【正文】 開始后，若有人按動(dòng)搶答器按鍵，編號(hào)立即鎖存，并顯示出選手的號(hào)碼，同時(shí)給出音響提示。參賽選手在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)搶答有效，如果無人搶答則本次無效 。為適應(yīng)不同的應(yīng)用場(chǎng)合， Multisim推出了許多版本適應(yīng)不同用戶的需要。 2021 年以后，加拿大 IIT 公司隸屬于美國(guó)國(guó)家儀器公司 (National Instrument，簡(jiǎn)稱 NI公司 )，美國(guó) NI 公司于 2021 年初首次推出 版本。 NI Multisim10 軟件則不僅僅局限于 電子電路的虛擬仿真，其在 LabVIEW 虛擬儀器、單片機(jī)仿真等技術(shù)方面都有更多的創(chuàng)新和提高，屬于 EDA 技術(shù)的更高層次范疇。 8 圖 22 編輯界面圖 圖 23 選項(xiàng)窗口 9 （ a） ANSI 中的電阻 （ b） DIN 中的電阻 圖 24 Symbol standard 選項(xiàng)電阻符號(hào)的表達(dá) 元器件庫中元件符號(hào)所對(duì)應(yīng)的元件名稱如圖 21 所示。 搶答器 可以顯示是哪位選手有效搶答和無效搶答，正確按鍵后有音樂提示。在整個(gè)搶答器工作過程中，顯示電路、語音電路等還要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況向外電路輸出相應(yīng)信號(hào)。倒數(shù)時(shí)間到小于 設(shè)定值 會(huì)每秒響一下提示音。主體電路完成基本的搶答功能，即開始搶答后，當(dāng)選手按動(dòng)搶答鍵時(shí)，能顯示選手的編號(hào)，同時(shí)能封鎖輸入電路，禁止其他選手搶答。當(dāng)選手在定時(shí)時(shí)間內(nèi)按動(dòng)搶答鍵時(shí)，搶答器要完 成以下四項(xiàng)工作： ① 優(yōu)先編碼電路立即分辨出搶答者的編號(hào)，并由鎖存器進(jìn)行鎖存，然后由譯碼顯示電路顯示編號(hào)； ② 揚(yáng)聲器發(fā)出短暫聲響，提醒節(jié)目主持人注意； ③ 控制電路要對(duì)輸入編碼電路進(jìn)行封鎖，避免其他選手再次進(jìn)行搶答； ④ 控制電路要使定時(shí)器停止工作，時(shí)間顯示器上顯示剩余的搶答時(shí)間，并保持到 主持人將系統(tǒng)清零為止。搶答系統(tǒng)設(shè)置一個(gè)控制和清零開關(guān)，主持人控制開關(guān)通過控制電路對(duì)搶答過程進(jìn)行控制。 ③ 搶答器具有數(shù)據(jù)鎖存和顯示的功能。 （ 2）擴(kuò) 展功能 ① 搶答器具有定時(shí)搶答的功能，且一次搶答的時(shí)間可以由主持人設(shè)定 (如 30s)。 15 單元電路設(shè)計(jì)和分析 搶答電路的設(shè)計(jì) 圖 32 搶答電路 搶答電路的功能有兩個(gè)：一是能分辨出選手按鍵的先后，并鎖存優(yōu)先搶答者的編號(hào)，供譯碼顯示電路用；二是要使其他選手的按鍵操作無效。74LS148 的 0~7 端接收八個(gè)搶答者輸入的信號(hào)，即 8 個(gè)搶答按鈕 A~H，按鈕按下（接地）為搶答，未按下（通過上拉電阻接 Vcc）為未搶答。該電路的工作流程為： J10 復(fù)位后啟動(dòng)，輸出顯示 0； 有人搶答（例如 5 號(hào)按鈕 E）， 74LS148 輸出 A2A1A0=011，經(jīng) 74LS279 置數(shù)鎖存后， Q4Q3Q2=100，；經(jīng)加法器 74LS83 加 1 后輸出碼為 101，七段數(shù)碼管輸出的七段abcdefg=1011011， 七段數(shù)碼管顯示數(shù)字 5；同時(shí) 74LS279 的第一個(gè) RS 鎖存器輸出 Q1=1，封鎖了 74LS148 和 74LS48，之后即使再有人搶答電路也狀態(tài)也不會(huì)變化。 74LS148 為 8 線 3 線優(yōu)先編碼器，可將 8 條數(shù)據(jù)線進(jìn)行 3 線二進(jìn)制優(yōu)先編碼，即對(duì)最高為數(shù)據(jù)線進(jìn)行譯碼。當(dāng)某一輸入端有低電平輸入，且比它優(yōu)先級(jí)別高的輸入端沒有低電平輸入時(shí)，輸出端才輸出相應(yīng)該輸入端的代碼 [13]。兩塊 74LS192 實(shí)現(xiàn)減法計(jì)數(shù)，通過譯碼電路 74LS48 顯示到數(shù)碼管上，其時(shí)鐘信號(hào)由時(shí)鐘產(chǎn)生電路提供。 555 芯片可以提供長(zhǎng)度從毫秒以下到幾秒鐘的單脈沖，或者輸出占空比從 0~50%的周期性信號(hào)。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 的狀態(tài)。由于仿真速度較慢，故使用 1KHz 的時(shí)鐘信號(hào)取代 1Hz 的時(shí)鐘。 Multisim 的仿真功能十分強(qiáng)大，軟件的仿真具有多種仿真引擎、交互式方針、支持網(wǎng)表仿真以及電路一致性檢查的特點(diǎn)，分析結(jié)果在分析圖表窗口中直觀地表現(xiàn)出來 [15]。 搶答電路仿真 按照設(shè)計(jì)的電路圖，在 Multisim 軟件上相應(yīng)選擇對(duì)應(yīng)的芯片和數(shù)碼顯示管并按照電路圖連接電路后，假設(shè) 5號(hào)選手為優(yōu)先搶答者，將代表 5號(hào)選手的開關(guān)按鈕接低電平并保持其他開關(guān)按鈕處于高電平，即可得到如圖 41所示仿真圖。進(jìn)位端 CO 與另一 74LS192 時(shí)鐘脈沖 UP 端連接，計(jì)數(shù)滿十后輸出進(jìn)位脈沖給另一 74LS192 進(jìn)行進(jìn)位計(jì)數(shù)。 24 系統(tǒng)故障的分析 搶答鎖存顯示電路故障 —— 開路 輸入信號(hào) A 的上拉電阻開路，如圖 45。 圖 48. 三極管 2N2222 的 B 和 E 短路，及 24s 后 SC4 的 Buzzer_A與 Buzzer_B 間的電壓 時(shí)鐘信號(hào)產(chǎn)生電路故障 ——開路 令 1KHz 時(shí)鐘電路 555 計(jì)時(shí)器的 Vcc 開路，則無法產(chǎn)生 1KHz 的時(shí)鐘脈沖，計(jì)時(shí)數(shù)碼管顯示時(shí)間為 00，但搶答顯示電路仍舊可以正常工作。 由于我本人學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)方面存在的不足 ， 在實(shí)驗(yàn)中也遇到很多問題，例如：搶答鎖存顯示電路出現(xiàn)故障、 定時(shí)顯示報(bào)警電路 出現(xiàn) 故障 、 時(shí)鐘信號(hào)產(chǎn)生電路 出現(xiàn) 故障 等， 但我沒有放棄，而是細(xì)心地查找錯(cuò)誤，從原理分析做起，再分析各部分的組成與結(jié)構(gòu)，最終找到解決問題的辦法。 多路搶答器作為一種基礎(chǔ)的設(shè)備，可以擴(kuò)展它本身的功能，在不同領(lǐng)域發(fā)揮不同的作用。因此，在后期的設(shè)計(jì)中可以利用單片機(jī)等工具制作搶答器。在畢業(yè)論文即將完成之即，我要感謝敬愛的導(dǎo)師 丁振君 副教授，在他的悉心指導(dǎo)下我完成了本次論文的撰 寫。本次實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中，丁老師給了我最及時(shí)最有效的知道，是我克服種種困難，順利完成論文。 Materials, 2021, 701702:12141217. [4] Kichline D. Rushing For Answers[J]. Rt Image, 2021(29). [5] 勁 唐 , 峻 李 , 羅啟培 ,等 . 電腦搶答器 : CN, CN 202145391 U[P]. 2021. [6] 殷蔚 , 陳波 . Multisim 軟件在模擬電路中的仿真應(yīng)用 [J]. 岳陽職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào) , 2021, 22(3):8690. [7] Mckinley P K, Trefftz C. Multisim: a tool for the study of largescale multiprocessors[C]// International Workshop on Modeling, Analysis, and Simulation of Computer and Telemunications Networks. 1993:5762. [8] 曹國(guó)清 . 數(shù)字電路與邏輯設(shè)計(jì) [M]. 中國(guó)礦業(yè)大學(xué)出版社 , 1998. [9] 程建峰 . 基于 Multisim 的多功能 8 路搶答器的設(shè)計(jì)與仿真 [J]. 工業(yè)儀表與自動(dòng)化裝置 , 2021(1):3134. [10] 郭變 . 基于 Multisim8 的 8 路搶答器的設(shè)計(jì)與仿真 [J]. 科學(xué)技術(shù)與工程 , 2021, 12(10):24462449. [11] 陳莉 . 基于 Multisim 的智力競(jìng)賽 搶答器電路設(shè)計(jì) [J]. 電子技術(shù)與軟件工程 , 2021(18):123123. [12] 王革思 , 楊大偉 , 謝紅 ,等 . 數(shù)字搶答器課程設(shè)計(jì) [J]. 信息技術(shù) , 2021(9):118120. [13] 清華大學(xué)編 . 數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)簡(jiǎn)明教程 [M]. 高等教育出版社 , 1985. [14] 普端蒂克 . 數(shù)字電路原理與設(shè)計(jì)實(shí)例解析 = Digital electronics guidebook with projects[M]. 電子工業(yè)出版社 , 2021. [15] 尹勇 , 李林凌 . Multisim 電路仿真入門與進(jìn)階 [M]. 科學(xué)出版社 , 2021.