多路智能抢答器设计

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1、多路智能抢答器设计彭小真中国平煤神马集团平顶山朝川焦化有限公司467522摘要木文介绍了一种运用74系列常用集成电路设计的数码显示八路抢答器。该抢答器除具有课题要求的基木抢答功能外，还具有定时功能。主持人通过控制开关来预设抢答的时间，开始后系统将完成自动倒计时。若在预设的时间内有人抢答，计时将自动停止；若在规定的时间内无人抢答，系统中的扬声器将发出响声报警，提示主持人木轮抢答无效。关键词抢答器八路锁存定时计时报警一、实现的原理与电路各部分功能电路设计(1)抢答器电路??抢答电路的功能有两个：一是能分辨出选手操作按键的先后，并锁存优先抢答者的编号，供译码显示电路用；二是要

2、使其他选手的按键操作无效。选用优先编码器74LS148和四RS触发器74LS279可以完成上述功能。当主持人控制开关处于“清零”位置时，四RS触发器的端为低电平，其输出Q1〜Q4全部为低电平。于是74LS48的，显示器灭灯；此时，74LS148的选通输入端，74LS148处于工作状态，锁存电路74LS279不工作。当主持人将开关拨到“开始”位置时，优先编码器74LS148和锁器74LS279同时进入工作状态，即抢答器处于等待状态，等待输入端〜输入信号。当有选手将按键按下时(例如按下S6),则74LS148的输出端，级联端，经74LS279锁存后，，且,经74LS48译码

3、后，显示器显示出“6”。同时，由于，使得74LS148的禁止端，优先编码器74LS148处于禁止工作状态，封锁了其他按键的输入信号，这就保证了抢答者的优先权及抢答电路的准确性。当优先抢答者回答完问题后，由主持人操作控制开关S，使之处于“清零”位置，以便于进行下一轮抢答。(2)定时电路图1定时电路设计原理：由555定时器秒脉冲产生电路，十进制同步加减计数器74LS192减法计数电路，74LS48译码电路和2个7段数码管及相关电路组成。具体电路如图1所示。两块74LS192实现减法计数，通过译码电路74LS48显示到数码管上，其吋钟信号由吋钟产生电路提供。74LS192的预

4、置数控制端实现预置数，由节B主持人根据抢答题的难易程度，设定一次抢答的吋间。预置吋间电路对计数器进行预置，计数器的吋钟脉冲由秒脉冲电路提供。按键弹起后，计数器自动开始减法计数工作，并将时间显示在共阴极七段数码显示管上。当有人抢答吋，停止计数并显示此吋的倒计吋吋间；如果没有人抢答，且倒计吋吋间到吋,2输出低电平到吋序控制电路，控制报警电路报警，且使以后抢答选手抢答无效。下面结合图4具体讲一下标准秒脉冲产生电路的原理。结合图2,图中电容C的放电时间和充电时间分别为：于是从NE555的3端输出的脉冲的频率为：，结合我们的实际经验及考虑到元器件的成本，我们选择的电阻值为R1=1

5、5K,R2=68K,C=10uF,代入到上式中得，即秒脉冲。图2秒脉冲产生电路图3报警电路(1)报警电路由555时基芯片和晶体管构成的报警电路如图3所示。在图3中，555吋基芯片构成多谐振荡器，振荡频率为：,其输出信号经晶体管推动扬声器RL。555的第4脚输入控制信号PR,当PR为高电平吋，多谐振荡器工作，反之电路停振。(1)抢答与定吋吋序控制电路吋序控制电路是抢答器设计的关键，它要完成以下三项功能：①主持人将控制幵关拨到"开始”位置吋，抢答电路和定吋电路进入正常抢答工作状态。②当有参赛选手按动抢答按键吋，扬声器发声，冋吋抢答电路和定吋电路停止工作。③当设定的抢答吋间到

6、，无人抢答吋，扬声器自动报警，表示此次抢答无效。图4抢答与定吋吋序控制电路图5报警时序控制电路根据上述功能要求，吋序控制参考电路如图4和图5所示。图4中，与门G1的作用是控制时钟信号CP的放行与禁止，门G2的作用是控制74LS148的输入使能端。图2的工作原理是：主持人控制开关S从"清除"位置拨到”开始"位置吋，来自于图1中的74LS279的输出Q1=O,即CTR=O,经G3反相，输出为1，则NE555产生的吋钟信号CP能够加到74LS192的CPD时钟输入端，定吋电路自动进行递减计吋。同时，在定吋吋间未到时，来自图2中的74LS192的借位端，门G2的输出电平，使74

7、LS148处于正常工作状态，从而实现功能①的要求;当选手在定吋吋间内按动抢答按键吋，CTR=1,经G3反相，输出为0,封锁CP信号，定时器处于保持工作状态；同吋，门G2的输出=1,74LS148处于禁止工作状态，从而实现功能②的要求;当定时吋间到吋，，，74LS148处于禁止工作状态，禁止选手再进行抢答。同吋，门G1处于关门状态，封锁吋钟CP信号，使定吋电路保持00状态不变，从而实现功能③的要求。（5）报警吋序控制电路如图7,集成单稳态触发器74LS121用于控制报警电路及发声的时间（其功能表见表2），具体原理如下：主要由555吋钟电路（