【正文】 搶答者的優(yōu)先性。 只要有一組選手先按下?lián)尨鹌?，就會將編碼器鎖死，不再對其他組進行編碼。通過 74LS48譯碼器使搶答組別數字顯示 07。 如有再次搶答需由主持人將 S 開關重新置“清除”然后再進行下一輪搶答。 RS觸發(fā)器： 1. 保持狀態(tài)。當輸入端接入 S =R =1的電平時，如果基本 SR觸發(fā)器現態(tài) Q = Q =0，則觸發(fā)器次態(tài) Q = Q =0；若基本 SR 觸發(fā)器的現態(tài) Q =0、 Q =1，則觸發(fā)器次態(tài) Q =0、 Q =1。即 S =R =1時，觸發(fā)器保持原狀態(tài)不變。 2. 置 0狀態(tài)。當 S =1， R =0 時，如果基本 SR觸發(fā)器現態(tài)為 Q = Q =0，因 R =0，會使 Q =1，而 Q =1與 S =1共同作用使 Q 端翻轉為 0；如果基本 SR觸發(fā)器現態(tài)為 Q =0、 Q =1，同理會使 Q =0，Q =1。只要輸入信號 S =1， R =0，無論基本 SR觸發(fā)器的輸出現態(tài)如何，均會使輸出次態(tài)置為 02022 屆應用電子數字式競賽搶答器畢業(yè)論文設計 9 態(tài)。 3. 置 1狀態(tài)。當 S =0、 R =1 時，如果觸發(fā)器現態(tài)為 Q =0、 Q =1，因 S =0，會使 G1的輸出端次態(tài)翻轉為 1，而 Q =1 和 R =1共同使 G2的輸出端 Q =0；同理當 Q = Q =0，也會使觸發(fā)器的次態(tài)輸出為 Q = Q =0；只要 S =0、 R =1，無論觸發(fā)器現態(tài)如何，均會將觸發(fā)器置 1。 4. 不定狀態(tài) 。當 S =R =0時，無論觸發(fā)器的原狀態(tài)如何，均會使 Q =1， Q =1。當脈沖去掉后，S 和 R 同時恢復高電平后，觸發(fā)器的新狀態(tài)要看 G1 和 G2兩個門翻轉速度快慢，所以稱 S =R =0是不定狀態(tài)，在實際電路中要避免此狀態(tài)出現?；?RS 觸發(fā)器的邏輯圖、邏輯符號和波形圖如圖 31所示。 （ a）邏輯圖 (b) 邏輯符號 (c) 波形圖 圖 31 基本 RS 觸發(fā)器 表 31 74LS148 真值表 輸 入 輸 出 amp。 amp。 Q Q G1 G2 R S S R R S Q Q R S Q 置 0 置 1 保持 2022 屆應用電子數字式競賽搶答器畢業(yè)論文設計 10 LS148的輸入端和輸出端低電平有效。 0I ~ 7I 是輸入信號， 2Y ~ 0Y 為三位二進制編碼輸出信號，SI ＝ 1時，編碼器禁止編碼，當 SI ＝ 0時，允許編碼。 SY 是技能輸出端，只有在 SI ＝ 0，而 0I ~ 7I均無編碼輸入信號時為 0。 EXY 為優(yōu)先編碼輸出端，在 SI ＝ 0而 0I ~ 7I 的其中之一有信號時， EXY＝ 0。 0I ~ 7I 各輸入端的優(yōu)先順序為： 7I 級別最高， 0I 級別最低。如果 7I ＝ 0（有信號），則其它輸入端即使有輸入信號，均不起作 用，此時輸出只按 7I 編碼， 2Y 1Y 0Y ＝ 000。優(yōu)先編碼被廣泛用于計算機控制系統(tǒng)中，當有多個外設申請中斷時，優(yōu)先編碼器總是給優(yōu)先級別高的設備先編碼。 sI 0I 1I 2I 3I 4I 5I 6I 7I 2Y 1Y 0Y EXY sY 1 X X X X X X X X 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 X X X X X X X 0 0 0 0 0 1 0 X X X X X X 0 1 0 0 1 0 1 0 X X X X X 0 1 1 0 1 0 0 1 0 X X X X 0 1 1 1 0 1 1 0 1 0 X X X 0 1 1 1 1 1 0 0 0 1 0 X X 0 1 1 1 1 1 1 0 1 0 1 0 X 0 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 1 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 2022 屆應用電子數字式競賽搶答器畢業(yè)論文設計 11 顯示電路 工作原理： 當其中一個選手按下?lián)尨鹌骱螅?74LS148 編碼器其中一個輸入端為 0，例如，當 1號選手按下開關，則 Q1 輸入為 0，此時 Q6Q5Q4Q3Q2Q1 為 111110，輸出 Y2Y1Y0 為 110 經過 74LS48 譯碼器為 001,則在七段數碼管上顯示“ 1” 表 74LS148芯片真值表 Q1 Q2 Q3 Q4 Q5 Q6 Y1 Y2 Y3 EO GS 0 1 1 1 1 1 1 1 0 1 0 X 0 1 1 1 1 1 0 1 1 0 X X 0 1 1 1 1 0 0 1 0 X X X 0 1 1 0 1 1 1 0 X X X X 0 1 0 1 0 1 0 X X X X X 0 0 0 1 1 0 表 A B C D a b c d e f g 字形 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 0 0 1 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 1 1 1 0 0 1 1 0 1 1 0 1 2 0 0 1 0 1 1 1 1 0 0 1 3 1 0 1 0 0 1 1 0 0 1 1 4 0 1 1 0 1 0 1 1 0 1 1 5 1 1 1 0 0 0 1 1 1 1 1 6 二進制譯碼器是將輸入的二進制代碼的各種狀態(tài)按特定含義翻譯成對應輸出信號的電路。也稱為變量譯碼器。若輸入端有 n 位，代碼組合就有 2n個，當然可譯出 2n個輸出信號。 顯示譯碼器由譯碼輸出和顯示器配合使用，最常用的是 BCD 七段譯碼器。其輸出是驅動七段字形的七個信號，常見產品型號有 74LS4 74LS47 等。 2022 屆應用電子數字式競賽搶答器畢業(yè)論文設計 12 字符顯示器：分段式顯示是將字符由分布在同一平面上的若干段發(fā)光筆劃組成。電子計算器，數字萬用表等顯示器都是顯示分段式數字。而 LED 數碼顯示器是最常見的。通常有紅、綠、黃等顏色。 LED 的死區(qū)電壓較高，工作電壓大約 ~3V，驅動電流為幾十毫安。圖 13 是七段 LED 數碼管的引線圖和顯示數字情況。 74LS47 譯碼驅動器輸出是低電平有效，所以配接的數碼管須采用共陽極接法；而 74LS48 譯碼驅動器輸出是高電平有效，所以，配接的數碼管須采用共陰極接法。數碼管常用型號有 BS20 BS202 等。圖 31（ a）是 共陰 式 LED 數碼管的原理圖，使用時，公陰極接地， 7 個陽極 a~g 由相應 的 BCD 七段譯碼器來驅動。 報警電路 工作原理： 報警電路由兩個 555定時器構成。 由圖中可以看到 ,接上電源后 ,當信號輸入為高電平時 ,第一個 555連接成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的輸出為低電平 ,處于穩(wěn)定狀態(tài) ,這時 ,右邊的多諧振蕩器的復位輸入為低電平 ,所以其輸出也為低電平 .揚聲器不發(fā)音 .當信號輸入為低電平時 ,單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器被觸發(fā) ,處于暫穩(wěn)態(tài) ,此時其輸出為高電平 ,輸入到多諧振蕩器的復位端 ,多諧振蕩工作 ,輸出為頻率為 .這樣揚聲器就會以 。要求持續(xù) 2~3秒，可調節(jié)電阻和電容實現。假設 t=3s，電阻分別為 20k、 273k、 、 ，電容分別為 100pf、 100pf、 。 定時電路 工作原理： 定時電路由兩片 74LS160構成，其本身為十進制同步計數器，真值表如下所示： 表 CLK MR PE S1 S2 Q X X 1 X X 全 0 ↑ 1 0 X X 預置數 ↑ 0 0 1 1 計數 X 0 0 0 X 保持 X 0 0 X 0 保持 當有效脈沖邊 沿過來時，有兩片 74LS160 構成的 31 進制加計數器，當片 1 輸出為 0001，片二輸出為 1100，即轉換為十進制時是 30，此時片 1Q0 輸出和片二 Q0、 Q1 輸出經過三輸入與非門后2022 屆應用電子數字式競賽搶答器畢業(yè)論文設計 13 為“ 0”，使片 1的 CET、 CEP輸入為 0，片 1停止工作，所以數碼管顯示 30。 秒脈沖發(fā)生電路 工作原理： 由 555 定時器構成的多諧振蕩器經過調整電阻電容能改變秒沖周期。當R1=15K， R2=68K， C1=10uF 時， T=1s。 第 4 章 軟件仿真 仿真電路圖 1搶答器電路 2022 屆應用電子數字式競賽搶答器畢業(yè)論文設計 14 圖 路 圖 2022 屆應用電子數字式競賽搶答器畢業(yè)論文設計 15 圖 定時電路 仿真過程 在測試好整個電路后，先 將開關撥到“清零”狀態(tài)，搶答器處于禁止狀態(tài)，編號顯示器滅燈，定時器顯示設定時間：再將開關置“開始”狀態(tài)，宣布“開始 ” 搶答器工作。若是主持人開關并未置 “ 開始 ” ，此時進行搶答，此次在規(guī)定時間內進行搶答，看指示燈的的亮暗情況及警鈴是否響。按后再將開關撥到”清零“狀態(tài)，搶答器處于禁止狀態(tài)，編號顯示器滅燈，定時器設定時間，再將開關值”開始“狀態(tài)，之后，先不搶答，等已過了定時器設定 的時間后，在進行搶答，觀察指示燈的的亮暗情況及警鈴是否響。然后再將開關撥到“清零”狀態(tài)，搶答器處于禁止狀態(tài)，編號顯示器滅燈，定時器顯示設定時間：先不將開關值“開始“狀態(tài)，進行搶答，觀察指示燈的的亮暗情況及警鈴是否響。選手在定時時間內搶答時，搶答器完成：優(yōu)先判斷，編號鎖存，編號顯2022 屆應用電子數字式競賽搶答器畢業(yè)論文設計 16 示，揚聲器提示。當一輪搶答之后，定時器停止，禁止二次搶答，定時器顯示剩余時間。如果再次搶答必須由主持人再次操作 “ 清除 ” 和 “ 開始”狀態(tài)。 仿真結果 仿真過程中，沒有錯誤，所有的可能都進行了仿真，都出現了對應的正確的結果。 第 5 章 安裝調試 安裝調試過程 1．在調試搶答器主電路時，主電路對于搶答按鍵的輸入不能鎖存且一上電 74ls148的 EI端就跳變?yōu)楦唠娖芥i存芯片，致使 74ls48譯碼輸出給數碼管為 0。 2．調試過程中發(fā)現倒計時到 0的時候不能停止。 3．在測試報警電路的時候，發(fā)現蜂鳴器不工作，報警功能失效。 4．調試計分電路時，發(fā)現按鍵有抖動現象，致使計分時按一次鍵分值變化好幾次。 故障分析 1．在調試搶答器主電路時，發(fā)現主電路對于搶答按鍵的輸入不能鎖存且一上電 74ls148 的 EI 端就跳變?yōu)楦唠娖芥i存芯片，致 使 74ls48譯碼輸出給數碼管為 0。 解決方法：反復的調試分析其電路原理，并用示波器測試輸入的電源，發(fā)現紋波非常之大，之后在電源輸出端并接一個 220uf的電解電容和一個 ，再用示波器測試發(fā)現紋波減少很多；然后再在 74ls148的使能端 EI并接一個 ，很好的消除了開關電源帶來的紋波干擾，使搶答電路正常的工作。 2．調試過程中發(fā)現倒計時到 0的時候不能停止。 解決方法 。 高位 192顯示 0的時候， BO2端輸出低電平，因此可以利用這信號與門鎖住低位 192的秒脈沖輸入信號。 3．在測 試報警電路的時候，發(fā)現蜂鳴器不工作，報警功能失效。 解決方法：在通過對單穩(wěn)觸發(fā)器 74ls121的測試后發(fā)現其能正常工作， 555在 121觸發(fā)后 3腳會有一個高脈沖輸出，說明 555也能正常工作，在檢查后級推動蜂鳴器工作電路時發(fā)現兩個 8050管腳裝反，原因是 protel99里的封裝與 8050的封裝不同。解決這個問題后可以報警，但是聲音很小，于是去掉了 100uf的耦合電容，問題解決。 4．調試計分電路時，發(fā)現按鍵有抖動現象，致使計分時按一次鍵分值變化好幾次。 解決方法：在按鍵輸出口并接一個電容，去除抖動，但是效果不佳 ，但是相對沒有加之前情況要2022 屆應用電子數字式競賽搶答器畢業(yè)論文設計 17 好很多，對于純數字邏輯芯片，可以使用鎖存器對按鍵進行消抖，效果要比電容好得多。 實驗結果及分析 接通電源，開