景德鎮陶瓷學院
目錄1、 總體方案與原理說明4
2、 搶答鎖存電路單元6
3、 定時控制單元10
4、 秒脈衝電路單元12
5、 犯規或時間到報警電路單元14
6、 總體電路原理相關說明15
7、 總體電路原理圖16
8、 元件清單17
9、 參考文獻18
10、設計心得體會19
1、 總體方案與原理說明
乙個具有計時，鎖存，顯示，報警，復位等基本功能的六人搶答器主要由編碼解碼電路（帶鎖存功能），定時電路，時序控制電路，報警電路等組成。它的整機邏輯框圖如下：
搶答電路的功能有三個：一是能分辨出選手操作按鍵的先後，並鎖存優先搶答者的編號，供解碼顯示電路用；二是要使其他選手的按鍵操作無效；三是若在20秒內無人回答則鎖存電路，禁止該題再被搶答。因此一定要用到晶元74ls148來對選手進行優先編碼，用rs觸發器（74ls148）配合74ls148來鎖存住按鍵選手的號碼，同時將鎖存器中鎖存住的資訊傳送到解碼電路中，解碼電路再將其輸送給顯示電路，顯示電路便可以顯示出搶答選手的號碼直至主持人復位。
還有乙個問題就是在怎麼實現在有人按下鍵之後，其他人在按鍵無效。這可以通過對編碼晶元74ls148片選端的控制來實現。同樣要實現在20秒無人搶答後封鎖電路，也是通過控制74ls148的片選端來實現的，即使其不能對選手進行編碼了。
定時控制電路設計是定時搶答器設計的關鍵環節。在本設計中，可採用2片74ls192來實現20秒倒計時，根據積體電路的原理，給控制個位數顯示的那片74ls192乙個秒脈衝，即可以驅動顯示電路每一秒中變化一次，當然在本設計中74ls192實行減法計數。在完成十次變化，即十秒鐘以後，此晶元便可以產生乙個借位訊號（低電平）來驅動控制十位的那片74ls192進行減法計數。
為了實現20秒計數，必須對控制十位的那片74ls192進行置數，即置數為2，而將控制個位的那片置數為0。在定時電路計時20秒以後，有定時電路產生乙個超時訊號，用於標誌其時間到。
用實現定時控制必然要有秒脈衝才可以。根據《電子電工實驗教程》一書中對555定時器的應用可知，只要用555定時器組成多諧振盪器，通過計算合理配置元件引數，便可實現一秒脈衝的輸出。
既然是搶答，肯定就會有犯規。所以我們還要設計乙個犯規或超時報警電路。在本設計中我們採用了聲光報警，很顯然光報警是很容易實現的，關鍵是如何實現聲音報警。
在正常搶答中，我們同樣設定了正常搶答的按鍵聲音，為了方便實現，我們是用直流喇叭實現的。為了與之區分，在本設計中我們採用一定頻率的聲音來報警。同樣根據《電子電工實驗教程》一書中555定時器的應用，我們可以用555定時器來實現。
用他設計乙個產生一定頻率交流的訊號，然後輸出給交流喇叭。
要實現搶答器的連續工作，只有以上電路還是不夠的，還必須有乙個主持人開關，來完成電路的復位、開始等內容。此部分要必須結合各部分電路的特點設計。
同樣，要使搶答器完美的工作，必須將搶答器的各個單元模組有機的結合到一體，使其相互聯絡。這就是乙個除錯過程，不僅要在理論上行的通，還要在實踐中行的通。必須邊做邊改進。
這樣乙個完整功能的搶答器才能設計好。
單元電路1
搶答者序號編碼電路
在此電路中要完成編碼可以用在《數字電子技術基礎》中的學習的74ls148（8-3優先編碼器）來實現。晶元管腳圖及功能表如下：
74ls148功能表
在此電路中，對於74ls148的輸入有６個，分別為１－６號選手，故只需對其１－６號管腳進行應用，其餘的（０、７）接高電平（懸空也可以）使其總是處在無效狀態。端為選通輸入端，只有在=0的條件先，編碼器才能正常工作。為晶元擴充套件端，只有當所有的編碼輸入端都是高電平（即沒有編碼輸入），且=0，即為低電平。
因此，的低電平輸出訊號表示「電路工作，而且有編碼輸入」。
根據其功能表將電路圖連線如下：
輸入搶答鎖存
在選手搶答後要求一直顯示選手的號碼直至主持人將開關打到復位位置上，這就要求有對選手按鍵的編碼進行鎖存。對於編碼電路主要有四個輸出端，其中三個（\\）為選手號編碼，乙個為晶元擴充套件端（）,故要用四個鎖存器來鎖存輸出資訊。經查資料得，74ls279（四rs觸發器）可以完成此功能。
其電路連線圖設計為：
解碼電路和顯示電路
用乙個數碼管和bcd七段解碼驅動器來完成解碼和選手號碼的顯示。
74ls48bcd七段解碼驅動器真值表
單元電路 2
定時控制電路
定時控制電路要完成以下功能：在主持人將開關打到「開始」位置時，計時電路開始倒計時；當有選手搶答時，計時電路停止計時;若在20秒後無人搶答，電路要發出乙個時間到的標誌訊號。顯示電路與之前的基本相同，不再描述。
在此電路中我們要用到74ls192，其引腳圖和功能真值表如下：
引腳圖74ls192功能真值表
根據其真值表將電路設計如下：
單元電路 3
1秒脈衝電路
用555定時器組成多諧振盪器輸出方波脈衝，頻率我1hz。設計電路如下。在此電路中根據產生脈衝振盪頻率的計算公式f=，取，，c=10即可以實現。
為了從視覺上觀察秒脈衝，特設定一脈衝指示燈。
555定時器的功能表
電阻阻值選取即確定計算**如下：
選擇引數如下：，，c=10。
單元電路 4
報警電路
將犯規報警電路與超時報警放在一起，同樣用555定時器來實現。輸入訊號可以對555定時器的管腳4進行控制，若4腳輸入高電平，555正常工作；若4輸入低電平，555定時器停止工作。而犯規是指在主持人沒有將開關打到開始時就有人搶答，則電路報警。
同樣，當計時時間到時也要報警，這樣對555定時器的控制訊號就來自兩個方面。
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