四路搶答器設計

四路搶答器設計班級：組員：

一.設計目的

二.設計任務設計任務

三.設計要求(1)4名選手編號為：1，2，3，4。各有一個搶答按鈕，按鈕的編號與選手的編號對應，也分別為1，2，3，4。

(2)給主持人設置一個控制按鈕，用來控制系統(tǒng)清零（搶答顯示數(shù)碼管滅燈）和搶答的開始。(3)搶答器具有數(shù)據(jù)鎖存和顯示的功能。搶答開始后，若有選手按動搶答按鈕，該選手編號立即鎖存，并在搶答顯示器上顯示該編號，同時揚聲器給出音響提示，封鎖輸入編碼電路，禁止其他選手搶答。搶答選手的編號一直保持到主持人將系統(tǒng)清零為止。四人智力競賽搶答器電路原理及設計1、設計方案

搶答器具有鎖存、譯碼、顯示和報警功能。即當搶答開始后，選手搶答按動按鈕，鎖存器鎖存相應的選手編碼，同時用LED數(shù)碼管把選手的編碼顯示出來，直到主持人將系統(tǒng)清零為止。

2、系統(tǒng)框圖當主持人宣布開始，定時電路開始秒脈沖電路的作用而進行倒記時，并通過譯碼器在顯示器中顯示。報警電路給出聲音提示。當選手首先按某一開關鍵時，可通過觸發(fā)鎖存電路被觸發(fā)并鎖存，在輸出端產(chǎn)生相應的開關電平信息，同時為防止其它開關隨后觸發(fā)而產(chǎn)生紊亂，最先產(chǎn)生的輸出電平變化又反過來將觸發(fā)電路鎖定。然后在譯碼器中譯碼，將觸發(fā)器輸出的數(shù)據(jù)轉換為數(shù)碼管需要的邏輯狀態(tài)。最后在顯示電路中顯示出所按鍵選手的號碼。若有多個開關同時按下時，則在它們之間存在著隨機競爭的問題，結果可能是它們中的任一個產(chǎn)生有效輸出。如圖：3、單元電路設計及元器件選擇

（1）搶答電路

電路如圖2所示。該電路完成兩個功能：一是分辨出選手按鍵的先后，并鎖定74LS175的功能真值表即優(yōu)先搶答者的編號，同時譯碼顯示電路顯示選手編號；二是要使其他選手隨后的按鍵操作無效。其工作原理為：當主持人控制開關處于“清除”時，D觸發(fā)器的清零端為低電平，使D觸發(fā)器被強制清零，輸入的搶答信號無效。當主持人將開關撥到“開始”時，D觸發(fā)器Q非端前一狀態(tài)為高電平，四個Q非端與在一起為高電平，再和搶答按鍵信號和借位信號與在一起給D觸發(fā)器的脈沖端，當沒人搶答時，搶答信號為低電平，與門U11輸出端為低電平給D觸發(fā)器脈沖端，當一有人搶答時，搶答信號為高電平，并和U2的輸出信號和借位信號與在一起，使得U11輸出端為高電平給D觸發(fā)器，于是D觸發(fā)器就有一個上升沿，使得搶答信號經(jīng)D觸發(fā)器觸發(fā)鎖存再經(jīng)過譯碼器74ls48譯碼，把相應的信號顯示在數(shù)碼管上。另外，當選手松開按鍵后，D觸發(fā)器的Q非前一狀態(tài)為低電平，與在一起后給與門U11,使得U11的輸出端為低電平給D觸發(fā)器，則D觸發(fā)器的脈沖輸入端恢復原來狀態(tài)，從而使得其他選手按鍵的輸入信號不會被接收。這就保證了搶答者的優(yōu)先性及搶答電路的準確性。當選手回答完畢，主持人控制開關S是搶答電路復位，以便進行下一輪搶答。

（2）報警電路由74ls121和蜂鳴器構成的報警電路，但仿真中沒有74ls121，因此用功能相同的MONOSTABLEVIRTUAL（后文簡稱A1）來代替仿真，如圖4所示。其中A1的脈沖輸入端是由復位信號和Q非的與信號和借位信號與在一起來提供的。當其中一個信號為低電平時，使得A1得到一個下降沿脈沖，從而使A1的Q端輸出一個寬度為一秒的高電平，那么蜂鳴器就會響一秒。反之，電路停振，蜂鳴器不響。（3）時序控制電路時序控制電路是搶答器設計的關鍵，它要完成以下三項功能：1）主持人將控制開關撥到“開始”位置時，揚聲器發(fā)聲，搶答電路和定時電路進入正常搶答工作狀態(tài)。2）當參賽選手按動搶答鍵時，揚聲器發(fā)聲，搶答電路和定時電路停止工作。3）當設定的搶答時間到，無人搶答時，揚聲器發(fā)聲，同時搶答電路和定時電路停止工作。根據(jù)上面的功能要求，設計的時序控制電路如圖5所示。圖5中，U2與門74ls21作為搶答的控制信號；U12與門74ls11和U13與門74ls21的作用是控制時鐘信號CP的放行與禁止；U11與門74ls11的作用是控制74LS175的輸人脈端，U10的作用是控制74ls121的輸入脈沖端。工作原理是：主持人控制開關從“清除”位置撥到“開始”位置時，74LS175的輸出Q！=1，U2輸出為1，借位信號為1，則U12輸出為1，使U13輸出為1，則時鐘信號CP能夠加到74LS192的時鐘輸入端，定時電路進行遞減計時。同時，在定時時間未到時，則“定時到信號”為1，U11和U13的輸出為1，使74LS175和74ls192處于正常工作狀態(tài)，從而實現(xiàn)功能（1）的要求。當選手在定時時間內按動搶答鍵時，Q?。?，U2輸出為0，封鎖CP信號，則U12輸出為0，使U13輸出為0，定時器停止倒計時處于保持工作狀態(tài)；同時,U11的輸出為1使D觸發(fā)器觸發(fā)而輸出信號，也使U10輸出為0，給了74ls121一個上升沿，使74LS121處于工作狀態(tài)給蜂鳴器一個一秒的高電平，從而實現(xiàn)功能（2）的要求。當定時時間到時，則“定時到信號”為0，U10輸出為0，有給了74ls121一個下降沿，使74LS121處于工作狀態(tài)給蜂鳴器一個一秒的高電平，禁