内容发布更新时间 : 2024/12/26 4:34:51星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。
有人抢答,抢答减计数器停止计时,抢答显示器上显示此刻时间,同时,回答计数器开始计数,当计数器递减计数至00,计数器停止工作,产生报警。
3.3报警电路设计
由555定时器和电阻电容构成的报警电路如图6所示。图中555定时器用来构成单稳态电路。
图6 具有微分环节的555单稳态电路
工作原理:由于外界触发脉冲Ui加了进来,电路Uo由低电平变为高电平到再次变为低电平这段时间就是暂稳态时间。暂稳态时间Tw计算如下:
UDD?0TW?RCln?RCln3?1.1RC2UDD?UDD 3
显然,改变定时元件R或C即可改变延时时间Tw。我们采用的电阻和电容值分别是:R=91KΩ,C=10uf, 满足上式,来产生1秒的延时时间;和R=47KΩ,C=10uf,来产生0.5秒的延时时间。3端的输出信号接扬声器,发出报警信号,当计数器为0时,扬声器发出1秒的声音;当有选手抢答时,扬声器发出0.5秒的声音。
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4完整的电路图及电路的工作原理
4.1完整电路图
控制电路将抢答、定时电路进行连接后,构成了抢答器电路的整体设计,总电路图如图7所示
图7 完整电路图 图7 完整电路图
4.2 工作原理
下面介绍四路智力竞赛抢答器的使用原理。
首先是各个选手分别对应的按钮编号是①、②、③,抢答后选手对应的LED灯被点亮,扬声器发出0.5秒的响声。
然后是主持人对整个电路系统清零,将开关置于“清零”的位置,输出低电平,分为两路:一路与抢答计数器的十位74LS192借位输出端TCd相与后接到74LS175的清除端MR,当抢答计数器递减计数至00时,十位74LS192借位输出端为低电平,计数器停止工作,此时MR端为低电平,74LS175处
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于禁止工作状态,即实现预定时间内无人抢答,自动给出信号停止抢答,并产生报警;另一路低电平与四个计数器74LS192的PL端相连,使74LS192的置数端PL为低电平有效,处于置数状态,数码管显示定时时间。
接下来主持人根据题目的难易程度设置抢答时间和回答时间,此设定可以通过调节四个拨码开关,从而改变输入四片74LS192的四个输入端D3、D2、D1、D0的高低电平来进行(例如要设定抢答时间为10秒,就将抢答计数器十位的74192的D3、D2、D1、D0分别置位为0、0、0、1,而将个位的74LS192的D3、D2、D1、D0都置于0;要设定回答时间为60秒,就将回答计数器十位的74192的D3、D2、D1、D0分别置位为0、1、1、0,而将个位的74LS192的D3、D2、D1、D0都置于0)。当主持人宣读完题目说“开始”并将开关置于“开始”位置后,输出为高电平,此高电平有两路方向:一路输出到抢答计数器74LS192的LD端,使其处于高电平而开始减计数;还有一路与抢答计数器的十位74LS192借位输出端TCd相与后接到74LS175的清除端MR,使其处于高电平而开始工作。
当任意一个选手抢答时,假设为①号选手按动抢答开关,此时74LS175的输入端D0为高电平,74LS175的时钟CLK由低电平变为高电平,在上升沿的作用下,输出端Q0与输入端D0一致,即为高电平,1号对应的LED灯亮,同时扬声器发出0.5秒的响声,并且电路将信号锁存,74LS175处于禁止工作状态,其他选手抢答按钮的输入信号不会被接受。这就保证了抢答者优先性以及抢答电路的准确性。答题结束后,主持人开关置于清零状态,LED灯灭,一但恢复初始状态,以便进入下一轮抢答环节。
若到定时部分抢答计数器倒计时到00还无选手按动按钮的话,则抢答计数器十位74LS192的借位输出端TCd输出为低电平,停止计数,同时抢答不起作用,报警器报警。若有人抢答,定时部分回答计数器倒计时到00还未答完的话,报警器发出1秒报警声。
综上所述,所设计的电路基本可以实现要求中的功能。
5 心得体会
通过本次课程设计,不仅使我有效的巩固了本学期所学的数字电路的知识,还加深了我对锁存器、逻辑电路等的理解。并且在课程设计的过程中,我了解并掌握了用Proteus软件进行电路仿真,使我熟练掌握了数字芯片的性能和使用,这是我在课程设计之前没有想到的。而且,有些知识看着简单,实际运用起来还有一定难度,这促使我在今后的学习生活中勤动手,勤仿真,将所学的知识运用到实际中来。其次,本次课程设计也使我对数字电路的相关知识产生了浓厚的兴趣,例如一个秒脉冲电路,从芯片的选择,到电阻电
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容值得计算,都要求我们严谨。要想实现预期的功能,就要选择合适的电子元器件,设计出符合要求的电路,毕竟课本上的知识都是抽象的,只有学以致用,才能真正理解并掌握它。
感谢李鹏老师这半年来教给我们数字电路的相关知识,带领我们做了一系列实验。感谢老师在课程设计的过程中给予我们的帮助,感谢研究所的学长学姐在此期间对我的支持和鼓励。本次课程设计使我受益匪浅,知识和技能方面都得到了大幅度提升,这都将激励我在今后的学习生活中勤动手、勤实践,加强思考和解决问题的能力。
参考文献
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[2] 李维,王启林,李鹏.数字电路实验及课程设计.大连:大连理工大学出版社,2014.
[3] 李哲英.电子技术及其应用基础(数字部分).北京:高等教育出版社,2009.
[4] 王金明.数字系统设计与Verliog HDL.北京:电子工业出版社,2009. [5] 王小海,祁才君,阮秉涛.集成电子技术基础教程(下).北京:高等教育出版社,2008.
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