自-抢答器设计 数电课程设计 .pdf

第1章电路设计简介

1原理电路设计：

1．1电路总体工作框图

整个电路框图如上图所示,主要分为两部分,一个是计时部分,一个是抢答

电路,其中抢答器电路由,编码器电路,RS触发电路,译码器电路，数码管显示电

路组成,封锁电路由三个或门组成,其作用是只让先按下的有效，而后按下的无效,

主持人按钮用来将电路复位，并将输出清零和编码电路解除封锁,译码电路用来

译出编码,数码显示部分用来显示按下的选手号码,556定时电路用来定答题的

时间。

第2章硬件电路的组成

1电路工作原理

当主持人按下复位键时，RS触发器4Q3Q2Q输出全为零，译码芯

片此时输出全为低电平，数码管不亮,因４Q3Ｑ2Ｑ输出全为零,通过三个

或门（连接如电路图所示),Ｕ４就输出低电平，此时７4LＳ1４８解除封锁，且

GS也变为低电平,５56的R与GS相连,所以55６不工作,输出去Q为低电平，灯

泡不亮。当有答题者按下时，GS变高，5５6开始工作，灯泡发光,,RS触发器

４Ｑ３Ｑ2Q输出不全为零，所以U４输出为高电平，7４LS14８被封

锁,后按下的则无效，并且数码管会显示当前按下的选手。当灯泡熄灭第一次表

示答题时间到，答题者停止答题。

电路原理图如下

图1-1电路工作原理图

２单元电路设计及芯片简介

2.１抢答器控制电路设计

抢答器控制电路是抢答器设计的关键,它要完成以下三项功能:

（１)当参赛选手按动抢答键时，灯泡发光，并显示相应的组号，抢答电路封

锁和定时电路开始工作。

(２)当设定的答题时间到,即灯泡第一次熄灭表示时间到，答题人不准再答题。

２.２编码器电路的设计

编码器采样7４ls14８作为编码芯片,将输入的信号进行编码，然后输出2

二进制码，输出接到7４279上，A0，A1,Ａ2均分别接到７4２7９的Ｓ上，当

输出均为高时表示无选手按下，S为无效电平，ＲＳ触发器输出为低，即无编码

输出。

74ｌs１48芯片及真值表如下：

2.３定时电路

由5５5定时器产生时间脉冲，参赛选手按动抢答键时，即出现正脉冲,定时

时间15Ｓ,当第一次出现低电平时灯泡熄灭，表示答题时间到,然后主持人即可

按复位。

它基本原理是，由于电容C的两端的电压不能突变,定时器的2端电压低触

发端为低电平,输出端３为高电平。电源经过RＲ给电容Ｃ充电，当电容的电

１、2

压充到电源电压的2／3时,５５5内部的MOＳ管导通,输出为低电平。接着电容

通过R和已经导通的MOＳ管放电,当电容的两端电压下降到低于1/3的电源电压

２

时,MOS管截止电容放电停止，此时电源通过RＲ再次向电容充电，如此反复,

1、2

形成震荡，从而在３端得到时钟脉冲源输出，根据公式：

周期T=(Ｒ1+２R2)×Ｃ×ln２＝０.７（R1+２R2）C。

高电平:TW１=０.7(R1+Ｒ2）C＝10Ｓ

取:Ｒ１=R2

Ｃ=4７０ｕＦ

则可得R１=Ｒ2=1５Ｋ

2.４复位电路

复位电路由三个或门和一块74279组成，当复位之后74２79输出均

为低电平，且R均变为无效电平１，S端接在74lｓ1４8上,无选手按下

时,S均为１,输出Q也就为0，经过或门，在U4上就为0，74LS1４８就