智力竞赛十六通道无线遥控定时抢答器的设计与制作指导手册.doc

电子产品设计与制作 ——通信电子产品的设计与制作指导手册 学习情境——直接调频式无线话筒/接收机 拓展训练项目1. DTMF编码七通道遥控开关 拓展训练项目2. 智力竞赛十六通道无线遥控定时抢答器 撰写者 梅开乡 2010年10月 拓展训练项目2. 智力竞赛无线遥控 定时抢答器设计 撰写者 梅开乡 2010年10月 项目任务分解： 1. 无线遥控定时抢答器主机 2. 无线遥控定时抢答器倒计时电路 3. 加/减计分及显示分数电路 4. DTMF编码16通道无线遥控加/减计分电路 5. 遥控抢答开关兼语音信号的无线调频发射/接收电路 1. 智力竞赛无线遥控定时抢答器主机的设计 1.1设计目的 （1）、熟悉用8D锁存器74HC273、专用频道译码/驱动集成电路CH233设计抢答器的方法。 （2）、掌握用十进制同步加/减计数器CC40192，4线—七段译码/驱动芯片CC4511，时基集成芯片MC17555设计可预置时间的定时电路。 （3）掌握可控硅电路和集成音响电路的应用方法。 1.2 设计要求 （1）、设计一个可同时供3~8队选手参加比赛的3~8路数字显示抢答器。每支参赛队一个抢答按钮，按钮的编号与选手的编号相同。 （2）、主持人有控制开关，可以手动清零复位。 （3）、抢答器具有优先抢答功能，先按按钮的选手编号能被锁存显示，并有音响提示。与此同时，封锁输入电路，禁止其他选手抢答，优先抢答选手的编号显示一直保持到主持人将系统清零时为止。 （4）、抢答器具有定时抢答功能，且一次抢答时间由主持人设定，当主持人按过“开始”键后，定时器立即减计时，并用显示器显示剩余抢答时间，同时扬声器发出暂短的声响，声响持续时间0.5s左右。 1.3 设计原理与参考电路 ① 设计原理框图 能够实现设计要求的方案很多，其中将抢先按下按钮的编号用锁存器锁存，然后送入专用频道数译码电路，直接驱动数码管显示抢答者编码的电路框图如图1所示。 图1 定时抢答器原理框图 ② 8支参赛队抢答器的参考主电路 如图2所示。它包括由8个常开按钮开关和8只电阻组成抢答器的输入电路、8D锁存电路74HC273、音响提示电路、抢答者编号数字显示电路等组成。8D锁存器74HC273的引脚图和功能表分别如图3(a)、(b)所示。利用专用的频道数显译码电路CH233，，实现将二进制数码转换成十进制数码，该集成电路输出电流大，可直接驱动数码管。选用KD―156型“叮咚―鸟鸣”音乐集成电路作为音响提示电路。图2中的S0为主持人用于清除抢答信号的自动复位常闭按钮开关。VD9、R11、R13组成低电平清零电路，主持人按下S0再松手接通电源时，锁存器便被第①脚的清零端端的瞬间低电平清零，随即，便进入正常的工作状态。当主持人发出抢答命令后，假设编号第6的人按下按钮S6，此时，锁存器的输入端D6=UH，VD1～VD8组成的或门输出高电平，给晶闸管控制端一个脉冲，晶闸管VS导通，锁存器的第 ⑾ 脚CP端由低电平翻转为高电平的上升沿脉冲，锁存器将D6数据送到输出端Q6，并锁存Q6=UH状态，所以输出数据Q6=UH保持不变。然后经译码/驱动高亮型共阴极数码管TOS-5101AE显示“6”。与此同时可控硅VS导通时产生的触发信号经C2送到音响提示电路触发音乐集成电路KD―156工作，使扬声器B发出提示音响。此后，无论谁按动按钮，都不能使锁存器存储的数据发生变化，音响提示电路再也不会产生音响，直到主持人按下S0，使电路自动断电复位时为止。 图2 正党风8支参赛队抢答器原理电路图 (a)74HC273的引脚图 图3 (b) 74HC273的功能表 2．智力竞赛无线遥控定时抢答器倒计时电路设计 主持人根据抢答题的难易程度，设定该题的抢答时间，通过预置时间电路对计数器进行预置，选用十进制同步加/减计数器CC40192进行减计数，计数器的时钟脉冲由MC17555时基电路构成的“秒”信号源提供。倒计时参考电路如图4所示。 设计与制作步骤 ① 按照设计要求，分别进行单元电路设计，整体电路图设计，画好原理电路图。 ② 按照设计好的原理电路图，运用Protel 99 SE软件画出原理电路图、仿真、画出PCB（印制板电路）图，腐蚀、加工印制板，安装、焊接实际电路。 ③ 按单元分块，锁存器电路→译码显示电路→控制电路→可预置时间定时电路的顺序,逐块调试电路。 ④ 进行整体电路调试，观察抢答器工作情况，并记录结果。 图5 000~999累计分数计分器 3、加/减计分及显示分数电路 3.1 000~999累计分数计分器 采用可预置BCD