四路抢答器Word文档下载推荐.docx
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定时器倒计时提示。
选手在定时时间内抢答时，抢答器完成：
优先判断、编号锁存、编号显示、扬声器提示。
当一轮抢答之后，定时器停止、禁止二次抢答、定时器显示剩余时间。
如果再次抢答必须由主持人再次操作“清除”和“开始”状态开关。
据要求，则设计思路如下：
由主持人控制四组抢答，当一人按下抢答按钮后，将会有灯光显示，单独显示器显示组别并发出提示音。
同一时刻优先编码电路将抢答信号锁存，其他人抢答失效，再通过译码显示将抢答认的组别显示出来。
由主持人控制抢答时间，抢答时间设为１５秒。
触发器处于保持状态。
3设计方框图
4各部分电路设计及参数计算
4.1信号选取电路
图4.1
图4.1.2编码器管脚图
4．1．1CD4532是8-3优先编码器
它的真值表：
输入
输出
EI
I7
I6
I5
I4
I3
I2
I1
I0
Y2
Y1
Y0
GS
EO
L
X
H
从功能表可以看出，该译码器有8个信号输入端，3个二进制码输出端，输入和输出均以高电平作为有效电平，而且输入优先级别的次序依次为I6,I7,…,I0。
此外为便于多个芯片连接起来扩展电路的功能，还设置了高电平有效的输入使能端EI和输出使能端EO，以及优先编码工作状态标志GS。
当EI=1时，编码器工作；
而当ESI=0时，禁止编码器工作，此时不论8个输入端为何种状态，3个输出端均为低电平，且GS和EO均为低电平。
EO只有在EI为零时，且所有输入端都为0时输出为1，它可与另一片相同的器件EI连接，以便组成更多输入端的优先编码器。
4.2竞赛抢答器电路
图4.2.1显示器管脚图
图4.2.2译码器管脚图
表格4.274LS48引脚功能表—七段译码驱动器功能表
十进数
或功能
输入
BI/RBO
输出
备注<
/TD<
TR>
LT
RBI
DCBA
a
b
c
d
e
f
g
0000
1
x
0001
2
0010
3
0011
4
0100
5
0101
6
0110
7
0111
4.3提示音电路
图4.3.1
4.3.1只要有人抢答就有提示音。
它由喇叭、音乐片、晶闸管组成灯光发亮
4.4单独组别显示器电路：
图4.3.2显示器
这个电路有四个显示器组成。
他们都是共阴极显示器分别显示ABCD。
高电平输入低电平输出。
例如显示A组就让显示器的d脚不亮接低电平，所以显示A。
5工作过程分析
抢答器具有数据锁存和显示功能，由主持人控制总开关，当主持人宣布比赛开始时，若有选手按键，则该选手编号立即显示于主持人总台显示器上，同时电路运行，禁止其他选手抢答，此信号一直保持到支持人清零，开始下一次抢答开始时，如无选手按键抢答，则电路开始计时，计时由主持人预先设置为15秒，如无选手抢答则此题作废，继续循环，所以又要求电路具有计时功能。
接通电源时，主持人将总控制开关开到“清零”位置，抢答器处于禁止工作状态，编号显示器灯灭，定时显示器显示设定的时间，当中主持人宣布开始抢答的时候，同时将控制总开关置于“开始“的位置，抢答器开始处于工作状态，计时器开始倒计时。
如果时间到了预定设置的时间后，却没有选手按键抢答时，系统自动锁住系统电路，禁止选手们超时抢答。
当选手在预定的时间内按抢答器按键的时候，抢答器将要完成一下工作：
（1）优先编码器电路立即判断出抢答选手的编号，并有与选手相对应的灯保持常亮。
同时由锁存器进行锁存，通过译码器显示电路显示编码；
（2）控制电路要对输入编码电路进行封锁，避免其他选手再次进行抢答；
（3）控制电路要使定时器停止工作，时间显示器上显示剩余的抢答时间，并保持到主持人将系统清零为止。
当选手将问题回答完毕，主持人操作控制开关，使系统恢复到禁止工作状态，以便进行新一轮的抢答。
当电源闭合后，先由主持人按复位按钮开关S，直接置零端有效，二极管VD1、VD2、VD3、VD4截止。
抢答开始后，假设第1组先按下抢答按钮开关S1（A），O1=1，或门输出高电平，经反相后为低电平，送回到触发器按钮开关，若其他开关再按下，此时直接置“1”端SD=0，不能使触发器置高电平，所以触发器输出O2,O3,O4,都为低电平,VD1导通,VD2、VD3、VD4截止，数码管显示数字“1”。
同理，当最先按下S2（B）时，显示数字“2”，当最先按下S3（C）时，显示数字“3”；
当最先按下S4（D）时，显示数字“4”。
从上述分析可知，本抢答器具有闭锁功能，当有人抢答后，其他人再按下开关将不起作用。
本数显抢答器可供四个组别进行抢答。
6原器件清单
器件名
数量
型号
编码器
CD4532
译码器
11
7448
显示器
15
七段显示器
电阻
99
电容
若干
计数器
10
74163
触发器
555
振荡器
定时器
扬声器
与门
7432
或门
7408
非门
8
7404
开关
7主要原器件介绍
7.1555
555定时器是一种模拟和数字功能相结合的中规模集成器件。
一般用双极性工艺制作的称为555，用CMOS工艺制作的称为7555，除单定时器外，还有对应的双定时器556/7556。
555定时器的电源电压范围宽，可在4.5V~16V工作，7555可在3~18V工作，输出驱动电流约为200mA，因而其输出可与TTL、CMOS或者模拟电路电平兼容。
555定时器成本低，性能可靠，只需要外接几个电阻、电容，就可以实现多谐振荡器、单稳态触发器及施密特触发器等脉冲产生与变换电路。
它也常作为定时器广泛应用于仪器仪表、家用电器、电子测量及自动控制等方面。
555引脚图如下所示。
RST
THR
TRI
OUT
TD
导通
>
2\3VCC
1\3VCC
<
不变
截止
表格7.1
图7.1
555的内部结构可等效成23个晶体三极管.17个电阻.两个二极管.组成了比较器.RS触发器.等多组单元电路.特别是由三只精度较高5k电阻构成了一个电阻分压器.为上.下比较器提供基准电压.所以称之为555.
555属于cmos工艺制造.
555引脚图介绍如下
1地GND
2触发
3输出
4复位
5控制电压
6门限（阈值）
7放电
8电源电压Vcc.
7.2数码管
数码管是数码显示器的俗称。
常用的数码显示器有半导体数码管，荧光数码管，辉光数码管和液晶显示器等。
本设计所选用的是半导体数码管，是用发光二极管（简称LED）组成的字形来显示数字，七个条形发光二极管排列成七段组合字形，便构成了半导体数码管。
半导体数码管有共阳极和共阴极两种类型。
共阳极数码管的七个发光二极管的阳极接在一起，而七个阴极则是独立的。
共阴极数码管与共阳极数码管相反，七个发光二极管的阴极接在一起，而阳极是独立的。
当共阳极数码管的某一阴极接低电平时，相应的二极管发光，可根据字形使某几段二极管发光，所以共阳极数码管需要输出低电平有效的译码器去驱动。
共阴极数码管则需输出高电平有效的译码器去驱动。
表格7.2引脚功能表—七段译码驱动器功能表
7.3CP脉冲发生电路
当输入信号ui<
（1/3）UD
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