8路智力竞赛抢答器(数电课程设计报告)

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8路抢答器设计(含完整图)

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 。

八位抢答器 数电课设报告

八位抢答器 数电课设报告

课程设计任务书学生姓名:曾志杰专业班级:电信1104 指导教师:曾刚工作单位:信息工程学院题目:多路智力竞赛抢答器初始条件:具备电子电路的基础知识和设计能力;具备查阅资料的基本方法;熟悉常用的电子器件;熟悉电子设计常用软件的使用;要求完成的主要任务:(包括课程设计工作量及其技术要求,以及说明书撰写等具体要求)1、设计8路智力抢答器电路;2、数码管显示定时及抢答时间;3、主持人控制抢答开始;4、掌握数字电路的设计及调试方法;5、撰写符合学校要求的课程设计说明书。

时间安排:时间一周,其中2天原理设计,3天电路调试指导教师签名:年月日系主任(或责任教师)签名:年月日目录摘要 (1)1 设计要求 (2)2 设计过程 (2)2.1 设计思路 (2)2.2 抢答模块 (3)2.3 计时模块 (4)2.4 总体电路 (6)3 电路仿真 (8)4 设计结果及调试 (9)5 心得体会 (10)附录 (11)参考文献 (1)本科生课程成绩测定表 (1)摘要作为一种常用数字电路,抢答器已经广泛应用于各种智力和知识竞赛场合。

本设计以八路智力竞赛抢答器为基本概念,从实际应用出发,用数字、模拟电子器件设计具有扩充功能的抢答器。

该抢答器的设计利用PROTUES完成了原理图设计和电路仿真,具有数字显示、倒计时显示、编码译码功能,应用效果良好。

本次设计将完成一种八位抢答器的电路。

关键词: 数字电子技术;抢答器;仿真1 设计要求设计一个8路智力抢答器,数码管显示抢答选手的编号及抢答时间(本设计控制抢答时间为30s ),主持人控制抢答开始,即30s 倒计时开始,当有选手抢答时,倒计时停止。

2 设计过程2.1 设计思路电路主要分为两大部分:抢答电路和倒计时控制电路。

抢答电路主要需要解决的问题是如何锁定抢答选手的编号,即第一位选手按下抢答开关后,其他选手抢答无效,数码管锁定第一位选手的编号。

本次设计采用D 触发器来实现锁存功能,用译码器和数码管完成显示电路。

电子技术课程设计报告-八路竞赛抢答器

电子技术课程设计报告-八路竞赛抢答器

《数字电子技术》课程设计报告报告题目:八路竞赛抢答器的设计作者所在系部:计算机科学院与工程系作者所在专业:网络工程作者所在班级:作者姓名:作者学号:指导教师姓名:完成时间:2010/6/13课程设计任务书内容摘要竞赛抢答器在现实生活中有着很广泛的应用,各行各业在组织的各类型及时抢答赛事中都不可或缺,对我们的生活有很大的帮助,很具有实际应用价值。

本课题要设计的是八路竞赛抢答器,抢大器能容纳8名选手,并且给出相应的编号为1、2、3、4、5、6、7、8,为每名选手设置一个按键;设置一个给工作人员清零的开关,以便能开始新的一轮的抢答;用喇叭发声提示有效抢答及抢答答题时间的结束(这部分要求由我主要负责);用LED数码管显示获得优先抢答的选手的编号,一直保持到工作人员清零为止;有两个数码显示管显示抢答倒计时。

选手编号显示为1、2、3、4、5、6、7、8,抢到后,数显显示编号,并且喇叭发出报警信号;抢答定时倒数时间为30秒,每秒发声一次,到时间后没抢答报警信号响起。

关键字:优先编码器锁存器加法器译码数显 555定时器目录一、概述......... (1)二、方案设计与论证 (2)三、单元电路设计与分析 (2)1.抢答电路设计与分析 (3)2.定时电路设计与分析 (3)3.报警电路设计与分析 (3)4.控制电路设计与分析 (3)四、总原理图及元器件清单 (4)1.总原理图 (4)2.元器件清单 (4)五、结论 (6)六、心得体会 (6)七、参考文献 (6)一、概述竞赛抢答器在现实生活中有着很广泛的应用,各行各业在组织的各类型及时抢答赛事中都不可或缺,对我们的生活有很大的帮助,很具有实际应用价值。

根据系统功能及技术要求,要完成此类型的抢答器的数字逻辑控制系统,应包括以下几个电路:抢答电路、计时电路和报警电路、主持人控制电路。

抢答器工作过程如下:当选手抢答时,按下抢答按钮,给出一个信号,优先编码器74LS148将此信号对其编码输出,然后通过锁存器74LS297锁存起来,由于给的信号是0—7,不符合条件,再加一个加法器74LS283为信号加一,最后将信号通过74LS48译码输入到LED数码管,使七段数码管显示抢答的选手的编号。

8路抢答器的设计报告(数字电路课程设计)资料

8路抢答器的设计报告(数字电路课程设计)资料
5、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。
6、 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)设计要求 1、画出电路原理图(或仿真电路图); 2、元器件及参数选择; 3、电路仿真与调试; (三)制作要求 自行装配和调试,并能发现问题和解决问题。 (四)编写设计报告 写出设计与制作的全过程,附上有关资料和 图纸,有心得体会。 二、原理框图
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 S0——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 数码管行显示出选手的编号,
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XX 科技学院《数字电子技术》课程设计报告
同时扬声器给出音响提示。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。
4、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 30s)。 当节目主持人启动“开始”键后,要求定时器立即 减计时,并用显示器显示,同时扬声器发出短暂的声响。
8 路智力抢答器包括组合逻辑电路和时序电路。通过此次设计与 制作,进一步的了解各种在制作中用到的中小规模集成电路的作用及 实用方法.且由于 8 路智力抢答器包括组合逻辑电路和时叙电路.通 过它可以进一步学习与掌握各种组合逻辑电路与时序电路的原理与 使用方法。
一、设计要求 (一)设计指标 1、 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

8路计时抢答器设计报告

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。

8路抢答器设计报告

8路抢答器设计报告

题目: 8路数字抢答器目录一、相关介绍-------------------------------------------二、实验目的-------------------------------------------------三、设计要求及内容----------------------------------------四、设计及原理----------------------------------------------4.1 总体方案设计----------------------------------------4.1.1 设计思路-----------------------------------------4.1.2 原理框图----------------------------------------- 4.2 单元模块及说明-------------------------------------4.2.1 倒计时模块--------------------------------------4.2.2 抢答模块-----------------------------------------五、仿真调试过程中的部分显示------------------------六、实验结果显示------------------------------------------七、设计体验及收获---------------------------------------八、附录------------------------------------------------------8.1 总原理图-----------------------------------------8.2 相关元件引脚图--------------------------------8.3 元件清单-----------------------------------------九、参考资料-----------------------------------------------一、相关介绍初始条件: 要求对数字电路里555电路的运用有所了解, 同时熟悉计数电路和译码电路的运用, 还要能够运用protel软件进行电路的仿真,能够运用multisim软禁多自己设计的电路进行仿真, 检验自己所设计的电路是否正确。

八路抢答器实验报告

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

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。

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数字抢答器的设计姓名李永宏学号201401910034年级14自动化专业自动化系(院)机械与材料工程学院指导教师王丹1 设计任务与要求 (1)1.1基本功能 (1)1.2 扩展功能 (1)2 设计原理 (1)3 电路设计 (2)3.1 抢答电路 (2)3.2 定时电路 (6)3.3 相关逻辑电路 (8)4元器件的使用列表 (10)5仿真结果 (11)6 设计体会 (11)参考资料 (12)8路智力竞赛抢答器1 设计任务与要求1.1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个代表队参加比赛,其编号分别是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)和抢答的开始。

(3)抢答器具有数据锁存和显示功能。

抢答开始,若有选手按动抢答按钮,编号立即锁存,并在LED数码管上显示选手的编号,同时扬声器发出音响提示此外.要封锁输人电路,禁止其他选手抢答,并将优先抢答选手的编号—直保持到主持人将系统清零为止。

1.2 扩展功能(1)抢答器具有定时抢答功能,且一次抢答的时间长度可以由主持人设定(如30 s)。

当节目主持人启动“开始”键后,要求定时器立即减计时,并用显示器显示,同时扬声器发出短暂的音响,音响持续时间为0.5 s左右。

(2)参赛选手在设定的时间内抢答,抢答有效;有效抢答结束定时器停止工作.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,本次抢答无效,系统短暂报警,并封锁输入电路,禁止选手超时后做无效抢答,时间显示器上显示00。

2 设计原理定时抢答器的总体框图如图1所示,它由主体电路和扩展电路两部分组成。

主体电路完成基本的抢答功能,即开始抢答后,当选手按动抢答键时,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的功能。

图1- 1 定时器总体框图图1所示的定时抢答器的工作过程是:接通电源时,节目主持人将开关置于“清除”位置,抢答器处于禁止工作状态,编号显示器灭灯,定时显示器显示设定的时间;当节目主持人宣布抢答题目后,说一声“抢答开始”,同时将控制开关拨到“开始”位置,扬声器发出音响提示,抢答器处于工作状态,定时器倒计时开始。

当定时时间到,却没有选手抢答时,系统报警,并封锁输入电路,禁止选手在超时后抢答。

当选手在定时时间内按动抢答键时,抢答器要完成以下四项工作:(1)优先编码电路立即分辨出抢答者的编号,并由锁存器进行锁存,然后由译码电路显示编号;扬声器发出短暂音响,提醒节目主持人注意。

(2)控制电路要对输人编码电路进行封锁,避免其他选手再次进行抢答。

(3)控制电路要使定时器停止工作,时间显示器上显示剩余抢答时间.并保持到主持人将系统清零为止。

当选手将问题回答完毕,主持人操作控制开关.使系统回复到禁止工作状态,以便进行下—轮抢答。

3 电路设计3.1 抢答电路抢答电路的功能有两个:—是能分辨选手按键的先后,并锁存优先抢答者的编号,供译码显示电路用;二是要使其他选手的按键操作无效。

方案一:选用优先编码器74LS148和八D锁存器74LS573(或74LS373)可以完成上述功能。

通过74LS573可以一次性锁存八个信号输入的功能,将八个抢答的信号送给它2~9的八个输入管脚,再将它19~12的八个管脚接74LS148的优先编码信号输入的八个管脚,最后通过优先编码器的GS端经相应门电路处理后接锁存器的锁存端进行锁存。

74LS573管脚与功能如图3-1所示。

图3- 1 74LS573管脚与功能方案二:选用优先编码器74LS148和RS锁存器74LS279可以完成上述功能,其电路组成如图3-2所示。

图3- 2抢答器电路其工作原理是:当主持人的控制开关处于“清除”位置时,RS 触发器的R 端为低电平,输出端(4Q ~1Q )全部为低电平,于是74LS48的RBI =0,显示器灭灯;74LS48的选通输入端ST =0, 74LS48处于工作状态,此时锁存电路不工作。

当主持人将开关拨到“开始”位置时,优先编码电路和锁存电路同时处于工作状态,即抢答器处于等待工作状态,等待输入端7I 、··· 、0I 输人信号。

当有选手将键按下时(如按下S 5,74LS148的输出012Y Y Y =000,EX Y =0,经RS 锁存器后,CTR =1,B =1,74LS279处于工作状态; 4Q3Q2Q =101,经74LS48译码,显示器显示“5”。

此外,CTR =1,使74LS148的ST 端为高电平.74LSl48处于禁止工作状态,封锁了其他按键的输人。

当选手按下的键松开后,74LS148的EX Y 为高电平;但由于CTR 维持高电平不变,所以,74LS148仍处于禁止工作状态,其他按键的输入信号不会被接收。

这就保证了抢答者的优先性以及抢答电路的准确性。

当优先抢答者回答完问题后,由主持人操作控制开关S ,使抢答电路复位,以便进行下一轮抢答。

最终方案:经过对比以上两种抢答电路,我们最终选择实验室有所有现成芯片方案二(在最后的方案里对方案二也进行了修改)。

抢答与按键电路如图3-3和图3-4所示。

为了连线方便,图中使用了大量的网络标号,如“RBO ”、“A0” 、“A1” 、“A2”等。

完整电路原理图请看附录。

图3- 3 抢答电路通过Proteus ISIS 7.8仿真得图3-2的抢答电路未能实现所需的抢答要求。

主要为74LS279的最右边个RS触发器输出Q端接74LS148的ST时,在电路工作状态主持人控制开关不能实现“清零”后再“开始”让抢答电路继续工作。

经过改进得如上图3-3完成了抢答电路要求。

RBO从图3-9中产生。

图3- 4 抢答按键电路图3-4中的8个按钮现实中用1个八位拨码开关代替,简化材料的同时又更加贴近真实抢答过程中选手会一直按着按钮的这种情况的模拟。

如果电路中再增加一个74LS83到优先编码器与显示译码器之间,实现二进制码的加一操作可以使数码管从1~8数码的显示可更加贴近真实抢答中的显示内容,同时可以去掉图3-4中的与门。

本电路中的与门为对抢答时“0”信号的特殊处理,避免抢答时“0”号按钮按下而数码管中不显示“0”的情况。

74LS148是有八个输入端,三个输出端的优先编码器,它的功能是判断抢答选手的编号。

74LS148的功能表如表3-1所示。

表3-1 74LS148的功能表七段显示译码器7448输出高电平有效,用以驱动共阴极显示器。

该集成显示译码器设有多个辅助控制端,以增强器件的功能。

七段显示译码器一般与七段数码显示器相连,共同构成四输入端的数码显示电路。

共阴极数码显示器的功能表如表3-2所示十进制A3 A2 A1 A0 a b c d e f g0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 01 0 0 0 1 0 1 1 0 0 0 02 0 0 1 0 1 1 0 1 1 0 13 0 0 1 1 1 1 1 1 0 0 14 0 1 0 0 0 1 1 0 0 1 15 0 1 0 1 1 0 1 1 0 1 16 0 1 1 0 0 0 1 1 1 1 17 0 1 1 1 1 1 1 0 0 0 08 1 0 0 0 1 1 1 1 1 1 19 1 0 0 1 1 1 1 0 0 1 13.2 定时电路节目主持人根据抢答题的难易程度,设定一次抢答的时间长度,通过预置时间电路对计数器进行预置。

主持人按键电路如图3-7所示。

现选用十进制同步加/减计数器74LS192进行设计,计数器的时钟脉冲由秒脉冲电路提供,具体电路如图3-5与图3-6所示。

图3- 5 定时器减计数电路在现实调试中两个74LS192的第5管脚同时接5V 高电平才能使计数器正常减计数。

不然会发生无法借位的情况。

图3-5中74LS192输入所用的“0”、“1”的逻辑开关,在实际电路中使用一侧接地的拨码开关代替。

拨码开关导通时,输入为“0”;拨码开关断开时,输入为“1”(TTL 悬空的输入默认为高电平)。

表3-4 74LS192的功能表图3- 6定时器1秒脉冲发生电路555定时器构成一个多谐振荡器,产生一个周期接近1秒方波信号从第3管脚输出。

而接一个与非门是为了对方波信号整型。

555定时器的振荡频率计算公式为:CR R R R fC 121210)43.12ln )2(12(+≈+=图3-6中R11=15K ,R12=68K ,C2=10uF 带入公式得:()Hz Hz CRR f947.000001.0)68000215000(43.143.1212112≈⨯⨯+=+=s fT 056.11≈=由以上计算得555电路产生的方波周期约为1秒。

图3- 7 主持人按键与抢答指示灯电路由于光比声音在空气中的速度快,而每个抢答按钮与提示开始抢答的信号距离不一定相等,所以图3-7的电路中使用LED的熄灭模拟主持人按下按钮后提示选手开始抢答的现象。

即图3-7中D3灯灭时,选手开始抢答,同时图3-5中数码管显示每秒减一个数字,直到显示为零。

3.3 相关逻辑电路逻辑控制电路是抢答器设计的关键。

它要完成以下三项功能:(1)主持人将控制开关SW1拨到图3-7显示的状态为定时器减计数电路置数,也是抢答器总复位状态。

当控制开关SW1拨到另一个位置时,抢答电路和定时电路进人正常工作状态。

(2)当参赛选手按动抢答键时,扬声器发声,抢答电路和定时电路停止工作。

(3)当设定的抢答时间到,无人抢答时,扬声器发声,同时抢答电路和定时电路停止工作。

根据上面的功能要求以及前面所有电路,设计的逻辑控制电路如图3-9所示。

图3- 9 相关逻辑控制电路图3-9中,U2:B、U2:C、U2:D的三个与非门通过反演律组成一个或门(5、9脚悬空即为高电平)。

U12:C、U12:D、U16:A的功能与前面相同。

反演规则:i.变换时应保持原函数运算顺序不变。

ii.变换运算符号的优先顺序,遵循“先进行括号里的运算变换,再进行逻辑乘的运算变换,最后进行逻辑加的运算变换”。

iii.不属于单个变量上的非号应保留不变。

当74LS279输出的A0、A1、A2有信号时,则RBO为高电平,实现74LS148封锁输入。

由图3-9得逻辑函数表达式如下:RBO=(A0+A1)+A2= A0+A1+A2TCD4=RBO’= (A0+A1+A2)’TCD2=(TCD4)(D0) 注:D0在图3-4中TCD3=(TCD2)(TCD)DCLK=(CLK)(TCD3) 注:CLK在图3-6中表3-4 函数RBO与TCD4的真值表输入输出A0 A1 A2 RBO TCD40 0 0 0 10 0 1 1 00 1 0 1 0当74LS279输出为零的二进制码,即A0、A1、A2都为0时,不能使RBO为1,因而不能实现74LS148封锁输入。

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