三路抢答器设计
三路抢答器设计

数字电路课程设计一、设计任务和要求:1. 抢答器同时供3名选手抢答,分别用3个按钮D1、D2、D3表示。
2. 设置一个系统清除和抢答控制开关S,该开关由主持人控制。
3. 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,并在LED数码管上显示,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除为止。
4. 抢答器具有定时抢答功能,且一次抢答的时间为8秒。
当主持人启动"开始"键后,定时器进行计时(0-7)。
5.主持人没有闭合开关之前,有人抢答,数码管显示对应的选手编号,且红灯亮,当所有选手闭合自己对应的开关时,编号数码管清为0。
6. 参赛选手在设定的时间内进行抢答,抢答有效,计数器停止工作,显示器上显示选手的编号和抢答的时间,绿灯亮,并保持到主持人将系统清除为止。
7. 如果定时时间已到,无人抢答,本次抢答无效,定时显示器上显示8,且黄灯亮以示警告时间已到,若有人抢答,显示抢答人组号并锁存,直到主持人将系统清零,即黄灯灭,两个数码管显示都为0。
二、 实验框图: 1、设计方案 :抢答器具有锁存、定时、显示功能。
抢答之前,两个数码管显示为0,即主持人没有按下开始按钮之前,有人抢答,亮红灯给以警告,数码管显示对应的选手编号,当选手闭合自己的开关时,对应数码管显示为0;当主持人按下开始按钮后,进行抢答,若有人抢答,锁存器锁存选手号和抢答时的时间,同时亮绿灯,直到主持人清零,系统才能再次正常工作;如果时间已到,没有人回答,黄灯亮,即在8秒的时刻,如果有选手抢答,锁存器锁存选手号,数码管并将选手号显示出来,直到主持人清零。
2、系统框图 :当主持人宣布开始,定时电路开始秒脉冲电路的作用而进行计时,并通过译码器在数码管中显示。
当某选手按开关键时,通过控制电路控制锁存器的使能端,并在锁存器中锁存,在输出端产生相应的开关电平信息,然后在译码器中译码,将编码器输出的8421BCD 转换为数码管需要的逻辑状态。
三路竞赛抢答器仿真设计

三路竞赛抢答器仿真设计一、赛题:1.1 设计要求1、设计一个可容纳三组参赛者的竞赛抢答器,每组设置一个抢答按钮供参加竞赛者使用。
2、电路应具有第一抢答信号的鉴别和锁存功能。
在主持人清零发出抢答指令后,如果某组参赛者在第一时间按动抢答开关,则显示器显示出该组参赛者的组号。
3、电路应具备自锁功能。
在某组参赛者在第一时间抢答成功后,其他组别参赛者的抢答应无效。
1.2 设计整体方案1、本设计的重要任务是准确判断第一时间抢答者的信号并将其锁存。
实现这一功能可用触发器或锁存器等。
在得到第一抢答信号后,应立即将其输入锁存,并使其他组别的抢答信号无效。
2、当电路锁存第一抢答信号后,用编码、译码及数码显示电路显示出抢答组别的符号。
3、若同时有两组或两组以上抢答,则所有的抢答信号无效,显示器显示0字符。
二、参考答案:1.3 抢答器设计方案一用1块四D 触发器74LS175、2块三3输入与非门74LS10、1块555电路、1块四2输入与门74LS08、1个七段LED 数码显示器和若干按钮开关等器件设计一个可容纳1、2、3,三组参赛者的竞赛抢答器。
1、主持人[X]有一个清零按钮。
清零后,显示器清零,抢答开始。
2、三组参赛者分别为:1、2、3组。
每组有一个抢答按钮。
抢答时,第一时间抢答成功者的组别符号被显示器L 显示。
3、若同时有两组或两组以上抢答,则所有的抢答信号无效,显示器L 显示0字符。
4、四D 触发器74LS175、三3输入与非门74LS10和四2输入与门74LS08的逻辑图和功能表分别如图1.1、图1.2和图1.3所示。
三路竞赛抢答器设计电路(一),如图1.4所示。
其中,图1.1 四D 触发器图1.2 三3输入与非门74LS10[X ]:为主持人清零信号,低电平有效。
[1]、[2]、[3]:分别为三个参赛组的组别符号,抢答高电平有效。
当主持人按下清零按钮后,FF 1的0=CLR ,FF 1被清零,Q 1=Q 2=Q 3=0,显示器L 显示0字符,所有的抢答无效。
课程设计三路抢答器

三人抢答计时器一、摘要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。
二、设计要求1.设计一个三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,相应显示灯亮并伴有声响。
此时,抢答器不再接收其他输入的信号。
3.电路具有回答问题时间控制功能。
要求回答问题的时间小于等于100秒(显示0~99),时间显示采用倒计时方式。
当达到限定时间时,发出声响以示警告。
三、给定条件及元器件1.要求电路主要选用中规模CMOS集成电路CC 4000 系列。
2.电源电压为5 ~ 10 V 。
3.本设计要求在数字电路实验箱上完成。
四、设计内容1.电路各部分的组成和工作原理。
2.元件器的选取及其电路图和功能。
3.电路各部分的调试方法。
4.在整机电路的设计调试过程中,遇到什么问,其原因及解决的办法。
五、电路组成和工作原理图(一)根据上面所说的功能要求,智力竞赛抢答计时系统的组成框如图(一)所示。
它主要由六部分组成;1、抢答器——是三人抢答计时器的核心。
当参赛者的任意一位首先按下抢答开关时,抢答器即刻接受该信号,指使相应发光二级管亮(或音响电路发出声音),与此同时,封锁住其他参赛者的输入信号。
2、抢答控制电路——由三个开关组成。
三名参赛者各控制一个,拨动开关使相应控制端的信号为高电平或低电平。
3、清零装置——供比赛开始前裁判员使用。
它能保证比赛前触发器统一清零,避免电路的误动作和抢答过程的不公平。
4、显示声响电路——比赛开始,当某一参赛者按下抢答器开关时,触发器接受该信号,在封锁其他开关信号的同时,使该路的发光二极管发出亮光和蜂鸣器发出声响,以引起人们的注意。
5、计时显示声响电路——是对抢答者回答问题时间进行控制的电路。
若规定回答问题时间小于等于100秒(显示为0—99),那么显示装置应该是一个二位数字显示的计数系统。
6、振荡电路——它应该提供给抢答器,计时系统和声响电路工作的控制脉冲。
三路抢答器课程设计

设计题目三路抢答器的PLC控制1 主要容该抢答器作为智力竞赛的品判装置,根据应答者抢答情况自动设定答题时间,并根据答题情况用灯光、声音显示其答题正确、错误及违规,在主持人的操作下,对答题者所显示的分数值进行加分、减分或违规扣分。
2 具体要求1.主持人提出问题按下启动按钮(开始抢答)后,若10s无人抢答,则有声音提示,说明该题无人抢答,自动作废。
2.主持人提出问题在未按下启动按钮(开始抢答)之前抢答,则违规,抢答器报出违规信号,并作减分处理。
3.主持人提出问题按下启动按钮(开始抢答)后,第一个按下按钮的信号有效,后按下的按钮信号无效。
4.主持人按下计时按钮,开始计时。
答题时间为1min,答题过程中有灯光提示时间,时间到并有声音指示。
5.抢答器有数码显示器显示各答题者的分数,由主持人控制,答对者加10分,答错者减10分,违规者扣5分,减分计算中若出现负分作0分处理。
6.答题完毕按下复位按钮,恢复抢答器原始状态,为下一轮抢答做好准备。
答题过程中灯光、音响的安排及注意事项见课程设计指导书。
在上述具体的要求下,完成硬件电路的制作和接线,PLC控制程序的设计及联机调试,直至满足要求。
3 进度安排1.理解课程设计容及设计要求,查阅资料(第一周的星期一)。
2. PLC外围硬件电路的制作和接线,构思设计方案(第一周的星期二至星期三)。
3. PLC控制程序设计、程序调试及系统的总体调试,撰写课程设计报告(第一周的星期四至第二周星期四)。
4. 课程设计答辩、批改设计报告,登载成绩(第二周星期五)。
4 完成后应上交的材料PLC外围硬件连接电路、程序清单及课程设计总结报告。
6 总评成绩指导教师签名日期年月日系主任审核日期年月日目录绪论 (3)第一章系统设计容及要求 (1)第二章硬件设计 (3)2.1硬件选取 (3)2.1.1 三菱PLC可编程控制器 (3)2.1.2 按钮板块 (3)2.1.3 数码显示电路 (4)2.1.4 八字数码管. (4)2.1.5 CD4511简介 (4)2.1.6 数码管显示电路 (5)第三章软件设计 (6)3.1编程辅助器说明 (6)3.2梯形图说明 (7)3.2.1初始化 (7)3.2.2抢答前计时 (8)3.2.3答题时间 (9)3.2.4抢答标志 (10)3.2.5抢答灯控制 (11)3.2.6蜂鸣器 (12)3.2.7数据处理 (13)3.2.8分数加减 (14)3.2.9显示控制 (16)3.2.10防过显示 (18)3.2.11复位 (18)3.2.12违规标志位 (19)参考文献 (20)总结 (21)致 (22)附录 (23)绪论该抢答器可作为智力竞赛的评判装置。
3路抢答器课程设计

3路抢答器课程设计一、课程目标知识目标:1. 学生理解3路抢答器的电路原理,掌握基本电子元件的功能和使用方法。
2. 学生掌握数字电路的基本知识,了解抢答器中计数器、锁存器等元器件的工作原理。
3. 学生了解抢答器的应用场景,掌握相关电子产品的设计规范。
技能目标:1. 学生能够独立完成3路抢答器的电路搭建,具备实际操作能力。
2. 学生能够分析并解决抢答器电路中可能出现的问题,具备一定的故障排查能力。
3. 学生能够运用所学知识,设计简单的电子电路,培养创新能力。
情感态度价值观目标:1. 学生通过动手实践,培养对电子技术的兴趣和热情,提高学习积极性。
2. 学生在团队协作中,学会相互尊重、沟通和合作,培养团队精神。
3. 学生了解电子产品在现实生活中的应用,认识到科技对社会发展的作用,增强社会责任感。
课程性质:本课程属于电子技术实践课程,以项目式教学为主,注重培养学生的动手能力和创新能力。
学生特点:本课程面向初中生,学生对电子技术有一定的基础知识,好奇心强,喜欢动手实践。
教学要求:教师需引导学生掌握基本电路原理,关注学生实践操作过程,及时解答学生疑问,鼓励学生创新思维,提高学生的综合素养。
通过课程目标的分解,使学生在实践中达成具体学习成果,为后续教学设计和评估提供依据。
二、教学内容本节教学内容依据课程目标,结合教材第十五章“数字电路及其应用”展开,主要包括以下三个方面:1. 数字电路基础知识:回顾并巩固与非门、或非门、非门等基本逻辑门电路原理,使学生掌握数字电路的基本概念。
2. 3路抢答器电路原理及搭建:- 讲解3路抢答器的电路原理,包括按键输入、锁存器、计数器等部分的功能和作用。
- 分析教材中提供的3路抢答器电路图,使学生了解电路的连接方法。
- 引导学生动手搭建3路抢答器电路,熟悉各元器件的安装和使用。
3. 故障排查与产品优化:- 指导学生进行电路测试,分析可能出现的故障原因,培养学生解决问题的能力。
- 讨论如何优化抢答器设计,提高产品性能,激发学生的创新思维。
3路抢答器课程设计

3路抢答器 课程设计一、课程目标知识目标:1. 让学生理解并掌握3路抢答器的基本原理与设计思路。
2. 使学生掌握数字电路基础知识,包括逻辑门、触发器等,并能将这些知识应用于3路抢答器的电路设计中。
3. 让学生了解抢答器在实际应用中的优点和局限性。
技能目标:1. 培养学生运用所学知识分析和解决实际问题的能力。
2. 提高学生的动手实践能力,使其能够独立完成3路抢答器的搭建和调试。
3. 培养学生团队合作精神,提高沟通与协作能力。
情感态度价值观目标:1. 培养学生对电子技术的兴趣和爱好,激发其探索精神和创新意识。
2. 培养学生严谨、踏实的科学态度,使其在学习过程中养成良好的学习习惯。
3. 引导学生关注科技发展,认识电子技术在现实生活中的应用,提高其社会责任感。
课程性质分析:本课程为电子技术基础课程,以实践性、应用性为主,旨在让学生通过动手实践,掌握数字电路基础知识,并能够将其应用于实际项目中。
学生特点分析:学生为初中生,具备一定的物理知识和动手能力,对新鲜事物充满好奇,但可能缺乏系统的电子技术知识和实践经验。
教学要求:1. 注重理论与实践相结合,提高学生的实际操作能力。
2. 创设情境,激发学生兴趣,引导学生主动参与学习过程。
3. 分组合作,培养学生的团队协作能力和沟通能力。
4. 关注个体差异,因材施教,使每个学生都能在课程中收获成长。
二、教学内容1. 数字电路基础知识回顾:逻辑门、触发器、时钟信号等基本概念和原理。
- 教材章节:第三章《数字电路基础》2. 3路抢答器工作原理:介绍抢答器的功能、电路构成、工作流程。
- 教材章节:第四章《触发器及其应用》3. 3路抢答器电路设计:- 教材章节:第五章《数字电路设计》- 抢答器电路图绘制- 元器件选择与参数计算- 电路搭建与调试4. 抢答器编程设计:- 教材章节:第六章《数字电路编程》- 基本逻辑编程- 抢答器程序设计- 程序下载与调试5. 实践操作与团队协作:- 教材章节:实验教程- 学生分组进行3路抢答器搭建- 团队合作,沟通交流- 撰写实验报告,总结经验教学内容安排与进度:第一课时:回顾数字电路基础知识,介绍3路抢答器工作原理。
三路抢答器PLC程序设计

目录一、前言 (2)二、课程设计分析与解决思路 (3)2.1、控制任务 (3)2.2、分析及解决思路 (3)三、控制系统设计 (4)3.1、PLC机型选择 (4)3.2、控制程序流程图 (4)3.3、输入输出点分配图 (5)3.4、梯形图设计 (6)3.5、设计指令 (8)3.6、外部接线图 (11)四、程序调试说明 (12)五、总结 (13)参考资料 (14)一、前言目前国内外市场上已有很多类型的知识竞赛抢答器,其大致采用模拟电路、数字电路、单片机或者PLC芯片、计算机控制系统等四类产品。
对于采用模拟电路或者数字电路的产品,其技术相当成熟。
但是随着功能的增多,电路也越复杂,并且成本偏高,故障率高,显示方式简单或者没有,无法准确判断抢按按钮的行为,也不便于参数调节及其功能的升级换代。
而对于科技飞速发展的今天,PLC、单片机应用的不断深入,带动了传统控制检测技术的不断更新,并鉴于其本身具有的优点,以PLC、单片机为核心的部件成为主流。
它对采样获得的各种抢答信号进行分析。
但仅有抢答功能的抢答器已经不能满足当今社会的需要。
该设计不但有抢答功能,而且还有一个计分系统,能分别对四个选手进行计分,并能够对分数进行加、减。
带计分功能的智能抢答器将会取代一般的智能抢答器,更好的服务于社会。
本设计将以PLC为核心设计了系统结构图、梯形图以及输入输出端子的分配方案,实现了三路抢答的功能,抢答人员按下抢答器后,七段显示器显示抢答成功的相应的位置号。
主持人只需按一下即可达到初始状态继续答题。
从而使得竞赛不断完善其公平、公正性。
二、课程设计分析与解决思路1、控制任务:(1)、有3个抢答席(分别为1~3号)和1个主持人席,每个抢答席上各有1个抢答按钮和一盏抢答指示灯。
(2)、参赛者在允许抢答时,第一个按下抢答按钮的抢答席上的指示灯将会亮,七段显示器显示抢答成功的相应的位置号,且释放抢答按钮后,指示灯仍然亮;此后另外两个抢答席上即使在按各自的抢答按钮,其指示灯也不会亮。
PLC课程设计三路抢答器

PLC课程设计三路抢答器1 引言1.1设计任务与要求一、控制要求设计三路抢答器控制系统,其控制要求如下:一个三路抢答器,任意一组抢先按下后,显示器能及时显示该组的编号并且指示灯开始闪烁,同时锁住抢答器,使其他组按下无效,抢答器复位后才可重新抢答。
二、设计I/O点分配三、画出PLC的外部接线图四、设计完整的梯形图五、编译、下载、运行六、工作流程如图1所示图1.1工作流程图1.2实用价值与理论意义目前国内外市场上已有很多类型的知识竞赛抢答器,其大致采用模拟电路、数字电路、单片机或者PLC芯片、计算机控制系统等四类产品。
对于采用模拟电路或者数字电路的产品,其技术相当成熟。
但是随着功能的增多,电路也越复杂,并且成本偏高,故障率高,显示方式简单或者没有。
而对于科技飞速发展的今天,PLC、单片机应用的不断深入,带动了传统控制检测技术的不断更新,并鉴于其本身具有的优点,以PLC、单片机为核心的部件成为主流。
可编程控制器是以计算机为核心的通用自动控制装置,它的功能强、可靠性极强、编程简单、使用方便、体积小。
现已广泛应用于工业控制的各个领域,它以微处理器为核心,用编写的程序进行逻辑控制、定时、记数和算术运算等,并通过数字量和模拟量的输入/输出来控制机械设备或生产过程.抢答器广泛用于电视台、商业机构及学校,为竞赛增添了刺激性、娱乐性,在一定程度上丰富了人们的业余生活。
本文介绍一种抢答器,能使三个人同时参加抢答,赛场中设有1个裁判台,三个参赛台.总体设计选用施耐德PLC控制,抢答操作方便,在很多的场所都可以使用,并且给人的视觉效果非常好。
抢答器,顾名思义就是用于比赛时,跟对手比反应时间,思维运转快慢的新型电器。
随着社会科技技术的不断发展,他的应用场合也随之增加;技术含量大大提升;更加方便可靠。
用PLC进行知识竞赛抢答器设计,其控制方便,灵活,只要改变输入PLC的控制程序,便可改变竞赛抢答器的抢答方案。
三路抢答器有三个抢答按钮,最先按下按钮有效,显示器能及时显示该组的编号并且指示灯开始闪烁,同时锁住抢答器,使其他组按下无效,抢答器复位后才可重新抢答。
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河北联合大学2010级本科课程设计三路抢答器的设计姓名:徐来立学院:电气工程学院专业:10表2学号:7指导教师:刘丽萍2012年12 月11日目录第一章实验目的 (3)第二章设计要求与内容 (4)第三章设计及原理 (5)3.1 总体方案设计 (5)3.1.1 设计思路 (5)3.1.2 总电路框图 (5)3.2 各模块设计方案及原理说明 (5)3.2.1 抢答电路 (5)3.2.2 倒计时电路 (9)第四章电路仿真 (12)4.1 抢答电路 (12)4.2 倒计时电路 (12)第五章收获、体会和建议 (15)附录 (15)1.总电路图 (15)2.元件引脚图 (16)3.元器件清单 (19)4.参考文献 (20)第一章实验目的通过三路数字抢答器的设计实验,要求学生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。
第二章设计要求与内容〖基本要求〗利用数字电路设计—三路抢答器,要求:1)允许三人参加,并且有锁定功能,用LED 实现最先抢答的队员号码,系统设置外部清除键,按动清除键,LED 显示器自动清零灭灯。
2)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,系统短暂报警,发光二极管灯灭〖提高要求〗1)按钮到控制中心距离20M2)计分显示。
可以进行加/减分第三章设计及原理3.1 总体方案设计3.1.1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。
3.1.2 总电路框图图3-1 总电路框图3.2各模块设计方案及原理说明3.2.1 抢答电路此部分电路主要完成的功能是实现三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1-3。
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。
原理图如下:图3-2 抢答模块原理图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,会使G1 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Q =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。
基本RS 触发器的逻辑图、逻辑符号和波形图如图3-3 所示。
4LS148 的输入端和输出端低电平有效。
I0‘~ I7‘是输入信号,Y2’~ Y0‘为三位二进制编码输出信号,Is’=1 时,编码器禁止编码,当Is‘=0 时,允许编码。
Ys’是技能输出端,只有在Is‘=0,而I0’~ I7‘均无编码输入信号时为0。
Yex’为优先编码输出端,在Is‘=0 而I0’~ I7‘的其中之一有信号时,Yex’=0。
I0‘~ I7’各输入端的优先顺序为:I7‘级别最高,I0’级别最低。
如果I7‘=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7 I 编码,Y2’Y1‘Y0’=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。
图3-4 译码显示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。
图附3-4 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。
图附2-6(a)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。
3.2.2 倒计时电路原理图如下:图3-5 倒计时模块原理图该部分主要由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。
图3-6 555 定时器连接图由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。
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。
将连接好的555 定时器的输出端接在示波器上,呈现如下符合要求的方波。
图3 -7 555 定时器输出波形第四章电路仿真4.1 抢答电路第2 路抢答器抢答后的显示,同时发光二极管指示灯发光,如下图:图4-1 抢答电路仿真CTR 端的示波器波形:如图,拨动开关后,CTR 上跳,有人抢答时,CTR 下跳图4-2 CTR 端仿真曲线4.2 倒计时电路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,如下图:图4-3 倒计时电路仿真在BO1 和BO2 端放置示波器,波形如图: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4-4 BO1 端仿真曲线图4-5 BO2 端仿真曲线第五章收获、体会和建议这次课程设计的电路是比较复杂的。
虽然以前课程设计中接触过一些电子电路,但在初期还是感到无从下手。
在整个电路的设计过程中,花费时间最多的是各个单元电路的连接及电路的仿真上,在多种方案的选择中,我们仔细比较分析其原理以及可行的原因,最后还是在通多次对电路的改进,上机仿真,终于使整个电路可稳定工作。
设计过程中,我深刻的体会到在设计过程中,需要反复实践,其过程很可能相当烦琐,有时花很长时间设计出来的电路还是需要重做,那时心中未免有点灰心,有时还特别想放弃,此时更加需要静下心,查找原因。
设计思路是最重要的,只要你的设计思路是成功的,那你的设计已经成功了一半。
因此我们应该在设计前做好充分的准备,像查找详细的资料,为我们设计的成功打下坚实的基础。
设计单元电路阶段,这个阶段可以说是考察数电书本知识的阶段。
所有的设计方法还有步骤在数电书上都有,而且还有例题。
这个阶段遇到的主要问题就是以前的知识忘记不少,所以做设计的时候要常随手翻阅课本,等于是做了几道数电作业题。