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1、四人智力竞赛抢答器设计一台可供4名选手参加比赛的智力竞赛抢答器。用数字显示抢答倒计 时间，由“9”倒计到“0”时，无人抢答，蜂鸣器连续响1秒。选手抢答时，数 码显示选手组号，同时蜂鸣器响1秒，倒计时停止。(1) 4名选手编号为：1，2, 3, 4。各有一个抢答按钮，按钮的编号与选手 的编号对应，也分别为1，2，3，4。(2) 给主持人设置一个控制按钮，用来控制系统清零(抢答显示数码管灭灯) 和抢答的开始。(3) 抢答器具有数据锁存和显示的功能。抢答开始后，若有选手按动抢答按 钮，该选手编号立即锁存，并在抢答显示器上显示该编号，同时扬声器给出音响 提示，封锁输入编码电路，禁止其他选手抢答。抢答选
2、手的编号一直保持到主持 人将系统清零为止。(4) 抢答器具有定时(9秒)抢答的功能。当主持人按下开始按钮后，定时 器开始倒计时，定时显示器显示倒计时间，若无人抢答，倒计时结束时，扬声器 响，音响持续1秒。参赛选手在设定时间(9秒)内抢答有效，抢答成功，扬声 器响，音响持续1秒，同时定时器停止倒计时，抢答显示器上显示选手的编号， 定时显示器上显示剩余抢答时间，并保持到主持人将系统清零为止。(5) 如果抢答定时已到，却没有选手抢答时，本次抢答无效。系统扬声器报 警(音响持续1秒)，并封锁输入编码电路，禁止选手超时后抢答，时间显示器 显示0。(6) 可用石英晶体振荡器或者555定时器产生频率为1七的
3、脉冲信号，作 为定时计数器的CP信号。数字抢答器总体方框图图11、1数字抢答器框图如图11、1所示为总体方框图。其工作原理为：接通电源后，主持人将开关 拨到清除状态，抢答器处于禁止状态，编号显示器灭灯，定时器显示设定时间；主持人将开关置开始状态，宣布开始抢答器工作。定时器倒计时，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,当一轮抢答之 后，定时器停止、禁止二次抢答、定时器显示零。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。2. 单元电路设计(1) 抢答器电路参考电路如图11、2所示。该电路完成两个功能：一是分辨出选手按 键的先后，并锁存优先抢答者的编号，同时译
4、码显示电路显示编号；二是禁止 其他选手按键操作无效。工作过程：开关S置于清除端时，RS触发器的端 均为0，4个触发器输出置0，使74LS148的=0，使之处于工作状态。当开 关S置于开始时，抢答器处于等待工作状态，当有选手将键按下时(如按下 S4)，74LS148的输出 经RS锁存后，1Q=1,74LS48处于工作状态，4Q3Q2Q=100, 经译码显示为4。此外，1Q=1，使74LS148 =1，处于禁止状态，封锁其 他按键的输入。当按键松开即按下时，74LS148的此时由于仍为1Q=1，使 ST=1，所以74LS148仍处于禁止状态，确保不会出二次按键时输入信号，保 证了抢答者的优先性。如
5、有再次抢答需由主持人将S开关重新置 清除然后再 进行下一轮抢答。74LS148为8线一3线优先编码器.Key=Space VCC 5V10J5,Key = 1Key = 274LS21DVCC1111D1Q2D2Q3D3Q4D4Q5D5Q6D6Q7D7Q8D8QOCENG74LS373N-12-151619-8-13-1417U1Key = 412U16AJ 74LS32DU13A 74LS32DU9 DOA029-D1A1,7D2A26-D3FD4GSD5EOD6D774LS148D14152210nFKey = SpaceC2 士 C1 iuFc 7236U6AOABOBCOCDODOEL
6、TOFRBIOGBT/RBO图11、2数字抢答器电路(2) 定时电路图11、3可预置时间的定时电路由节目主持人设定一次抢答的时间，通过预置时间电路对计数器进行预置， 计数器的时钟脉冲由秒脉冲电路提供。可预置时间的电路选用十进制同步加减计 数器74LS192进行设计，具体电路如图11、3所示。（3）报警电路U14AQABQBCQCDQDLOADB(CLRCOJupDOWN1亍1A6U174192NU12B74LS08DQQQQQQQQ12345678 CG DDDDD.DD O;N 12345678 E10R19 100k!0k&BVCC5V14 U10VCCRINT RTCT CT12U27C
7、3T10uFGNDBUZZER S/4121200 HZ-L_U9012345671DDDDDDDDEq4B后 q-aqq g-x-l.x.i.xw3.A5U19D74F04NAQABQBCQCDQDLOADBOCLRCO-6-妇 妇，-11 -14.15-10.4UP DOWN74LS373N（4）零点锁存电路U1474192N74LS148D（5）时序控制电路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: 主持人将控制开关拨到开始位置时，抢答电路和定时电路进人正常抢答工作 状态。 当参赛选手按动抢答键时，抢答电路和定时电路停止工作，倒计时归零。 当设定的抢答时间到，无人抢答时，抢答
8、电路和定时电路停止工作。四. 元件选择1.集成电路：74LS1481片74LS3731片74LS482片74LS1921片NE5551片74LS002片74LS1212片74LS211片74LS321片74LS081片2.电阻I：100KQ2只40Q 2 只15kQl只 68kQ l只3.电 容：10UF3只10nf1只4.其 它： 共阴极显示器2只，双刀单闸开关1 只, PBNO开关4 只, buzzer 蜂鸣器2只五, 整体电路及软件仿真的效果图以及仿真调试结果分析ms*厄 8 BCCOKQoffl成IHL(XHvrHHYJmi I555的秒脉冲图六. 工作原理1. 置数：通过单刀双掷开关
9、将74ls192的load输入端先置为高电平，使 74ls192实现置数功能，将其置为1001，再通过开关，将load输入端先置为低 电平，使其开始倒计时。2. 当主持人按下开始按钮时，蜂鸣器响，选手开始抢答，并且倒计时开始倒计, 当有任何一个选手按下按钮时LS148被锁存，蜂鸣器响，其他选手按下无效，同时 倒计时制止，数码管显示剩余时间和选手对应的号码，倒计时数码管显示为0，蜂 鸣器响，禁止选手抢答。主持人再置为开始状态，其他选手才可以继续抢答，倒计 时从新倒计，进入下一个抢答状态.3. 当无选手按按钮是，倒计时继续直到倒计时为零，此时零点到的信号将 LS148锁存，选手再按下按钮无效，同样
10、只有当主持人清零后再置为开始状态，其 他选手才可以继续抢答。4. 锁存的实现:LS373的有信号输入时，通过74LS21将信号反馈回74LS373 的使能端EI，此时LS373被高电平锁住，停止工作，禁止其它选手抢答，同时将 低电平信号反馈回74ls192的倒计时输入端，使其停止工作，保持剩余抢答时间。 当倒计时为0时，通过74LS32将信号反馈回74LS148的使能端EI，此时LS148 被锁在低电平，停止工作，禁止有选手超时抢答，同时将低电平信号反馈回 74ls192的倒计时输入端，使其停止工作，停止倒计时。主持人通过单刀双掷开 关对LS373和LS148的使能端的控制来清除锁存信号，并使得抢答器重新工作。
