文档介绍：1引言
各种智力竞赛越来越多,在答题的过程中一般要分为必答和抢答两种。必答有时间限制,到时间要告警。而抢答需要参赛者做好充分准备,等主持人说完题目,参赛者开始抢答,谁先按钮,就有这个参赛者答题,但是很难确定谁先按的,因此使用抢答器来完成这一功能是很有必要的。
我们这里所设计的抢答器是一种比较容易的抢答器。没有使用特别多的,复杂的元器件。它的特点是电路简单、制作方便、操作简单、方便、性能可靠,适用于多种智力竞赛活动。
本抢答器的电路由主体电路和扩展电路两部分组成。定时抢答器的工作过程是:接通电源时,节目主持人将开关置于“清除”位置,抢答器处于禁止工作状态,编号显示灯灭灯,定时显示器显示设置时间。当节目主持人宣布抢答题目后,说一声“抢答开始”,同时将控制开关拨到“开始”位置,扬声器给出声响提示,抢答器处于工作状态,定时器倒计时。当定时时间到,却没有选手抢答时,系统报警,并封锁输入电路,禁止选手超时后抢答。
1. 抢答器最多可供8名选手参赛,编号为1~8号,各队分别用一个按钮(S0~S7)控制,并设置一个系统清零和抢答控制开关S,该开关由主持人控制。
2. 抢答器具有数字锁存和显示的功能。抢答开始后,若有选手按动抢答按钮,该选手的编号立即锁存,并在LED数码管上显示出选手的编号。此外,要封锁输入电路,禁止其他选手抢答。优先抢答选手的编号一直保持到主持人将系统清零为止。
3. 开关S作为清零及抢答控制开关(由主持人控制)当开关S被按下时抢答电路清零,松开后则允许抢答。输入抢答信号由抢答按钮开关S0~S7实现。
1. 定时抢答功能。抢答器定时为30S,启动起始键后,定时器工作开始,立即减计,并在显示器上显示出来,同时扬声器要短暂报警。
2. 参赛选手在设定的时间内抢答(30S),抢答有效,定时器停止工作,显示器上显示选手的编号和抢答时刻的时间,并保持到主持人将系统清零为止。
,还没有选手抢答,本次抢答无效,系统短暂报警,并封锁输入电路,禁止选手超时后抢答,时间显示器上显示00.
2方案设计与论证
经讨论研究,初步确定两种方案如下:
方案一:
1) 30秒定时器:可由两片74LS192构成。当第一片为零,即输出1111时通过74LS20将脉冲信号截止,使其显示为00.
2)抢答器部分:由一74LS148优先编码器实现抢答功能,用74LS279将选手代码锁存直到主持人清零为止,然后用7段译码器显示选手代码。
3)脉冲产生电路可由一74LS121来产生,提供给定时电路及声响电路。
4报警部分:由一NE555定时器来控制,当倒计时为零时产生报警声响。
方案二:
1)30秒定时器:可用一片74LS161来实现。当74LS161输出为1111时通过与非门将脉冲信号截止,显示停留在30上。
2)抢答器部分:由8位选手的开关及自己根据实际情况用与非门连接成的简单译码器,输出接七段译码器,七段译码器接数字显示器。抢答成功的选手对应的灯亮且数字显示及编号。
3)时基脉冲选用实验室提供的信号发生器。
4)报警部分:当计时器计到30时,输出一个高电平使二极管发光且发出报警声。
经过分析及研究我决定用第一种方案,因为他对我们比较实际,大部分元件我们已经学过,而且原理较简单,现在应用到设计中来提高我们对这些元件的记忆,加深对他们的了解,为以后的设计提供了较好的应用根据方案二设计出多路智能竞赛抢答器的组成框图如图1
图1 多路智能竞赛抢答器的组成框图
该设计抢答器的电路主要是由抢答开关电路、触发电路、触发锁存电路、编码器、七段显示译码器几部分构成。
工作原理为:
接通电源后,主持人将开关拨到"清零"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,扬声器给出声响提示。当定时时间到,却没有选手抢答时,系统报警,并封锁输入电路,禁止选手超时后抢答。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、扬声器提示。当一轮抢答之后,定时器停止、禁止二次抢答、定时器显示剩余时间。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。
3单元电路的设计
74LS48芯片介绍
74LS48是输出高电平有效的中规模集成BCD七段显示译码器,它的功能简图和管脚引线如图所示。其真值表见表1所示。
图6
十进制数或功能表
输入
IBR
非
YBR
非
输出
LT
非
IBR
非
A3
A2
A1
A0
a
b
c
d
e
f
g
0
1
1
0