八路定時(shí)搶答器說明書

1、目錄一、設(shè)計(jì)簡介1.搶答器簡介22.功能簡介23.使用軟件及參考資料.3二、設(shè)計(jì)及芯片介紹1設(shè)計(jì)思路框圖.42搶答電路設(shè)計(jì).53定時(shí)電路設(shè)計(jì).65使用芯片資料.76.設(shè)計(jì)中存在的問題197.仿真圖19三、材料清單.22四、總結(jié).23一、設(shè)計(jì)簡介1、搶答器簡介當(dāng)今的社會競爭日益激烈，選拔人才，評選優(yōu)勝，知識競賽之類的活動愈加頻繁，而在競賽中往往分為幾組參加，這時(shí)針對主持人提出的問題，如果要是讓搶答者用舉手等方法，這在某種程度上會因?yàn)橹鞒秩说闹饔^誤斷造成比賽的不公平性。比賽中為了準(zhǔn)確、公正、直觀地判斷出第一搶答者，這就要有一種搶答設(shè)備作為裁判員，這就必然離不開搶答器。搶答器是一種應(yīng)用非常廣泛的設(shè)備

2、，在各種競賽、搶答場合中，它能迅速、客觀地分辨出最先獲得發(fā)言權(quán)的選手。早期的搶答器只由幾個(gè)三極管、可控硅、發(fā)光管等組成，能通過發(fā)光管的指示辯認(rèn)出選手號碼?，F(xiàn)在大多數(shù)搶答器均使用單片機(jī)或數(shù)字集成電路，并增加了許多新功能，如選手號碼顯示、搶按前或搶按后的計(jì)時(shí)、選手得分顯示等功能。2、功能簡介1.搶答組數(shù)為八組，序號分別為S1,S2,S3,S4,S5,S6,S7,S8，優(yōu)先搶答者按動本組按鍵，組號立即顯示在LED顯示器上顯示，同時(shí)封鎖其他組的按鍵信號。2.系統(tǒng)設(shè)置外部清除鍵，按動清除鍵，LED顯示器清零滅燈。3.數(shù)字搶答器定時(shí)為30S，啟動開始鍵后，要求30S定時(shí)起開始工作，LED顯示器計(jì)時(shí)。4.搶

3、答者在30s內(nèi)進(jìn)行搶答，無搶答者，則本次搶答無效，系統(tǒng)短暫報(bào)警。3、使用軟件及參考資料使用軟件：multisim 12，Microsoft Word Starter2010,Easy Paint Tool SAI1.1.0,Adobe Reader 9參考文獻(xiàn)：數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)（高等教育出版社，第五版），模擬電子技術(shù)（高等教育出版社，第四版），電子創(chuàng)新設(shè)計(jì)與實(shí)踐 （國防工業(yè)出版社2005年版），百度百科二、設(shè)計(jì)及芯片介紹1、設(shè)計(jì)思路框圖搶答按鈕譯碼顯示譯碼電路鎖存器優(yōu)先編碼電路控制電路主持人控制開關(guān)定時(shí)電路秒脈沖產(chǎn)生電路顯示電路譯碼電路報(bào)警電路2、搶答電路設(shè)計(jì)簡介：當(dāng)選手按動開關(guān)時(shí)，編碼器74

4、ls147將搶答選手的編號編碼為2進(jìn)制輸入鎖存器74ls373中，同時(shí)利用D觸發(fā)器74ls74和74ls373對輸出的數(shù)據(jù)進(jìn)行鎖存，輸出的數(shù)據(jù)通過計(jì)數(shù)器74ls192進(jìn)入CD4511驅(qū)動數(shù)碼管顯示。當(dāng)主持人閉合清零開關(guān)時(shí)，74ls192清零，數(shù)碼管顯示變?yōu)?。消隱級開關(guān)閉合時(shí)，CD4511消隱功能端為低電平，數(shù)碼管不顯示。3、定時(shí)電路設(shè)計(jì)簡介：當(dāng)主持人打開清零開關(guān)，74ls160開始計(jì)數(shù)，CD4511驅(qū)動數(shù)碼管計(jì)時(shí)，選手按下?lián)尨痖_關(guān)，CD4511消隱端為低電平，數(shù)碼管不顯示數(shù)。4、芯片介紹（1）、搶答電路部分74ls14710 線4 線優(yōu)先編碼器（BCD 輸出）簡要說明：147 將9 條數(shù)據(jù)線

5、（19）進(jìn)行4 線BCD 編碼，即對最高位數(shù)據(jù)線進(jìn)行譯碼。當(dāng)19 均為高電平時(shí)，編碼輸出（ABCD）為十進(jìn)制零。故不需單設(shè)/IN0 輸入端。管腳圖:真值表：74ls373八D 鎖存器(3S,鎖存允許輸入有回環(huán)特性)373 的輸出端O0O7 可直接與總線相連。當(dāng)三態(tài)允許控制端 OE 為低電平時(shí)，O0O7 為正常邏輯狀態(tài)，可用來驅(qū)動負(fù)載或總線。當(dāng)OE 為高電平時(shí)，O0O7 呈高阻態(tài)，即不驅(qū)動總線，也不為總線的負(fù)載，但鎖存器內(nèi)部的邏輯操作不受影響。當(dāng)鎖存允許端 LE 為高電平時(shí)，O 隨數(shù)據(jù)D 而變。當(dāng)LE 為低電平時(shí)，O 被鎖存在已建立的數(shù)據(jù)電平。引腳圖：真值表：74ls192十進(jìn)制同步加減計(jì)數(shù)器管

6、腳圖：真值表：CD4511七段譯碼器，數(shù)碼管驅(qū)動器管腳圖：真值表：74ls74雙上升沿D觸發(fā)器（有預(yù)置、清除端）引腳圖：真值表：74ls00與非門引腳圖：74ls04六反向器引腳圖：74ls308輸入與非門引腳圖：74ls260雙5 輸入或非門引腳圖：（2）、定時(shí)電路部分555定時(shí)器引腳圖：NE555管腳功能介紹：1 腳為地。2 腳為觸發(fā)輸入端；3 腳為輸出端，輸出的電平狀態(tài)受觸發(fā)器控制，而觸發(fā)器受上比較器6 腳和下比較器2 腳的控制。當(dāng)觸發(fā)器接受上比較器A1 從R 腳輸入的高電平時(shí)，觸發(fā)器被置于復(fù)位狀態(tài)，3 腳輸出低電平；2 腳和6 腳是互補(bǔ)的，2 腳只對低電平起作用，高電平對它不起作用，即

7、電壓小于1Ucc/3，此時(shí)3 腳輸出高電平。6 腳為閾值端，只對高電平起作用，低電平對它不起作用，即輸入電壓大于2 Ucc/3，稱高觸發(fā)端，3 腳輸出低電平，但有一個(gè)先決條件，即2 腳電位必須大于1Ucc/3 時(shí)才有效。3 腳在高電位接近電源電壓Ucc，輸出電流最大可打200mA。4 腳是復(fù)位端，當(dāng)4 腳電位小于0.4V 時(shí)，不管2、6 腳狀態(tài)如何，輸出端3 腳都輸出低電平。5 腳是控制端。7 腳稱放電端，與3 腳輸出同步，輸出電平一致，但7 腳并不輸出電流，所以3 腳稱為實(shí)高（或低）、7 腳稱為虛高。使用方式：用555定時(shí)器接成多諧振蕩器，使用2個(gè)47k電阻和一個(gè)2k滑動變阻器以及10F電容

8、和33pF電容。74ls160十進(jìn)制同步計(jì)數(shù)器（異步清除） 160 的清除端是異步的。當(dāng)清除端/MR 為低電平時(shí)，不管時(shí)鐘端CP 狀態(tài)如何，即可完成清除功能。160 的預(yù)置是同步的。當(dāng)置入控制器/PE 為低電平時(shí)，在CP 上升沿作用下，輸出端Q0Q3 與數(shù)據(jù)輸入端P0P3 一致。對于54/74160，當(dāng)CP 由低至高跳變或跳變前，如果計(jì)數(shù)控制端CEP、CET 為高電平，則/PE 應(yīng)避免由低至高電平的跳變，而54/74LS160 無此種限制。160 的計(jì)數(shù)是同步的，靠CP 同時(shí)加在四個(gè)觸發(fā)器上而實(shí)現(xiàn)的。當(dāng)CEP、CET 均為高電平時(shí)，在CP 上升沿作用下Q0Q3 同時(shí)變化，從而消除了異步計(jì)數(shù)器中出現(xiàn)的計(jì)數(shù)尖峰。對于54/74160，只有當(dāng)CP 為高電平時(shí)，CEP、CET 才允許由高至低電平的跳變，而54/74LS160 的CEP、CET 跳變與CP 無關(guān)。引腳圖：真值表：CD4511（同搶答電路CD4511）5、設(shè)計(jì)中存在的問題1.搶答開始前必須使八個(gè)搶答開關(guān)處于斷開狀態(tài)，使用時(shí)不夠方便；2.由于優(yōu)先編碼器的作用使得當(dāng)2個(gè)或2個(gè)以上選手同時(shí)按下?lián)尨痖_關(guān)時(shí)顯示的是編號最高的選手的編號，使公平性降低；3.555定時(shí)器由于各種因素導(dǎo)致脈沖時(shí)間不是1秒6、仿真圖（1）設(shè)計(jì)總圖（2）電路仿真結(jié)果搶答鎖存定時(shí)清零三、材料清單開關(guān)10個(gè)74LS1471片47k電阻2個(gè)74LS