八路智力競(jìng)賽搶答器設(shè)計(jì)-文庫(kù)吧資料
2024-08-10 15:31本頁(yè)面
【正文】 、A的高低電平來(lái)進(jìn)行（例如要設(shè)定時(shí)間為30秒,就將十位的74192的D、C、B、A分別置位為0、0、1，而將各位的74LS192的D、C、B、A都置于0）。首先是各個(gè)選手分別對(duì)應(yīng)的按鈕編號(hào)是S0、SSSSSSS7，搶答后顯示器上顯示的分別是0、7。同時(shí)，門(mén)G1處于關(guān)門(mén)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c的要求。當(dāng)選手在定時(shí)時(shí)間內(nèi)按動(dòng)搶答按鈕時(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(mén)G2的輸出ST為低74LS148處于禁止工作狀態(tài)，從而實(shí)現(xiàn)功能b的要求。主持人控制開(kāi)關(guān)從“清零”位置撥到“開(kāi)始”位置時(shí)，74LS279的輸出1Q=0，經(jīng)G3反相，A=1，則從555輸出端來(lái)的時(shí)鐘信號(hào)CP能夠加到74LS192的CPd始終輸入端，定時(shí)電路進(jìn)行遞減計(jì)時(shí)。電路中利用與非門(mén)兩輸入端相連實(shí)現(xiàn)非門(mén)的邏輯功能。圖14 時(shí)序控制電路其中，兩輸入與非門(mén)采用74LS00，引腳圖如圖15所示。，無(wú)人搶答時(shí)揚(yáng)聲器發(fā)聲，同時(shí)搶答電路和定時(shí)電路停止工作。圖13報(bào)警電路 時(shí)序控制電路時(shí)序控制電路是搶答器設(shè)計(jì)的關(guān)鍵，需要完成以下三項(xiàng)功能：“開(kāi)始”位置時(shí)，揚(yáng)聲器發(fā)聲，搶答電路和定時(shí)電路進(jìn)入正常搶答工作狀態(tài)。當(dāng)4端的輸入信號(hào)是高電平時(shí)，振蕩器工作，有報(bào)警信號(hào)，4端輸入低電平時(shí)，振蕩器不工作，沒(méi)有報(bào)警信號(hào)。圖中555定時(shí)器用來(lái)構(gòu)成多諧振蕩器，其震蕩頻率和秒脈沖產(chǎn)生電路中頻率的計(jì)算方法相同。計(jì)時(shí)期間有人搶答，減計(jì)數(shù)器停止計(jì)時(shí)，顯示器上顯示此刻時(shí)間。搶答開(kāi)始，主持人打開(kāi)開(kāi)關(guān)，計(jì)數(shù)器處于計(jì)數(shù)狀態(tài)，555產(chǎn)生的秒脈沖與十位74LS192借位輸出端（其初始狀態(tài)為高電平）相與。圖12 定時(shí)電路工作原理：首先主持人根據(jù)題的難易程度改變74LS192的輸入端D3D2D1D0的電平來(lái)確定搶答時(shí)間（假定為30秒），555構(gòu)成秒脈沖產(chǎn)生電路為計(jì)時(shí)電路提供脈沖。圖中電容的充放電時(shí)間分別是：t1=RBCln2≈C t2=(RA+RB)Cln2≈(RA+RB)C 所以555的3端輸出的頻率為： f=1/(t1+t2)≈[(2RA+RB)C] 我們采用的電阻和電容值分別是：RA=15KΩ，R2=68KΩ，C1=10uf,滿足上式，即得到的是秒脈沖。多諧振蕩器無(wú)需外加輸入信號(hào)就能在接通電源自行產(chǎn)生矩形波輸出。計(jì)數(shù)器的時(shí)鐘脈沖由秒脈沖電路提供。由功能真值表可知，只需將個(gè)位74LS192的借位輸出端BO與十位74LS192的CPd即可實(shí)現(xiàn)100進(jìn)制減計(jì)數(shù)。圖10 74LS192引腳圖和邏輯圖P0、PPP3——置數(shù)并行數(shù)據(jù)輸入；Q0、Q3——計(jì)數(shù)數(shù)據(jù)輸出；CR————————清零端；LD————————置數(shù)端；CPu ———————加法計(jì)數(shù)CP輸入；CPd ———————減法計(jì)數(shù)CP輸入；CO————————進(jìn)位輸出端；BO————————借位輸出端。 定時(shí)電路設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)要求搶答器具有定時(shí)功能，且節(jié)目主持人根據(jù)搶答題的難易程度，可設(shè)定一次搶答的時(shí)間（設(shè)為30s）。這就保證了搶答者優(yōu)先性以及搶答電路的準(zhǔn)確性。若有選手（假設(shè)為3號(hào)選手）按動(dòng)搶答開(kāi)關(guān)（即閉合SW4），此時(shí)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”。當(dāng)SW9置于開(kāi)始狀態(tài)，優(yōu)先編碼電路和鎖存電路同時(shí)處于工作狀態(tài)。當(dāng)主持人控制開(kāi)關(guān)置于清零狀態(tài)時(shí)，RS觸發(fā)器的R端為低電平，輸出端全部為低電平。共陰極數(shù)碼顯示器的功能表如表4所示。 圖5 74LS48的引腳圖 圖6 74LS48的邏輯圖 表3 74LS48真值表由真值表可以看出譯碼器74LS48輸出高電平有效，用以驅(qū)動(dòng)共陰極數(shù)碼管。RBI為動(dòng)態(tài)滅燈輸入，當(dāng)LT=1，RBI=0且輸入均為0時(shí)，輸出均為低電平，數(shù)碼管“滅零”。BI/RBO為滅燈輸入，當(dāng)BI=0時(shí)，所有字形熄滅。表2 74LS279真值表74LS48為七段顯示譯碼器。本設(shè)計(jì)中，將S2均接高電平，僅利用S1控制輸出。圖4 74LS279引腳圖74LS279是由4個(gè)RS鎖存器組成，且均為與非門(mén)構(gòu)成的RS鎖存器。因此，可根據(jù)EI、EO、GS功能擴(kuò)展端的特點(diǎn)，對(duì)電路進(jìn)行相應(yīng)控制。圖3 74LS148引腳圖表1 74LS148真值表74LS148是一八線三線優(yōu)先編碼器，該編碼器由8個(gè)信號(hào)輸入端，3個(gè)二進(jìn)制輸出端，輸入輸出均為低電平有效。搶答電路的功能有兩個(gè)：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(hào)，供譯碼顯示電路用；二是要使其他選手的按鈕操作無(wú)效。主持人對(duì)整體電路的控制只需幾個(gè)門(mén)電路就可完成，不必用特別的芯片來(lái)組成控制電路；更容易實(shí)現(xiàn)報(bào)警提示功能，在有選手搶答后或者計(jì)時(shí)開(kāi)始和結(jié)束時(shí)。相比之下，第二種方案更好些。方案二系統(tǒng)框圖如圖2所示。圖1 八路智力搶答器方案一設(shè)計(jì)框圖方案一所示搶答器工作過(guò)程：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(hào)鎖定，再依次經(jīng)過(guò)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(hào)，經(jīng)過(guò)優(yōu)先編碼器后的信號(hào)到單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器，單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器又與報(bào)警電路直接連接，所以顯示編號(hào)的同時(shí)可以發(fā)出報(bào)警信號(hào)。根據(jù)對(duì)功能要求的理解，設(shè)計(jì)了如下兩種方案。若選手在定時(shí)時(shí)間內(nèi)按動(dòng)搶答按鈕時(shí)，搶答器要完成以下四項(xiàng)工作：，并由鎖存器進(jìn)行鎖存，然后由譯碼顯示電路顯示編號(hào)； ，提醒節(jié)目主持人注意； ，避免其他選手再次進(jìn)行搶答； ，時(shí)間顯示器上顯示剩余的搶答時(shí)間，并保持到主持人將系統(tǒng)清零為止。當(dāng)節(jié)目主持人宣布“搶答開(kāi)始”，同時(shí)將控制開(kāi)關(guān)撥到“開(kāi)始”位置，搶答器處于工作狀態(tài)，定時(shí)器開(kāi)始倒計(jì)時(shí)。擴(kuò)展電路完成定時(shí)搶答及報(bào)警功能。如果定時(shí)搶答的時(shí)間已到，卻沒(méi)有選手搶答，則本次搶答無(wú)效，系統(tǒng)短暫報(bào)警，并封鎖輸入電路，禁止選手超時(shí)后搶答，時(shí)間顯示器上顯示00. 整體設(shè)計(jì)思路根據(jù)對(duì)功能要求的簡(jiǎn)要分析，將定時(shí)搶
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