【正文】 三、設(shè)計提示及參考電路 1．搶答器的基本工作原理智力競賽搶答器是用來判斷哪一個預(yù)定狀態(tài)首先發(fā)生的電路，圖101所示是搶答器的原理框圖，主要由開關(guān)陣列電路、觸發(fā)鎖存電路、顯示電路幾部分構(gòu)成。圖102是用CMOS四D鎖存器和門電路組成的四組搶答器。圖103是兩種自制的觸摸按鈕的原理圖。壓電陶瓷蜂鳴器再適當信號驅(qū)動下能夠發(fā)聲，兩個CMOS門電路與RR2和C組成振蕩器，當控制端電壓uA為高電平時，振蕩器產(chǎn)生振蕩，輸出的高頻信號驅(qū)動蜂鳴器發(fā)聲；uA為低電平時，振蕩器停振，蜂鳴器不發(fā)聲。（3）自擬調(diào)整測試方法，并調(diào)試電路使其達到設(shè)計指標要求（4）寫出總結(jié)報告。（2）演奏時的音量和節(jié)拍可以調(diào)節(jié)，以滿足演奏一般歌曲的需要。假設(shè)C調(diào)的八個音符所對應(yīng)的頻率如表所示，則只要根據(jù)所需頻率的要求，并按式（112）來選擇琴鍵按鈕S0~S7所對應(yīng)定時電阻R21~R28的阻值，便可滿足揚聲器產(chǎn)生八個不同音符的需要。電位器RP2用于調(diào)節(jié)揚聲器的音量大小。(3)自擬測試調(diào)整方法步驟，并進行調(diào)試(4)電子琴按鍵采用自制的觸摸按鈕。3. 掌握綜合應(yīng)用的設(shè)計思想。三、設(shè)計提示及參考電路數(shù)字溫度計是用數(shù)字顯示方式測量環(huán)境溫度的儀器，它是把被測溫度經(jīng)傳感器變?yōu)榉从硿囟雀叩偷哪M電壓，該模擬電壓經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的數(shù)字量，最后將數(shù)字量送至顯示器顯示出被測溫度的高低。A/D轉(zhuǎn)換電路是將模擬電壓轉(zhuǎn)換為數(shù)字量，在圖121中，A/D轉(zhuǎn)換電路包括電壓比較器、脈沖源、控制門和權(quán)電阻網(wǎng)絡(luò)等等。UA的變化與標難權(quán)電阻網(wǎng)絡(luò)對應(yīng)的電位UB在電壓比較器中進行比較，比較結(jié)果再經(jīng)過反相器作為控制門的控制信號，去控制脈沖源產(chǎn)生的脈沖能否通過控制門并送入計數(shù)器計數(shù)。此時電壓比較器的輸出經(jīng)倒相后使控制門開啟，脈沖源產(chǎn)生的時鐘脈沖進入計數(shù)器計數(shù)。此時計數(shù)器計得N個脈沖，因此顯示器顯示的數(shù)字N就是被測濕度的值。（3）自擬調(diào)整測試方法步驟，并進行電路調(diào)試，使其達到設(shè)計指標要求。標準系列，同國際54／74系列。肖特基系列，同國際54S／74S系列。M：—55~+125℃，同國際54系列電路的工作溫度范圍⑤表示封裝形式B：塑料扁平 D：陶瓷雙列直插 F：全密封扁平 J：黑陶瓷雙列直插 P：塑料雙列直插 W：陶瓷扁平2．部分國際公司TTL集成電路型號命名規(guī)則(1)(美國)德克薩斯公司(TEXAS)說明：①表示德克薩斯公司標準電路②表示工作溫度范圍54系列；－55～＋125℃，74系列：0～＋70℃③表示系列ALS：先進的低功耗肖特基系列AS：先進的肖特基系列＜空白＞：標準系列 H：高速系列 L：低功耗系列 LS：低功耗肖特基系列S：肖特基系列④表示品種代號⑤表示封裝形式J：陶瓷雙列宣插 N：塑料雙列直插 T：金屬扁平 W：陶瓷扁平(2)(美國)摩托羅拉公司(MOTOROLA)說明：①表示摩托羅拉公司封裝的集成電路②表示工作溫度范圍4，20，30，40，72．74，83：0～十75℃5，21，31，43，82，54，93：—55～十125℃③表示品種代號④表示封裝形式F：陶瓷扁平 L：陶瓷雙列直插 P；塑料雙列直插(注：LS—TTL的型號同德克薩斯公司一致，如：SN74LS194J)(3)(美國)國家半導(dǎo)體公司(NATIONAL SEMICONDUCTOR)說明：①表示國家半導(dǎo)體公司單片數(shù)字電路②表示工作溫度74，80，8l，82．85，87，88；0～十70℃54，70，71．72，75，77，78，93，96：一55～＋125℃83，96：0～十75℃③表示系列＜空白＞：標準系列 H：高速系列 L；低功耗系列 LS：低功耗肖特基系列S：肖特基系列④表示品種代號⑤表示封裝形式D：玻璃—金屬雙列直插 F：玻璃一金屬扁平 J：低溫陶瓷雙列直插 N：塑料雙列直插 W：低溫陶瓷扁平(4)(日本)日立公司(HITACHI)說明：①表示日立公司數(shù)字集成電路②表示工作溫度范圍74：—20～十75℃③表示系列＜空白＞：標準系列 LS：低功耗肖特基系列 S：肖特基系列④表示品種代號⑤表示封裝形式＜空白＞：玻璃一陶瓷雙列直插 P：塑料雙列直插附錄二 部分TTL集成電路管腳排列圖 邏輯門（2）觸發(fā)器與鎖存器（3）計數(shù)器、譯碼器、數(shù)據(jù)選擇器43。低功耗肖特基系列，同國際54LS/74LS系列。高速系列，同國際54／74系列。附 錄附錄一 TTL集成電路型號命名規(guī)則1．1997年以后．我國生產(chǎn)的TTL集成電路型號與國際54／74系列TTL電路系列完全一致，并采用了統(tǒng)一型號．即CT0000系列。五、設(shè)計要求（1）設(shè)計數(shù)字溫度計各單元電路，選擇元器件型號，確定各元件的參數(shù)值。電壓比較器又將控制門關(guān)閉，計數(shù)器停止計數(shù)，此時顯示器顯示的被測溫度為“01”。當被測溫度為0℃時，調(diào)節(jié)電橋處于平衡狀態(tài)，使UA＝UB，電壓比較器輸出經(jīng)倒相后封鎖控制門，計數(shù)脈沖不能進入計數(shù)器，顯示器保持為“00”。、譯碼和數(shù)碼顯示電路這部分電路的作用是對通過控制門的脈沖進行計數(shù)和譯碼，最后用十進制數(shù)顯示被測溫度。在200℃以下，采用半導(dǎo)體熱敏電阻較為方便。（2）測量溫度范圍：0～50℃。設(shè)計題目十二 數(shù)字溫度計一、設(shè)計目的1. 學會設(shè)計數(shù)字溫度計。五、設(shè)計要求 (1)設(shè)計玩具電子琴，選擇元器件型號并確定元件參數(shù)。因此，由CC7555(Ⅱ)組成的多諧振蕩器，每隔一定時間輸出一個負脈沖，這個負脈沖即構(gòu)成了揚聲器發(fā)聲的節(jié)拍。它們都組成多諧振蕩器，對于CC7555（1），當按下不同的琴鍵按鈕S0~S7時，其定時電阻的阻值將不同，輸出方波電壓uo1的頻率將不同。2. 運用555定時器完成一些實際應(yīng)用。五、設(shè)計要求（1）根據(jù)設(shè)計指標和參考電路設(shè)計四組搶答器，確定各元器件型號和參數(shù)。圖（a）示所示電路，原始狀態(tài)時非門G輸出為高電平，當有人用手指觸及兩個銅片時，相當于兩塊銅片間串接一個等效電阻，使非門輸出變?yōu)榈碗娖?；圖（b）所示電路，原始狀態(tài)時非門G輸出為低電平，當人用手指觸及兩塊銅片時，非門輸出變?yōu)楦唠娖?。圖102 四路搶答器原理圖當有人搶答時，例如按鈕S1被按下，鎖存器的D1輸入端為1，對應(yīng)的輸出端Ql由0變?yōu)?，經(jīng)CC4049反相后驅(qū)動對應(yīng)的發(fā)光二極管發(fā)光；同時Q1’由1變?yōu)?，使G1門輸出為1，蜂鳴器因此而發(fā)聲，表示S1對應(yīng)的選手優(yōu)先搶答成功。觸發(fā)鎖存電路是當某一開關(guān)首先按下時，觸發(fā)鎖存電路被觸發(fā)，在輸出端產(chǎn)生相應(yīng)的開關(guān)電平信息，同時為防止其它開關(guān)隨后觸發(fā)而產(chǎn)生紊亂。 (2) 主持人具有將搶答器復(fù)原的功能。一、設(shè)計目的1. 掌握搶答器的設(shè)計方法。(3) 畫出總邏輯圖和裝配圖，并在實驗板上組裝電路。四、參考器件（也可參考附錄，或自行選擇）十四位二進制串行計數(shù)器CC4060：引腳和功能圖見圖95。(1) 時校準：當開關(guān)Kl打開，K2閉合，K3接G3門的輸入端時，G1門開啟，G2門關(guān)閉，秒信號直接經(jīng)G6和G1門送至時個位計數(shù)器．從而使時顯示器每秒鐘進一個數(shù)字，圖94 校時控制電路以實現(xiàn)快速的時校準，校準后將K1重新閉合。 3．校時電路 校時電路的作用是當計時器剛接通電源或走時出現(xiàn)誤差時，進行時間的校準。由于秒和分的顯示均為60進制，因此它們可由二級十進制計數(shù)器組成，其中秒和分的個位為十進制計數(shù)器，十位為六進制計數(shù)器，可采用置零法來實現(xiàn)。 1．秒脈沖產(chǎn)生電路 數(shù)字電子鐘應(yīng)具有標準的時間源，用它產(chǎn)生頻率穩(wěn)定的1比脈沖信號，稱為秒脈沖，由于它直接影響到計時器走時的準確度，因此采用石英晶體振蕩器，并經(jīng)多級分頻電路后獲得秒脈沖信號。秒計數(shù)器計滿60后向分計數(shù)器進位，分計數(shù)據(jù)計滿60后向小時計數(shù)器進位，小時計數(shù)器按照“24進1”規(guī)律計數(shù)。3．系統(tǒng)具有校正時間功能，能分別進行秒、分、時的校正。2. 掌握計數(shù)器、譯碼器的用法。從原理上講數(shù)字鐘式一種典型的數(shù)字電路，其中包括了組合邏輯電路和時序邏輯電路。(4) 畫出總邏輯圖和裝配