数字电子线路课程八路抢答器设计 - 图文

倒计时电路采用的方案所需要的元件清单如表5所示。

表5 倒计时电路元件清单

元件名称 定时器 显示驱动译码器 计数器 USB 拨码开关 发光二极管 数码管 电阻 电阻 电阻 电阻 电阻 电容 电容 型号规格 NE555 74LS247 74LS192 CON4 DIPSW_4 LED 7SEG-COM-ANODE 51Ω 5.1KΩ 510Ω 15KΩ 68KΩ 10μF 0.1μF 数量 1 2 2 1 1 1 2 2 4 1 1 1 1 4 单位 片 片 片 个 个 个 个 个 个 个 个 个 个 个 2.2.3 主持人控制电路设计

方案二主持人控制电路如图8所示，该部分电路主要由2片74ls74构成。该部分完成的功能是当主持人按下按键，灯亮，各选手开始抢答并倒计时。

CON1SW-PBSDU5ASDU5BDBIQBITDQ74LS74CLKCD74LS74CLKCDR121KQ非Q非TIMEAD1R135108U2D74LS049EI

LED图8 主持人控制电路图

主持人控制电路采用的方案所需要的元件清单如表6所示。

表6 主持人控制电路元件清单

元件名称 型号规格 数量 单位 D触发器 74LS74 2 片 非门 74LS04 1 片 发光二极管 LED 1 个 电阻 1KΩ 1 个 电阻 510Ω 1 个 开关 BUTTON 1 个 2.2.4 发声电路设计

方案二发声电路如图9所示，该部分电路主要由1片NE555定时器，蜂鸣器，2片74LS04组成。主要完成的功能是当抢答和倒计时完时，由振荡器产生一个秒脉冲，使蜂鸣器发出声响报警。

D5R2630KR24RES2C5START11VCC1N4148D212D41N41484.7K1013R25RES2VCC47uF1N4148R18R214.7K4.7K74LS04U2EU11DISC8Q100uFR22R194.7KC4TIMEA47uFR204.7KD3GNDU2F74LS04C6+THRTRIGRR2347KC7223NE555SP13.3uF1N4148

图9 发声电路图

发声电路采用的方案所需要的元件清单如表7所示。

表7 发声电路元件清单

元件名称 定时器 非门 蜂鸣器 电阻 电阻 电阻 电阻 二极管 电容 电容 电容 型号规格 NE555 74LS04 SPEAKER 4.7KΩ 22KΩ 30KΩ 47KΩ 1N4148 3.3U 100μF 223 数量 1 1 1 5 1 2 1 4 1 3 1 单位 片 片 个 个 个 个 个 个 个 个 个

二、电路结构及工作原理 1、抢答电路

抢答电路电路图如图6所示，其工作原理如下：当主持人接通电源后由于74LS573的锁存控制端C与74LS148的GS相连，而且GS那段通过了一个非门连到了74LS247的显示控制端BV/ RBO相连。GS只要有低电平输入74LS148，它就会变为低电平，G也变为低锁存了第一位按动抢答按钮的选手，并且其他选手按动时就会无效了，此时74LS247的输入端位相应选手的码，经编译后显示选手的编号，而完成了第一次抢答，这就保证了抢答者的优先性，以及抢答电路判断的准确性，当优先抢答者回答完问题后，主持人按动复位开关S，即通过控制74LS148以前的状态，以进入下一轮的抢答。

2、倒计时电路

倒计时电路电路图如图7所示，其工作原理如下：定时电路的工作原理；555构成一个多谐震荡器，震荡频率为f=1.43/(R1+2R2)C即电阻电容满足一定的参数就可以产生秒脉冲，减数控制端74LS192控制电平，而A块的BO通过一个非门连入到抢答部分74LS148的EI即EI为高BO变为低，主持人控制电路中74HC74的CD通过一个非门连入的，即CD变为低H1也变为低，此时两片74LS247都处于不工作的状态，到计时完成以后整个系统能自动消隐。

3、主持人控制电路

主持人控制电路电路图如图8所示，其工作原理如下：当选手按下按键，抢答部分的数码管会优先编码，锁存，译码，显示抢答选手的编号，同时定时部分会开始计时，如果选手在倒计时内抢答完成，主持人按下复位键，整个系统进行复位，进入下一轮抢答。

4、发声电路

发声电路电路图如图9所示，其工作原理如下：当主持人按动抢答‘开始’键后，发声提醒选手进行抢答，只要选手按动按钮，主持人控制电路中74HC74的2Q就会变为高电平，而到计时部分的两片74LS192显示并进入到计时状态，当30S到计时完成以后,再次提醒时间到。

三、系统测试 1、测试仪器

表8 测试仪器

仪器名称 万用表 型号 DT9250A+ 编号 HT10333699

2、测试数据

2.1 抢答电路中的74LS573、74LS148、74LS247所有引脚在不同状态下的电压数据填入下列表格中，并将表10到表17与表9的数据进行比较，将发生变化的数据加粗。

表9 复位后无显示时各引脚的电压（其中VCC＝ 5.07 V，单位：V）

引脚 型号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 74LS573 0.01 4.91 5.06 4.85 4.76 5.03 4.88 4.88 4.81 0.00 74L148 5.03 5.01 5.03 5.03 0.00 5,07 4.96 0.00 5.06 4.89 74LS247 4.80 5.13 514 0.02 5.14 0.01 5.14 0.00 3.73 3.62 引脚 型号 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 74LS573 5.04 5.03 5.04 5.01 5.06 4.93 4.94 4.97 5.03 4.87 74L148 4.98 5.00 4.98 4.95 0 5.05 74LS247 3.76 3.65 3.79 3.79 3.73 5.09 表10 显示“1”时各引脚的电压（其中VCC＝ 4.82 V，单位：V）

引脚 型号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 74LS573 0.01 4.82 4.73 4.69 4.71 4.75 4.71 4.70 0.00 0.02 74L148 4.78 4.79 0.01 4.70 0.02 0.02 0.02 0.02 4.73 4.73 74LS247 0.02 0.02 4.70 4.70 4.69 0.02 4.69 0.02 1.14 1.13 引脚 型号 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 74LS573 0.02 4.71 0.02 4.70 4.72 4.75 4.63 4.64 4,63 4,70 74L148 4.73 4.73 4.73 0.00 4.73 4.74 74LS247 0.34 0.34 1.18 1.17 1.17 4.76

表11 显示“2”时各引脚的电压（其中VCC＝ 4.80 V，单位：V）

引脚 型号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 74LS573 0.02 4.74 4.74 4.75 4.75 4.75 4.75 4.75 4,74 0.02 74L148 4.64 0.02 4.60 4.64 0.00 0.03 4.64 0.02 0.02 4.65 74LS247 4.63 0.03 4.60 4.60 4.62 4.63 0.03 4.62 0.26 0.27 引脚 型号 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 74LS573 0.02 4.57 4.53 0.02 4.66 4.70 4.70 4.70 4.70 4.71 74L148 4.64 4.64 4.64 0.01 4.64 4.70 74LS247 0.94 0.27 0.27 0.27 0.94 4.70