内容发布更新时间 : 2024/12/27 16:05:13星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

设计一个4人抢答器，的过程如下， 一真值表，五个输入，一个为主持人， 二，用与非门，再用锁存器， 三，用74LS47译码器，

最大的问题是，如何锁存和清0

锁存，是，用锁存器的输出的反，接入一个与非门，再与主持人的输入一起接入一个与非门，当然主持人接下时，为低电平，

清0，同时呢，将主持人的输入再接入，IB基本就是这个过程的了

1、 基本功能：

（1） 计一个智力竞赛抢答器，可同时供4名选手参加比赛，他们的编号分别是1、2、3、4，各用一个抢答按钮

（2） 给节目主持人设置一个控制开关，用来控制系统的清零（编号显示数码管灭灯）和抢答的开始。 （3） 抢答器具有数据锁存和显示的功能。抢答开始后，若有选手按动抢答按钮，编号立即锁存，并在LED数码管行显示出选手的编号，同时扬声器给出音响提示。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。 2、 扩展功能

（1） 抢答器具有定时抢答的功能，且一次抢答的时间可以由主持人设定10s。 当节目主持人启动“开始”键后，要求定时器立即减计时，并用显示器显示，同时扬声器发出短暂的声响。

（2） 参赛选手在设定的时间内抢答，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时刻的时间，并保持到主持人将系统清零为止。

（3） 如果定时抢答的时间已到，却没有选手抢答时，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0。 1、设计目的

抢答器电路设计方案很多，有用专用芯片设计的、有用复杂可编程逻辑电路设计的、有用单片机设计制作的、也有用可编程控制器完成的，但由于专用电路芯片通常是厂家特殊设计开发的，一般不易买到或价格较高，用其它方式设计的需要设计者具有相应的理论知识，并要通过仿真器、应用软件、计算机等辅助设备才能验证完成，不利于设计者的设计和制作。 2、设计要求

（1）、抢答器分为4组，每组序号分别为1、2、3、4、按键SB0-SB3分别对应4组，抢答者按动本组按键，组号立即在LED显示器上显示，同时封锁其他组的按键信号。

（2）、系统外设清除键，按动清除键，LED显示器自动清零灭灯。

（3）、数字抢答器定时为10s，通过控制键启动抢答器后，要求30s定时器开始工作，发光二级管点亮。

（4）、抢答者在10s内进行抢答，则抢答有效，如果10s定时到时，无抢答者，则本次抢答无效，系统短暂报警。 (5)、抢答者违规显示。 3、设计原理

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。 (1)抢答器电路的设计

该部分主要完成两个功能：一是分辨选手按键的先后，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。选用优先编码器74ls148和RS锁存器可以完成上述功能，所组成的电路图如下所示。这个电路的工作原理过程：当主持人控制开关s置于“清零” 端时，RS触发器的R非端均为0，4个触发器输出（Q4--Q1）全部置0，使74ls148的BI的非=0，显示器灯灭：74ls148的选通输入端ST的非=0，使之处于工作状态，此时锁存电路不工作。当主持人把开关S置于“开始”时，优先编码器和锁存电路同时处于工作状态，即抢答器处于等待工作状态，等待输入端的信号，当有选手将键按下时（比如按下s5），74ls148的输出Y2Y1Y0的非=010，YEX的非=0，经RS锁存后，CTR=1，BI的非=1，经74ls148译码后，显示器显示为“5”。此外，CRT=1,使74ls148的ST的非为高电平，封锁其他按键的输入。如果再次抢答需有主持人将S开关重新“清除”，电路复位。 （2）定时电路的设计

节目主持人可根据抢答题的难以程度，来设定某一次抢答的时间，通过 置时间电路对计数器进行预置，计数器的时钟脉冲由秒脉冲电路提供。可预置时间的电路选用可由两片十进制同步加减计数器74Ls192、译码器7448、气短数码显示管来进行设计。其中，两块74LS192实现减法计数，通过译码电路74LS48显示到数码管上，其时钟信号由时钟产生电路提供。74192的预置数控制端实现预置数，由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，计数器的时钟脉冲由秒脉冲电路提供。按键弹起后，计数器开始减法计数工作，并将时间显示在共阴极七段数码显示管上，当有人抢答时，停止计数并显示此时的倒计时时间；如果没有人抢答，且倒计时时间到时， 输出低电平到时序控制电路，控制报警电路报警，同时以后选手抢答无效。 74LS192是同步十进制可逆计数器，具备双时钟输入，同时具备清零和置位功能。其管脚图如图所示： 3.2.3 秒脉冲产生电路

秒脉冲发生器需要产生一定精度和幅度的矩形波信号。实现这样矩形波的方法很多，可以由非门和石英振荡器构成，可以由单稳态电路构成，可以由施密特触发器构成，也可以由555电路构成等等。

不同的的电路对矩形波频率的精度要求不同，由此可以选用不同电路结构的脉冲信号发生器。本设计中由于秒脉冲信号作为计时器的计时脉冲，其精度直接影响计数器的精度，因此要求秒脉冲信号有比较高的精度。一般情况下，要作出一个精度比较高、频率很低的振荡器有一定的难度，工程上解决这一问题的办法是先做一个频率比较高的矩形波振荡器，然后将其输出信号通过计数器进行多极

分频，就可以得到频率比较低、精度比较高的脉冲信号发生器，其精度取决于振荡器的精度和分频级数。按照这样的思路设计出图5所示的秒脉冲信号发生器。 图5 秒脉冲信号发生器 3.2.4 报警电路

报警电路采用如图6所示电路，由555定时器和三极管构成。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。