八路抢答器数电1.ppt

二、设计内容及设计要求 1、抢答器最多可供8名选手参赛，编号为1～8号，各队分别用一个按钮（分别为S0～S7）控制,并设置一个系统清零和抢答控制开关S，该开关由主持人控制。 2、抢答器具有数据锁存功能,并将锁存数据用LED数码管显示出来，只能由主持人进行清零。 3、开关S作为清零及抢答控制开关（由主持人控制），当开关S被按下时抢答电路清零，松开后则允许抢答。输入抢答信号由抢答按钮开关S0～S7实现。 三、试验器件清单 四、设计的系统方案 1、构思抢答器需要达到的功能并结合自身的能力，列出了如图1所示的总体框架图。 2、具体设计方案如下 ① 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，编号显示器和指示灯灭灯，等主持人将开关置“开始”位置后，抢答器处于等待状态，此时可以进行抢答。 ②抢答器完成：优先判断抢答的组号，并将编号进行锁存，然后通过译码器将编号显示在七段数码管上。 ③如果再次抢答必须由主持人操作清除和开始状态的开关，即需要主持人清零。 五、电路的工作原理 1、开关阵列电路 该电路由多路开关所组成，供抢答着使用，每一抢答者与一个开关相对应（开关S0—S7的代号分别是8、1、2、6、7，即抢答着的组号，便于主持人看到显示器上的数字后，能准确宣布谁是优先抢答者）。开关应为常开型，当按下开关时，开关闭合；当松开开关时，开关自动弹出断开。 2、触发锁存电路 当某一开关被按下时，触发锁存的电路被触发，在输出端产生相应的开关电平信息。同时为了防止其它开关随后触发而产生紊乱，让最先产生的输出电平返回来将触发锁存器的电路锁定。若有多个开关同时按下时，则在它们之间存在着随机竞争的问题，结果只能是它们中的任一个产生有效输出，任然达到了优先判断的效果。 3、数码显示器 数码管通常有发光二极管（ LED ）数码管和液晶（ LCD ）数码管。本设计提供的为 LED 数码管，如图4所示。它显示最先抢答者的相应的代号，方便主持人宣布最先抢答者。 4、电路工作原理 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。具体的组成及工作原理如图5所示。 工作过程：开关S置于“清除”端时，RS触发器的端均为0，5个触发器输出置0，使74LS148的＝0，使之处于工作状态。当开关S置于“开始”时，抢答器处于等待工作状态，当有选手将键按下时（如按下S5），74LS148的输出,,经RS锁存后,2Q=1,,74LS48处于工作状态，5Q4Q3Q=101，且1Q=0，则经译码显示为“5”。此外，2Q＝１，使74LS148的＝１，处于禁止状态，封锁其他按键的输入。 当按键松开即按下时，74LS148的此时由于仍有2Q＝１，使＝１，所以74LS148仍处于禁止状态，确保不会出二次按键时输入信号，保证了抢答者的优先性。如有再次抢答需由主持人将S开关重新置于“清除”然后再进行下一轮抢答。 若按下S0，经RS锁存器后，1Q=1，74LS148的输出,,经RS锁存后,2Q=1,,74LS48处于工作状态，5Q4Q3Q=000，且1Q=1,所以经译码显示为“8”。保证抢答者的优先性与上述类似。 若所按的是其他开关(S1、S2、S3、S4、S6、S7)的工作过程与按下开关S5的工作过程相似，只是5Q4Q3Q的输出会发生变化。 ①优先判决器 优先判决器主要是由74LS148集成优先编码器等组成。该编码器有8个信号输入端，3个二进制码输出端，选通输入端，选通输出端和扩展端。其功能表如表2所示。从功能表中可以看出当＝“0”时，编码器工作，而当＝“1”时，则不论8个输入端为何种状态，输出端均为“1”，且端和端为“1”，编码器处于非工作状态,这种情况被称为输入低电平有效。 ③译码器 — 测灯输入端，＝“0”时，译码输出全为“1”，数码管七段同时电亮，以检查数码管各段能否正常发光。— 灭灯输入端，＝“0”时，译码输出全为“0”。 作为输出端使用时，称灭“0”输出端，在A=B=C=D=0时，而且 =0时，才会输出低电平，表示译码器把不希望显示的零熄灭了。—熄零输入端。用来熄灭不希望显示的零。 ④数码显示器 六、设计的调试 1、在调试的过程中主要运用了数字万用表。 2、首先，对照事先设计好的原理图仔细检查在实物中是否有接错的地方(主要检查集成电路的引脚与导线是否出错接错和是否出现了短路)，若发现有，就立即改正。以防给实物通电之后，出现意外。然后，用数字万用表检测实物中是否有不导通的地方，若有，应立即修正。以防通电后不能工作，而怀疑其他地方出错。 3、在上一步完成的基础之上，给实物通电，进行调试