智力競賽搶答器設計(編輯修改稿)
2024-08-24 23:27 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 分辨出搶答者的編號，并由鎖存器進行鎖存，然后由譯碼顯示電路顯示編號； （2）揚聲器發(fā)出短暫聲響，提醒節(jié)目主持人注意； （3）控制電路要對輸入編碼電路進行封鎖，避免其他選手再次進行搶答； （4）控制電路要使定時器停止工作，時間顯示器上顯示剩余的搶答時間，并保持到主持人將系統(tǒng)清零為止。當選手將問題回答完畢時，主持人操作控制開關，使系統(tǒng)回復到禁止工作狀態(tài)，以便進行下一輪搶答。 方案比較針對題目設計要求，經(jīng)過分析與思考，擬定以下二種方案：方案一：該方案是將搶答按鈕先直接與鎖存器而不是優(yōu)先編碼器相連，將最先搶答的選手的編號鎖定，再依次經(jīng)過優(yōu)先編碼器、譯碼器和七段顯示器，最后顯示的是搶答選手的編號，經(jīng)過優(yōu)先編碼器后的信號到單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器，單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器又與報警電路直接連接，所以顯示編號的同時可以發(fā)出報警信號。另外由主持人控制開關和其他部分電路通過門電路實現(xiàn)對搶答電路、定時電路和報警部分電路的控制。主體框圖如下： 圖1 八路智力搶答器方案一設計框圖方案二：主持人按動開始搶答的開關后，最先搶答的選手的電平信號先經(jīng)過優(yōu)先編碼器，再依次經(jīng)過數(shù)據(jù)鎖存器，此時已經(jīng)限制了其他選手的搶答，信號再經(jīng)過譯碼器和七段數(shù)碼顯示器，將最先搶答的該選手的編號顯示出來，并同時產(chǎn)生報警信號，到此完成的是搶答功能；如果沒有人搶答， 30秒減計數(shù)器減到00時也會發(fā)出報警信號，此是完成計時功能。主體框圖如下：圖2 八路智力搶答器方案二設計框圖 方案確定相比之下，第二種方案更好些。它的優(yōu)點表現(xiàn)在以下幾個方面：這種方案原理比較簡單。主持人對整體電路的控制只需幾個門電路就可完成，不必用特別的芯片來組成控制電路；更容易實現(xiàn)報警提示功能，在有選手搶答后或者計時開始和結束時。既減少了布線使整個電路更直觀簡單，又降低了產(chǎn)生錯誤的可能性。三 電路設計與調(diào)試：元器件：74LS48三片，72LS192兩片，74LS2774LS1474LS00、74LS1555各一片，數(shù)碼管三個，發(fā)光二極管一個，開關、電阻、電容若干，導線若干（1）搶答電路設計搶答電路的功能有兩個：一是能分辨出選手按按鈕的先后，并鎖存優(yōu)先搶答者的編號，供譯碼顯示電路用；二是要使其他選手的按鈕操作無效。因此，選用優(yōu)先編碼器74LS148和RS鎖存器74LS279以及譯碼顯示電路完成上述功能。搶答器電路工作原理：SW18為八位選手的搶答開關，SW9單刀雙擲開關設為主持人控制開關。當主持人控制開關置于清零狀態(tài)時，RS觸發(fā)器的R端為低電平，輸出端全部為低電平。于是74LS48的BI為高，顯示器滅燈；74LS148的選通輸入端ST為高電平，74LS148處于工作狀態(tài)，此時鎖存電路不工作。當SW9置于開始狀態(tài)，優(yōu)先編碼電路和鎖存電路同時處于工作狀態(tài)。74LS279的1R、1S均為高電平，由真值表可知，輸出1Q為低電平，從而使74LS148輸入使能端為低電平有效，即搶答器處于等待工作狀態(tài)。若有選手（假設為3號選手）按動搶答開關（即閉合SW4），此時優(yōu)先編碼器74LS148輸入端I3接低電平有效，則輸出A2A1A0為100，A2A1A0分別接至4S、3S、2S，根據(jù)RS鎖存器真值表，2Q3Q4Q輸出分別為110，從而74LS48的輸入端DCBA為0011，經(jīng)74LS48譯碼，顯示器上顯示“3”。與此同時，當74LS148輸入端有一個為低電平時，GS為低電平有效，即標志譯碼器處于工作狀態(tài)，從而使1S為0，此時1Q輸出為高電平，致使EI為高電平，74LS148處于禁止工作狀態(tài)，其他選手搶答按鈕的輸入信號不會被接受。這就保證了搶答者優(yōu)先性以及搶答電路的準確性。搶答結束后，主持人開關置于清零狀態(tài)，數(shù)碼管變灰，一切恢復初始狀態(tài)，以便進入下一輪搶答環(huán)節(jié)。（2）定時電路設計設計要求搶答器具有定時功能，且節(jié)目主持人根據(jù)搶答題的難易程度，可設定一次搶答的時間（設為30s）。設計中選用十進制同步加/減計數(shù)器74LS192進行設計，74LS192是具有置數(shù)和清零功能, 其引腳圖和邏輯圖如圖10所示。圖10 74LS192引腳圖和邏輯圖
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