【优质】四路抢答器的设计.docVIP

西安院（1）4名选手参赛，分别用4个按钮表示。抢答时长为10秒。 （2）（3）（4）（5） 74lLS161 1片 74LS148 1片 74LS75 174LS48 2片 74LS20 174LS04 1片 74LS00 1片 74LS08 1片 555 1片 数码管 2个 电容4.7u 1个 电容103 1个 4.7ΚΩ 1个 150ΚΩ 1个 电阻100Ω 4个 面包板 1块 导线 若干 万用表 1台 1为总体方框图。其工作原理为：接通电源后，主持人将开关拨到“清除”状态，抢答器处于禁止状态，组号显示器灭灯，定时器显示设定时间；主持人将开关拨到“开始’状态，宣布抢答器开始工作。定时器倒计时。选手在定时时间内抢答时，抢答器完成：优先判断、组号锁存、组号显示。当一轮抢答之后，定时器停止、禁止二次抢答、定时显示剩余时间。如果再次抢答必须由主持人在再次操作“清除”和“开始”状态开关。 图1 五 单元电路的设计 1. 输入控制电路 此电路要求能够区分抢答者是否违规：若输入的抢答信号是在“开始”命令下达之前发出，则抢答者犯规，输入控制电路应发出“抢答无效”的信号，并配合抢先信号锁定电路使指示灯发出相应的变化；若抢答信号是在“开始”命令下达之后发出的，则抢答有效。经分析，我认为可以通过控制电源开关来实现，判断抢答信号是否有效。这些可以用抢先信号锁定电路配合基本门电路和发光二极管实现。 2. 抢答电路 参考电路如图2所示，该电路由74LS148优先编码器、74LS75 D触发器、74LS48译码器和数码管组成。 该电路完成两个功能：（1）（2） ，74LS148始终处于工作状态。 ,, ,74LS48也始终处于工作状态。开关S置于“清除”端时，将74LS148的I1～I4I0～I7S置于“开始”端时，抢答器处于等待工作状态，当有选手按下键时，（例如按下I4），74LS148的输出经74LS75 D触发器锁存后，ABC=1004”。此外，I1～I40，将此信号经过与门输入到74LS75的E0/1,E2/3端，使触发器处于禁止状态，保证了抢答者的优先性。 图2 74LS148的功能真值表： 输 入 输 出 ST IO I1 I2 I3 I4 I5 I6 I7 Y2 Y1 Y0 YEX YS 1 X X X X X X X X 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 X X X X X X X 0 0 0 0 0 1 0 X X X X X X 0 1 0 0 1 0 1 0 X X X X X 0 1 1 0 1 0 0 1 0 X X X X 0 1 1 1 0 1 1 0 1 0 X X X 0 1 1 1 1 1 0 0 0 1 0 X X 0 1 1 1 1 1 1 0 1 0 1 0 X 0 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 1 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 74LS75的功能真值表： 输入 输出 E0/1 E2/3 Q 1 1 1 0 1 0 X 0 Q0 3.定时电路 参考电路如图3所示，该电路由74LS161、74LS48、74LS04、74LS20161做成模十的计数器，开始时置数端为0110,161的输出端各接一个非门，就很容易的做成了模为十的倒计时器。再经过48的译码，数码管就可显示为9，当从0110一直循环到1111时，就完成一次循环。将1111信号过一个与非门接到161的端，即可完成计时结束后的保持为0的功能。。将1111信号过一个与非门与抢答电路的反馈信号通过一个与门连接到E0/1,E2/3端，即可完成计时结束后禁止抢答的功能。开关直接连接到端，而端直接接与E0/1,E2/3端相同的信号，即可完成正常抢答后显示时间的功能。 74LS161的功能真值表： 计数器输入 译码器输入 数码管显示 0110 1001 9 0111 1000 8 1000 0111 7 1001 0110 6 1010 0101 5 1011 0100 4 1100 0011 3 1101 0010 2 1110 0001 1 1111 0000 0 图3 4.脉冲电路 参考电路如图4所示， 脉冲电路主要是由555实现。 其作用是为定是电路提供定时脉冲。 图4 注： 在实际搭电路时，两个电容位置应该与图4相同，因为需要的是秒脉冲，实际只需要等待一秒即可改变。而在仿真时的扫描频率设置的很快，而在没改变扫软件的描频率的前提下，将两电容的位置对调，即可产生如图6所示脉冲，这样可便于仿真时的观察。