数电课程设计 八路定时抢答器论文 1514976EOGSA0A1A2621735413U22101234567EI74LS148SSW-SPDTU12A74F10101112131234514152569121516191Q2Q3Q4Q5Q6Q7Q8QR210K12R3300U17654321190111213gfedcbaDCBBI/RBOALTRBI5VU374LS47aab[LEDgn]cfbgdeecdfgDPY74LS373OC5V1D2D3D4D5D6D7D8DC111R15V10k347183141718D1LEDDS1DPY_7-SEGS2S3S4S5S6S7S8S9SW SPSTSW SPSTSW SPSTSW SPSTSW SPSTSW SPSTSW SPSTSW SPST 图12 抢答部分电路原理图
4.2 定时电路设计：
节目主持人根据答题的难易程度，设定一次抢答的时间，此处默认为30 S，通过预置时间电路对计数器进行预置，此处选用十进制同步加／减计数器74LS192进行设计，计数器的时钟脉冲CPD由秒脉冲电路产生的CP脉冲提供[3]。
74LS192的真值表如图13所示。
表13 74LS192的真值表 输入 MR 输出 P2 P1 P0 Q3 PL CPu CPD P3 Q2 Q1 Q0 1 0 0 0 ? 0 1 1 ? ? ? 1 ? ? 1 ? d ? c ? b ? a ? d ? c ? b ? a ? ? ? ? ? ? ? ? 加计数 减计数 ? 此处用减计数，故CPD接触发脉冲，CPu接高电平，低位芯片的借位信号端接到高位芯片的减计数触发端CPD进行级联。低位芯片的D、C、B、A端均接低电位，高位芯片的D、
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数电课程设计 八路定时抢答器论文 C、B、A分别接为0011以进行置数为30.定时电路的电路图如图14所示。
图14 定时电路部分电路图
4.3 报警电路设计：该电路由555定时器和三极管构成的报警电路如图4所示。其中
由555 芯片构成多谐振荡电路，振荡频率为
f0?
1(R1?2R2)C?ln2?(R1?2R2)C 1.43555 的输出信号再经三极管放大 ,从而推动扬声器发声、报警两个电路。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。
图15 报警电路
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数电课程设计 八路定时抢答器论文 时序控制电路设计：
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：
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 2，设计的时序控制电路如图 5所示。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的输人使能端 。图11、4的工作原理是：主持人控制开关从\清除\位置拨到\开始\位置时，来自于图11、2中的74LS279的输出 1Q=0，经G3反相， A＝1，则时钟信号CP能够加到74LS192的CPD时钟输入端，定时电路进行递减计时。同时，在定时时间未到时，则\定时到信号\为 1，门G2的输出 =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，1Q＝1，经 G3反相， A＝0，封锁 CP信号，定时器处于保持工作状态；同时，门G2的输出 =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，则\定时到信号\为0， =1，74LS148处于禁止工作状态，禁止选手进行抢答。同时， 门G1处于关门状态，封锁 CP信号，使定时电路保持00状态不变，从而实现功能③的要求。集成单稳触发器74LS121用于控制报警电路及发声的时间。
图 16
5抢答器整体电路图
本次抢答器的整体电路图如图17所示：
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.U11D9U8111S1S2SW-PBS3SW-PBS4SW-PBS5SW-PBS6SW-PBS7SW-PBS8SW-PBSW-PB3478131417181D2D3D4D5D6D7D8D1976A0A1A274LS148574LS04U12BU12CU12A29174LS0874LS086874LS04101112131234501234567EIEOGS1514U11A274LS04U11B3U11C74LS0464U94537126OCC1Q2Q3Q4Q5Q6Q7Q8Q256912151619U10DS3BLUECCBI/RBORBILTABCDabcdefg131211109151412345678abcdeafgbJ121312345678VCC74LS48fgdpedcdpGND74LS373RP1RESPACK4CON2U13A74LS32VCC5474LS081069999999981U15BUZZER23U7C74LS04U14C310ufBA2A11016911CeQQRiRe/Ce543U1U7B474LS04VCCVCCS10SW-SPDTS11SW-SPDTS12SW-SPDT859
U3145411151109VCCCLRUPDWNLDABCD74LS192COBOQAQBQCQD121332674537126BI/RBORBILTABCD74LS48abcdefg131211109151412345678DS1BLUECC数电课程设计 八路定时抢答器论文 74121R30.1kS9SW-SPST3fgdpedcdpGNDU0RVCCR115k42Q3S13SW-SPDTTRIGGNDDIS5712CVoltTHRNE55564519U6A6VCC74LS21S14SW-SPDTS15SW-SPDT145411151109U2CLRUPDWNLDABCDCOBOQAQBQCQD121332674537126U4BI/RBORBILTABCDabcdefg1312111091514DS2BLUECCR268k12345678C174LS4874LS192C20.01uf10ufS0SW-PBS16SW-SPDTS17SW-SPDTabcdeafgbfgdpedcdpGNDU7A174LS042910121374LS21BUZZERU6BU589
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数电课程设计 八路定时抢答器论文 17 抢答器整体电路
6系统单元电路仿真及分析
6.1 抢答电路部分仿真
按动控制开关使其处于清零状态，此时显示器应显示“00”，再将开关拨到开始工作的状态，若有人抢答，假设为2号选手抢答有效（即控制开关A由高电平拨到低电平），此时电路中的显示器应显示“2”。仿真结果确实也是这样的，是正确的。
图18 抢答电路仿真图
6.2 定时电路部分仿真
将控制开关拨到低电平端，此时LOAD=0，计数器处于置数状态，显示上应显示“30”；再将控制开关拨到高电平端，触发信号进来，计数器开始减计数，若CTR变为“1”，（假设此时显示为“19”）触发信号CP被禁止，减计数停止，CPd=0，74LS192处于保持状态，显示器显示“19”；若30 s内CTR没有改变，则当借位信号来时，BQ2=0，触发信号CP被禁止，CPd=0，74LS192处于保持状态，显示器上应显示“00”。仿真结果确实也是这样，结果是正确的。
6.3 秒脉冲产生电路仿真
将CP端接到示波器上，接通电源，则示波器上应该显示矩形信号。而仿真结果如图6-2所示，可知结果是正确的。
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