电子技术课程设计--智力竞赛抢答器设计报告

电子技术课程设计--智力竞赛抢答器设计报告内容摘要：

即S =R =1 时 ，触发器保持原状态不变。 2. 置 0 状态。 当 S =1， R =0 时，如果基本 SR 触发器现态为 Q =Q =0，因 R =0，会使 Q =1，而 Q =1 与 S =1 共同作用使 Q 端翻转为 0；如果基本 SR 触发器现态为 Q =0、 Q =1，同理会使 Q =0，Q =1。 只要输入信号 S =1， R =0，无论基本 SR 触发器的输出现态如何，均会使输出次态置为 0 态。 3. 置 1 状态。 当 S =0、 R =1 时，如果触发器现态为 Q =0、 Q =1，因 S =0，会使 G1的输出端次态翻转为 1，而 Q =1 和 R =1 共同使 G2的输出端 Q =0；同理当 Q = Q =0，也会使触发器的次态输出为 Q = Q =0；只要 S =0、 R =1，无论触发器现态如何，均会将触发器置 1。 4. 不定状态。 当 S =R =0 时，无论触发器的原状态如何，均会使Q =1， Q =1。 当脉冲去掉后， S 和 R同时恢复高电平后，触发 华北科技学院课程设计报告 8 器的新状态要看 G1 和 G2两个门翻转速度快慢，所以称 S =R =0 是不定状态，在实际电路中要避免此状态出现。 抢答 模块电路中显示译码器接的是共阴极的数码管， 二进制译码器是 将输入的二进制代码的各种状态按特定含义翻译成对应输出信号的电路， 也称为变量译码器。 若输入端有 n 位，代码组合就有 2n 个，可译出 2n 个输出信号。 定时电路的设计 节目主持人 可 根据抢答题的难易程度，设定一次抢答的时间，通过预置的时间电路 对计数器进行预置，选用同步十进制 可逆计数器 74LS192 进行设计。 显示译码器 74LS48 的 7， 1， 2， 6 引脚接受来自 74LS192 的输出信号并把它译码 显示在数码管上。 74LS192 的 9， 10， 1， 15 引脚完成时间设定功能， 电路中用 两个拨码 开关可对定时电路进行时间的调整和设定。 如设计定时 30秒，只需把左边 74LS192 芯片的 15 引脚所对应的开关按钮拨向上端，即接高电平；而 10 引脚对应的开关按钮拨向下 端接低电平，使得 初始时间设定为 30 秒。 同理，可完成 60 秒、 90 秒的时间设定。 定时电路的组成如图 3 所示： 555 芯片完成产生秒脉冲的功能。 工作过程为：抢答开始前，74LS192 的置数端为低电位，处于初始状态，数码管显示为 30。 抢答开始后，秒脉冲推动右边的芯片开始倒记时，同时右边芯片产生的进位信号作为左边芯片的 CP信号推动左边的芯片倒记时，完成十进制的倒记时功能。 当有人抢答后 1Q 的输出为 1，经过非门后变为 0，通过与门屏蔽了秒信号，停止记时，完成显示抢答时间的功能。 当记时到 30 秒时，左边的芯片产生的定时到信号输出 为低电位，也屏蔽了秒信号，使得数码管显示为 00。 声响电路的设计 由 555定时器和三极管构成的声响电路如图 4所示： 其中 555 构成多谐振荡器， 其输出信号经三极管推动扬声器。 华北科技学院课程设计报告 9 时序控制电路设计 图 3 定时 电路 图 4 声响电路 华北科技学院课程设计报告 10 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： ①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入正常抢答工作状态。 ②当参赛选手按动抢答键时，抢答电路和定时电路停止工作。 ③当设定的抢答时间到，仍无人抢答时，扬声器发出声响，同时，抢答电路和定时电路停止工作。 根据上面的功能要求以及图 2 和图 3，设计的时序控制电路如下图 5所示。 由 图 5 知 ，门 U1(74LS11)的作用是控制时钟信号 CP 的放行与禁止，门 U2(74LS00)的作用是控制 74LS148 的输入使能端 ST。 其 工作原理是：主持人控制开关从“清零”位置拨到“开始”位置时，来自于图 2 中的 74LS279 的输出 1Q=0，经 U3（ 74LS04） 反相， U3 输出为 1，则从 555 输出端来的时钟信号 CP 能够加到74LS192 的 CPD时钟输入端， 定时电路进行递减计时，在定时时间未到时，来自于图 3的 74LS192 的借位输出端 BO2=1，门 U2 的输出 ST=0，使 74LS148 处于正常工作状态，从而实现功能①的要求；当选手在定时时间内按动抢答键时， 1Q=1，经 U3 反相， U3 输出为 0，封锁 CP 信号，定时器处于保持状态，门 U2 的输出 ST=1，74LS148 处于禁止工作状态，从而实现功能②的要求；当定时时间到时，来自于图 3的 74LS192 的借位输出端 BO2=0，门 U2 的输出 ST=1， 74LS148 处于禁止工作状态，禁止选手进行抢答，门 U1同时处于关门状态，封锁 CP信号，使定时电路为 00状态，从而实现功能③的要求。 121312U 1 A7 4 L S 1 1 Damp。 211U 3 A7 4 L S 0 4 D时钟信号211U 4 A7 4 L S 0 4 DB u sB u sCP定时到信号1QU 2 A1237 4 L S 0 0 Damp。 _ST 图 5 抢答与定时的时序控制电路 华北科技学院课程设计报告 11 电路仿真图 抢答模块电路的仿真如图 6 所示： 主持人将开关 S9 打到开始处，电路开始工作，选手按下第 3个开关，数码管显示数字 3，且二极管发出红光。 图 6 抢答电路仿真 定时模块电路的仿真如图 7 所示： 开始抢答后，计时电路从 30 秒倒计时直到 00 秒结束，期间。