(八路搶答器設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn))畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）（成教）題目： 基于八路搶答器的設(shè)計(jì) 院 (系)： 機(jī)電工程學(xué)院 專 業(yè)： 機(jī)電一體化機(jī)械設(shè)計(jì)方向 姓 名： 楊帆 學(xué) 號(hào)： 2009701295 指導(dǎo)教師： 蔣祥龍 二 一一 年 二 月 二十日 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書學(xué)生姓名學(xué)號(hào)專 業(yè)院（系）畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目任務(wù)與要求完成時(shí)間段年 月 日 至 年 月 日 共 周指導(dǎo)教師單位職稱院（系）審核意見畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)進(jìn)度計(jì)劃表日 期工 作 內(nèi) 容執(zhí) 行 情 況指導(dǎo)教師簽 字教師對(duì)進(jìn)度計(jì)劃實(shí)施情況總評(píng) 簽名 年 月 日 本表作評(píng)定學(xué)生平時(shí)成績(jī)的依據(jù)之一3畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)中期檢查記錄表學(xué)生填寫畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)題目: 學(xué)生姓名: 學(xué)

2、號(hào)：專業(yè)： 指導(dǎo)教師姓名:職稱: 檢查教師填寫畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)題目工作量飽滿一般不夠畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)題目難度大適中不夠畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)題目涉及知識(shí)點(diǎn)豐富比較豐富較少畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)題目?jī)r(jià)值很有價(jià)值一般價(jià)值不大學(xué)生是否按計(jì)劃進(jìn)度獨(dú)立完成工作任務(wù)學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)工作進(jìn)度填寫情況指導(dǎo)次數(shù)學(xué)生工作態(tài)度認(rèn)真一般較差其他檢查內(nèi)容：存在問題及采取措施:檢查教師簽字: 年 月 日院（系）意見(加蓋公章): 年 月 日 目錄摘要. 6前言.71.系統(tǒng)框圖及原理簡(jiǎn)述.71.系統(tǒng)框圖.71.原理簡(jiǎn)述.72. 主要器件介紹.82.1優(yōu)先編碼器 74LS148.82.譯碼器及應(yīng)用.92.3BCD顯示譯碼驅(qū)動(dòng)器.11

3、2.4RS觸發(fā)器.122.5計(jì)數(shù)器.132.6555定時(shí)器.163. 電路設(shè)計(jì).173.1搶答部分.173.2定時(shí)電路.183.3時(shí)鐘產(chǎn)生和時(shí)序控制電路.193.4報(bào)警控制電路.204. 整機(jī)調(diào)試.21結(jié)束語(yǔ).22參考文獻(xiàn).23八路搶答器的設(shè)計(jì)摘 要隨著現(xiàn)代娛樂節(jié)目及其它環(huán)節(jié)的需要，也為了更加完善節(jié)目的緊張氣氛和觀眾的互動(dòng)，所以就出現(xiàn)了多路智力搶答器，本搶答器的基本功能：它可同時(shí)供8名選手或8個(gè)代表隊(duì)參加比賽，他們的編號(hào)分別是I0I7，各用一個(gè)搶答按鈕，按鈕的編號(hào)分別與選手的編號(hào)相對(duì)應(yīng)，分別是S0S7。關(guān)鍵詞：74LS48 RS觸發(fā)器 74LS192 555定時(shí)器前言隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，搶

4、答器械也由以前的各種傳統(tǒng)式搶答器演變到現(xiàn)在的數(shù)字式搶答器。搶答器應(yīng)用廣泛，工廠、學(xué)校和電視臺(tái)等單位常舉辦各種智力競(jìng)賽, 搶答器是必要設(shè)備。在各種競(jìng)賽中我們經(jīng)?？吹接袚尨鸬沫h(huán)節(jié)，舉辦方多數(shù)采用讓選手通過(guò)舉答題板的方法判斷選手的答題權(quán)，這在某種程度上會(huì)因?yàn)橹鞒秩说闹饔^誤斷造成比賽的不公平性。從而達(dá)不到搶答的真正效果，為了解決此類問題，現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)把搶答器推上一個(gè)新的平臺(tái)，從而告別了傳統(tǒng)搶答模式。數(shù)字搶答器是利用一些數(shù)字集成電路組成，其中包括搶答電路、定時(shí)電路、時(shí)鐘產(chǎn)生和時(shí)序控制電路、報(bào)警電路等組成。數(shù)字搶答器能夠彌補(bǔ)以前的諸多不足之處，以提高信號(hào)接收的快速性、精確性。應(yīng)用到日常生活中能夠給人們帶來(lái)

5、更大的方便，以提高效率。1.系統(tǒng)框圖及原理簡(jiǎn)述1.1 系統(tǒng)框圖圖1 系統(tǒng)框圖1.2 原理簡(jiǎn)述定時(shí)搶答器的總體框圖如圖1所示，它由主體電路和擴(kuò)展電路兩部分組成。主體電路完成基本的搶答功能，即開始搶答后，當(dāng)選手按動(dòng)搶答鍵時(shí)，能顯示選手的編號(hào)，同時(shí)能封鎖輸入電路，禁止其他選手搶答。擴(kuò)展電路完成定時(shí)搶答的功能。 定時(shí)搶答器的工作過(guò)程是：接通電源時(shí)，節(jié)目主持人將開關(guān)置于“清除”位置，搶答器處于禁止工作狀態(tài)，編號(hào)顯示器滅燈，定時(shí)器倒計(jì)時(shí)。當(dāng)定時(shí)時(shí)間到，卻沒有選手搶答時(shí)，系統(tǒng)報(bào)警，并封鎖輸入電路，禁止選手超時(shí)后搶答。當(dāng)選手在定時(shí)時(shí)間內(nèi)按動(dòng)搶答鍵時(shí)，搶答器要完成以下四項(xiàng)工作： 優(yōu)先緞電路立即分辨出搶答者的編號(hào)

6、，并由鎖存器進(jìn)行鎖存，然后由譯碼顯示電路顯示編號(hào)；揚(yáng)聲器發(fā)出短暫聲響，提醒節(jié)目主持人注意；控制電路要對(duì)輸入編碼電路進(jìn)行封鎖，避免其他選手再次進(jìn)行搶答；控制電路要使定時(shí)器停止工作，時(shí)間顯示器上顯示剩余的搶答時(shí)間，并保持到主持人將系統(tǒng)清零為止。當(dāng)選手將問題回答完畢，主持人操作控制開關(guān)，使系統(tǒng)回復(fù)到禁止工作狀態(tài)，以便進(jìn)行下一輪搶答。 2. 主要器件介紹2.1 優(yōu)先編碼器 74LS148 編碼器在同一時(shí)刻內(nèi)只允許對(duì)一個(gè)信號(hào)進(jìn)行編碼，否則輸出的代碼會(huì)發(fā)生混亂。優(yōu)先編碼器既在同一時(shí)間內(nèi)，當(dāng)有多個(gè)輸入信號(hào)請(qǐng)求編碼時(shí)，只對(duì)優(yōu)先級(jí)別高的信號(hào)進(jìn)行編碼的邏輯電路，稱為優(yōu)先編碼器。常用的集成優(yōu)先編碼器有74LS148

7、（8線3線）和74LS147（10線4線）兩種制式。優(yōu)先編碼器是較常用的編碼器，下面以74LS148為例，介紹它的邏輯功能。此芯片為8線3線優(yōu)先編碼器。圖2（a）是其功能簡(jiǎn)圖，圖2（b）是管腳引線圖。 圖274LS148的輸入端和輸出端低電平有效。圖2（a）是其功能簡(jiǎn)圖，圖中電源和地未畫， 07是輸入信號(hào)，20為三位二進(jìn)制編碼輸出信號(hào)，S1時(shí)，編碼器禁止編碼，當(dāng)S0時(shí)，允許編碼。S是技能輸出端，只有在S0，而07均無(wú)編碼輸入信號(hào)時(shí)為0。EX為優(yōu)先編碼輸出端，在S0而的其中之一有信號(hào)時(shí)，EX0。07各輸入端的優(yōu)先順序?yàn)椋?級(jí)別最高，0級(jí)別最低。如果70（有信號(hào)），則其它輸入端即使有輸入信號(hào)，均不

8、起作用，此時(shí)輸出只按7編碼，210000。優(yōu)先編碼被廣泛用于計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中，當(dāng)有多個(gè)外設(shè)申請(qǐng)中斷時(shí)，優(yōu)先編碼器總是給優(yōu)先級(jí)別高的設(shè)備先編碼。2.2 譯碼器及應(yīng)用譯碼與編碼是相反的過(guò)程，是將二進(jìn)制代碼表示的特定含義翻譯出來(lái)的過(guò)程。能實(shí)現(xiàn)譯碼功能的組合邏輯電路稱為譯碼器。二進(jìn)制譯碼器:將輸入的二進(jìn)制代碼的各種狀態(tài)按特定含義翻譯成對(duì)應(yīng)輸出信號(hào)的電路。也稱為變量譯碼器。若輸入端有n位，代碼組合就有2n個(gè)，當(dāng)然可譯出2n個(gè)輸出信號(hào)。顯示譯碼器:由譯碼輸出和顯示器配合使用，最常用的是BCD七段譯碼器。其輸出是驅(qū)動(dòng)七段字形的七個(gè)信號(hào)，常見產(chǎn)品型號(hào)有74LS48、74LS47等。目前用于電子電路系統(tǒng)中的顯示

9、器件主要有發(fā)光二極管組成的各種顯示器件和液晶顯示器件，這二種顯示器件都有筆劃段和點(diǎn)陣型兩大類。筆劃段型的由一些特定的筆劃段組成，以顯示一些特定的字型和符號(hào)；點(diǎn)陣型的由許多成行成列的發(fā)光元素點(diǎn)組成，由不同行和列上的發(fā)光點(diǎn)組成一定的字型、符號(hào)和圖形。 LED發(fā)光二極管由砷化鎵、磷砷化鎵等半導(dǎo)體材料制成。LED顯示器件的供電電壓僅幾伏，可以和TTL集成電路匹配，單個(gè)發(fā)光二極管的電流從零點(diǎn)幾毫安到幾個(gè)毫安。它是一種主動(dòng)發(fā)光器件，周圍光線越暗，發(fā)光顯得越明亮，有紅、綠、黃、橙、藍(lán)等幾種顏色。 (a) 筆劃段型顯示器 (b) 點(diǎn)陣型顯示器 筆劃段型和點(diǎn)陣型顯示器的示意圖(c) 共陽(yáng)極型顯示器 (d) 共陰

10、極型顯示器圖3 筆劃段型LED顯示器件字符顯示器：分段式顯示是將字符由分布在同一平面上的若干段發(fā)光筆劃組成。電子計(jì)算器，數(shù)字萬(wàn)用表等顯示器都是顯示分段式數(shù)字。而LED數(shù)碼顯示器是最常見的。通常有紅、綠、黃等顏色。LED的死區(qū)電壓較高，工作電壓大約1.53V，驅(qū)動(dòng)電流為幾十毫安。圖4是七段LED數(shù)碼管的引線圖和顯示數(shù)字情況。74LS47譯碼驅(qū)動(dòng)器輸出是低電平有效，所以配接的數(shù)碼管須采用共陽(yáng)極接法；而74LS48譯碼驅(qū)動(dòng)器輸出是高電平有效，所以，配接的數(shù)碼管須采用共陰極接法。數(shù)碼管常用型號(hào)有BS201、BS202等。圖5（a）是共陰式LED數(shù)碼管的原理圖，使用時(shí)，公陰極接地，7個(gè)陽(yáng)極ag由相應(yīng)的B

11、CD七段譯碼器來(lái)驅(qū)動(dòng)，如圖5（b）所示。 （a）引線圖 （b）七段字形組合情況圖4七段LED數(shù)碼管圖5 共陰式LED數(shù)碼管的原理圖和驅(qū)動(dòng)電路2.3 BCD顯示譯碼驅(qū)動(dòng)器表174LS48BCD七段譯碼驅(qū)動(dòng)器真值表74LS48的輸入端是A3A2A1A0四位二進(jìn)制信號(hào)(8421BCD碼)，a、b、c、d、e、f、g是七段譯碼器的輸出驅(qū)動(dòng)信號(hào)，高電平有效。可直接驅(qū)動(dòng)共陰極七段數(shù)碼管，BR，B/BR是使能端，起輔助控制作用。a bc de f g74LS48A3 A2 A1 A0（a）74LS48功能簡(jiǎn)圖 （b）74LS48管腳引線 圖6使能端的作用如下： (1) 是試燈輸入端，當(dāng)=0，B/BR=1時(shí)，

12、不管其它輸入是什么狀態(tài)，ag七段全亮；(2)滅燈輸入B，當(dāng)B =0，不論其它輸入狀態(tài)如何，ag均為0，顯示管熄滅；(3)動(dòng)態(tài)滅零輸入BR，當(dāng)=1，BR =0時(shí)，如果A3A2A1A0=0000時(shí)，ag均為各段熄滅； (4) 動(dòng)態(tài)滅零輸出BR，它與滅燈輸入B共用一個(gè)引出端。當(dāng)B=0或BR =0且=1，A3A2A1A0=0000時(shí)，輸出才為0。BR與BR配合，可用于熄滅多位數(shù)字前后所不需要顯示的零。2.4 RS觸發(fā)器當(dāng)輸入端接入=1的電平時(shí)，如果基本SR觸發(fā)器現(xiàn)態(tài)Q=1、=0，則觸發(fā)器次態(tài)Q=1、=0；若基本SR觸發(fā)器的現(xiàn)態(tài)Q=0、=1，則觸發(fā)器次態(tài)Q=0、=1。即=1時(shí)，觸發(fā)器保持原狀態(tài)不變。當(dāng)=

13、1，=0時(shí)，如果基本SR觸發(fā)器現(xiàn)態(tài)為Q=1、=0，因=0，會(huì)使=1，而=1與=1共同作用使Q端翻轉(zhuǎn)為0；如果基本SR觸發(fā)器現(xiàn)態(tài)為Q=0、=1，同理會(huì)使Q=0，=1。只要輸入信號(hào)=1，=0，無(wú)論基本SR觸發(fā)器的輸出現(xiàn)態(tài)如何，均會(huì)使輸出次態(tài)置為0態(tài)。當(dāng)=0、=1時(shí)，如果觸發(fā)器現(xiàn)態(tài)為Q=0、=1，因=0，會(huì)使G1的輸出端次態(tài)翻轉(zhuǎn)為1，而Q=1和=1共同使G2的輸出端=0；同理當(dāng)Q=1、=0，也會(huì)使觸發(fā)器的次態(tài)輸出為Q=1、=0；只要=0、=1，無(wú)論觸發(fā)器現(xiàn)態(tài)如何，均會(huì)將觸發(fā)器置1。當(dāng)=0時(shí)，無(wú)論觸發(fā)器的原狀態(tài)如何，均會(huì)使Q=1，=1。當(dāng)脈沖去掉后，和同時(shí)恢復(fù)高電平后，觸發(fā)器的新狀態(tài)要看G1 和G2兩

14、個(gè)門翻轉(zhuǎn)速度快慢，所以稱=0是不定狀態(tài)，在實(shí)際電路中要避免此狀態(tài)出現(xiàn)?；維R觸發(fā)器的邏輯圖、邏輯符號(hào)和波形圖如圖1-5所示。基本SR觸發(fā)器的輸出端Q隨輸入電平和變化,表2是基本SR觸發(fā)器功能真值表，用它來(lái)描述SR觸發(fā)器的邏輯功能。由表2化簡(jiǎn)得到邏輯功能表達(dá)式（也稱為特性方程）如式1.1所示，S·R=0，稱之為約束條件。圖7是74LS279管腳引線圖。表2 基本SR觸發(fā)器功能真值 Q 功能0 0X 不定0 11 置11 00 置01 1Q 保持綜上所述基本SR觸發(fā)器具有置0、置1、保持功能且不允許與同時(shí)為0，集成產(chǎn)品74LS279就是這種四SR觸發(fā)器。對(duì)應(yīng)的特性方程為：Qn+1=S+

15、QnS·R=0 （1.1）其中Qn表示現(xiàn)態(tài)，即原態(tài)。Qn+1表示次態(tài)，即新狀態(tài)。圖7 74LS279管腳引線圖2.5 計(jì)數(shù)器十進(jìn)制計(jì)數(shù)器品種很多，有十進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器、十進(jìn)制減法計(jì)數(shù)器和十進(jìn)可逆計(jì)數(shù)器。74LS192是屬8421BCD碼，它的功能真值表如表3所示。從表3可見：CR是異步清零端，且高電平有效。是并行置數(shù)端，低電平有效，且在CR=0有效。CPU和CPD是兩個(gè)時(shí)鐘脈沖，當(dāng)CPD=1，時(shí)鐘脈沖由CPU端接入。并且CR=0，=1時(shí)，74LS192處于加法計(jì)數(shù)狀態(tài)；當(dāng)CPU脈沖從CPD端輸入，且CR=0，=1時(shí)，74LS192處于減法計(jì)數(shù)狀態(tài)；CPD=CPU=1時(shí)，計(jì)數(shù)器處于保持狀

16、態(tài)。是進(jìn)位端，是借位端。表3 74LS192功能真值表CR CP2 CPD D3 D2 D1 D0 Q3x+1 Q2x+1 Q1x+11 × × × × × × ×0 0 00 1 × d3 d2 d1 d0d3 d2 d10 1 1 × × × ×加法計(jì)數(shù)0 1 1 × × × ×減法計(jì)數(shù)0 1 1 1 × × × ×保持計(jì)數(shù)器選用匯總規(guī)模集成電路74LS192進(jìn)行設(shè)計(jì)較為簡(jiǎn)便，74LS192是

17、十進(jìn)制可編程同步加鎖計(jì)數(shù)器，它采用8421碼二-十進(jìn)制編碼，并具有直接清零、置數(shù)、加鎖計(jì)數(shù)功能。圖8是74LS192外引腳及時(shí)序波形圖。圖中CPU、CPD分別是加計(jì)數(shù)、減計(jì)數(shù)的時(shí)鐘脈沖輸入端（上升沿有效）。是異步并行置數(shù)控制端（低電平有效），、分別是進(jìn)位、借位輸出端（低電平有效），CR是異步清零端，D3-D0是并行數(shù)據(jù)輸入殿，Q3-Q0是輸出端。74192的工作原理是：當(dāng)=1，CR=0時(shí)，若時(shí)鐘脈沖加到CPU端，且CPD =1 圖8 74LS192外引腳及時(shí)序波形圖則計(jì)數(shù)器在預(yù)置數(shù)的基礎(chǔ)上完成加計(jì)數(shù)功能，當(dāng)加計(jì)數(shù)到9時(shí)，端發(fā)出進(jìn)位下跳變脈沖；若時(shí)鐘脈沖加到CPD端，且CPU =1，則計(jì)數(shù)器在預(yù)

18、置數(shù)的基礎(chǔ)上完成減計(jì)數(shù)功能，當(dāng)減計(jì)數(shù)到0時(shí)， 端發(fā)出借位下跳變脈沖。74LS192是同步十進(jìn)制可逆計(jì)數(shù)器，其邏輯符號(hào)和引腳排列如圖9（a）、(b)所示。Q3 Q2 Q1 Q074LS192D3 D2 D1 D0 CRCPUCPDLD（a）（b）74LS19212345678161514131211109VCC D0 CR BO CO LD D2 D3D1 Q1 Q0 CPD CPU Q2 Q3 圖974LS192具有下述功能：異步清零：CR=1，Q3Q2Q1Q0=0000異步置數(shù)：CR=0，=0，Q3Q2Q1Q0=D3D2D1D0保持： CR=0，=1，CPU=CPD=1,Q3Q2Q1Q0保持

19、原態(tài)加計(jì)數(shù)：CR=0, =1，CPU=CP，CPD=1，Q3Q2Q1Q0按加法規(guī)律計(jì)數(shù)減計(jì)數(shù)：CR=0, =1，CPU=1，CPD= CP，Q3Q2Q1Q0按減法規(guī)律計(jì)數(shù)利用集成計(jì)數(shù)器芯片可方便地構(gòu)成任意（N）進(jìn)制計(jì)數(shù)器。2.6 555定時(shí)器555定時(shí)器（又稱時(shí)基電路）是一個(gè)模擬與數(shù)字混合型的集成電路。按其工藝分雙極型和CMOS型兩類，其應(yīng)用非常廣泛。圖10是555定時(shí)器內(nèi)部組成框圖。它主要由兩個(gè)高精度電壓比較器A1、A2，一個(gè)RS觸發(fā)器，一個(gè)放電三極管和三個(gè)5K電阻的分壓器而構(gòu)成。圖10 555定時(shí)器組成框圖它的各個(gè)引腳功能如下：1腳：外接電源負(fù)端VSS或接地，一般情況下接地。8腳：外接電源

20、VCC，雙極型時(shí)基電路VCC的范圍是4.5 16V，CMOS型時(shí)基電路VCC的范圍為318V。一般用5V。3腳：輸出端Vo2腳：低觸發(fā)端6腳：TH高觸發(fā)端4腳：D是直接清零端。當(dāng)D端接低電平，則時(shí)基電路不工作，此時(shí)不論、TH處于何電平，時(shí)基電路輸出為“0”，該端不用時(shí)應(yīng)接高電平。5腳：VC為控制電壓端。若此端外接電壓，則可改變內(nèi)部?jī)蓚€(gè)比較器的基準(zhǔn)電壓，當(dāng)該端不用時(shí)，應(yīng)將該端串入一只0.01F電容接地，以防引入干擾。7腳：放電端。該端與放電管集電極相連，用做定時(shí)器時(shí)電容的放電。在1腳接地，5腳未外接電壓，兩個(gè)比較器A1、A2基準(zhǔn)電壓分別為2/3Vcc,1/3Vcc的情況下，555時(shí)基電路的功能表

21、如表4示。表4 555定時(shí)器的功能表清零端高觸發(fā)端TH低觸發(fā)端Qn+1放電管T功能00導(dǎo)通直接清零10導(dǎo)通置011截止置11Qn不變保持3. 電路設(shè)計(jì)3.1 搶答部分 一是將搶答選手的編號(hào)識(shí)別出并鎖存顯示到數(shù)碼管上，二是使其他選手按鍵無(wú)效；三是有人搶答時(shí)輸出時(shí)序控制信號(hào)，使計(jì)數(shù)電路停止工作并報(bào)警。圖11 搶答部分電路S ： 輸入，與主持人總控相接，此處控制數(shù)碼管的清零；/ST ： 輸入， 74148 的使能控制端（由 7400 輸入）； /YEX ： 輸出，報(bào)警時(shí)序控制（與 74121 相連）； CTR ： 輸出，報(bào)警時(shí)序控制（與 7400 相連）；該部分主要由 74148 優(yōu)先編碼器、鎖存器

22、 74279 、譯碼器 7448 組成和按鍵、 7 段數(shù)碼管組成。如圖所示，搶答輸入端為 74148 的 /I7 到 /I0 腳，當(dāng)有選手按鍵時(shí)， 74148 的相應(yīng)的引腳為低電平，電路完成以下動(dòng)作： （1）、 74148 將編碼輸入到鎖存其中，并通過(guò)鎖存器由 7448 譯碼后顯示到數(shù)碼管上； （2）、 74148 譯碼輸出端 /YEX 0 ，通過(guò)控制時(shí)序電路使 74148 的使能端 /ST 為 1 ， 74148 停在譯碼工作，使以后其他選手的按鍵無(wú)效； （3）、時(shí)序信號(hào) /YEX=0 ， CTR=1 ，通過(guò)控制時(shí)序電路使計(jì)時(shí)電路停止工作，報(bào)警電路報(bào)警。 3.2 定時(shí)電路主要實(shí)現(xiàn)搶答倒計(jì)時(shí)，

23、同時(shí)通過(guò)輸出接口與時(shí)序控制電路相接，實(shí)現(xiàn)時(shí)序控制，當(dāng)無(wú)人搶答且時(shí)間到時(shí)，報(bào)警。圖12 定時(shí)電路CLCK ： 輸入，計(jì)數(shù)脈沖，時(shí)序控制電路產(chǎn)生， 由 7411 輸出； S ： 輸入，主持人總控，此處控制計(jì)數(shù)器 74192 的預(yù)置數(shù)； BO2 ： 輸出，倒計(jì)時(shí)時(shí)間到時(shí)輸出低電平 0 ，與時(shí)序電路 74121 相接，控制報(bào)警； 該部分主要由 555 脈沖產(chǎn)生電路、 74192 減法計(jì)數(shù)電路、 7448 譯碼電路和 2 個(gè) 7 段數(shù)碼管即相關(guān)電路組成。兩塊 74192 實(shí)現(xiàn)減法計(jì)數(shù)，通過(guò)譯碼電路 7448 顯示到數(shù)碼管上，其時(shí)鐘信號(hào)由時(shí)鐘產(chǎn)生電路提供。 74192 的預(yù)置數(shù)控制端實(shí)現(xiàn)預(yù)置數(shù)，當(dāng)主持人按

24、下控制按鍵 S 時(shí)，實(shí)現(xiàn)預(yù)置。按鍵彈起后，計(jì)數(shù)器開始減法計(jì)數(shù)工作，并將時(shí)間顯示在 LED 上，當(dāng)有人搶答時(shí)，停止計(jì)數(shù)并顯示此時(shí)的倒計(jì)時(shí)時(shí)間；如果沒有人搶答，且倒計(jì)時(shí)時(shí)間到時(shí)， BO2 輸出低電平到時(shí)序控制電路，控制報(bào)警電路報(bào)警，同時(shí)以后選手搶答無(wú)效。 3.3 時(shí)鐘產(chǎn)生和時(shí)序控制電路為計(jì)數(shù)電路提供計(jì)數(shù)脈沖，同時(shí)完成主持人控制以及以上各部分的邏輯控制協(xié)調(diào)，使電路正常工作。 圖13 時(shí)序控制電路BO2 ： 輸入，由計(jì)數(shù)電路產(chǎn)生； CTR ： 輸入，由搶答電路產(chǎn)生； /ST ： 輸出，控制搶答電路； CLCK ： 輸出，提供給計(jì)數(shù)電路； 該部分主要由定時(shí)器 555 、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器 74121 、與非門

25、 7400 、三段輸入與門 7411 和相關(guān)電路組成。由 555 產(chǎn)生計(jì)數(shù)脈沖，通過(guò) 7400 和 7411 結(jié)合控制信號(hào) BO2 、 CTR 控制輸入到計(jì)數(shù)電路的脈沖有無(wú)。脈沖周期 t=(R1+R2)Cln2，選擇電容為 10uF ，電阻(R1+R2)的值為 144.44 時(shí) t 為一秒，本設(shè)計(jì)中選取 R120K ，R262K ，t0.998S 。輸出到計(jì)數(shù)電路的脈沖為 CLCK=·BO2·CP，搶答開始時(shí)， BO2=/ST=1，故CLCK=CP ，計(jì)數(shù)器正常工作，=BO2·，當(dāng)計(jì)數(shù)時(shí)間到時(shí)（ BO2=0 ）或者有人搶答時(shí)（ CTR=1 ）， /ST=1 ， 7

26、4148 使能端為高電平，禁止編碼，即此后的搶答無(wú)效。3.4 報(bào)警控制電路 完成搶答開始、槍答選種的報(bào)警提示和控制時(shí)間結(jié)束的報(bào)警提示。圖14 報(bào)警控制電路/YEX ： 輸入，由搶答電路提供 BO2 ： 輸入，由計(jì)數(shù)電路提供 S ： 輸入，來(lái)自主持人按鍵 PR ： 來(lái)自 74121 的 /Q ，與 555 的 RST 腳相接，控制 555 的振蕩振蕩與否。主要由 555 時(shí)鐘電路（用于控制報(bào)警聲音頻率）、蜂鳴器即相關(guān)的延時(shí)電路和控制電路組成。單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器 74121 通過(guò)信號(hào) /YEX 、 BO2 、 S 控制報(bào)警與否和報(bào)警時(shí)間， 555 時(shí)鐘電路產(chǎn)生脈沖時(shí)鐘。當(dāng) 74121 輸出單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的

27、輸出延時(shí)：tw=REXTln2。取 CRXT 10uF, REXT=620K, 有tw=REXTln2 4.3 秒。上電時(shí)， 74121 的狀態(tài)為 ， PR=1 ， 555 振蕩，蜂鳴器按時(shí)鐘頻率鳴叫，表示電路正常工作；當(dāng)主持人按下鍵時(shí)，不能報(bào)警提醒選手，由于 121 不能實(shí)現(xiàn)次功能，這是本設(shè)計(jì)的缺陷；在規(guī)定的時(shí)間有人搶答時(shí)， /YEX 由 1 跳變到 0 74121 有狀態(tài) 2 ，即 /Q 輸出暫態(tài)低電平，蜂鳴器連續(xù)發(fā)聲報(bào)警，持續(xù)時(shí)間為tw =4.3 秒；如果在規(guī)定時(shí)間內(nèi)無(wú)人搶答， BO2 由 1 跳變到 0 ， 74121 有狀態(tài) 2 ， /Q 輸出暫態(tài)低電平，蜂鳴器連續(xù)發(fā)聲報(bào)警持續(xù)時(shí)間為

28、tw。4. 整機(jī)調(diào)試根據(jù)需求選擇電路的設(shè)計(jì)單元進(jìn)行組合，按照裝配圖或原理圖進(jìn)行器件裝配，裝配好之后進(jìn)行電路的調(diào)試。 打開電源之前，先按照系統(tǒng)原理圖檢查制作好的電路板的通斷情況，并取下 PCB 上的集成塊，然后接通電源，用萬(wàn)用表檢查板上的各點(diǎn)的電源電壓值，完好之后再關(guān)掉電源，插上集成塊。 調(diào)試好后正常的工作狀態(tài)為：開始時(shí)，主持人將控制開關(guān)接地，搶答電路部分鎖存器 74LS279 的狀態(tài)輸出全為 0 ， 74LS48 的滅燈輸入與鎖存器 74LS279 的 Q1 相接，故搶答電路無(wú)顯示（清除）；與此同時(shí)，在計(jì)時(shí)電路部分，減法計(jì)數(shù)器 74LS192 的預(yù)置數(shù)端為 0 ，將事先的預(yù)置數(shù)送入減法計(jì)數(shù)器中。當(dāng)主持人按鍵彈起時(shí) ，計(jì)數(shù)器開始計(jì)數(shù)工作，搶答開始。 在沒有人按鍵且搶答時(shí)間沒到時(shí)，優(yōu)先編碼器 /YEX 輸出為 1 ，計(jì)數(shù)器 BO2 輸出為 1 ，=BO2· 0,CLCK=