多路數(shù)字定時(shí)搶答器設(shè)計(jì)方案(編輯修改稿)
2025-05-25 02:41 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 答工作狀態(tài)即開(kāi)始進(jìn)行倒計(jì)時(shí)。 （2）當(dāng)參賽選手按動(dòng)搶答按鈕時(shí)，定時(shí)器電路停止工作并且鎖存搶答時(shí)刻剩余時(shí)間。 （3）當(dāng)設(shè)計(jì)的搶答時(shí)間到，無(wú)人搶答時(shí)，定時(shí)電路停止工作即顯示00。 定時(shí)電路的工作原理：74LS192具有預(yù)置數(shù)功能，通過(guò)74LS192的置數(shù)端主持人根據(jù)需求將初始時(shí)間輸入，搶答開(kāi)始前開(kāi)關(guān)S置低電位，74LS192處于清零鎖存狀態(tài)，當(dāng)主持人將開(kāi)關(guān)置于高電平此時(shí)，由秒脈沖電路產(chǎn)生的秒脈沖信號(hào)進(jìn)入74LS192，使芯片由預(yù)置數(shù)進(jìn)入減計(jì)數(shù)轉(zhuǎn)態(tài)，若沒(méi)有選手搶答，一直減計(jì)數(shù)，當(dāng)計(jì)數(shù)至00時(shí)觸發(fā)報(bào)警電路蜂鳴器產(chǎn)生報(bào)警信號(hào)，同時(shí)計(jì)數(shù)高位TCD由高電平變成低電平，阻止了秒脈沖信號(hào)進(jìn)入計(jì)數(shù)器，計(jì)數(shù)器停止工作。若計(jì)時(shí)期間有人搶答，74LS11的4輸入由高電平變成低電平，同樣使減計(jì)數(shù)器停止計(jì)時(shí)，顯示器上顯示此刻剩余時(shí)間。 報(bào)警電路設(shè)計(jì) 由于設(shè)計(jì)要求電路中添加報(bào)警電路，即可用NE555驅(qū)動(dòng)蜂鳴器發(fā)出警報(bào)。555定時(shí)器是一種集模擬、數(shù)字于一體的中規(guī)模集成單路，其應(yīng)用極為廣泛。集成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器74LS121的輸入端接收到高電平時(shí)，驅(qū)動(dòng)報(bào)警電路發(fā)出聲響，即實(shí)現(xiàn)了蜂鳴報(bào)警器發(fā)聲提示的功能。555芯片的引腳圖如圖10，報(bào)警電路的設(shè)計(jì)電路圖如圖11。 圖10 555引腳圖 圖11 報(bào)警電路通過(guò)設(shè)計(jì)完成多路數(shù)字搶答器的仿真和制作，實(shí)現(xiàn)了8人搶答、主持人控制電路的正常工作、定時(shí)電路的定時(shí)功能、秒脈沖電路的產(chǎn)生脈沖信號(hào)功能、報(bào)警電路的報(bào)警功能、搶答后的鎖存功能等。先設(shè)計(jì)出各分電路圖并使各部分功能可以單獨(dú)實(shí)現(xiàn)，再通過(guò)使用仿真軟件Proteus來(lái)進(jìn)行整個(gè)電路的仿真，最后設(shè)計(jì)出總的電路圖，并實(shí)現(xiàn)所要求設(shè)計(jì)的所有功能。設(shè)計(jì)的總電路圖如圖12所示。下面是多路數(shù)字搶答器功能的實(shí)現(xiàn)過(guò)程的描述及實(shí)現(xiàn)的原理和方式：8個(gè)選手分別對(duì)應(yīng)8 個(gè)搶答按鈕S0、SSSSSSS7，搶答后顯示器上顯示的分別是0、7。主持人按下復(fù)位開(kāi)始按鍵對(duì)整個(gè)電路進(jìn)行“清零”，輸出低電平，分為3路：一路低電平輸出到計(jì)數(shù)器74LS192的端，而CR端也是低電平，所以使得對(duì)應(yīng)顯示器輸出預(yù)置的數(shù)據(jù)；另一路與74LS148的E0端異或后變?yōu)楦唠娖捷敵龅?4LS373的使能端LE，此時(shí)鎖存器不鎖存數(shù)據(jù)，所以搶答部分?jǐn)?shù)碼管無(wú)顯示即處于消隱狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)了清零，同時(shí)，EO由高電平變成低電平，與清零端異或后輸出0，使74LS373處于鎖存狀態(tài)；三是與集成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器74LS121相連，因?yàn)槭堑碗娖剿詻](méi)有報(bào)警信號(hào)。主持人通過(guò)時(shí)間預(yù)設(shè)開(kāi)關(guān)預(yù)設(shè)搶答時(shí)間，此設(shè)定可以通過(guò)調(diào)節(jié)輸入兩片74LS192的四個(gè)輸入端PPPP0的高低電平來(lái)進(jìn)行（例如要設(shè)定時(shí)間為20秒,就將十位的74LS192的PPPP0分別置位為0、0、0，而將各位的74LS192的PPPP0都置于0）。當(dāng)主持人宣讀完題目說(shuō)“開(kāi)始”并將開(kāi)關(guān)置于“開(kāi)始”位置后，輸出為高電平，此高電平有三路方向：一路輸出到集成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器74LS121的輸入端，驅(qū)動(dòng)報(bào)警電路發(fā)出聲響，即實(shí)現(xiàn)了蜂鳴報(bào)警器發(fā)聲提示的功能；另一路輸出到74LS192的端，使其處于高電平而根據(jù)秒脈沖電路信號(hào)開(kāi)始減計(jì)數(shù)；還有一路與EO信號(hào)（此時(shí)為0）異或后將高電平輸入LE端，使八D鎖存器74LS373處于傳輸狀態(tài)，此時(shí)任何選手搶答有效。在搶答時(shí)間限制內(nèi)，若有任何一位選手按鍵搶答時(shí)，八D鎖存器74LS373工作，與輸入端相對(duì)應(yīng)的輸出端Q0~Q7輸出相對(duì)應(yīng)的低電平，此時(shí)鎖存器輸出的八位電平經(jīng)8～3八位優(yōu)先編碼器74LS148編碼輸出的A2～A0再經(jīng)74LS86反相后成為與輸入信號(hào)相對(duì)應(yīng)的三位二進(jìn)制碼，此時(shí)將使得74LS148的管腳15（E0）的輸出由電低平變成高電平，輸出到74LS48
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