數(shù)字搶答器的設(shè)計(jì)及pcb板制作-閱讀頁(yè)
2025-07-15 01:56本頁(yè)面
【正文】 個(gè)按鈕 K0K7，供 8 個(gè)選手使用。3 / 15搶答器由數(shù)據(jù)鎖存和顯示功能。搶答選手的編號(hào)一直保持到主持人將系統(tǒng)清零為止。如果在設(shè)定時(shí)間內(nèi)有人搶答，則揚(yáng)聲器響，停止倒計(jì)時(shí)，禁止其他人搶答，搶答顯示器上上顯示選手的編號(hào)和倒計(jì)時(shí)剩余時(shí)間，并保持到主持人將系統(tǒng)清除為止。搶答器工作流如圖1搶答器開(kāi)關(guān)搶答開(kāi)始倒計(jì)時(shí)開(kāi)開(kāi)始前有人搶答有人搶答計(jì)時(shí)結(jié)束，無(wú)人搶答揚(yáng)聲器響、顯示搶答著號(hào)碼停止倒計(jì)時(shí)揚(yáng)聲器響 顯示搶答著編號(hào)答題結(jié)束主持人操作圖 1搶答器工作流程圖3 設(shè)計(jì)原理與電路3．1 數(shù)字搶答器的結(jié)構(gòu)框圖如圖 2 所示為搶答器的結(jié)構(gòu)框圖，工作原理：由主體電路和擴(kuò)展電路組成，接通電源以后，主持人把開(kāi)關(guān)撥到清零狀態(tài)，搶答器處于禁止?fàn)顟B(tài)，標(biāo)號(hào)顯示燈不亮。當(dāng)一輪搶答之后，定時(shí)器停止、禁止二次搶答、定時(shí)器顯示剩余時(shí)間。4 / 15控制電路搶答按鍵 優(yōu)先編碼電路 鎖存器 譯碼電路 譯碼顯示主持人控制開(kāi)關(guān) 報(bào)警電路秒脈沖產(chǎn)生電路 定時(shí)電路 譯碼電路 譯碼顯示主體電路擴(kuò)展電路圖 2搶答器的結(jié)構(gòu)框圖3．2 主體電路搶答器電路，電路選用優(yōu)先編碼器 74LS148 和鎖存器 74LS297 來(lái)完成。工作過(guò)程：開(kāi)關(guān) K 置于清除端時(shí)，74LS279 的四個(gè) RS 觸發(fā)器的置 0 端均為0，4 個(gè)觸發(fā)器輸出置 0，1Q=0,使 74LS148 的優(yōu)先編碼工作標(biāo)志端＝0，使之處于工作狀態(tài)。此外，CTR＝1,使 74LS148 優(yōu)先編碼工作標(biāo)志端＝1,處于禁止?fàn)顟B(tài)，封鎖其他按鍵的輸入。如有再次搶答需由主持人將 K 開(kāi)關(guān)重新置“清除”然后進(jìn)行下一輪搶答。NE555 是屬于 555 系列的計(jì)時(shí) IC 的其中的一種型號(hào)，555 系列 IC 的接腳功能及運(yùn)用都是相容的，只是型號(hào)不同的因其價(jià)格不同其穩(wěn)定度、省電、可產(chǎn)生的振蕩頻率也不大相同；而 555 是一個(gè)用途很廣且相當(dāng)普遍的計(jì)時(shí) IC，只需少數(shù)的電阻和電容，便可產(chǎn)生數(shù)位電路所需的各種不同頻率之脈波訊號(hào)其中 NE555 構(gòu)成多諧振蕩器，其輸出信號(hào)經(jīng)三極管推動(dòng)揚(yáng)聲器。圖 6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，它要完成以下三項(xiàng)功能：主持人將控制開(kāi)關(guān)撥到開(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)人正常搶答工作狀態(tài)；當(dāng)參賽選手按動(dòng)搶答鍵時(shí)，揚(yáng)聲器發(fā)聲，搶答電路和定時(shí)電路停止工作；當(dāng)設(shè)定的搶答時(shí)間到，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。圖中，與門(mén) A1A 的作用是控制時(shí)鐘信號(hào) CP 的放行與禁止，2AA 的作用是控制 74LS148 的輸人使能端 。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(mén) 2AA 的輸出 ST=0，使 74LS148 處于正常工作狀態(tài)，從而實(shí)現(xiàn)要求。當(dāng)定時(shí)時(shí)間到時(shí)，則定時(shí)到信號(hào)為0，ST=1，74LS148 處于禁止工作狀態(tài)，禁止選手進(jìn)行搶答 [5]。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。單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器 74121 通過(guò)信號(hào)/YBOS 控制報(bào)警與否和報(bào)警時(shí)間，555 時(shí)鐘電路產(chǎn)生脈沖時(shí)鐘。表 3 74121功能表輸入 輸出 狀態(tài)編碼A1 A2 B Q /QL D H L Hd L H L HD D L L HH H D L HH ↓ H 暫態(tài)高電平 暫態(tài)高電平 1↓ H H 暫態(tài)高電平 暫態(tài)高電平 2↓ ↓ H 暫態(tài)高電平 暫態(tài)高電平L D ↑ 暫態(tài)高電平 暫態(tài)高電平8 / 153．3 擴(kuò)展電路 定時(shí)電路，該部分主要由 555 定時(shí)器秒脈沖產(chǎn)生電路、十進(jìn)制同步加減計(jì)數(shù)器 74LS192 減法計(jì)數(shù)電路、74LS48 譯碼電路和 2 個(gè) 7 段數(shù)碼管即相關(guān)電路組成。兩塊 74LS192 實(shí)現(xiàn)減法計(jì)數(shù)，通過(guò)譯碼電路 74LS48顯示到數(shù)碼管上，其時(shí)鐘信號(hào)由時(shí)鐘產(chǎn)生電路提供。按鍵彈起后，計(jì)數(shù)器開(kāi)始減法計(jì)數(shù)工作，并將時(shí)間顯示在共陰極七段數(shù)碼顯示管DPY_7SEG 上，當(dāng)有人搶答時(shí)，停止計(jì)數(shù)并顯示此時(shí)的倒計(jì)時(shí)時(shí)間；如果沒(méi)有人搶答，且倒計(jì)時(shí)時(shí)間到時(shí)，BO2 輸出低電平到時(shí)序控制電路，控制報(bào)警電路報(bào)警，同時(shí)以后選手搶答無(wú)效 [2]。7 段顯示譯碼74LS48 將鎖存器 74LS279 的信號(hào)譯碼，輸出給數(shù)碼管。但它完全是用與非門(mén)構(gòu)成，在焊接電路時(shí)會(huì)有較大的困難。這個(gè)做法首先要掌握單片機(jī)。有時(shí)候會(huì)因?yàn)槟骋桓€沒(méi)有連接好，造成電路的不穩(wěn)定，這些都是有待改進(jìn)的。計(jì)分接收的單片機(jī)部分利用匯編語(yǔ)言編寫(xiě)。即使在設(shè)計(jì)完畢交給用戶使用后，對(duì)系統(tǒng)的功能改進(jìn)或升級(jí)也只是通過(guò)改寫(xiě)程序來(lái)完成，極大地方便了用戶或設(shè)計(jì)者對(duì)電路更新。電路設(shè)計(jì)是一個(gè)很靈活的東西，它反映了你解決問(wèn)題的邏輯思維和創(chuàng)新能力。因此在整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程中大部分時(shí)間是用在單元電路的理解和設(shè)計(jì)上面。這次設(shè)計(jì),讓我受益匪淺。致謝在忙于設(shè)計(jì)的一段時(shí)間里，我深深感覺(jué)到自己身上的不足，同時(shí)也明白來(lái)很多事，此次設(shè)計(jì)，從開(kāi)始做這個(gè)設(shè)計(jì)到現(xiàn)在，全身心的投入，確實(shí)讓我收獲啦很多。謝謝你們。實(shí)
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