【文章內(nèi)容簡介】 一種優(yōu)先判決器電路 ,競賽者可以分為若干組 ,搶答時各組對主持人提出的問題要在最短的時間內(nèi)做出判斷 ,并按下?lián)尨鸢存I回答問題 .當(dāng)?shù)谝粋€人按下按鍵后 ,則在顯示器上顯示該組的號碼 ,同時電路將其他各組按鍵封鎖 ,使其不起 作用 .回答完問題后 ,由主持人將所有按鍵恢復(fù) ,重新開始下一輪搶答 .搶答器具有定時搶答功能 ,且每次搶答的時間可以由主持人設(shè)定（如 30 秒） .當(dāng)主持人啟動 開始 鍵后 ,定時器進行減計時 . 參賽選手在設(shè)定的時間內(nèi)進行搶答 ,搶答有效 ,定時器停止工作 ,顯示器上顯示選手的編號和搶答的時間 ,并保持到主持人將系統(tǒng)清除為止 .如果定時時間已到 ,無人搶答 ,本次搶答無效 ,系統(tǒng)通過一個指示燈報警并禁止搶答 ,定時顯示器上顯示 00. 因此要完成搶答器的邏輯功能 ,該電路至少應(yīng)包括輸入開關(guān) 、 數(shù)字顯示 、 判別組控制以及組號鎖存等部分 . 原理框 圖 圖 1 原理框圖 臨沂 大學(xué)理學(xué)院 2021 屆本科畢業(yè)論文 （設(shè)計） 3 設(shè)計思路 1. 搶答器供 8 名選手比賽 ,分別用 8 個按鈕 S0 ~ S7 表示 .這個功能只需要通過管腳分配把按鈕分配到實驗版上的撥動開關(guān) SW0 到 SW7,讓每個選手撥動開關(guān)后產(chǎn)生相應(yīng)的信號就可以了 .不同的選手撥動按鈕發(fā)出信號通過 74LS148 編碼器進行編碼 ,編碼后輸出信號進行下一步的譯碼和鎖存 . 2. 設(shè)置一個系統(tǒng)清除和搶答控制開關(guān) S,該開關(guān)由主持人控制 .在這里首先通過管腳分配把開關(guān) S 分配到相應(yīng)一個撥動開關(guān) ,這個就是開關(guān) 應(yīng)的線路 ,這個線路通過與非門連接 其他信號 ,從而達到清零的功能 . 3. 搶答器具有鎖存與顯示功能 .即選手按動按鈕 ,鎖存相應(yīng)的編號 ,并將優(yōu)先搶答選手的編號一直保持到主持人將系統(tǒng)清除為止 .74LS373 具有鎖存功能 ,可以在一個選手按下按鈕后進行鎖存 ,其他的選手不能再搶答 .鎖存相應(yīng)的編號時 ,由于編碼器編的是從 0 到 7,如果 0 號選手搶答 ,與清零的時候可能造成混淆 ,所以要加上加法器 ,對編碼器的 0 到 7 都加上 74LS83,這樣在后面的 74LS47譯碼器上就可以顯示 1 到 8 的號碼 . 4. 搶答器具有定時搶答功能 ,且一次搶答的時間由主持人設(shè) 定（如 ,30 秒） .當(dāng)主持人啟動 開始 鍵后 ,定時器進行減計時 .74LS192 具有減法功能 ,通過使用74LS192 可以對設(shè)定的時間進行自減 ,只需要給定 74LS192 秒脈沖就可以 .同時74LS192 結(jié)合 74LS47 可以對所設(shè)定的搶答時間和選手搶答的時間顯示出來 . 5. 參賽選手在設(shè)定的時間內(nèi)進行搶答 ,搶答有效 ,定時器停止工作 ,顯示器上顯示選手的編號和搶答的時間 ,并保持到主持人將系統(tǒng)清除為止 .選手進行搶答 ,通過編碼器 ,鎖存器 ,加法器 ,譯碼器等顯示出來 .當(dāng)某個選手搶答有效 ,通過 74LS148編碼器的 GSN 端口連 接到控制清零端的與非門就可以進行禁止其他選手的搶答 ,同時把該選手的號碼顯示在數(shù)碼管上 ,同時通過 74LS148編碼器的 GSN端口可以停止 74LS192 的脈沖 ,從而讓脈沖停止 ,達到顯示搶答時間的效果 . 6. 如果定時時間已到 ,無人搶答 ,本次搶答無效 ,系統(tǒng)通過一個指示燈報警并禁止搶答 ,定時顯示器上顯示 ,減法器 74LS192 的十位的 LDN 端口發(fā)出一個高電平 ,在這個端口上連接上一個顯示燈 ,作為報警用 .同時減法器74LS192 的十位的 BON 端口會發(fā)出一個低電平 ,可以連接到脈沖上 ,讓脈沖停止 ,數(shù)碼 管上顯示的是 00. 設(shè)計流程圖 臨沂 大學(xué)理學(xué)院 2021 屆本科畢業(yè)論文 （設(shè)計） 4 圖 2 流程圖 設(shè)計方案 整體的電路可以分為兩部分 ,一個是搶答電路 ,第二部分是定時 、 報警電路 . 1 .搶答的部分：搶答器供 8 名選手比賽 ,分別用 8 個按鈕 S0 ~ S7 表示 .通過管腳分配把按鈕分配到實驗版上的撥動開關(guān) SW0 到 SW7,讓每個選手撥動開關(guān)后產(chǎn)生相應(yīng)的信號 .不同的選手撥動按鈕發(fā)出信號通過 74LS148 編碼器進行編碼 ,編碼后輸出信號進行下一步的譯碼和鎖存 .設(shè)置一個系統(tǒng)清除和搶答控制開關(guān) S,開關(guān)由主持人控制 .通過管腳分配把開關(guān) S 分配到相應(yīng)一個撥動開關(guān) 系到一個相應(yīng)的線路 ,這個線路通過與非門連接其他信號 ,從而達到清零的功能 .搶答器具有鎖存與顯示功能 .即選手按動按鈕 ,鎖存相應(yīng)的編號 ,并將優(yōu)先搶答選手的編號一直保持到主持人將系統(tǒng)清除為止 .74LS373 具有鎖存功能 ,可以在一個選手按下按鈕后進行鎖存 ,其他的選手不能在有選手搶答后再進行搶答 .鎖存相應(yīng)的編號時 ,由于編碼器編的是從 0 到 7,如果 0 號選手搶答 ,與清零的時候可能造成混淆 ,所以要加上加法器 ,對編碼器的 0 到 7 都加上 74LS83,加 1后在就可以在數(shù)碼顯示管上顯示 1 到 8 的號碼 . 2. 定 時 、 報警部分：一次搶答的時間由主持人設(shè)定（如 30 秒） .當(dāng)主持人啟動 開始 鍵后 ,定時器進行減計時 .74LS192 具有減法功能 ,通過使用 74LS192 可以對臨沂 大學(xué)理學(xué)院 2021 屆本科畢業(yè)論文 （設(shè)計） 5 設(shè)定的時間進行自減 .74LS192 進行工作的時候需要給定秒脈沖 .同時 74LS192 結(jié)合 74LS47 可以對所設(shè)定的搶答時間和選手搶答的時間顯示出來 .參賽選手在設(shè)定的時間內(nèi)進行搶答 ,搶答有效 ,定時器停止工作 ,顯示器上顯示選手的編號和搶答的時間 ,并可以保持到主持人將系統(tǒng)清除為止 .選手進行搶答 ,通過編碼器 ,鎖存器 ,加法器 ,譯碼器 ,顯示出來 .當(dāng)某個選手搶答有效 ,通過 74LS148編碼器的 GSN端口連接到控制清零端的與非門就可以進行禁止其他選手的搶答 ,同時把該選手的號碼顯示在數(shù)碼管上 ,而且通過 74LS148 編碼器的 GSN 端口可以停止 74LS192的脈沖 ,從而讓脈沖停止 ,達到顯示搶答時間的效果 .若定時時間已到 ,無人搶答 ,本次搶答無效 ,系統(tǒng)通過一個指示燈報警并禁止搶答 ,定時顯示器上顯示 到的時候 ,減法器 74LS192 的十位的 LDN 端口發(fā)出一個高電平 ,在這個端口上連接上一個顯示燈 ,作為報警用 .同時減法器 74LS192 的十位的 BON 端口會發(fā)出一個低電平 ,可以連接到脈沖上 ,讓脈沖停止輸?shù)郊臃ㄆ魃?,那么數(shù)碼管顯示的是 00. 4 單元電路設(shè)計與實現(xiàn) 整個電路分為編碼單元 ,鎖存單元 ,加法器單元 ,設(shè)定搶答時間單元 ,和譯碼單元五個部分 .下面分別對各個單元進行詳細的介紹 . 編碼單元 在選手按動按鈕后 ,發(fā)出相應(yīng)的信號 .使用 74LS148 對信號進行編碼 ,優(yōu)先判決器是由 74LS148 集成優(yōu)先編碼器等組成 .該編碼器有 8 個信號輸入端 ,3 個二進制碼輸出端 ,輸入使能端 EI,輸出使能端 EO 和優(yōu)先編碼工作狀態(tài)標(biāo)志 表如 圖 3 所示 .從功能表中可以看出當(dāng) EI＝“ 0”時 ,編碼器 工 作 ,而當(dāng) EI＝“ 1”時 ,則不論 8 個輸入端為何種狀態(tài) ,輸出端均為“ 1” ,且 GS 端和 EO 端為“ 1” ,編碼器處于非工作狀態(tài) ,這種情況被稱為輸入低電平有效 . 表 1 優(yōu)先編碼器 74LS148 功能表 輸 入 輸 出 EI I