【正文】 方案一 基于軟件編程和硬件方面的四路搶答器的設(shè)計 采用單片機及其外圍電路組成的搶答器電路。PD口接數(shù)碼管，用于顯示哪個組搶到，并一數(shù)值方式顯示出來。電路中，輕觸開關(guān)SB為復(fù)位開關(guān)，按下SB，可以讓系統(tǒng)復(fù)位。這種由組成的搶答器電路的優(yōu)點使得外圍組成電路和實現(xiàn)起來也比較簡單、易于制作。做成的成本表較高。 方案二 基于純硬件要求的四路搶答器的設(shè)計設(shè)計電路具有搶答自鎖，燈光指示、暫停復(fù)位、電子音樂報聲、自動定時等功能，交流、直流兩用（如圖33所示）。以第2組為例，當(dāng)按下SB2時，繼電器KL2吸合，接點KL21的常開接點閉合，常閉接點斷開，即其中間簧片倒向2一邊，此時KL2自鎖，并且后面的幾路都斷開電源。此時共用的喇叭中發(fā)出優(yōu)美的電子音樂聲，表示第2組獲得搶答權(quán)。待主持人宣布誰有搶答權(quán)后，由主持人按一下常閉復(fù)位開關(guān)SBC，機器便恢復(fù)原狀。電子音樂的產(chǎn)生是利用VDVDVD3的勢壘電壓，給音樂片提供2V左右的電壓，使其音樂集成塊工作。競賽中不使用定時功能時，S2是閉合，VT1基極電位為零，VTVTVT3均不導(dǎo)通，繼電器KL不吸合。在每題競賽開始時，斷開S2，計時則開始，當(dāng)電源通過RP、R2向C2充電至2V時，VTVTVT3導(dǎo)通，繼電器KL吸合，其常開接點KLA閉合，定時指示燈HB亮，定時結(jié)束，喇叭中奏出音樂，同時其常閉接點KLB斷開，主電路被切斷，各組均不能再接通電源進行搶答。圖32基于純硬件要求的四路搶答器的設(shè)計 基于Multisim9仿真軟件設(shè)計的四路搶答器利用鎖存型D觸發(fā)器CD4042來完成的四路搶答器。當(dāng)6腳輸出高電平時，觸發(fā)器CD4042的輸出狀態(tài)由輸入的時鐘脈沖的的高的電平來決定，CP=O時鎖存數(shù)據(jù)，CP=1時傳輸數(shù)據(jù)。并且精度也不高最主要的是在Multisim9中無法對電路進行仿真，故不采用第二種方案。綜上所述，方案三的電路比較好。直流穩(wěn)壓電源一般由變壓器、整流器、濾波器和穩(wěn)壓器四部分組成，如圖35所示。圖34 直流穩(wěn)壓電源原理圖電源電路一般采用可調(diào)或者固定電壓為電路提供工作電壓。當(dāng)電源電壓220V的交流電壓經(jīng)過變壓器T2的變壓輸出15V的交流電壓，經(jīng)過變壓器的交流電壓輸入的由整流二極管組成的整流電路。由于整流后的電壓含有較大的脈動成份，必須經(jīng)過C4的濾波后輸入到三端集成穩(wěn)壓器7812后輸出電路所需的電壓 。如POL輸入為低電平電位及STORE輸入亦為低電平,送至D輸入之?dāng)?shù)據(jù)將在其個別真的及互補的輸出端出現(xiàn)當(dāng)STORE輸入電位升高,在此輸入之?dāng)?shù)據(jù)于正過度時即儲存于內(nèi)部并以真值形式出現(xiàn)Q輸出端及其互補出現(xiàn)于輸出端；CD4012為雙4輸入端與非門兩組正邏輯皆可單獨使用。如四個輸入端皆為高電平時，則輸出端之電位降低?？墒褂肂系列元件，但非臨界之應(yīng)用。反之，當(dāng)CD4042輸入高電平時，其輸出端Q與分別輸出低電平和高電平，CD4012輸出低電平使多諧振蕩電路起振，從而控制整個電路進行正常的工作。CD4042的好壞，決定了整個電路的整體性能。芯片中含有4個D鎖存器單元，共用一個時鐘脈沖，CP為時鐘端，POL為極性控制信號。 圖36 控制電路 聲響電路的設(shè)計聲響電路用一個音頻振蕩器去推動一個揚聲器(蜂鳴器)工作即可。而采用集成音樂芯片構(gòu)成的電路結(jié)構(gòu)簡單，但一般的的成本比較高，電路性能較差。圖 37 聲響電路電路本聲響電路的設(shè)計主要采用多諧振蕩器和Q1等元件組成（如圖3－9）；當(dāng)CD4012在輸出低電平時多諧振蕩電路不工作；聲響提示電路處于穩(wěn)定狀態(tài)（不工作）。聲響提示電路處于工作狀態(tài)）。該裝置中，直流電源提供12V電壓，足夠驅(qū)動蜂鳴器發(fā)聲，所以不需要接入74LS244驅(qū)動。而LED為發(fā)光二極管主要加上適當(dāng)?shù)恼螂妷海摴芗纯砂l(fā)光，LED內(nèi)接法有兩種：即共陽極和共陰極接法，要使其對方的發(fā)光二極管發(fā)光，前種接法使其相應(yīng)的極為低電平，后種接法使其相應(yīng)極為高電平。在本電路的設(shè)計中主要采用Q1Q4和LED1～LED5等元器件組成顯示電路（如圖3－10），用來顯示搶答者的組別。CD4042 的輸出高電平時LED發(fā)光,顯示搶答者的組別。在數(shù)字電路設(shè)計中常常使用555多諧振蕩電路、施密特振蕩電路或者由簡單的門電路來實現(xiàn)，由于555多諧振蕩電路、施密特振蕩電路應(yīng)用于對于電路精度要比較高的電路設(shè)計中。而在本電路的設(shè)計中門控多諧振蕩電路由CD4011門電路和R1C1等組成。開關(guān)按下與非門輸出高電平，門控多諧振蕩器起振。門控多諧振蕩器頻率由R1C1來決定，振蕩器頻率約為800HZ。當(dāng)任一閘之間或兩輸入端電位低時，則輸出端之電位升高；兩輸入端同時電位高時，輸出端之電位降低。如四個輸入端皆為高電平時，則輸出端之電位降低。鎖存型D觸發(fā)器CD404與非門IC21CD4042等元器件組成搶答控制電路；Q1—QLED1~LED4等元器件組成顯示電路；與非門IC3CD4011等元器件組成聲音提示電路。四位鎖存器D觸發(fā)器CD4042是整個電路的核心器件，當(dāng)POL6腳接高電平時，D觸發(fā)器的輸出狀態(tài)由輸入時鐘脈沖的極性決定，即CP=1時，傳輸數(shù)據(jù)，CP=0時鎖存數(shù)據(jù)。此時與非門IC21CD4012輸出低電平，由U4A、U6A CD4011等元器件組成的門控多諧振蕩器處于停振狀態(tài)，提示音電路不工作。假如SA1被按下，此時D1=0，Q1=0，使得U2A4042輸出為高電平 ，U5A CD4011為低電平，即CP=0，D觸發(fā)器轉(zhuǎn)入鎖存狀態(tài)，再按下其他按鈕，電路不再響應(yīng)。在按下S1A的同時，與非門U3A輸出高電平，門控多諧振蕩器起振，由Q5驅(qū)動揚聲器發(fā)出提示音。SA5是復(fù)位按鈕，按下J5A，可使與非門U5A CD4011的一個輸入端置零，其輸出變?yōu)楦唠娖?，即CP=1，電路又回到Q1~Q4=1，Q1~Q4=0的初始狀態(tài)，為下一輪搶答做好準備，其他3路的工作原理與之相同。結(jié)果如圖 312所示 總電路的仿真及分析圖313系統(tǒng)電路仿真結(jié)果結(jié)果分析：當(dāng)在主持人將開關(guān)S5A清零宣布搶答開始命令后，S1A、S2A、S3A先后將開關(guān)閉合后后，LED1亮，說明CD4042將1組的信號鎖存 ，LED1亮，揚聲器發(fā)出聲響，主持人判別出第一組搶答成功，其他組的顯示不亮，沒有搶答成功（如圖313）所示?？偨Y(jié)畢業(yè)設(shè)計是在教學(xué)過程的最后階段采用的一種總結(jié)性的實踐教學(xué)環(huán)節(jié)?？茖W(xué)技術(shù)的突飛猛進，帶來了第四次科技革命，知識更新速度加快，周期變短，科技和經(jīng)濟結(jié)合得更緊密，隨著產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的變化，需要體力和簡單技能崗位和數(shù)量逐漸下降，而需要更高知識、智能的崗位數(shù)量將會增加。⑵收集資料：圍繞課題，收集有關(guān)資料，調(diào)查有關(guān)文獻及技術(shù)參數(shù)，收集有關(guān)數(shù)據(jù)，并對有關(guān)資料和數(shù)據(jù)進行歸納分析。 ２、系統(tǒng)設(shè)計階段 ⑴劃分模塊，繪出控制結(jié)構(gòu)圖，寫出分析說明書。把控制結(jié)構(gòu)圖、整個系統(tǒng)及每個模塊的功能都加以說明。 ３、系統(tǒng)實施階段 當(dāng)課題程序初步設(shè)計完成后，應(yīng)進行上機實驗調(diào)試，在實驗過程中逐步修改、完善系統(tǒng)功能，以期達到最佳效果。 以及掌握設(shè)計計算機課題的思想和方法，樹立嚴肅認真工作作風(fēng)和調(diào)查研究、查閱技術(shù)文獻、資料、手冊及編寫技術(shù)文獻的能力。進行畢業(yè)設(shè)計從知識技能的準備到心理的充分認識都具備了較好的基礎(chǔ)。孫浩軍老師多次詢問設(shè)計進程，并為我指點迷津，幫助我開拓設(shè)計思路，精心點撥、熱忱鼓勵。對孫老師的感激之情是無法用言語表達的。他們細心指導(dǎo)我的學(xué)習(xí)與研究，在此，我要向諸位老師深深地鞠上一躬。感謝我的同學(xué)三年來對我學(xué)習(xí)、生活的關(guān)心和幫助?？刂茦O性是可予選擇的。此元件不是一真的邊緣定時元件,以及級不可能串連。在1MHz儲存率之電流。當(dāng)任一閘之間或兩輸入端電位低時，則輸出端之電位升高；兩輸入端同時電位高時，輸出端之電位降低。在1MHz 。當(dāng)任一閘之一或一個以上之輸入端電位低時，將使輸出端電位升高。A系列元件會產(chǎn)生極壞之一面倒的反應(yīng)。傳達延遲在10伏為25秒及在5伏時為60秒。序號器件名稱數(shù)量備注1開關(guān)按鈕52電阻163電源14變壓器15發(fā)光二極管46CD4011212V/四2輸入與非門7CD4042112V/ 4D觸發(fā)器8CD4012212V/雙4輸入與非門9揚聲器110三極管52N171111電容電解電容12整流二極管41B4B4213三端集成穩(wěn)壓器17812 PROTEL原理圖 PCB印制電板圖 基于Ultiboard的