簡易開關(guān)電源的設計ccit

1、具有定時功能的八路數(shù)顯搶答器的設計摘要:本文介紹了一種用74系列常用集成電路設計的數(shù)碼顯示八路搶答器的電路組成、設計思路及功能。該搶答器除具有基本的搶答功能外，還具有定時、計時和報警功能。主持人通過時間預設開關(guān)預設供搶答的時間，系統(tǒng)將完成自動倒計時。若在規(guī)定的時間內(nèi)有人搶答，則計時將自動停止；若在規(guī)定的時間內(nèi)無人搶答，則系統(tǒng)中的蜂鳴器將發(fā)響，提示主持人本輪搶答無效，實現(xiàn)報警功能。數(shù)字搶答器由主體電路與擴展電路組成。優(yōu)先編碼電路、鎖存器、譯碼電路將參賽隊的輸入信號在顯示器上輸出；用控制電路和主持人開關(guān)啟動報警電路，以上兩部分組成主體電路。通過定時電路和譯碼電路將秒脈沖產(chǎn)生的信號在顯示器上輸出實現(xiàn)

2、計時功能，構(gòu)成擴展電路。經(jīng)過布線、焊接、調(diào)試等工作后數(shù)字搶答器成形。關(guān)鍵詞:八路, 搶答器, 設計,定時，計時，報警abstract：in this paper, the electric circuit and designing thought of an answering racer based on the common-used series of 74 ic with 8-wire is introduced, and its function is also described. the answering races function includes timing, cou

3、nting, and alarming, besides the basic function of an answering racer. the host sets the provided time for the answering race through the time-setting switch, after this the system will count down the time automatically. if anybody answer the question on time, the counting of time will stop; if nobo

4、dy answer the question on time, the alarm will give out some sound, helping the host know the race in this turn is of no use, so the function of alarming is achieved.keywords: 8-wire, answering racer, design, timing, counting, alarming引言工廠、學校和電視臺等單位常舉辦各種智力競賽, 搶答記分器是必要設備。在我校舉行的各種競賽中我們經(jīng)?？吹接袚尨鸬沫h(huán)節(jié)，舉辦方多數(shù)

5、采用讓選手通過舉答題板的方法判斷選手的答題權(quán)，這在某種程度上會因為主持人的主觀誤斷造成比賽的不公平性。為解決這個問題，我們小組準備就本次大賽的機會制作一個低成本但又能滿足學校需要的八路數(shù)顯搶答器。1設計任務及系統(tǒng)功能簡介1.基本功能：（1） 搶答器同時供8名選手或8個代表隊比賽，分別用8個按鈕s0 s7表示。（2） 設置一個系統(tǒng)清除和搶答控制開關(guān)s，該開關(guān)由主持人控制。（3） 搶答器具有鎖存與顯示功能。即選手按動按鈕，鎖存相應的編號，揚聲器發(fā)出聲響提示，并在dpy_7-seg七段數(shù)碼管上顯示選手號碼。選手搶答實行優(yōu)先鎖存，優(yōu)先搶答選手的編號一直保持到主持人將系統(tǒng)清除為止。2.擴展功能：（1）

6、搶答器具有定時搶答功能，且一次搶答的時間由主持人設定（如30秒）。當主持人啟動開始鍵后，定時器進行減計時。（2） 參賽選手在設定的時間內(nèi)進行搶答，搶答有效，定時器停止工作，顯示器上顯示選手的編號和搶答的時間，并保持到主持人將系統(tǒng)清除為止。在這段（3） 如果定時時間已到，無人搶答，本次搶答無效，系統(tǒng)報警并禁止搶答，定時顯示器上顯示00。2.實現(xiàn)的原理與電路2. 1數(shù)字搶答器總體方框圖如圖1所示為總體方框圖。其工作原理為：接通電源后，主持人將開關(guān)撥到清零狀態(tài)，搶答器處于禁止狀態(tài)，編號顯示器滅燈，定時器顯示設定時間；主持人將開關(guān)置;開始狀態(tài)，宣布開始搶答器工作。定時器倒計時，揚聲器給出聲響提示。選手

7、在定時時間內(nèi)搶答時，搶答器完成：優(yōu)先判斷、編號鎖存、編號顯示、揚聲器提示。當一輪搶答之后，定時器停止、禁止二次搶答、定時器顯示剩余時間。如果再次搶答必須由主持人再次操作清除和開始狀態(tài)開關(guān)?？傮w框圖 圖12. 2 單元電路設計2.2.1 搶答器電路設計電路如圖2所示。電路選用優(yōu)先編碼器 74ls148 和鎖存器 74ls297 來完成。該電路主要完成兩個功能：一是分辨出選手按鍵的先后，并鎖存優(yōu)先搶答者的編號，同時譯碼顯示電路顯示編號（顯示電路采用七段數(shù)字數(shù)碼顯示管）；二是禁止其他選手按鍵，其按鍵操作無效。工作過程：開關(guān)s置于清除端時，rs觸發(fā)器的 r、s端均為0，4個觸發(fā)器輸出置0，使74ls1

8、48的優(yōu)先編碼工作標志端（圖中5號端）0，使之處于工作狀態(tài)。當開關(guān)s置于開始時，搶答器處于等待工作狀態(tài)，當有選手將搶答按鍵按下時（如按下s5），74ls148的輸出經(jīng)rs鎖存后，ctr=1,rbo(圖中4端) =1,七段顯示電路74ls48處于工作狀態(tài)，4q3q2q=101,經(jīng)譯碼顯示為“5”。此外，ctr，使74ls148 優(yōu)先編碼工作標志端（圖中5號端），處于禁止狀態(tài)，封鎖其他按鍵的輸入。當按鍵松開即按下時，74ls148的 此時由于仍為ctr，使優(yōu)先編碼工作標志端（圖中5號端），所以74ls148仍處于禁止狀態(tài)，確保不會出二次按鍵時輸入信號，保證了搶答者的優(yōu)先性。如有再次搶答需由主持人將

9、s開關(guān)重新置“清除”然后再進行下一輪搶答。74ls148為8線3線優(yōu)先編碼器，表1為其功能表。表一2.2.2 定時電路原理及設計：該部分主要由555定時器秒脈沖產(chǎn)生電路、十進制同步加減計數(shù)器74ls192減法計數(shù)電路、74ls48譯碼電路和2個7段數(shù)碼管即相關(guān)電路組成。具體電路如圖3所示。兩塊74ls192實現(xiàn)減法計數(shù)，通過譯碼電路74ls48顯示到數(shù)碼管上，其時鐘信號由時鐘產(chǎn)生電路提供。74192的預置數(shù)控制端實現(xiàn)預置數(shù)，由節(jié)目主持人根據(jù)搶答題的難易程度，設定一次搶答的時間，通過預置時間電路對計數(shù)器進行預置，計數(shù)器的時鐘脈沖由秒脈沖電路提供。按鍵彈起后，計數(shù)器開始減法計數(shù)工作，并將時間顯示在

10、共陰極七段數(shù)碼顯示管dpy_7-seg 上，當有人搶答時，停止計數(shù)并顯示此時的倒計時時間；如果沒有人搶答，且倒計時時間到時， 輸出低電平到時序控制電路，控制報警電路報警，同時以后選手搶答無效。2.2.3秒脈沖產(chǎn)生電路的原理2.2.3.1 ne555工作原理555定時器是一種多用途的單片中規(guī)模集成電路。該電路使用靈活、方便，只需外接少量的阻容元件就可以構(gòu)成單穩(wěn)、多諧和施密特觸發(fā)器。因而在波形的產(chǎn)生與變換、測量與控制、家用電器和電子玩具等許多領(lǐng)域中都得到了廣泛的應用。目前生產(chǎn)的定時器有雙極型和cmos兩種類型，其型號分別有ne555（或5g555）和c7555等多種。通常，雙極型產(chǎn)品型號最后的三位

11、數(shù)碼都是555，cmos產(chǎn)品型號的最后四位數(shù)碼都是7555，它們的結(jié)構(gòu)、工作原理以及外部引腳排列基本相同。一般雙極型定時器具有較大的驅(qū)動能力，而cmos定時電路具有低功耗、輸入阻抗高等優(yōu)點。555定時器工作的電源電壓很寬，并可承受較大的負載電流。雙極型定時器電源電壓范圍為516v，最大負載電流可達200ma；cmos定時器電源電壓變化范圍為318v，最大負載電流在4ma以下。555定時器的電路結(jié)構(gòu)與工作原理1555定時器內(nèi)部結(jié)構(gòu)：（1）由三個阻值為5k的電阻組成的分壓器；（2）兩個電壓比較器c1和c2： v+v，vo=1； v+v，vo=0。（3）基本rs觸發(fā)器；（4）放電三極管t及緩沖器g。

12、2工作原理。當5腳懸空時，比較器c1和c2的比較電壓分別為和。（1）當vi1，vi2時，比較器 c1輸出低電平，c2輸出高電平，基本rs觸發(fā)器被置0，放電三極管t導通，輸出端vo為低電平。（2）當vi1，vi2時，比較器 c1輸出高電平，c2輸出低電平，基本rs觸發(fā)器被置1，放電三極管t截止，輸出端vo為高電平。（3）當vi1時，比較器 c1輸出高電平，c2也輸出高電平，即基本rs觸發(fā)器r=1，s=1，觸發(fā)器狀態(tài)不變，電路亦保持原狀態(tài)不變。圖1 555定時器的電氣原理圖和電路符號(a)原理圖 （b）電路符號由于閾值輸入端(vi1) 為高電平（）時，定時器輸出低電平，因此也將該端稱為高觸發(fā)端（t

13、h）。因為觸發(fā)輸入端(vi2)為低電平（）時，定時器輸出高電平，因此也將該端稱為低觸發(fā)端（tl）。如果在電壓控制端（5腳）施加一個外加電壓（其值在0vcc之間），比較器的參考電壓將發(fā)生變化，電路相應的閾值、觸發(fā)電平也將隨之變化，并進而影響電路的工作狀態(tài)。另外，rd為復位輸入端，當rd為低電平時，不管其他輸入端的狀態(tài)如何，輸出vo為低電平，即rd的控制級別最高。正常工作時，一般應將其接高電平。二555定時器的功能表表1 555定時器功能表閾值輸入(vi1) 觸發(fā)輸入(vi2) 復位(rd) 輸出(vo) 放電管t 0 0 導通 1 0 導通 1 不變 不變本文中我們利用ne555構(gòu)成多諧振蕩器產(chǎn)生矩形脈沖波的自激振蕩器。多諧振蕩器一旦起振之后，電路沒有穩(wěn)態(tài)，只有兩個暫穩(wěn)態(tài)，它們做交替變化，輸出連續(xù)的矩形脈沖信號，因此它又稱作無穩(wěn)態(tài)電路，常用來做脈沖信號源。1. 電路組成及工作原理圖5 用施密特觸發(fā)器構(gòu)成的多諧振蕩器待添加的隱藏文字內(nèi)容32. 振蕩頻率的估算（1）電容充電時間t1。電容充電時，時間常數(shù)1=（r1+r2）c，起始值vc（0+）=，終了值vc（）=vcc，轉(zhuǎn)換值vc（t1）=，帶入rc過渡過程計算公式進行計算：（2） 電容放電時間t2電容放電時，時間常數(shù)2=r2c，起始值vc（0+）=，終了值vc（）=0，轉(zhuǎn)換值vc（t2）=，帶入rc過渡過程計算公式進行