四人智力竞赛抢答器..doc

四人智力竞赛抢答器 4人智力竞赛抢答器 内容摘要： 该抢答器用数字显示抢答倒计时时间，由“9”倒计到“0”时，蜂鸣器连续响0.5秒。选手抢答时，显示选手号，同时蜂鸣器响1秒，倒计时停止。 该电路采用石英晶体振荡器产生频率为1Hz的脉冲信号，起振快，定时精度高，使用方便。 抢答器电路：该电路完成两个功能：一是分辨出选手按键的先后，并锁存优先抢答者的编号，同时译码显示电路显示编号；二是禁止其他选手按键操作无效。 定时电路：节目主持人根据抢答题的难易程度，设定一次抢答的时间，通过预置时间电路对计数器进行预置。 音响电路：扬声器发生指示开始抢答、参赛选手按键抢答选中、无人抢答且抢答时间到。 时序控制电路：时序控制电路是抢答器设计的关键，它要完成以下三项功能： 主持人将控制开关拨到“开始”位置时，扬声器发声，抢答电路和定时电路进入正常抢答工作状态。 当参赛选手按动抢答键时，扬声器发声，抢答电路和定时电路停止工作。 当设定的抢答时间到，无人抢答时，扬声器发声，同时抢答电路和定时电路停止工作。 主持人 选手 原理简述: 定时抢答器的总体框图如上图所示，它由主体电路和扩展电路两部分组成。主体电路完成基本的抢答功能，即开始抢答后，当选手按动抢答键时，能显示选手的编号，同时能封锁输入电路，禁止其他选手抢答。扩展电路完成定时抢答的功能。 定时抢答器的工作过程是：接通电源时，节目主持人将开关置于“清除”位置，抢答器处于禁止工作状态，编号显示器灭灯，定时器倒计时。当定时时间到，却没有选手抢答时，系统报警，并封锁输入电路，禁止选手超时后抢答。当选手在定时时间内按动抢答键时，抢答器要完成以下四项工作： ①优先缎电路立即分辨出抢答者的编号，并由锁存器进行锁存，然后由译码显示电路显示编号； ②扬声器发出短暂声响，提醒节目主持人注意； ③控制电路要对输入编码电路进行封锁，避免其他选手再次进行抢答； ④控制电路要使定时器停止工作，时间显示器上显示剩余的抢答时间，并保持到主持人将系统清零为止。当选手将问题回答完毕，主持人操作控制开关，使系统回复到禁止工作状态，以便进行下一轮抢答。 四、 单元电路设计参数计算及元器件选择 以锁存器为中心的编码显示电路: 此电路是以四D触发器74LS175为中心的编码锁 存系统，编码器的作用是把锁存器的输出转化成8421BCD码，进而送给7段显示译码器。其真值表为： 锁存器输出 编码器输出 Q4 Q3 Q2 Q1 D C B A 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 0 1 1 1 0 0 0 0 1 0 0 由真值表可得出 A= Q4 Q3 Q2 Q1+Q4 Q3 Q2 Q1 ，B= Q4 Q3 Q2 Q1+Q4 Q3 Q2 Q1 C=Q4Q3 Q2 Q1, D=0 无人抢答时，输出为零，有人抢答时，D触发器将数据送出同时封锁触发器脉冲，使其他人不能抢答，送出数据经编码器成为8421BCD码，送到七段显示器上，显示抢答选手的号码。该部分电路如下图所示 如图所示，当无人抢答时，4个D触发器的输出Q “与”在一起，为“1”，使脉冲能够进入触发器，有一人抢答时，与门中有一个变为“0”，使脉冲不能进入触发器，从而防止其他人抢答，而显示器上只显示先抢答人的编号。 2.脉冲产生电路： 该电路是由555定时器构成的多谐振荡器，使其产生需要的方波作为触发器和计数器的CP脉冲，由于电路对脉冲的精确度要求不是很高而晶体振荡需要分频，所以采用555定时器构成的多谐振荡器，电路及波形如下图所示： 3.倒计时显示电路： 该电路使用了十进制同步减计数器74LS190，主持人宣布开始时，按下按钮，同时使计数器置数为“9”，并在脉冲作用下开始倒计时并在显示器上显示，到零时停止。电路图如下所示： 如图所示，当倒计时输出不为零时，“或”门输出为“1”，与脉冲同时输入到“与”门中，使脉冲可以送给计数器，当计数器输出为零时，“或”门输出为“0”，使脉冲不能输入到计数器中，从而使计数器停在“0”。 4.音响电路： 它是由集成单稳态触发器74LS121构成一个在下降沿出发的触发器，再接入蜂鸣器，根据74LS121产生的脉冲宽度t=0.69RC计算，使得蜂鸣器的鸣叫时间为0.5秒。再由主持人，选手，倒计时共同控制它的输入，使其在主持人开始，选手抢答，倒计时到零时都能鸣叫。电路