抢 答 器 电 路 设 计

《抢 答 器 电 路 设 计》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、抢答器电路设计一、设计任务与要求1．可容纳四组参赛的数字式抢答器；2．当某台参赛者按下抢答开关时，由数码管显示该台编号并伴有声响。此时，抢答器不再接收其他输入信号；3．电路具有定时功能。要求回答问题的时间≤60秒（显示为00~59），时间显示采用倒计时方式。当达到限定时间时，发出声响提示；4.具有计分功能。要求能设定初始分值，能进行加减分；5.在复位状态下台号数码管不作任何显示（灭灯）二、方案设计与论证1．数字抢答器总体方框图  如图(1)所示为抢答器电路总体方框图。其工作流程为：接通电源后，主持人将开关拨

2、到“复位”状态，抢答器处于禁止状态，编号显示器灭灯；主持人将开关置“开始”状态，抢答器开始工作，等待选手抢答，采用优先判断、编号锁存、编号显示、扬声器提示；当某台参赛者按下抢答开关时，由数码管显示该台编号并伴有声响。此时，抢答器不再接收其他输入信号。则主持人宣布该选手抢答成功，同时启动定时器，让选手在规定时间内作答，时间显示采用倒计时方式。当达到限定时间时，发出声响提示；如果再次抢答必须由主持人再次操作"复位"和"开始"状态开关。9图（1）方案一、采用74LS175构成四路抢答器，555定时器接成多谐振荡电路，提

3、供脉冲信号，74LS148与74LS48译码器接到七段显示数码管显示出选手编号，74LS192设计成倒计时与计分部分电路。方案二、用组合逻辑器件CD4511构成四路抢答器。CD4511实现优先抢答的锁存、编号进直接把锁存器的输出转化8421BCD码，数码管显示先抢答者的编号，同时四路抢答器发出响声；主持人通过“复位”按钮清除数码管的显示和停止响声。结论：通过比较可以得，方案一更可行，相对来说，74系列芯片在Protues仿真软件中能够找到，且现实中比较容易购买。芯片组上集成的功能高，用较少元器件的数目就能实现抢答

4、器的各项功能。此外，74系列芯片用的比较普及，数字电路课上详细介绍74LS系列芯片，因此运用起来比较熟悉。三、单元电路设计与参数计算1．振荡电路本系统电路需要产生脉冲信号，用于提供抢答器电路、倒计时电路及报警电路工作的控制脉冲。振荡电路可用555定时器组成，也可用石英晶体组成的振荡器经过分频得到。本次设计采用555定时器接成多谐振荡电路，根据电路的振荡周期公式：T=(R1+R2)CIn2，可计算出电路产生的频率。电路如下图(2)所示：9图（2）2.抢答器及编号显示电路 抢答品电路完成两个功能：一是分辨出选手按键的

5、先后，并锁存优先抢答者的编号，同时译码显示电路显示编号并并伴有声响；二是封锁其他选手的输入信号，使按键操作无效。抢答器工作过程：开关RST置于"复位"端时，74LS175触发器的输入端均为０，４个触发器输出置０，使74LS148的＝０，使之处于工作状态。当开关RST置于"开始"时，抢答器处于等待工作状态。若选手（如S1）首先按下开关，使该端的信号输入为高电平，触发器的输入端D1接受该信号使输出Q1为高电平，相应的9为低电平，这个低电平信号同时送到四输入与非门的输入端，再通过非门取反，输入到二输入与非门，另一端为脉

6、冲。此时74LS175的时钟端CLK没有电平变化，因此74LS175没有CLK的的脉冲信号而不能接收开关S2、S3、S4控制端送入的信号。因此，该电路只接收第一个输入信号，即使其他选手也按下开关，信号也是输入不进去的，确保不会出二次按键时输入信号，保证了抢答者的优先性。编号显示工作过程：当有选手按下了开关时，选手的编号可以被输出并记忆起来送到74LS148，74LS148的输出经74LS48译码器接到七段显示电路显示出选手编号。由于74LS175是低电平有效，可以将从74LS175输出端,分别接到其1，2，3，4

7、端，其余的5，6，7端均接高电平，由于74LS148输出低电平有效，故经过74LS48取反后输入74LS48，如当ABC=“010”，则七段显示编号“2”。在复位状态下台号数码管不作任何显示（灭灯）。抢答器及编号显示电路如下图（3）所示：图（3）3.倒计时电路用两块74LS192芯片组成60进制减法计数器，首先使个位数的端口MR=0,PL=1，DN=CP，则Q3Q2Q1Q0按减法规律计数，74LS192为十进制减法计数器，当个位数计到“0”时，则TCD端产生退位，通过TCD端的输出作为十位数的脉冲。在十位数的74

8、LS192芯片中，通过置数法使D0D1D2D3=“0110”，则十位数的74LS192将进行六进制减法器。个位数的脉冲输入端DN接入一个频率为1HZ频率，则此电路将产生60秒倒计时计数器。为了在倒计数为“00”时停止计数而不是继续60秒倒计时的循环，9特意加入了一个JK边沿触发器。将两个74LS192的Q0Q1Q2Q3输出端通过或门送到JK触发器的时钟信号端CLK，同时J