智力竞赛抢答器电路设计

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1、武汉理工大学《专业课程设计（一）》课程设计说明书目录1技术指标12设计方案及其比较23实现方案73.1CC4042锁定器的内部结构和工作原理73.2实现智力抢答器的电路图及其原理84调试过程及结论94.1电路的连接94.2电路的调试94.3结论95心得体会96参考文献1011武汉理工大学《专业课程设计（一）》课程设计说明书智力竞赛抢答器电路设计1技术指标设计一个四组抢答器，有人抢答时，蜂鸣器发声，同时优先抢答者对应的指示灯亮，而后抢答者对应的指示灯不亮。主持人具有将抢答器复原的功能。2设计方案及其比较2.1方案一电路如图2.11所示图2.11方案一电路原理图CC4042是一C

2、MOS集成D锁存器。POL接VDD，CP端电平由Q0～Q3和复位开关S产生的信号决定。电路开始工作前，按下复位开关S，使“与非”门G2输出为1。此时CC4042的时钟CP=1，故芯片处于传送信号D0～D3状态，一旦S0～S3中任一按钮先按下，如S0先按下，则Q0=D0=1，Q0=0，对应的发光二极管V0点亮，同时“与非”11武汉理工大学《专业课程设计（一）》课程设计说明书门G1输出高电平，经三极管放大后使蜂鸣器发出响声，这时“与非”门G2输出低电平，使CP=0。在CP脉冲下降沿的作用下。第一信号被锁存，此后S1～S3若再按下，电路不再有反应了。CC4042的引脚图见图2.12

3、。VDD可用5V直流电源或电池，V0～V3可用不同颜色的发光二极管，G1、G2是四输入和二输入“与非”门电路，各电阻阻值见图示。表2.1CC4042锁存器功能表POLCPDiQiQi00000001100↑X锁存11001111101↓X锁存图2.12CC4042锁存器引脚图2.2方案二电路如图2.21所示CC4042是一CMOS集成D锁存器。POL接VDD，CP端电平由Q0～Q3和复位开关S产生的信号决定。电路开始工作前，按下复位开关S，使“异或”门G2输出为0。此时CC4042的时钟CP=0，故芯片处于传送信号D0～D3状态，一旦S0～S3中任一按钮先按下，如S0先按下，

4、则Q0=D0=1，对应的发光二极管V0点亮，同时“或”11武汉理工大学《专业课程设计（一）》课程设计说明书门G1输出高电平，经三极管放大后使蜂鸣器发出响声，这时“异或”门G2输出高电平，使CP=1。在CP脉冲上升沿的作用下。第一信号被锁存，此后S1～S3若再按下，电路不再有反应了。CC4042的引脚图见图2.22。VDD可用5V直流电源或电池，V0～V3可用不同颜色的发光二极管，G1、G2是四输入“或”门和二输入“异或”门电路，各电阻阻值见图示。图2.21方案二电路原理图表2.1CC4042锁存器功能表POLCPDiQiQi00000001100↑X锁存11001111101

5、↓X锁存11武汉理工大学《专业课程设计（一）》课程设计说明书图2.12CC4042锁存器引脚图2.3方案三电路如图2.31所示74LS175是一TTL集成4D触发器。Vcc接+5V，CP端电平由Q1～Q4和CP输入的信号决定。电路开始工作前，按下将开关S打到1状态接高电平，这时CP=，CR=1.，电路处于传输1D～4D状态。一旦S1～S4中任一按钮先按下，如S1先按下，则1Q=1D=1，对应的发光二极管V0点亮，同时1Q=0，“与”门G1输出低电平，经三极管放大后使蜂鸣器发出响声，这时“与”门G2输出低电平，使CP=0。电路处于保持状态，即使S2～S4再按下也无法改变电路状态

6、，结束时将开关S打到2状态接低电平，实现清零功能。再打至1又可以再次开始抢答。74LS175的引脚图见图2.32。Vcc可用5V直流电源或电池，V1～V4可用不同颜色的发光二极管，G1、G2是四输入和二输入“与”门电路，各电阻阻值见图示。图2.31方案三电路原理图11武汉理工大学《专业课程设计（一）》课程设计说明书表2.374LS1754D触发器功能表CRCP1D2D3D4D1Q2Q3Q4QLXXXXXLLLLH↑d1d2d3d4d1d2d3d4HHXXXX保持HLXXXX保持图2.3274LS1754D触发器引脚图2.4方案比较前两种方案的中心思想都是通过CC4042芯片的

7、锁定作用来实现抢答后对前一瞬间信号的锁定，区别在于方案一应用了POL=1时输入下降沿来实现锁定功能；而方案二则应用了POL=0时输入上升沿能实现锁定功能的特点。方案三则通过74LS175芯片的保持功能来保持前一刻的电路输出状态，电路较方案一二来说，使用的门器件更加简单。不过以触发器为主芯片，需要时钟脉冲触发是该电路不足的一个地方。11武汉理工大学《专业课程设计（一）》课程设计说明书3实现方案3.1CC4042锁定器的内部结构和工作原理图3.11CC4042锁定器内部结构图图3.11为CC4042的内部电