八路智力竞赛抢答器逻辑电路.ppt

八路智力竞赛抢答器逻辑电路 主讲人：曹晓杰 教学目的 1. 熟悉集成电路的引脚安排。2. 掌握各集成电路的逻辑功能及使用方法。3. 了解八路智能抢答器的组成及工作原理。4. 熟悉八路智能抢答器的设计与制作。 教学重点 1. 各集成电路的逻辑功能 2. 各逻辑电路的实际连接  一、基本功能与要求： 1.抢答器同时供8名选手或8个代表队比赛 ，分别用8个按钮S1 ~ S8表示。 2.设置一个系统清除和抢答控制开关S，该开关由主持人控制。 3.抢答器具有锁存与显示功能。即选手按动按钮，锁存相应的编号，并在LED数码管上显示同时扬声器发出报警声响提示。选手抢答实行优先锁存，优先抢答选手的编号一直保持到主持人将系统清除为止。 4.抢答器具有定时抢答功能，且一次抢答的时间由主持人设定（如30秒）。当主持人启动“开始”键后，定时器进行减计时，同时扬声器发出短暂的声响，声响持续的时间0.5秒左右。 5.参赛选手在设定的时间内进行抢答，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的时间，并保持到主持人将系统清除为止。 6.如果定时时间已到，无人抢答，本次抢答无效，系统报警并禁止抢答，定时显示器上显示0。 二、抢答器的工作过程 ??工作原理为：接通电源后，主持人将开关FW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。定时器开始倒计时。选手在规定的30s定时时间内抢答时，抢答器完成：优先判断、编号显示、扬声器提示,倒计时显示。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。 抢答器组成方框图 优先编码器 锁存器 译码器 七段数码管 抢答电路图 三、各电路分析 一、各单元部分电路如下：1、 抢答器电路 该电路完成两个功能：一是分辨出选手按键的先后，并锁存优先抢答者的编号，同时译码显示电路显示编号；二是禁止其他选手按键操作无效。工作过程：开关S置于清除端时，RS触发器的 端均为０，４个触发器输出置０，使74LS148的ST ＝０，使之处于工作状态。当开关S置于开始时，抢答器处于等待工作状态，当有选手将键按下时（如按下S5），74LS148的输出 经RS锁存后1Q=1,=1,74LS48处于工作状态，４Q３Q２Q=101,经译码显示为５。此外，1Ｑ＝１，使74LS148ST ＝１，处于禁止状态，封锁其他按键的输入。当按键松开即按下时，74LS148的 此时由于仍为１Ｑ＝１，使 ST ＝１，所以74LS148仍处于禁止状态，确保不会出二次按键时输入信号，保证了抢答者的优先性。如有再次抢答需由主持人将Ｓ开关重新置“清除”然后再进行下一轮抢答。 抢答电路图 2、定时电路 节目主持人根据抢答题的难易程度，设定一次抢答的时间，通过预置时间电路对计数器进行预置，选用十进制同步加/减计数器74LS192进行设计，计数器的时钟脉冲由秒脉冲电路提供。具体电路如图所示： 定时电路图 3、报警电路 由555定时器和三极管构成的报警电路如图所示。其中555构成多谐振荡器，振荡频率 fo＝1．43／［（RI＋2R2）C］ 其输出信号经三极管推动扬声器。PR为控制信号，当PR为高电平时，多谐振荡器工作，反之，电路停振。 报警电路图 4、时序控制电路 ? 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，扬声器发声，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，扬声器发声，抢答电路和定时电路停止工作。 ③当设定的抢答时间到，无人抢答时，扬声器发声，同时抢答电路和定时电路停止工作。 整机电路图 * * 抢答按钮 优先编 码电路 锁存器 译码电路 显示电路 主持人 控制开关 控制电路 报警电路 秒脉冲 产生电路 定时电路 译码电路 显示电路 扩展电路 主电路 g a f e b c d ?h 10 9 8 7 6 1 2 3 4 5 e d c h g f a b 公共端 公共端