4Q3Q2Q=101,经74LS48译码后,显示器显示出“5”。此外,CTR=1,使74LS148的ST端为高电平,74LS148处于禁止工作状态,封锁了其它按键的输入。当按下的键松开后,74LS148的YEX高电平,但由于CTR维持高电平不变,所以74LS148仍处于禁止工作状态,其它按键的输入信号仍不会被接受。这就保证了抢答者的优先性以及抢答电路的准确性。当优先抢答者回答完问题后,主持人操作控制开关S,使抢答电路复位,以便进行下一轮抢答。
图3-1抢答电路
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3.2定时电路的设计
74LS48的7,6,2,3引脚接受来自74LS192的输出信号并把它译码 显示在数码管上。74LS192的9,10,11,15引脚完成时间设定功能,本设计要求定时30秒,所以把左边的芯片的1,15引脚接高电位,期于的全接低位,使的初始时间设定为30秒。555芯片完成产生秒脉冲的功能。工作过程为:抢答开始前,74LS192的置数端为低电位,处于初始状态,数码管显示为30,5引脚接高电位。抢答开始后,秒脉冲冲推动右边的芯片开始倒记时,同时右边芯片产生的信号做为左边芯片的CP信号推动左边的芯片倒记时,完成十进制的倒记时功能。当有人抢答后1Q的输出为1,经过非门后变为0,通过与门屏蔽了秒信号,停止记时,完成显示抢答时间的功能。当记到了30秒时,左边的芯片产生的定时到信号输出为低电位,也屏蔽了秒信号,使得数码管显示为00。如图3-2。
图3--2定时电路
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3.3报警电路的设计
由555定时器和三极管构成的报警电路如图3-3所示:
图3.3 报警电路
其中555构成多谐振荡器,振荡频率为: f0=1/(R1+2R2)*C*ln2=1.43/(R1+2R2)*C
其输出信号经三极管推动扬声器。PR为控制信号,当PR为高电平时,多谐振荡器工作,反之,电路停振不再工作。 3.4时序电路的设计
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:
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① 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,
②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。
③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。
根据上面的功能要求以及图3.1和图3.2,设计的时序控制电路如图3.4所示:
图3.4(A) 抢答与定时电路的时序控制电路
图3.4(B) 报警电路的时序控制电路
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图中,门G1的作用是控制时钟信号CP的放行与禁止,门G2的作用是控制74LS148的输入使能端ST。图3-4(a)的工作原理是:主持人控制开关从“清零”位置拨到“开始”位置时,来自于图3-1中的74LS279的输出CTR=0,经G3反相,A=1,则从555输出端来的时钟信号CP能够加到74LS192的CPD时钟输入端,定时电路进行递减计时,在定时时间未到时,来自于图3-2的74LS192的借位输出端BO2=1,门G2的输出ST=0,使74LS148处于正常工作状态,从而实现功能①的要求;当选手在定时时间内按动抢答键时,CTR=1,经G3反相,A=0,封锁CP信号,定时器处于保持状态,门G2的输出ST=1,74LS148处于禁止工作状态,从而实现功能②的要求;当定时时间到时,来自于图3-2的74LS192的借位输出端BO2=0,门G2的输出ST=1,74LS148处于禁止工作状态,禁止选手进行抢答,门G1同时处于关门状态,封锁CP信号,使定时电路为00状态,从而实现功能③的要求,74LS121用于控制报警电路及发声的时间。
第四章 整体电路的设计
4.1 总体电路原理相关说明
经以上单元电路的设计,可以得到定时抢答电路的整机电路。 严格根据八路智力竞赛抢答器的总体方框图的指引再结合竞赛抢答器的抢答电路,定时电路,报警电路 ,控制电路绘制出总体电路!
接通电源后, 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,选择器分辨出选手按键的先后,并锁存优先抢答者的编号,供译码显示译码电路用并且使其它选手按键操作无效。之后扬声器发声,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。
总体电路原理图如下:
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