摘要:隨著電子技術的發展，其在各個領域的應用越來越廣泛。人們對它的認識也逐漸加深。人們還利用電子技術和相關知識解決壹些實際問題。如:智能搶答器的設計與制造。搶答器是競賽題中常見的必備設備。從原理上講，它是壹個典型的數字電路。數字搶答器由主電路和擴展電路組成。優先級編碼電路、鎖存器和解碼電路在顯示器上輸出各組的輸入信號；主機按下啟動按鈕發出啟動信號，以上兩部分組成主電路。計時功能由計時電路實現，並構成擴展電路。經過接線、焊接、調試等工作，組成數字搶答器。壹個優先級編碼器用來解碼搶到第壹個回答問題的權利的玩家的號碼，並顯示在LED顯示屏上。同時要封鎖電路，防止其他玩家再次搶答案。當玩家回答完問題後，主持人會將系統歸零。
關鍵詞:搶著回答；時機；門閂
回答四個設備
摘要:隨著電子技術的發展，它在各個領域的應用越來越廣泛。人們逐漸加深了理解。人們還利用電子技術和相關知識來解決壹些實際問題。如:智能答案設計制作。答案是在競賽中必須有壹個共同的裝置，從原理上來說，它是壹個典型的數字電路。答電路的數量是由主電路和擴展電路控制的。優先編碼器電路、鎖存器、解碼器電路將輸入信號在顯示器上輸出；主機由上面的開始按鈕開始主電路兩部分組成。時間通過計時電路的功能，構成了電路的擴展。在接線、焊接、測試等之後。成型後回答器件數量。搶答電路中有壹個優先級編碼器，用來給第壹個搶到正確答案的玩家編碼並由LED顯示屏顯示，同時也防止其他玩家阻斷電路再次搶答。當玩家完成回答後，主持人將系統歸零。
關鍵詞:回答；時間；抓住
目錄
第1章設計選題及目的
第壹節設計主題
第二節設計目的
第二章功能介紹................................................1
第壹節介紹主要功能...................................1
第二節擴展功能介紹.............................................1
第三章總體方案設計
第四章單元模塊設計
第壹部分:首先應答的電路模塊.......................................................................................................................................................................
第二節時序電路模塊5
第三節控制電路9
第五章組裝和調試....................................................11
參考............................12
謝謝妳................................................13
附錄..............................14
第壹章設計選擇和目的
第壹節設計主題
設計題目:四人應答機的設計
設計功能要求:
1.主機有壹個開始按鈕和壹個復位按鈕。按下開始鍵才能先開始回答，否則就是犯規。
2.用數碼管顯示。正常回答後，顯示搶到的隊號，如果有人犯規，進行短時報警。
3.如果在規定時間內沒有搶答，說明超時後問題無效，用0閃爍表示。
4.復位鍵用於恢復犯規或超時狀態。
第二節設計目的
通過本課程設計，靈活運用“模擬電子技術”和“數字電子技術”的理論知識，在實踐中鞏固所學知識，強化綜合能力，培養電路設計能力，提高實驗技術，激發創新理念。
第二章功能介紹
第壹節介紹主要功能
1.搶答器最多可供4人使用，號碼為1~4。每隊由壹個按鈕控制(分別為S0~S3)，設置系統復位和應答控制開關S，由主持人控制。
2.應答器具有數據鎖存功能，用LED數碼管顯示鎖存的數據，直到主機清零。
3.開關S作為清分和應答的控制開關(由主機控制)。當開關S被按下時，應答電路被清除，當開關S被釋放時，應答被允許。緊急響應信號的輸入由緊急響應按鈕開關S0~S3實現。
4.當有緊急響應信號輸入時(按下開關S0~S3中的任何壹個)，顯示相應的組號。此時按下其他任何壹個應答器開關都無效，指示燈仍然“保持”第壹個開關被按下時的對應狀態。
第二節擴展功能介紹
1.搶答器有定時接聽的功能，接聽的時間由主持人設定。當節目主持人啟動“開始”鍵時，要求定時器立即倒計時並顯示在顯示屏上。
2.如果球員在開始第壹個回答之前按下回答鍵，將被犯規並發出警報。
3.選手在設定時間內搶答，搶答有效。計時器停止工作，顯示屏上顯示玩家的編號和搶註時間，壹直保持到主機清空系統。
4.如果定時搶答時間已到，但沒有選手搶答，則本次搶答無效，輸入電路被阻斷，超時後禁止選手搶答，並發出短暫的警報聲，時間顯示為0。
第三章總體方案設計模塊
如圖3.1所示，是壹個整體框圖。其工作原理如下:接通電源後，主機將開關撥到“復位”狀態，搶答器處於禁止狀態，數字顯示關閉，定時器顯示設定時間；主機將開關設置為“開始”狀態，宣布“開始”，應答器工作。計時器倒計時，當玩家在固定時間內回答時，搶答器完成優先級判斷、號碼鎖存和號碼顯示。壹輪搶答後，計時器停止，禁止第二次搶答，計時器顯示剩余時間。如果您先回答，主持人必須再次操作“清除”和“開始”狀態開關。
圖3.1
第四章單元模塊設計
第壹節應答器電路模塊
該電路主要完成兩個功能:
1.區分選手按鍵順序，鎖存第壹個搶答器的號碼，解碼顯示電路的顯示號碼(顯示電路采用七段數碼管)；
2.其他玩家禁止按鍵，其按鍵操作無效。
該電路由優先級編碼器74LS148和鎖存器74LS279完成。
壹、優先級編碼器74LS148
74LS148是8線-3線優先級編碼器。表4給出了它的真值表，圖4.1.1給出了它的管腳圖。
圖4.1.1
表4 74ls 148 8-3線二進制編碼器真值表
74LS148的工作原理如下:
編碼器有8個信號輸入和3個二進制代碼輸出。此外，該電路還設有輸入使能端ST、輸出使能端EO和優先編碼工作狀態標誌GS。
ST=0時，編碼器工作；但當ST=1時，無論8個輸入端的狀態如何，3個輸出端都為高電平，優先級標誌端和輸出使能端都為高電平，編碼器處於非工作狀態。這種情況稱為輸入低電平有效，輸出低電平有效。當ST=0且至少壹個輸入端有編碼請求信號(邏輯0)時，優先編碼工作狀態標誌GS為0。表示編碼器處於工作狀態，否則為1。
從表4可以看出，當8個輸入端沒有低電平輸入信號，只有輸入端0(優先級最低)有低電平輸入時，Y2Y111，不同輸入條件下輸出碼相同，可以通過GS的狀態來區分。GS = 1時，GS = 0時，y2y 1 y0 = 111表示響應輸入端子0為低電平時的輸出碼(編碼輸出)。僅當ST為0且所有輸入均為1時，Ys才會輸出0。它可以與同壹設備的另壹個ST相連，組成壹個具有更多輸入的優先編碼器。
從表4中不難看出，輸入優先級的順序是7、6、..., 0.輸入有效信號為低電平。當壹個輸入端具有低電平輸入，並且具有比它更高優先級的輸入端沒有低電平輸入時，輸出端輸出相應輸入端的代碼。比如當5為0，優先級較高的輸入6和輸入7都為1時，輸出碼為010，這就是優先級編碼器的工作原理。
二。閂鎖74LS279
在74LS279中，由於4回路的2回路中有兩個設定端子，使用壹次，整理出兩個設定輸入作為1使用，或者將另壹個輸入固定為“H”。此外，作為74LS279的壹種稍微改變的使用方法，三組也可以用作RS鎖存器，其余的RS鎖存器可以用作2輸入與非門。當復位輸入為“L”時，例如1的管腳固定為“H”，所以可以由2管腳和3管腳組成輸入，4管腳作為輸出。這種轉換如圖4.1.2所示。
圖4.1.2
應答器的參考電路如圖4.1.3所示，其工作過程:當開關S置於“清零”端時，RS觸發器的端子全部置0，四個觸發器的輸出置0，使得74LS148 = 0，使其處於工作狀態。當開關S設置為“開始”時，應答器處於等待狀態。當玩家按鍵時(如S3)，74LS148的輸出被RS鎖存，1Q=1，74LS48處於工作狀態，4Q3Q2Q=100。另外，1q = 1使74LS148 = 1處於禁止狀態，阻止其他鍵的輸入。當松開並按下該鍵時，74LS148仍然是1q = 1，74LS148 = 1，所以74LS148仍然處於禁止狀態，保證了按兩次鍵都不會有信號輸入，保證了應答者的優先級。如果再有搶答，主持人需要在下壹輪搶答前將S開關復位到“清零”。
圖4.1.3
第二節定時電路模塊
這部分主要由555定時器秒脈沖產生電路、十進制同步加減計數器74LS192減法計數電路、74LS48解碼電路和1 7段數碼管即相關電路組成。74LS192壹塊實現減法計數，通過解碼電路74LS48顯示在數碼管上，其時鐘信號由時鐘產生電路提供。74LS192預置數控制終端實現預置數，節目主持人根據情況設定時間。
* * *陰極七段數碼管上，有人先回答時，停止計數，此時顯示倒計時時間；如果沒有人先回答，倒計時時間到了，輸出壹個低電平給定時控制電路控制74LS48，使0閃爍，同時以後玩家先回答無效。
壹、櫃臺74LS192
74LS192具有以下功能:
(1).異步清零:CR=1，Q3Q2Q1Q0=0000。
(2).異步設置:CR=0，LD=0，Q3Q2Q1Q0 = D3D1D0。
(3).保持:CR=0，LD=1，CPU=CPD=1，Q3Q2Q1Q0保持原來的狀態。
(4)計數:CR=0，LD=1，CPU=CP，CPD=1，Q3Q2Q1Q0按加法定律計數。
(5)遞減計數:CR=0，LD=1，CPU=1，CPD= CP，Q3Q2Q1Q0按減法定律計數。
74LS192是壹個帶雙時鐘的十進制可逆計數器。
CPU是計數時鐘輸入，CPD是計數時鐘輸入。
LD是預置輸入控制端，異步預置。
CR為復位輸入，高電平有效，異步清零。
CO為進位輸出:1001狀態後負脈沖輸出。
BO為借位輸出:0000狀態後負脈沖輸出。
圖4.2.1
二。解碼器74LS48
74LS48芯片是壹種常用的七段數碼管解碼驅動器，常用於單片機系統的各種數字電路和顯示系統中。
74LS48引腳排列示意圖(圖4.2.2):
圖4.2.2
三. 555定時器
555定時器的內部電路框圖如圖4.2.3所示:
圖4.2.3
圖4.2.4顯示了555定時器的外部引腳布局:
圖4.2.4
555定時器包括兩個電壓比較器、三個等效串聯電阻、壹個rs觸發器、壹個放電管T和壹個功率輸出級。它提供兩個參考電壓VCC /3和2VCC /3。
555定時器的功能主要由兩個比較器決定。兩個比較器的輸出電壓控制rs觸發器和放電管的狀態。當在電源和地之間施加電壓時，當五個管腳懸空時，電壓比較器C1的反相輸入端的電壓為2VCC /3，C2的同相輸入端的電壓為VCC /3。如果觸發器輸入端TR的電壓小於VCC /3，則比較器C2的輸出為1，可以將RS觸發器設置為1，使輸出端OUT=1。如果閾值輸入端TH的電壓大於2VCC/3，TR端的電壓大於VCC/3，則C1的輸出為1，C2的輸出為0。RS觸發器可以設置為0，因此輸出為0電平。
四。計時電路
先設定回答的時間，通過計時電路為計數器預設時間。定時電路采用十進制同步升降計數器74LS192設計，電路如圖4.2.5所示。
圖4.2.5
第三節控制電路
控制電路包括兩個電路:定時控制和報警。
1.定時控制電路應具有以下功能:
1.主機關閉開關，多路搶答器電路和計時電路進入正常狀態；
2.當選手按鍵時，應答電路和計時電路停止工作；
3.回答時間到了，沒有回答，喇叭響，回答電路和計時電路停止工作。
根據上述功能要求，設計的時序控制電路如圖4.3.1所示。圖中，門G1的作用是控制時鐘信號CP的釋放和禁止，門G2的作用是控制74LS148的輸入使能端。圖4.3.1的工作原理是，當主機控制開關從“清零”位置設置到“開始”位置時，圖4.1.3中74LS279的輸出為1Q=0，經G3反相，a = 1，則時鐘信號CP可以加到70。同時，當定時時間未到時，“定時到信號”為1，門G2的輸出為0，使74LS148處於正常工作狀態，從而實現了1功能的要求。當玩家在固定時間內按下回答優先鍵，則為1q = 1，G3反轉後，a = 0，CP信號被阻斷，計時器保持工作；同時，門G2 =1的輸出，74LS148處於禁止運行狀態，從而實現了函數2的要求。定時時間到了，“定時到達信號”為0，使74LS148處於禁止工作狀態，禁止玩家搶答。同時，門G1處於關閉狀態，阻斷CP信號，保持00狀態的定時電路不變，從而實現功能3的要求。
圖4.3.1
二。告警電路
由555定時器和三極管組成的報警電路如圖4.3.2所示。其中，555、R1、R2、C1等。形成壹個可控多諧振蕩器，其輸出信號由三個引腳輸出，通過壹個三極管推動揚聲器。
圖4.3.2
第五章組裝和調試
搶答器、定時解碼顯示電路、控制電路和報警電路按各單元電路組裝在試驗箱上。然後按照以下步驟進行調試:
1.組裝並調試應答器電路，使其正常工作。
2.組裝並調試定時電路。輸入1Hz的時鐘信號，觀察電路能否倒計數，註意電路倒計數到零時能否輸出低電平有效信號。
3.組裝並調試報警電路和控制電路，並使其正常工作。
4.整機調試，註意各單元電路之間的時序協調關系。然後檢查電路各部分的功能，使其符合設計要求。
參考
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