【文章內容簡介】 工作原理是：主持人控制開關從清除位置撥到開始位置時，來自于74LS279的輸出 1Q=0，經G3反相， A＝1，則時鐘信號CP能夠加到74LS192的CPD時鐘輸入端，定時電路進行遞減計時。同時，在定時時間未到時，則定時到信號為 1，門G2的輸出 =0，使 74LS148處于正常工作狀態(tài)，從而實現功能①的要求。當選手在定時時間內按動搶答鍵時，1Q＝1，經 G3反相， A＝0，封鎖 CP信號，定時器處于保持工作狀態(tài)；同時，門G2的輸出 =1，74LS148處于禁止工作狀態(tài)，從而實現功能②的要求。當定時時間到時，則定時到信號為0， 74LS148處于禁止工作狀態(tài)，禁止選手進行搶答。同時， 門G1處于關門狀態(tài)，封鎖 CP信號，使定時電路保持00狀態(tài)不變，從而實現功能③的要求。集成單穩(wěn)觸發(fā)器74LS121用于控制報警電路及發(fā)聲的時間。圖36定時搶答器的整機電路4電路調試 圖41搶答器電路調試圖如圖，該電路實現兩個功能：一是能夠過分辨出選手按鍵的先后，并鎖存優(yōu)先搶答者的編號，同時譯碼器顯示電路顯示編號；二是禁止其他選手之后按鍵無效。工作過程：當開關處于清除端時，74LS279的RS 觸發(fā)器段均為0信號，所以四個觸發(fā)器端均輸出為0，此時ST為0，根據74LS148功能表可以看出，該芯片處于工作狀態(tài)。當開關達到“開始”端時，搶答器處于等待工作狀態(tài)，當有選手按下鍵時，及有一個輸入端為低電平，根據74LS148功能表可知，Y1，Y2，Y3處于一種輸出狀態(tài)，EO輸出為0，所以1Q輸出為1，74LS48處于工作狀態(tài)。根據2Q，3Q，4Q的輸出，譯碼器將顯示第一個按下鍵的選手號碼。并且此時1Q=1，使74LS148的ST=1，所以74LS148處于禁止工作狀態(tài)，封鎖了其他鍵的再次輸入。因為只有8名選手，編號從0000到0111，所以74LS48 芯片的A3端不需要用到，所以可以直接置地。如果沒有選手按鍵的話，七段顯示譯碼器就會一直不亮，直到最后此次比賽結束。搶答器部分仿真如下，當主持人按下開關可實現清零，再次按下開關開始搶答，如選手1按下，數碼管顯示1并且其他選手無法再次搶答。仿真結果驗證了搶答部分電路的設計成功。圖42定時電路調試圖如圖所示，分為兩個部分，一是秒脈沖，由555定時器構成的多諧振蕩電路，根據公式振蕩周期為T=（R1+2R2）C，可計算出該振蕩器的振蕩周期為1秒，由于是矩形脈沖，所以一個周期內發(fā)光二極管會發(fā)一次光。另一部分是可預置時間的減計數器，對于預置端可以采用十進制8421BCD碼設置，當555振蕩器發(fā)出一個脈沖時，74LS192的CP端就接受一個信號，在cp脈沖的上升沿預置數就開始自減，當各位減少到0時，BO2就會輸出一個負脈沖，cp2就會開始減少1，然后74LS192二開始再自減1，直到預置數最后變成00，最后在BO2輸出一個周期的負脈沖。在時間未到時，BO2一直到是輸出正脈沖，除非最后變成00時，才會輸出負脈沖，這就可以作為定時到的信號，如果是時間到了，輸出是零，時間不到，輸出是1。另外，假如有選手按鍵的話，則最后不會計數器不會因為自減為00而最后輸出負脈沖，而是應為秒脈沖輸出與1Q的非相與后當作脈沖輸入74LS192的。當沒有選手按鍵時，1Q的非為0，所以cp脈沖就會停止輸入，時間就會停止，所顯示的時間就是該選手搶答的時間，但此時的定時到信號還是1。定時部分電路仿真圖如下，又555定時器構成的多諧振蕩器輸出頻率為1Hz，作為計數器的脈沖源，定時顯示可實現20秒定時，此部分設計成功。圖43 555電路構成的多諧振蕩器該報警電路有555定時器和三極管構成，有555定時器構成一個多諧振蕩器，其輸出信號可以經三極管推動揚聲器。PR為控制信號，當PR為高電平時，4端接高電平，振蕩器正常工作，當為低電平時，振蕩器停止工作，不會發(fā)聲。因為來一個高電平是該報警電路會發(fā)聲，但是只有在一個周期內發(fā)聲，這個周期非常短，只是多諧振蕩器的一個周期，只有一秒鐘，所以中間需要加一個單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器，根據555構成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的功能原理，這樣可以延長這個周期，是發(fā)聲信號加長，該定時器用到的電阻是30 kΩ，電容是100uf，根據公式計算得到的周期是3秒。圖44脈沖發(fā)生電路產生的脈沖波形圖45時序控制電路調試圖圖中，門G1 的作用是控制時鐘信號CP的放行與禁止，門G2的作用是控制74LS148的輸人使能端 。圖八的工作原理是：主持人控制開關從清除位置撥到開始位置時，來自于圖六中的74LS279的輸出 1Q=0，經G3反相， A＝1，則時鐘信號CP能夠加到74LS192的CP時鐘輸入端，定時電路進行遞減計時。同時，在定時時間未到時，則定時到信號為 1，門G2的輸出ST =0，使 74LS148處于正常工作狀態(tài)，從而實現功能①的要求。當選手在定時時間內按動搶答鍵時，1Q＝1，經 G3反相， A＝0，封鎖 CP信號，定時器處于保持工作狀態(tài)；同時，門G2的輸出 ST=1，74LS148處于禁止工作狀態(tài)，從而實現功能②的要求。當定時時間到時，則定時到信號為0，1Q =1，74LS148處于禁止工作狀態(tài)，禁止選手進行搶答。同時， 門G1處于關門狀態(tài)，封鎖 CP信號，使定時電路保持00狀態(tài)不變，從而實現功能③的要求。集成單穩(wěn)觸發(fā)器74LS121用于控制報警電路及發(fā)聲的時間，其工作原理如下：當主持人將開關撥到開始鍵時，S信號從0變成1，是上升的，但是定時到信號還是1，Yex由于74LS148已經開始工作所以為0，所以根據74LS121功能表可以看到PR會有一個高電平輸出，所以揚聲器就會發(fā)出聲音。在最后結束時候，如果沒有選手按鍵但是時間已經結束，這時候S是1，Yex因為沒有選手按鍵而為1，而又因為定時到信號而又有一個負脈沖輸入，所以PR會輸出一個正脈沖，從而使揚聲器發(fā)聲。假如有選手按鍵，Yex會從1變成0，定時到信號還是1，所以最后也會有一個正脈沖輸出，揚聲器也會發(fā)聲的。 圖46報警電路調試圖該報警電路有555定時器和三極管構成，有555定時器構成一個多諧振蕩器，其輸出信號可以經三極管推動揚聲器。PR為控制信號，當PR為高電平時，4端接高電平，振蕩器正常工作，當為低電平時，振蕩器停止工作，不會發(fā)聲。因為來一個高電平是該報警電路會發(fā)聲，但是只有在一個周期內發(fā)聲，這個周期非常短，只是多諧振蕩器的一個周期，只有一秒鐘，所以中間需要加一個單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器，根據555構成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的功能原理，這樣可以延長這個周期，是發(fā)聲信號加長。如果該定時器用到的電阻是30 kΩ，電容是100uf，根據公式計算得到的周期是3秒。圖46整體電路調試圖整體仿真圖如圖46，可實現如下功能：接通電源后，主持人將開關撥到清除狀態(tài)，搶答器處于禁止狀態(tài)，編號顯示