八路定時搶答器設(shè)計報告

1、摘要本系統(tǒng)設(shè)計，采用了簡單常用的芯片而實現(xiàn)了8路可定時及可預(yù)置數(shù)的搶答器。搶答器采用了優(yōu)先編碼鎖存的功能，解決了搶答會出現(xiàn)一些基本問題，提高了搶答的效率和趣味，采用了可隨意預(yù)置數(shù)以及自動封鎖電路的功能，增強了靈活性和自控性。關(guān)鍵詞：ne555多謝震蕩、優(yōu)先編碼、cd4511、74ls192目錄第一章 設(shè)計要求及原理- 2 -1.1 設(shè)計要求- 2 -1.2 基本原理- 3 -1、 電路的總體模塊- 3 -2、電路系統(tǒng)總框圖- 3 -3、工作原理- 4 -1.3 系統(tǒng)總體原理圖- 4 -1.4系統(tǒng)各模塊設(shè)計- 5 -1、電源模塊- 5 -2、搶答模塊- 5 -3、 定時模塊- 7 -4、 控制模

2、塊- 7 - 1.5裝配圖- 10 -第二章 制作- 11 -2.1 元器件的選擇- 11 -2.2 元器件焊接- 11 -2.3 功能的調(diào)試- 11 -第三章 心得體會- 12 -第四章 參考文獻- 13 -第一章 設(shè)計要求及原理1.1 設(shè)計要求 1、基本要求（1） 選手每人一個搶按鈕，按鈕的編號與選手的編號相同。（2） 搶答器具有優(yōu)先搶答功能，先按按鈕的選手編號能被鎖存顯示，并有音響提示。（3） 主持人有控制開關(guān)，可以手動清零復(fù)位。2、發(fā)揮部分（1） 搶答器具有定時搶答的功能，主持人可以設(shè)定搶答時間，搶答開始定時器減計數(shù)，并有數(shù)碼顯示，同時有嘟嘟的提示音（時間為0.5s）。（2） 選手在設(shè)

3、定時間內(nèi)搶答，搶答有效。超出設(shè)定時間，本次搶答無效。搶答器報警，并封鎖電路，顯示器顯示“00”。1.2 基本原理電源模塊搶答模塊1、 電路的總體模塊定時模塊控制模塊2、電路系統(tǒng)總框圖譯碼顯示電路鎖存電路優(yōu)先編碼控制電路電源輸入電路音響提示電路脈沖產(chǎn)生電路時間顯示電路計時電路3、工作原理 如電路的總體框圖所示，整個電路有電源供電，由選手的搶答器按鍵編號進行bcd編碼，然后將最先按下按鍵的選手號碼鎖存并用數(shù)碼管顯示，使得其他選手無法在改變搶答結(jié)果，并由控制電路控制搶答時間及搶答的開始和結(jié)束，由脈沖電路來設(shè)定時間間隔及模擬秒鐘滴答的聲響，且由音響提示電路提醒主持人有人搶答及搶答時間已到，而當(dāng)搶答時間

4、到時會封鎖整個電路，只有控制電路才才能解除鎖定。1.3 系統(tǒng)總體原理圖1.4系統(tǒng)各模塊設(shè)計1、電源模塊 其基本功能是為其他模塊提供5v直流穩(wěn)壓電源，con2接變壓器的次級輸出，次級電壓經(jīng)橋路整流后，再被c1-1、c1-2濾波去高頻，后經(jīng)三端穩(wěn)壓器78l05，c1-3、c1-4用來濾除雜波，d1-2為輸出電源指示燈，最終輸出5v直流電壓供電。2、搶答模塊（1）優(yōu)先編碼電路如圖搶答模塊電路，優(yōu)先編碼電路由s2-1s2-8一共8個按鍵及d2-1d2-13一共13個二極管構(gòu)成的8421碼編碼電路，每一個按鍵就代表一個選手的編號也就是編碼最后顯示出按鍵編號就是18號。（2） 鎖存電路這部分電路也就是搶答

5、模塊的核心電路，它是通過斷碼鎖存的原理來實現(xiàn)將選手編號進行鎖存至數(shù)碼顯示，但只有0不會被鎖存。所謂的段碼鎖存，通過數(shù)碼管的其中幾段來實現(xiàn)將數(shù)字鎖存的功能，具體實現(xiàn)就是三極管的集電極接4511譯碼輸出12腳也就是數(shù)碼管的b段，基極接d段，而g段直接接4511鎖存端，這樣當(dāng)沒有輸入時，數(shù)碼管顯示0，這時g段為低電平其他各段均為高電平，且此時三極管導(dǎo)通接地，所以這樣0就不會被鎖存，當(dāng)有輸入時，只要g段數(shù)碼管有高電平，就能將數(shù)字鎖存，當(dāng)g段為低電平時，如“1”b段為高電平而d段為低電平，則三極管不導(dǎo)通，仍可以將數(shù)字鎖存住。（3） 顯示電路就是通過4511譯碼器將編碼電路信號轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的二進制碼使數(shù)碼管

6、顯示相應(yīng)的數(shù)字。3、 定時模塊 該部分電路主要是通過74ls192可逆計數(shù)器及撥碼開關(guān)來實現(xiàn)可預(yù)置時間的定時作用，撥碼開關(guān)同樣是按照8421碼編碼，然后控制74ls192的預(yù)置數(shù)控制端來控制時間的設(shè)定最后通過4511譯碼顯示將時間通過數(shù)碼管顯示出來。主要實現(xiàn)減計數(shù)部分的就是第二張用ne555構(gòu)成的多諧振蕩器，調(diào)節(jié)電位器使得輸出方波頻率為1赫茲即周期為1s，占空比趨近于50%。4、 控制模塊該控制模塊有幾個部分組成：（1）定時模塊控制這個部分是用于控制定時模塊脈沖輸出的啟動和停止及預(yù)置數(shù)控制。經(jīng)反復(fù)試驗，最終選用36k上拉電阻使的74ls192預(yù)置數(shù)控制端電平的穩(wěn)定以至較少出現(xiàn)不穩(wěn)定現(xiàn)象。 這部

7、分是對定時模塊的清零復(fù)位端的控制，用了一個10uf電容及1k下拉電阻實現(xiàn)其上電復(fù)位的狀態(tài)，同時防止按下按鍵時的短路情況，用一個輕觸式開關(guān)實現(xiàn)對他的控制。（2） 搶答模塊控制 該部分電路主要是通過一個按鍵及上拉電阻實現(xiàn)對鎖存狀態(tài)的復(fù)位，和通過一個三級管來對該模塊的封鎖和開啟。控制該三級管的是定時模塊高位的借位輸出端，當(dāng)時間到時，借位輸出端由原來的高電平變?yōu)榈碗娖?，而使原本?dǎo)通的三級管截止，實現(xiàn)對電路的封鎖。（3） 報警電路的控制該部分用了4011的一部分來代替反相器，實現(xiàn)對報警電路的控制，當(dāng)定時模塊高位借位輸出高電平是，該部分將電平反相變?yōu)榈碗娖?，則蜂鳴器不響，當(dāng)時間到時，借位端輸出低電平時，則

8、通過該與非門輸出高電平，蜂鳴器響達到報警效果。1.5裝配圖第二章 制作2.1 元器件的選擇由于大多數(shù)元器件都要求不高，在此不多做介紹。1、 芯片選擇了常用的譯碼器4511，可逆計數(shù)器74ls192，定時器555，穩(wěn)壓器7805。2、 顯示選擇了常用的一位共陰數(shù)碼管。3、 一般下拉電阻選擇了10k的電阻。4、 開關(guān)管選擇了常用的三極管9014。5、 按鍵為普通的輕觸式開關(guān)以及控制開關(guān)為自鎖按鍵。6、 比較特殊的是74ls192預(yù)置數(shù)控制端的上拉電阻，選用的是36k電阻，為了確保電平的穩(wěn)定，及一些預(yù)置數(shù)輸入端選擇了470歐的下拉電阻，原因是當(dāng)下拉電阻過大時，預(yù)置數(shù)會自動出現(xiàn)高電平。7、 為了預(yù)置數(shù)

9、方便選擇了4位撥碼開關(guān)。8、 定時器的調(diào)節(jié)頻率及占空比的電阻選用了15k和電位器100k，以實現(xiàn)周期為1s。2.2 元器件焊接 根據(jù)前面畫好的原理圖用萬用板焊接出來制作成實物電路板，將選擇好的元器件按設(shè)計好的焊接圖依次焊上，在焊接之前要檢測一下元器件是否有損壞的，焊接的時候要注意避免虛焊，防止后面調(diào)試時出現(xiàn)不必要的麻煩，有極性的電容及二極管，三極管等焊接時管腳不要焊錯，焊完以后對照原理圖確認(rèn)一下是否有少焊的地方，以上步驟都為后面的調(diào)試帶來了很大的方便。2.3 功能的調(diào)試 焊接完電路后就進入調(diào)試部分，調(diào)試由較復(fù)雜的減數(shù)器開始，在電源燈正常顯示的情況下，電路正常工作室數(shù)碼管在上電時應(yīng)顯示00，按下自鎖開關(guān)之前，可以用撥碼開關(guān)隨意預(yù)置數(shù)，根據(jù)編碼可置3、5、10、15、30等，由于編碼特殊還可置7、17等。如果預(yù)置數(shù)理想且顯示正常，說明編碼正常及數(shù)碼顯示也正常。在預(yù)置數(shù)控制及搶答開始控制時計數(shù)會有時顯示不正常，比如由5跳到3，這部分原因是預(yù)置數(shù)控制端的上拉電阻不匹配，經(jīng)多次試驗最終選用36k的電阻，防止在切換后該端的電平不穩(wěn)定。接下來，就調(diào)試555振蕩，如果有讀秒響