八路数字抢答器电路的设计.docx

图 图2秒脉冲产生电路 八路数字抢答器电路的设计 一、概述 本文这次设计的是用与多人竞赛抢答的器件，在现实生活中很常见，尤其是在随着各 种益智电视节目的不断发展，越来越多的竞赛抢答器被用在了其中，抢答器的好处不仅能 够锻炼选手的反应能力，而且能增加节目现场的紧张、活跃的气氛，让观众看得更有情趣， 可见抢答器在现实生活中确实很实用运用前景非常广泛。 在知识竞赛中，特别是做抢答题时在抢答过程中，为了知道娜一组或娜一位选手先答 题，必须要有一个系统来完成这个任务，如果在抢答中，只靠人的视觉是很难判断出哪组 先答题，这次设计就是用几个触发器以及三极管巧妙的设计抢答器，是以上问题得以解决。 即使两组的时间相差儿微妙，也可以分辨出娜组优先抢答。本文介绍了抢答器的工作原理 及设计，以及它的实际用途。 这个抢答器具有锁存显示功能，有主持人控制电路开始，有定时抢答的功能，定时时 间为30秒，如在时间内无人抢答系统报警并禁止抢答，定时显示器上显示00. 二、方案论证 该方案的主要功能是抢答功能、显示抢答成功的选手编号、定时功能。该方案的原理 框图如图1。 抢答按钮 -k优先编码电路 ―k锁存器 -译码电路 -**显示电路 报警电路译码电路—■ 报警电路 译码电路—■显示电路 图1八路数字抢答器电路的原理框图 按功能要求，抢答器应该由抢答电路、控制电路、锁存电路、译码显示电路、定时电 路和报警电路等几部分组成。其中抢答电路的作用是在外加信号的控制下对抢答者的输入 信号进行编码，编码后经锁存电路锁存并送译码显示电路显示出抢答者的编号。另外，优 先编码的优先扩展输出端还可以作为定时电路的控制信号，即当一个抢答者在30秒之内 按下抢答按钮时，其余人的强大输入将无效，并且秒计数器也随之停止计数。这样，当主 持人按下开始按钮时，外部清除/起始信号进入门控电路，产生编码选通信号，使编码器开 始工作，等待数据输入。此时一旦强打着按下按钮，则产生的低电平信号立即被优先编码 器编码，经过锁存电路锁存并通过显示译码器到LED显示器上显示相应数字，同时发出声 音报警。与此同时，门控电路的输岀反相，优先编码电路被禁止工作，知道主持人再次按 下开始按钮才进入下一次抢答 三、电路设计 该设计由秒脉冲发生电路、抢答电路、定时器电路、报警电路等凡部分组成。 秒脉冲发生电路 秒脉冲发生电路釆用555定时器来实现。利用555定时器构成多谢振荡器的方法是把 它阈值输入端THR和触发输入端相连并对地接电容C,对电源VDD结电阻R1和R2,然后 将R1和R2接入DIS端就可以了。秒脉冲发生电路如图2。 当C上电压下降到低于1/3 VDD时，555状态再次翻转，如此周二通电瞬间，由于C上电位不能突变，2脚被低电平触发，3脚输岀为高电平，内部的 放电管截止，Vdd经Ri和R2像C充电，C上电压逐渐升高，当C上电压升高到2/3Vdd时， 555状态翻转，3脚输出为低电平，同时内部的放电管饱和导通， 当C上电压下降到低于1/3 VDD时，555状态再次翻转，如此周二 2 k。 2 k。 Ke尸A 抢答电路 抢答电路主要分两部分，一部分是抢答按钮，另一部分是数码管显示部分，第一部分 是通过八个升关控制，用八线三线优先编码器74HC148和十进制寄存器74LS194, JK触发 器实现，第二部分是由数码管实现，当主持人控制开关开始，选手可以开始抢答，数码管 会显示选手编号。抢答电路如图3所示。 I)CD_HEX_BIUtr I)CD_HEX_BIUtr 74M3M R+3215。f?IIIroSL 3R3031U 74LS194U12U17A /?0 J 7」L8S占5V-QA HU.，丄JVDDw R+ 3 21 5。 f? III ro SL 3R 30 31 U 74LS194U 12 U17A /?0 J 7」L8S占5V -Q A HU. ，丄J VDD w q ms”” 15 74LS04D 图3抢答器电路 定时器电路 定时器的功能是完成30秒倒计时，并显示第一个抢答者按下按钮的时刻，计数器有 两片74HC192级联构成，计数器的输岀送译码显示电路，具体连接点电路见图4。如图可 知，各位计数器DCBAS000,十位计数器DCBA=OO11,见计数豚冲由个位的DOWN端输入， 图 图5报警电路 图 图5报警电路 个位计数器的借位输出端和十位计数器的DOWN相连，两片74HC192CLR相连并接地，构 成三十进制减法计数器。当主持人控制电路清零时，计数器置30秒，当主持人控制开关 开始时，则可进行抢答。定时电路如图4所示。 5VADRQBCLDQD 5V A D R QB CL D QD -LCAD -BO CLP -co -S— U9 DCD HEX BLUE 图4定时器电路 报警电路 报