課程設(shè)計(jì)---數(shù)字智力競(jìng)賽搶答器的設(shè)計(jì)-文庫(kù)吧
2025-05-15 16:10 本頁(yè)面
【正文】 案一流程圖 秒脈沖 計(jì)時(shí)控制顯示搶答控制器聲光提示倒計(jì)時(shí)顯示主持人控 制計(jì)分器 2 搶答器主要是由四個(gè)三極管、和四個(gè) D 觸發(fā)器以及四個(gè)或非門(mén)構(gòu)成，其中三極管是與主持人一起配合使用，用來(lái)控制是否開(kāi)始搶答，當(dāng)主持人 將開(kāi)關(guān)接地時(shí)，三極管截至，此時(shí)三極管可以當(dāng)作一個(gè)二極管使用當(dāng)有選手搶答時(shí)就通過(guò)三極管將信號(hào)傳送給 D 觸發(fā)器， D 觸發(fā)器在將信號(hào)傳送給或非門(mén)并將其他選手鎖存，同時(shí)將信號(hào)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_(kāi)關(guān)時(shí)，選手能進(jìn)行搶答。當(dāng)有選手搶時(shí)，搶答信號(hào)就通過(guò)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(gè)反饋信號(hào)將其余三位選手的信號(hào)封鎖。當(dāng)選手回答完畢問(wèn)題時(shí)，主持人啟動(dòng)計(jì)分器，并且給該選手加上或減去分?jǐn)?shù)。計(jì)分器通過(guò)譯碼器將信號(hào)傳送給一數(shù)碼管顯示出來(lái)。 圖 方案二流程圖 方案二的搶答器則主要是由四個(gè) RS 觸發(fā)器，一個(gè) 74LS48 以及一個(gè)優(yōu)先編碼器74LS148 構(gòu)成，其中四個(gè) 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(jì)分器 顯示分?jǐn)?shù) 倒計(jì)時(shí)器 定時(shí)器 顯示時(shí)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(hào)，當(dāng)主持人將開(kāi)關(guān)接通時(shí)， 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(kāi)時(shí)， RS 觸發(fā)器處于工作狀態(tài)中，當(dāng)有選手搶答時(shí)，信號(hào)輸入 S 端，并且鎖定其他選手。 方案 論證及選擇 通過(guò)以上兩種方案的比較可知，方案一的設(shè)計(jì)是每當(dāng)有選手搶答成功時(shí)，都會(huì)有聲光伴隨，而且是具體到每一位，給人直觀的感覺(jué)。方案二的設(shè)計(jì)則是用一個(gè)數(shù)碼顯示器顯示搶答成功者的號(hào)碼，與第一個(gè)相比顯得不能讓人一下就反映過(guò)來(lái)誰(shuí)是搶答成功者；另外方案一更加的簡(jiǎn)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(kāi)關(guān) 二極管 電容 電的電路與方案二比較顯得更簡(jiǎn)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(gè)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(jìng)賽搶答器由三部分組成：搶答器、計(jì)時(shí)器以及計(jì)分器。下面就依次介紹各組成部分的設(shè)計(jì)方法，功能等。 搶答器電路 這個(gè)搶答器設(shè)計(jì)成可供四個(gè)人搶答使用，它的組成器件有：四個(gè)三極管、 四個(gè) D觸發(fā)器（ 74LS74）、四個(gè)或非門(mén)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(kāi)關(guān)撥至接通狀態(tài)時(shí)，這樣三極管處于截至狀 態(tài)，使選手無(wú)法搶答，整個(gè)搶答器處于被鎖定狀態(tài)，當(dāng)主持人將開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí)，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(hào)輸入時(shí)可以通過(guò)三極管將信號(hào)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(hào)，并鎖住其他選手的信號(hào)傳入。 首先，對(duì)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(lái)使三極管截至或?qū)蠢昧巳龢O管的開(kāi)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(lái)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(hào)“β”表示。電流放大倍數(shù)對(duì)于某一只三極管來(lái)說(shuō)是一個(gè)定值，但隨著三極管工作時(shí)基極電流的變化也會(huì)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(shí)失去了電流放大作用，集電極和發(fā)射極之間相當(dāng)于開(kāi)關(guān)的斷開(kāi)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(shí)，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(shí)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(kāi)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(jiàn)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(gè)與非門(mén)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(shí)，不論輸入端 D 為何種狀態(tài)，都會(huì)使 Q=1， Q =0,即觸發(fā)器置一；當(dāng) Sd=1 且 Rd=0 時(shí)，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(guò)程如下： 錯(cuò)誤 !未找到引用源。
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