【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 控制開關(guān)從清除位置撥到開始位置時(shí)，來自于74LS279的輸出 1Q=0，經(jīng)G3反相， A＝1，則時(shí)鐘信號(hào)CP能夠加到74LS192的CPD時(shí)鐘輸入端，定時(shí)電路進(jìn)行遞減計(jì)時(shí)。同時(shí)，在定時(shí)時(shí)間未到時(shí)，則定時(shí)到信號(hào)為 1，門G2的輸出 =0，使 74LS148處于正常工作狀態(tài)，從而實(shí)現(xiàn)功能①的要求。當(dāng)選手在定時(shí)時(shí)間內(nèi)按動(dòng)搶答鍵時(shí)，1Q＝1，經(jīng) G3反相， A＝0，封鎖 CP信號(hào)，定時(shí)器處于保持工作狀態(tài)；同時(shí)，門G2的輸出 =1，74LS148處于禁止工作狀態(tài)，從而實(shí)現(xiàn)功能②的要求。當(dāng)定時(shí)時(shí)間到時(shí)，則定時(shí)到信號(hào)為0， 74LS148處于禁止工作狀態(tài)，禁止選手進(jìn)行搶答。同時(shí)， 門G1處于關(guān)門狀態(tài)，封鎖 CP信號(hào)，使定時(shí)電路保持00狀態(tài)不變，從而實(shí)現(xiàn)功能③的要求。集成單穩(wěn)觸發(fā)器74LS121用于控制報(bào)警電路及發(fā)聲的時(shí)間。圖36定時(shí)搶答器的整機(jī)電路4電路調(diào)試 圖41搶答器電路調(diào)試圖如圖，該電路實(shí)現(xiàn)兩個(gè)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(hào)，同時(shí)譯碼器顯示電路顯示編號(hào)；二是禁止其他選手之后按鍵無效。工作過程：當(dāng)開關(guān)處于清除端時(shí)，74LS279的RS 觸發(fā)器段均為0信號(hào)，所以四個(gè)觸發(fā)器端均輸出為0，此時(shí)ST為0，根據(jù)74LS148功能表可以看出，該芯片處于工作狀態(tài)。當(dāng)開關(guān)達(dá)到“開始”端時(shí)，搶答器處于等待工作狀態(tài)，當(dāng)有選手按下鍵時(shí)，及有一個(gè)輸入端為低電平，根據(jù)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(jù)2Q，3Q，4Q的輸出，譯碼器將顯示第一個(gè)按下鍵的選手號(hào)碼。并且此時(shí)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?yàn)橹挥?名選手，編號(hào)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(huì)一直不亮，直到最后此次比賽結(jié)束。搶答器部分仿真如下，當(dāng)主持人按下開關(guān)可實(shí)現(xiàn)清零，再次按下開關(guān)開始搶答，如選手1按下，數(shù)碼管顯示1并且其他選手無法再次搶答。仿真結(jié)果驗(yàn)證了搶答部分電路的設(shè)計(jì)成功。圖42定時(shí)電路調(diào)試圖如圖所示，分為兩個(gè)部分，一是秒脈沖，由555定時(shí)器構(gòu)成的多諧振蕩電路，根據(jù)公式振蕩周期為T=（R1+2R2）C，可計(jì)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(gè)周期內(nèi)發(fā)光二極管會(huì)發(fā)一次光。另一部分是可預(yù)置時(shí)間的減計(jì)數(shù)器，對(duì)于預(yù)置端可以采用十進(jìn)制8421BCD碼設(shè)置，當(dāng)555振蕩器發(fā)出一個(gè)脈沖時(shí)，74LS192的CP端就接受一個(gè)信號(hào)，在cp脈沖的上升沿預(yù)置數(shù)就開始自減，當(dāng)各位減少到0時(shí)，BO2就會(huì)輸出一個(gè)負(fù)脈沖，cp2就會(huì)開始減少1，然后74LS192二開始再自減1，直到預(yù)置數(shù)最后變成00，最后在BO2輸出一個(gè)周期的負(fù)脈沖。在時(shí)間未到時(shí)，BO2一直到是輸出正脈沖，除非最后變成00時(shí)，才會(huì)輸出負(fù)脈沖，這就可以作為定時(shí)到的信號(hào)，如果是時(shí)間到了，輸出是零，時(shí)間不到，輸出是1。另外，假如有選手按鍵的話，則最后不會(huì)計(jì)數(shù)器不會(huì)因?yàn)樽詼p為00而最后輸出負(fù)脈沖，而是應(yīng)為秒脈沖輸出與1Q的非相與后當(dāng)作脈沖輸入74LS192的。當(dāng)沒有選手按鍵時(shí)，1Q的非為0，所以cp脈沖就會(huì)停止輸入，時(shí)間就會(huì)停止，所顯示的時(shí)間就是該選手搶答的時(shí)間，但此時(shí)的定時(shí)到信號(hào)還是1。定時(shí)部分電路仿真圖如下，又555定時(shí)器構(gòu)成的多諧振蕩器輸出頻率為1Hz，作為計(jì)數(shù)器的脈沖源，定時(shí)顯示可實(shí)現(xiàn)20秒定時(shí)，此部分設(shè)計(jì)成功。圖43 555電路構(gòu)成的多諧振蕩器該報(bào)警電路有555定時(shí)器和三極管構(gòu)成，有555定時(shí)器構(gòu)成一個(gè)多諧振蕩器，其輸出信號(hào)可以經(jīng)三極管推動(dòng)揚(yáng)聲器。PR為控制信號(hào)，當(dāng)PR為高電平時(shí)，4端接高電平，振蕩器正常工作，當(dāng)為低電平時(shí)，振蕩器停止工作，不會(huì)發(fā)聲。因?yàn)閬硪粋€(gè)高電平是該報(bào)警電路會(huì)發(fā)聲，但是只有在一個(gè)周期內(nèi)發(fā)聲，這個(gè)周期非常短，只是多諧振蕩器的一個(gè)周期，只有一秒鐘，所以中間需要加一個(gè)單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器，根據(jù)555構(gòu)成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的功能原理，這樣可以延長(zhǎng)這個(gè)周期，是發(fā)聲信號(hào)加長(zhǎng)，該定時(shí)器用到的電阻是30 kΩ，電容是100uf，根據(jù)公式計(jì)算得到的周期是3秒。圖44脈沖發(fā)生電路產(chǎn)生的脈沖波形圖45時(shí)序控制電路調(diào)試圖圖中，門G1 的作用是控制時(shí)鐘信號(hào)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(guān)從清除位置撥到開始位置時(shí)，來自于圖六中的74LS279的輸出 1Q=0，經(jīng)G3反相， A＝1，則時(shí)鐘信號(hào)CP能夠加到74LS192的CP時(shí)鐘輸入端，定時(shí)電路進(jìn)行遞減計(jì)時(shí)。同時(shí)，在定時(shí)時(shí)間未到時(shí)，則定時(shí)到信號(hào)為 1，門G2的輸出ST =0，使 74LS148處于正常工作狀態(tài)，從而實(shí)現(xiàn)功能①的要求。當(dāng)選手在定時(shí)時(shí)間內(nèi)按動(dòng)搶答鍵時(shí)，1Q＝1，經(jīng) G3反相， A＝0，封鎖 CP信號(hào)，定時(shí)器處于保持工作狀態(tài)；同時(shí)，門G2的輸出 ST=1，74LS148處于禁止工作狀態(tài)，從而實(shí)現(xiàn)功能②的要求。當(dāng)定時(shí)時(shí)間到時(shí)，則定時(shí)到信號(hào)為0，1Q =1，74LS148處于禁止工作狀態(tài)，禁止選手進(jìn)行搶答。同時(shí)， 門G1處于關(guān)門狀態(tài)，封鎖 CP信號(hào)，使定時(shí)電路保持00狀態(tài)不變，從而實(shí)現(xiàn)功能③的要求。集成單穩(wěn)觸發(fā)器74LS121用于控制報(bào)警電路及發(fā)聲的時(shí)間，其工作原理如下：當(dāng)主持人將開關(guān)撥到開始鍵時(shí)，S信號(hào)從0變成1，是上升的，但是定時(shí)到信號(hào)還是1，Yex由于74LS148已經(jīng)開始工作所以為0，所以根據(jù)74LS121功能表可以看到PR會(huì)有一個(gè)高電平輸出，所以揚(yáng)聲器就會(huì)發(fā)出聲音。在最后結(jié)束時(shí)候，如果沒有選手按鍵但是時(shí)間已經(jīng)結(jié)束，這時(shí)候S是1，Yex因?yàn)闆]有選手按鍵而為1，而又因?yàn)槎〞r(shí)到信號(hào)而又有一個(gè)負(fù)脈沖輸入，所以PR會(huì)輸出一個(gè)正脈沖，從而使揚(yáng)聲器發(fā)聲。假如有選手按鍵，Yex會(huì)從1變成0，定時(shí)到信號(hào)還是1，所以最后也會(huì)有一個(gè)正脈沖輸出，揚(yáng)聲器也會(huì)發(fā)聲的。 圖46報(bào)警電路調(diào)試圖該報(bào)警電路有555定時(shí)器和三極管構(gòu)成，有555定時(shí)器構(gòu)成一個(gè)多諧振蕩器，其輸出信號(hào)可以經(jīng)三極管推動(dòng)揚(yáng)聲器。PR為控制信號(hào)，當(dāng)PR為高電平時(shí)，4端接高電平，振蕩器正常工作，當(dāng)為低電平時(shí)，振蕩器停止工作，不會(huì)發(fā)聲。因?yàn)閬硪粋€(gè)高電平是該報(bào)警電路會(huì)發(fā)聲，但是只有在一個(gè)周期內(nèi)發(fā)聲，這個(gè)周期非常短，只是多諧振蕩器的一個(gè)周期，只有一秒鐘，所以中間需要加一個(gè)單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器，根據(jù)555構(gòu)成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的功能原理，這樣可以延長(zhǎng)這個(gè)周期，是發(fā)聲信號(hào)加長(zhǎng)。如果該定時(shí)器用到的電阻是30 kΩ，電容是100uf，根據(jù)公式計(jì)算得到的周期是3秒。圖46整體電路調(diào)試圖整體仿真圖如圖46，可實(shí)現(xiàn)如下功能：接通電源后，主持人將開關(guān)撥到清除狀態(tài)，搶答器處于禁止?fàn)顟B(tài)，編號(hào)顯示器滅燈，定時(shí)器