課程設(shè)計---數(shù)字智力競賽搶答器的設(shè)計-文庫吧
2025-05-15 16:10 本頁面
【正文】 案一流程圖 秒脈沖 計時控制顯示搶答控制器聲光提示倒計時顯示主持人控 制計分器 2 搶答器主要是由四個三極管、和四個 D 觸發(fā)器以及四個或非門構(gòu)成，其中三極管是與主持人一起配合使用，用來控制是否開始搶答，當(dāng)主持人 將開關(guān)接地時，三極管截至，此時三極管可以當(dāng)作一個二極管使用當(dāng)有選手搶答時就通過三極管將信號傳送給 D 觸發(fā)器， D 觸發(fā)器在將信號傳送給或非門并將其他選手鎖存，同時將信號送給發(fā)光二極管與喇叭。 其工作原理是當(dāng)主持人按下?lián)尨痖_關(guān)時，選手能進(jìn)行搶答。當(dāng)有選手搶時，搶答信號就通過三極管傳入 D 觸發(fā)器，并且最先收到搶答信息的 D 觸發(fā)器送出一個反饋信號將其余三位選手的信號封鎖。當(dāng)選手回答完畢問題時，主持人啟動計分器，并且給該選手加上或減去分?jǐn)?shù)。計分器通過譯碼器將信號傳送給一數(shù)碼管顯示出來。 圖 方案二流程圖 方案二的搶答器則主要是由四個 RS 觸發(fā)器，一個 74LS48 以及一個優(yōu)先編碼器74LS148 構(gòu)成，其中四個 RS 觸發(fā)器的輸出接 74LS48， 74LS48 在接數(shù)碼管， R 端接 5V電源其如圖 主持人控制 搶答控制器 計分器 顯示分?jǐn)?shù) 倒計時器 定時器 顯示時間 選手搶答按鍵 聲光提示 3 圖 RS 觸發(fā)器 S 端接 74LS48 連接選手的輸入信號，當(dāng)主持人將開關(guān)接通時， RS 觸發(fā)器的 R 端為低電平，輸出端也全部為低電，選 手不能搶答。當(dāng)斷開時， RS 觸發(fā)器處于工作狀態(tài)中，當(dāng)有選手搶答時，信號輸入 S 端，并且鎖定其他選手。 方案 論證及選擇 通過以上兩種方案的比較可知，方案一的設(shè)計是每當(dāng)有選手搶答成功時，都會有聲光伴隨，而且是具體到每一位，給人直觀的感覺。方案二的設(shè)計則是用一個數(shù)碼顯示器顯示搶答成功者的號碼，與第一個相比顯得不能讓人一下就反映過來誰是搶答成功者；另外方案一更加的簡潔、易行，而且使用到的元器件也都是我們所常用到的一些元件比如： 555， 74LS148 以及開關(guān) 二極管 電容 電的電路與方案二比較顯得更簡單、明了。 這樣就是就選擇第一種方案。 此部分主要是詳細(xì)介紹該智力搶答器各個組成模塊，以及各模塊的器件組成以及相應(yīng)的功能。此智力競賽搶答器由三部分組成：搶答器、計時器以及計分器。下面就依次介紹各組成部分的設(shè)計方法，功能等。 搶答器電路 這個搶答器設(shè)計成可供四個人搶答使用，它的組成器件有：四個三極管、 四個 D觸發(fā)器（ 74LS74）、四個或非門以及用于起提示作用的發(fā)光二極管和揚(yáng)聲器。電路圖如下： R SQ QR S R SQR SQ5v.主持人.1 0 kR 4 圖 搶答器 電路 其工作原理如下： 當(dāng)主持人將開關(guān)撥至接通狀態(tài)時，這樣三極管處于截至狀 態(tài)，使選手無法搶答，整個搶答器處于被鎖定狀態(tài)，當(dāng)主持人將開關(guān)斷開時，三極管的集電極接高電平，這樣三極管處于導(dǎo)通狀態(tài)，當(dāng)選手有搶答信號輸入時可以通過三極管將信號傳送給 D 觸發(fā)器，而 D 觸發(fā)器的作用則是判斷選手的信號，并鎖住其他選手的信號傳入。 首先，對于三極管的工作原理，主要是巧妙的利用了它的基極和集電極的電壓關(guān)系來使三極管截至或?qū)蠢昧巳龢O管的開關(guān)作用。 晶體三極管的電流放大作用 晶體三極管具有電流放大作用，其實(shí)質(zhì)是三極管能以基極電流微小的變化量來控制集電極電流較大的變化量。這是三極管最基本的和最重要的特 性。我們將Δ Ic/Δ Ib 的比值稱為晶體三極管的電流放大倍數(shù)，用符號“β”表示。電流放大倍數(shù)對于某一只三極管來說是一個定值，但隨著三極管工作時基極電流的變化也會有一定的改變。 晶體三極管的三種工作狀態(tài) 截止?fàn)顟B(tài)：當(dāng)加在三極管發(fā)射結(jié)的電壓小于 PN 結(jié)的導(dǎo)通電壓，基極電流為零，集電極電流和發(fā)射極電流都為零，三極管這時失去了電流放大作用，集電極和發(fā)射極之間相當(dāng)于開關(guān)的斷開狀態(tài)，我們稱三極管處于截止?fàn)顟B(tài)。 飽和導(dǎo)通狀態(tài)：當(dāng)加在三極管發(fā)射結(jié)的電壓大于 PN 結(jié)的導(dǎo)通電壓，并當(dāng)基極電流增大到一定程度時，集電極電流不再隨著 基極電流的增大而增大，而是處于某一定值附近不怎么變化，這時三極管失去電流放大作用，集電極與發(fā)射極之間的電壓很小，集電D04Q02Q03D15Q17Q16D212Q210Q211D313Q315Q314CL K9MR1U17 4 L S 1 7 5D2L E D R E DD3L E D R E DD1L E D R E DD4L E D R E DU2:A ( A )S W 2S W S P D TS W 1S W S P D TS W 3S W S P D TS W 4S W S P D T1 21312U 2 : A7 4 S 1 512456U 3 : A7 4 S 4 0U4I NV E RT E R 5 極和發(fā)射極之間相當(dāng)于開關(guān)的導(dǎo)通狀態(tài)。三極管的這種狀態(tài)我們稱之為飽和導(dǎo)通狀態(tài)。 其次，而 D 觸發(fā)器的的構(gòu)成原件見下圖： 圖 D 觸發(fā)器 此 D 觸發(fā)器又叫維持 —— 阻塞邊沿觸發(fā)器，該觸發(fā)器有六個與非門組成，其中啊 a 和 b 構(gòu)成基本 RS 觸發(fā)器下面分析其工作原理： Sd 和 Rd 接至基本 RS 觸發(fā)器的輸入端，它們分別是預(yù)置和清零端，低電平有效。當(dāng) Sd=0 且 Rd=1 時，不論輸入端 D 為何種狀態(tài)，都會使 Q=1， Q =0,即觸發(fā)器置一；當(dāng) Sd=1 且 Rd=0 時，觸發(fā)器的狀態(tài)為 0， Sd 和 Rd 通常又稱為直接置 1 和置 0 端。工作過程如下： 錯誤 !未找到引用源。
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