課程設(shè)計(jì)---數(shù)字智力競(jìng)賽搶答器的設(shè)計(jì)-預(yù)覽頁(yè)
【正文】 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。 這樣就是就選擇第一種方案。 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。這是三極管最基本的和最重要的特 性。 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)。工作過(guò)程如下： 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 、當(dāng) CP 由 0 變 1 時(shí)觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)。 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 維持阻塞 D 觸發(fā)器狀態(tài)方程和狀態(tài)真值表 如下： nn D??1 6 表 D 觸發(fā)器真值表 Sd Rd CP D Qn Qn1? 1 0 0 0 1 1 1 1 ↑ 0 0 0 1 1 ↑ 0 1 0 1 1 ↑ 1 0 1 1 1 ↑ 1 1 1 通過(guò)對(duì) D 觸發(fā)器的解釋?zhuān)梢源笾驴闯鲈摀尨鹌鞯墓ぷ髁鞒?，其核心就是?D 觸發(fā)器。 定時(shí)器的主要功能取決于比較器的輸出控制 RS 觸發(fā)器和放電 BJT T 的狀態(tài)。 當(dāng) VI12/3Vcc， VI21/3Vcc 時(shí)，比較器 C1 輸出低電平，比較器 C2 輸出高電平，基本 RS 觸發(fā)器被置 0，放電三極管 T 導(dǎo)通，輸出端 Vo 為低電平。其中 J、 K 端都是懸空（相當(dāng)于 J= K=1）， 該減法計(jì)數(shù)器是將前一個(gè)觸發(fā)器的 Q 端與下一個(gè)觸發(fā)器的 CP 端相連。在復(fù)位控制端送一個(gè)負(fù)脈沖到各觸發(fā)器 Rd端，觸發(fā)器狀態(tài)都變?yōu)椤?0”，即 Q1Q2Q3=000 第二步：計(jì)數(shù)器開(kāi)始計(jì)數(shù)。 表 3 位二進(jìn)制減法計(jì)數(shù)器狀態(tài)表 輸入 CP 脈沖序號(hào) 計(jì)數(shù)器狀態(tài) Q2 Q1 Q0 0 0 0 0 1 1 1 1 2 1 1 0 3 1 0 1 4 1 0 0 5 0 1 1 6 0 1 0 7 0 0 1 8 0 0 0 數(shù)字顯示器 此部分由 CC4511 譯碼器以及共陰極數(shù)碼管組成，并且 JK 觸發(fā)器的輸出另接一個(gè)與非門(mén)，與非門(mén)再接一個(gè)發(fā)光二極管，用于提示作用。下面就就介紹該積分器的電路結(jié)構(gòu)以及工作原理。與此同時(shí)進(jìn)位端 13 腳將產(chǎn)生一個(gè)進(jìn)位脈沖，輸入給 U1 中，此時(shí) U1 的輸出端將輸出0010，即使百位的數(shù)碼管顯示為 2。 關(guān)于模電中用到的器件主要是三極管、發(fā)光二極管以及電容等。 而這次主要用到的器件都是來(lái)自數(shù)電中，比如：觸發(fā)器、邏輯門(mén)、譯碼器、數(shù)碼管以及 555 定時(shí)器等。 不存在約束條件，但存在一次變化現(xiàn)象。 CLR 接主持人控制端。 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 而這次正是利用了的以上功能來(lái)構(gòu)成一個(gè)簡(jiǎn)單的搶答器。還有就是 74190 可逆計(jì)數(shù)器，主要是用來(lái) 計(jì)算選手得分情況。 當(dāng)連接好所有電路后，我們小組幾個(gè)人一起，讓一個(gè)人當(dāng)主持人，另外幾個(gè)當(dāng)選手 14 進(jìn)行試驗(yàn)。 調(diào)試結(jié)果如下： （ 1） 搶答器電路的調(diào)試 某組選手搶答后 其他選手繼續(xù)搶答效果： 15 （ 2） 倒計(jì)時(shí)電路調(diào)試 （ 3）計(jì)分器電路調(diào)試 16 本次 實(shí)驗(yàn)所用的仿真軟件為 Protues,由于 Protues 比較簡(jiǎn)單易懂 ,比較適合初學(xué)者使用 ,但 其中 存在仿真元件不齊的問(wèn)題 .所以在仿真過(guò)程中會(huì)遇到一些找不到元件的問(wèn)題 ,這就需要我們尋找其他的相同功能的元器件進(jìn)行替代 .這是我們?cè)谟?Protues 中應(yīng)該最注意的問(wèn)題 . 總之在用 Protues 仿真中我們多多少少會(huì)遇到一些問(wèn)題 ,我們應(yīng)當(dāng)盡量去解決這些問(wèn)題 ,得到我們所需要的仿真效果 . 6. 總結(jié) 本系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn) 本系統(tǒng)經(jīng)過(guò)嚴(yán)格設(shè)計(jì)，仔細(xì)調(diào)試，最終得以成形。 如果在此期間選手將不能搶答 ； 當(dāng)控制開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí)搶答允許 ， 此時(shí)若有人搶答 ， 數(shù)碼顯示器將顯示搶答者的組數(shù) ， 報(bào)警器也會(huì)發(fā)出蜂鳴聲 ， 提 示主持人搶答已經(jīng)完成 。 參考文 獻(xiàn) [1] 閻石主編 . 數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)（第五版） . 北京：高等教育出版社， 2021. [1] 童詩(shī)白，華成英 主編 . 模擬 電子技術(shù)基礎(chǔ)（第 四 版） . 北京：高等教育出版社， 2021.
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