簡易開關(guān)電源的設(shè)計(jì)ccit

1、具有定時(shí)功能的八路數(shù)顯搶答器的設(shè)計(jì)摘要:本文介紹了一種用74系列常用集成電路設(shè)計(jì)的數(shù)碼顯示八路搶答器的電路組成、設(shè)計(jì)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(shí)、計(jì)時(shí)和報(bào)警功能。主持人通過時(shí)間預(yù)設(shè)開關(guān)預(yù)設(shè)供搶答的時(shí)間，系統(tǒng)將完成自動(dòng)倒計(jì)時(shí)。若在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)有人搶答，則計(jì)時(shí)將自動(dòng)停止；若在規(guī)定的時(shí)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(shí)現(xiàn)報(bào)警功能。數(shù)字搶答器由主體電路與擴(kuò)展電路組成。優(yōu)先編碼電路、鎖存器、譯碼電路將參賽隊(duì)的輸入信號(hào)在顯示器上輸出；用控制電路和主持人開關(guān)啟動(dòng)報(bào)警電路，以上兩部分組成主體電路。通過定時(shí)電路和譯碼電路將秒脈沖產(chǎn)生的信號(hào)在顯示器上輸出實(shí)現(xiàn)

2、計(jì)時(shí)功能，構(gòu)成擴(kuò)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(shè)計(jì),定時(shí)，計(jì)時(shí)，報(bào)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(xué)校和電視臺(tái)等單位常舉辦各種智力競賽, 搶答記分器是必要設(shè)備。在我校舉行的各種競賽中我們經(jīng)常看到有搶答的環(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(huì)因?yàn)橹鞒秩说闹饔^誤斷造成比賽的不公平性。為解決這個(gè)問題，我們小組準(zhǔn)備就本次大賽的機(jī)會(huì)制作一個(gè)低成本但又能滿足學(xué)校需要的八路數(shù)顯搶答器。1設(shè)計(jì)任務(wù)及系統(tǒng)功能簡介1.基本功能：（1） 搶答器同時(shí)供8名選手或8個(gè)代表隊(duì)比賽，分別用8個(gè)按鈕s0 s7表示。（2） 設(shè)置一個(gè)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(dòng)按鈕，鎖存相應(yīng)的編號(hào)，揚(yáng)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(hào)碼。選手搶答實(shí)行優(yōu)先鎖存，優(yōu)先搶答選手的編號(hào)一直保持到主持人將系統(tǒng)清除為止。2.擴(kuò)展功能：（1）

6、搶答器具有定時(shí)搶答功能，且一次搶答的時(shí)間由主持人設(shè)定（如30秒）。當(dāng)主持人啟動(dòng)開始鍵后，定時(shí)器進(jìn)行減計(jì)時(shí)。（2） 參賽選手在設(shè)定的時(shí)間內(nèi)進(jìn)行搶答，搶答有效，定時(shí)器停止工作，顯示器上顯示選手的編號(hào)和搶答的時(shí)間，并保持到主持人將系統(tǒng)清除為止。在這段（3） 如果定時(shí)時(shí)間已到，無人搶答，本次搶答無效，系統(tǒng)報(bào)警并禁止搶答，定時(shí)顯示器上顯示00。2.實(shí)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?fàn)顟B(tài)，編號(hào)顯示器滅燈，定時(shí)器顯示設(shè)定時(shí)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(shí)器倒計(jì)時(shí)，揚(yáng)聲器給出聲響提示。選手

7、在定時(shí)時(shí)間內(nèi)搶答時(shí)，搶答器完成：優(yōu)先判斷、編號(hào)鎖存、編號(hào)顯示、揚(yáng)聲器提示。當(dāng)一輪搶答之后，定時(shí)器停止、禁止二次搶答、定時(shí)器顯示剩余時(shí)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)。總體框圖 圖12. 2 單元電路設(shè)計(jì)2.2.1 搶答器電路設(shè)計(jì)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(gè)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(hào)，同時(shí)譯碼顯示電路顯示編號(hào)（顯示電路采用七段數(shù)字?jǐn)?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(shí)，rs觸發(fā)器的 r、s端均為0，4個(gè)觸發(fā)器輸出置0，使74ls1

8、48的優(yōu)先編碼工作標(biāo)志端（圖中5號(hào)端）0，使之處于工作狀態(tài)。當(dāng)開關(guān)s置于開始時(shí)，搶答器處于等待工作狀態(tài)，當(dāng)有選手將搶答按鍵按下時(shí)（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(biāo)志端（圖中5號(hào)端），處于禁止?fàn)顟B(tài)，封鎖其他按鍵的輸入。當(dāng)按鍵松開即按下時(shí)，74ls148的 此時(shí)由于仍為ctr，使優(yōu)先編碼工作標(biāo)志端（圖中5號(hào)端），所以74ls148仍處于禁止?fàn)顟B(tài)，確保不會(huì)出二次按鍵時(shí)輸入信號(hào)，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(jìn)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(shí)電路原理及設(shè)計(jì)：該部分主要由555定時(shí)器秒脈沖產(chǎn)生電路、十進(jìn)制同步加減計(jì)數(shù)器74ls192減法計(jì)數(shù)電路、74ls48譯碼電路和2個(gè)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(shí)現(xiàn)減法計(jì)數(shù)，通過譯碼電路74ls48顯示到數(shù)碼管上，其時(shí)鐘信號(hào)由時(shí)鐘產(chǎn)生電路提供。74192的預(yù)置數(shù)控制端實(shí)現(xiàn)預(yù)置數(shù)，由節(jié)目主持人根據(jù)搶答題的難易程度，設(shè)定一次搶答的時(shí)間，通過預(yù)置時(shí)間電路對(duì)計(jì)數(shù)器進(jìn)行預(yù)置，計(jì)數(shù)器的時(shí)鐘脈沖由秒脈沖電路提供。按鍵彈起后，計(jì)數(shù)器開始減法計(jì)數(shù)工作，并將時(shí)間顯示在

10、共陰極七段數(shù)碼顯示管dpy_7-seg 上，當(dāng)有人搶答時(shí)，停止計(jì)數(shù)并顯示此時(shí)的倒計(jì)時(shí)時(shí)間；如果沒有人搶答，且倒計(jì)時(shí)時(shí)間到時(shí)， 輸出低電平到時(shí)序控制電路，控制報(bào)警電路報(bào)警，同時(shí)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(shí)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(yīng)用。目前生產(chǎn)的定時(shí)器有雙極型和cmos兩種類型，其型號(hào)分別有ne555（或5g555）和c7555等多種。通常，雙極型產(chǎn)品型號(hào)最后的三位

11、數(shù)碼都是555，cmos產(chǎn)品型號(hào)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(shí)器具有較大的驅(qū)動(dòng)能力，而cmos定時(shí)電路具有低功耗、輸入阻抗高等優(yōu)點(diǎn)。555定時(shí)器工作的電源電壓很寬，并可承受較大的負(fù)載電流。雙極型定時(shí)器電源電壓范圍為516v，最大負(fù)載電流可達(dá)200ma；cmos定時(shí)器電源電壓變化范圍為318v，最大負(fù)載電流在4ma以下。555定時(shí)器的電路結(jié)構(gòu)與工作原理1555定時(shí)器內(nèi)部結(jié)構(gòu)：（1）由三個(gè)阻值為5k的電阻組成的分壓器；（2）兩個(gè)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(dāng)5腳懸空時(shí)，比較器c1和c2的比較電壓分別為和。（1）當(dāng)vi1，vi2時(shí)，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(dǎo)通，輸出端vo為低電平。（2）當(dāng)vi1，vi2時(shí)，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(dāng)vi1時(shí)，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(shí)器的電氣原理圖和電路符號(hào)(a)原理圖 （b）電路符號(hào)由于閾值輸入端(vi1) 為高電平（）時(shí)，定時(shí)器輸出低電平，因此也將該端稱為高觸發(fā)端（t

13、h）。因?yàn)橛|發(fā)輸入端(vi2)為低電平（）時(shí)，定時(shí)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(gè)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(yīng)的閾值、觸發(fā)電平也將隨之變化，并進(jìn)而影響電路的工作狀態(tài)。另外，rd為復(fù)位輸入端，當(dāng)rd為低電平時(shí)，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(jí)別最高。正常工作時(shí)，一般應(yīng)將其接高電平。二555定時(shí)器的功能表表1 555定時(shí)器功能表閾值輸入(vi1) 觸發(fā)輸入(vi2) 復(fù)位(rd) 輸出(vo) 放電管t 0 0 導(dǎo)通 1 0 導(dǎo)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(gè)暫穩(wěn)態(tài)，它們做交替變化，輸出連續(xù)的矩形脈沖信號(hào)，因此它又稱作無穩(wěn)態(tài)電路，常用來做脈沖信號(hào)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(shí)間t1。電容充電時(shí)，時(shí)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(jì)算公式進(jìn)行計(jì)算：（2） 電容放電時(shí)間t2電容放電時(shí)，時(shí)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(jì)算公式進(jìn)行