的简单抢答按钮,到后来的显示选手号的抢答器,再到现在的数显抢答器,其功能在一天天的趋于完善不但可以用来倒计时抢答,还兼具报警等等功能,有了这些更准确地仪器使得我们的竞赛变得更加精彩纷呈,也使比赛更突显其公平公正的原则。
在这一背景下本文利用74LS系列芯片设计了一种有效、便捷的八路数字抢答器。
设计要求如下:利用数字电路设计一个八路抢答器,允许八路参加,并具有锁定功能,用LED显示最先抢答的队号码,系统设置外部清除键,按动清除键,LED 显示器自动清零灭灯。
数字显示功能:数字抢答器定时为30S,启动开启键以后要求Ⅰ)定时开始;Ⅱ)扬声器要短暂报警;Ⅲ)发光二极管亮灯;如果在30S内抢答有效,计时结束,30S内抢答无效,发光二极管灯灭。
2 设计任务本次描述的八路抢答器功能指标为:设计一个能支持八路抢答的智力竞赛抢答器;主持人按下开始抢答的按键后,有短暂的报警声提示抢答人员抢答开始且指示灯亮表示抢答进行中;在开始抢答后数码管显示30秒倒计时;有抢答人员按下抢答键后,在数码管上显示抢答成功人员1的编号,倒计时暂停,同时后续抢答人员的抢答将无效;当主持人再次按下按键回到复位状态,倒计时的数码管保持显示30,显示人员编号的数码管灭,指示灯灭。
本次设计的电路由包括抢答电路、定时电路、报警电路在内的三部分电路组成。
八路竞赛抢答器设计实验报告

八路竞赛抢答器设计实验报告#八路竞赛抢答器设计实验报告##1.实验目的通过设计和制作八路竞赛抢答器,掌握数字电子技术的基本原理和应用,培养实际动手能力,提高团队协作和创新能力。
##2.实验原理八路竞赛抢答器主要基于数字电子技术的逻辑门、计数器、时序电路等原理。
每个参赛者的抢答器包含按钮、计数器、显示器等组件,通过按下按钮触发计数器计数,同时在显示器上显示计数结果。
##3.实验材料与器件-逻辑门:使用TTL(Transistor-Transistor Logic)或CMOS(Complementary Metal-Oxide-Semiconductor)逻辑门芯片。
-计数器:选择适当的计数器芯片,如74LS190或74HC161等。
-按钮开关:作为参赛者抢答的触发器。
-显示器:使用数码管或LED等显示模块。
##4.实验步骤###4.1设计电路图根据竞赛抢答器的要求,设计电路图,包括逻辑门的连接、计数器的接入、按钮开关和显示器的布置等。
###4.2制作原型根据电路图,制作抢答器的原型。
连接逻辑门、计数器、按钮、显示器,并确保电路的正确性。
###4.3编程(如有需要)如果抢答器需要特定的计分逻辑或显示效果,可能需要进行微控制器的编程工作。
在这一步骤中,确保编写的程序与硬件连接相匹配。
###4.4调试与测试逐一检查电路连接,确保没有短路或开路。
通过模拟按下按钮的操作,测试计数器和显示器的正常工作。
##5.实验结果与分析经过调试与测试,八路竞赛抢答器实现了预期的功能。
通过观察显示器的计数结果,可以准确判断参赛者的抢答顺序。
##6.实验总结通过本次实验,加深了对数字电子技术原理的理解,提高了动手制作电子装置的能力。
同时,实验中的问题与挑战也促使我们更好地合作解决问题,培养了团队协作与创新的精神。
##7.实验改进与展望为了进一步提高抢答器的性能,可以考虑引入更多的计数器、添加蓝牙或无线模块,以实现远程监控和计分等功能。
8路抢答器设计(含完整图)

数字电路课程设计报告8路数字抢答器1.概述抢答器同时供8名选手或8个代表队比赛,分别用8个按钮S0 ~ S7表示。
另外设置系统清除开关一个,该开关由主持人控制。
抢答器具有锁存与显示功能。
即选手按动按钮,锁存相应的编号,扬声器发出声响提示,并在七段数码管上显示选手号码。
选手抢答实行优先锁存,优先抢答选手的编号一直保持到主持人将系统清零为止。
当主持人按下清除键后,参赛选手可以进行抢答,同时倒计时电路开始倒计时,抢答有效时,红灯亮,倒计时停止,显示器上显示选手的编号,并保持到主持人将系统清零为止。
2、8路数字抢答器各主要芯片介绍2.1、74LS14874LS148是一个8线—3线优先编码器。
74LS148外部管脚图、真值表如图所示:图一 74ls148 真值表由表不难看出,在0=S 电路正常工作状态下,允许70~I I 当中同时有几个输入端同时为低电平,即有编码输入信号。
7I 的优先权最高,0I 的优先权最低。
当07=I 时,无论其它输入端有无输入信号(表中以x 表示),输出端只给出7I 的编码,即000012=Y Y Y ,当74LS148的功能表输 入输 出S0I 1I 2I 3I 4I 5I 6I 7I2Y 1Y 0Y S Y EX Y1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 x x x x x x x x 1 1 1 1 1 1 1 1 x x x x x x x 0 x x x x x x 0 1 x x x x x 0 1 1 x x x x 0 1 1 1 x x x 0 1 1 1 1 x x 0 1 1 1 1 1 x 0 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 0 0 0 1 0 0 0 1 1 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1 0 1 0 0 1 0 1 0 1 1 0 1 1 0 1 0 1 1 1 1 0U CC Y EX Y S I 3 I 2 I 1 I 0 Y 0I 4I 5I 6I7S Y 2Y 1GND 图2 74LS148管脚图16 9 74LS148 1 80167==I I 、时,无论其它输入端有无输入信号,只对6I 编码,即输出为001012=Y Y Y 。
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数字电路课程设计数字抢答器设计报告姓名:学号:专业:电子信息工程系指导教师:2012年04 月18 日八路数字抢答器一、设计目的及任务1.设计的目的通过八路数字抢答器的设计实验,要求大家回顾所学数字电子技术的基础理论和基础实验,掌握组合电路、时序电路、编程器件和任意集成电路的综合使用及设计方法,熟悉掌握优先编码器、触发器、计数器、单脉冲触发器、555电路、译码/驱动电路的应用方法,熟悉掌握时序电路的设计方法。
达到数字实验课程大纲所要求掌握的基本内容。
2.设计的任务及要求(1)基本功能①设计一个智力竞赛抢答器,可同时供8名选手或8个代表队参赛,他们的选号分别是0、1、2、3、4、5、6、7,各用一个抢答按钮,按钮的编号对应分别是S0、S1、S2、S3、S4、S5、S6、S7。
②给节目主持人设置一个控制开关,用来控制系统的清零(编号显示数码管灭灯)和抢答器的开始。
③抢答器具有数据锁存和显示的功能。
抢答开始后,若有选手按动抢答按钮,编号立即锁存,并在LED数码管上显示出选手的编号。
此外,要封锁输入电路,禁止其他选手抢答。
优先抢答选手的编号一直保持主持人将系统清零为止。
(2)扩展功能①抢答器具有定时抢答的功能,且一次抢答的时间可以由主持人设定(如30秒)。
当节目支持人启动“开始”键后,要求定时器立即减计时,并用显示器显示。
②参加选手在设定的时间内抢答,抢答有效,定时器停止工作,显示器上显示选手的编号和抢答时刻的时间,并保持到主持人将系统清零为止。
③如果定时抢答的时间已到,却没有选手抢答时,本次抢答无效,系统短暂报警,并封锁输入电路,禁止选手超时后抢答,时间显示器上显示00。
二、电路设计总方案及原理框图1. 设计思路(1)本题的根本任务是准确判断出第一抢答者的信号并将其锁存。
实现这一功能可选择使用触发器或锁存器等。
在得到第一信号之后应立即将电路的输入封锁,即使其他组的抢答信号无效。
同时还必须注意,第一抢答信号应该在主持人发出抢答命令之后才有效。
(2)当电路形成第一抢答信号之后,用编码、译码及数码显示电路显示出抢答者的组别,也可以用发光二极管直接指示出组别。
(3)在主持人没有按下开始抢答按钮前,参赛者的抢答开关无效;当主持人按下开始抢答按钮后,开始进行30秒倒计时,此时,若有组别抢答,显示该组别并使抢答指示灯亮表示“已有人抢答”;当计时时间到,仍无组别抢答,则计时指示灯灭表示“时间已到”,主持人清零后开始新一轮抢答。
2.总电路框图电路总体框图如图1所示:图1 总电路框图三、单元电路工作原理1.显示电路此部分电路主要完成的功能是实现8路选手抢答并进行锁存,同时有相应发光二极管点亮和数码显示。
使用优先编码器 74LS148 和锁存器 74LS297 来完成。
该电路主要完成两个功能:一是分辨出选手按键的先后,并锁存优先抢答者的编号,同时译码显示电路显示编号(显示电路采用七段数字数码显示管);二是禁止其他选手按键,其按键操作无效。
工作过程:开关S 置于"清除"端时,RS 触发器的 R、S 端均为0,4 个触发器输出置0,使74LS148 的优先编码工作标志端= 0,使之处于工作状态。
当开关S 置于"开始"时,抢答器处于等待工作状态,当有选手将抢答按键按下时(如按下S5),74LS148 的输出经RS 锁存后,CTR=1,RBO =1, 七段显示电路74LS48 处于工作状态,4Q3Q2Q=101,经译码显示为“5”。
此外,CTR =1,使74LS148 优先编码工作标志端=1,处于禁止状态,封锁其他按键的输入。
当按键松开即按下时,74LS148 的此时由于仍为CTR=1,使优先编码工作标志端=1, 5 所以74LS148 仍处于禁止状态,确保不会出二次按键时输入信号,保证了抢答者的优先性。
只要有一组选手先按下抢答器,就会将编码器锁死,不再对其他组进行编码。
通过74LS48译码器使抢答组别数字显示0-7。
如有再次抢答需由主持人将S 开关重新置“清除”然后再进行下一轮抢答。
抢答模块原理图如图2所示:图 2 抢答模块原理图(1)RS触发器:①保持状态。
当输入端接入S=R=1的电平时,如果基本SR触发器现态Q=1、Q=0,则触发器次态Q=1、Q=0;若基本SR触发器的现态Q=0、Q=1,则触发器次态Q=0、Q=1。
即S=R=1时,触发器保持原状态不变。
②置0状态。
当S=1,R=0时,如果基本SR触发器现态为Q=1、Q=0,因R=0,会使Q=1,而Q=1与S=1共同作用使Q端翻转为0;如果基本SR触发器现态为Q=0、Q=1,同理会使Q=0,Q=1。
只要输入信号S=1,R=0,无论基本SR触发器的输出现态如何,均会使输出次态置为0态。
③置1状态。
当S=0、R=1时,如果触发器现态为Q=0、Q=1,因S=0,的输出端次态翻转为1,而Q=1和R=1共同使G2的输出端Q=0;同理当会使G1Q=1、Q=0,也会使触发器的次态输出为Q=1、Q=0;只要S=0、R=1,无论触发器现态如何,均会将触发器置1。
④不定状态。
当S=R=0时,无论触发器的原状态如何,均会使Q=1,Q=1。
当脉冲去掉后,S和R同时恢复高电平后,触发器的新状态要看G1和G2两个门翻转速度快慢,所以称S=R=0是不定状态,在实际电路中要避免此状态出现。
(2)74LS148优先编码器:表1 74LS148真值表74LS148的输入端和输出端低电平有效。
如表174LS148真值表所示:0I~7I是输入信号,2Y~0Y为三位二进制编码输出信号,S I=1时,编码器禁止编码,当S I=0时,允许编码。
S Y是技能输出端,只有在S I=0,而0I~7I均无编码输入信号时为0。
EXY为优先编码输出端,在S I=0而0I~7I的其中之一有信号时,EXY=0。
0I~7I各输入端的优先顺序为:7I级别最高,0I级别最低。
如果7I=0(有信号),则其它输入端即使有输入信号,均不起作用,此时输出只按7I编码,2Y1Y0Y=000。
优先编码被广泛用于计算机控制系统中,当有多个外设申请中断时,优先编码器总是给优先级别高的设备先编码。
输入输出sI0I1I2I3I4I5I6I7I2Y1Y0Y EXY s Y1 X X X X X X X X 1 1 1 1 10 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 00 X X X X X X X 0 0 0 0 0 10 X X X X X X 0 1 0 0 1 0 10 X X X X X 0 1 1 0 1 0 0 10 X X X X 0 1 1 1 0 1 1 0 10 X X X 0 1 1 1 1 1 0 0 0 10 X X 0 1 1 1 1 1 1 0 1 0 10 X 0 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 10 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1图3 译码管电路二进制译码器是将输入的二进制代码的各种状态按特定含义翻译成对应输出信号的电路。
也称为变量译码器。
若输入端有n位,代码组合就有2n个,当然可译出2n个输出信号。
显示译码器由译码输出和显示器配合使用,最常用的是BCD七段译码器。
其输出是驱动七段字形的七个信号,常见产品型号有74LS48、74LS47等。
字符显示器:分段式显示是将字符由分布在同一平面上的若干段发光笔划组成。
电子计算器,数字万用表等显示器都是显示分段式数字。
而LED数码显示器是最常见的。
通常有红、绿、黄等颜色。
LED的死区电压较高,工作电压大约1.5~3V,驱动电流为几十毫安。
如图3所示,是七段LED数码管的引线图和显示数字情况。
74LS47译码驱动器输出是低电平有效,所以配接的数码管须采用共阳极接法;而74LS48译码驱动器输出是高电平有效,所以,配接的数码管须采用共阴极接法。
数码管常用型号有BS201、BS202等。
图3是共阴式LED 数码管的原理图,使用时,公阴极接地,7个阳极a~g由相应的BCD七段译码器来驱动。
2. 秒脉冲发生器电路该部分主要由555 定时器秒脉冲产生电路、十进制同步加减计数器74LS192 减法计数电路、74LS48 译码电路和 2 个 7 段数码管即相关电路组成。
完成的功能是当主持人按下开始抢答按钮后,进行30s倒计时,到0s时倒计时指示灯亮。
当有人抢答时,计时停止。
两块74LS192 实现减法计数,通过译码电路 74LS48 显示到数码管上,其时钟信号由时钟产生电路提供。
74LS192 的预置数控制端实现预置数30s,计数器的时钟脉冲由秒脉冲电路提供。
按键弹起后,计数器开始减法计数工作,并将时间显示在共阴极七段数码显示管上,当有人抢答时,停止计数并显示此时的倒计时时间;如果没有人抢答,且倒计时时间到时,输出低电平到时序控制电路,控制报警电路报警,同时以后选手抢答无效。
倒计时模块电路如图4所示:图4 倒计时模块电路由555定时器和三极管构成报警电路。
其中555构成多谐振荡器,振荡频率fo=1.43/[(RI+2R2)C],其输出信号经三极管推动扬声器。
PR为控制信号,当PR为高电平时,多谐振荡器工作,反之,电路停振。
555定时器连接图如图5所示:图 5 555定时器连接图3.报警电路控制输入信号为经过编码的抢答选手的信号,当有人在有效时间内抢答时,定时时间到时无人抢答时,输入信号为高电平,报警电路发出报警信号;反之,输入信号为低电平时,报警器不工作。
报警电路如图6所示:图6 报警电路四、电路仿真倒计时开始后开始计数,同时倒计时指示灯亮直到倒数到0秒熄灭,总电路图如图7所示:图7 总电路图在BO1和BO2端放置示波器,BO1端仿真曲线如图8和BO2端仿真曲线图9所示:计时器个位减到0时,BO1出现一个下跳;计时器十位减到0时,BO2出现一个下跳。
图8 BO1端仿真曲线图9 BO2端仿真曲线五、电路的安装及调试电路在面包板上进行安装调试:接通电源,开关打到预置端,倒计时数码管显示30。
主持人拨动开关后,倒计时电路开始从30秒倒数,8路触点开关处于待命状态。
待命状态电路如图10所示:图10 待命状态电路若有选手按下所在开关(抢答),抢答电路显示选手所在编码(0~7),倒计时电路停止计时。
同时其他选手所在的开关被锁定,抢答无效。
抢答显示如图11所示:图 11 抢答显示图12 计时锁定如果30秒倒计时结束后仍无人抢答,LED 灯熄灭,倒计时电路锁定为00,抢答不再有效。
蜂鸣器发出“滴……”的声音表示报警。
这时只需主持人重新将开关打到预置段,整个电路全部回到初态。
准备进行下一轮抢答。
计时锁定电路图如图12所示:六、实验结果将检查好的电路加上5伏直流稳压电源后,显示选手编号的数码管显示7,按下复位键后,接通电源,开关打到预置端,倒计时数码管显示29。