數(shù)電智力競賽搶答器課程設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　電 子 技 術(shù)</b></p><p>　　課 程 設(shè) 計(jì)</p><p><b>　　成績評(píng)定表</b></p><p>　　設(shè)計(jì)課題 ： 智力競賽搶答器 </p><p>　　學(xué)院名稱 ： 電氣工程學(xué)院

2、 </p><p>　　專業(yè)班級(jí) ： 電氣1503 </p><p>　　學(xué)生姓名 ： </p><p>　　學(xué) 號(hào) ： </p><p>　　指導(dǎo)教師

3、 ： </p><p>　　設(shè)計(jì)地點(diǎn) ： 31-220 </p><p>　　設(shè)計(jì)時(shí)間 ： 2017.6.26-2017.7.2 </p><p>　　電子技術(shù) 課程設(shè)計(jì)任務(wù)書</p>

4、<p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　1.緒論3</b></p><p><b>　　1.1設(shè)計(jì)目的3</b></p><p>　　1.2 設(shè)計(jì)要求3</p><p><b>　　2.方案設(shè)計(jì)3</b></

5、p><p>　　2.1系統(tǒng)工作流程圖3</p><p>　　2.2 元器件清單4</p><p>　　2.3主要元器件選擇與分析5</p><p>　　2.3.1 輕觸開關(guān)5</p><p>　　2.3.2 74LS192計(jì)數(shù)芯片5</p><p>　　2.3.3共陰極數(shù)碼管以及其驅(qū)動(dòng)芯片

6、74LS486</p><p>　　2.3.4 74LS175四路D觸發(fā)器7</p><p>　　2.3.5 555定時(shí)器8</p><p>　　2.3.6 集成門電路8</p><p>　　2.3.7 無源蜂鳴器8</p><p><b>　　3.原理分析9</b></p>

7、;<p>　　3.1 搶答必答模式選擇及其指示電路9</p><p>　　3.2 搶答電路9</p><p>　　3.3 脈沖產(chǎn)生電路10</p><p>　　3.4單穩(wěn)態(tài)定時(shí)電路11</p><p>　　3.5 定時(shí)電路12</p><p>　　3.6 音響電路13</p>&

8、lt;p>　　3.7整機(jī)電路分析13</p><p>　　3.8加減分?jǐn)?shù)電路14</p><p><b>　　4.設(shè)計(jì)總結(jié)15</b></p><p><b>　　1.緒論</b></p><p><b>　　1.1設(shè)計(jì)目的</b></p><p

9、>　　1、注重培養(yǎng)學(xué)生正確的設(shè)計(jì)思想，掌握課程設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容、步驟和方法。</p><p>　　2、鞏固加深對(duì)電子技術(shù)基礎(chǔ)知識(shí)的理解，培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、獨(dú)立分析問題、解決問題，提高綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)的能力。  </p><p>　　3、通過查找資料、選方案、設(shè)計(jì)電路、寫報(bào)告等環(huán)節(jié)的訓(xùn)練，熟悉設(shè)計(jì)的過程、步驟。為以后從事電子電路設(shè)計(jì)、研制電子產(chǎn)品打下基礎(chǔ)。</p

10、><p>　　4、了解電子線路設(shè)計(jì)的工程，學(xué)會(huì)書寫設(shè)計(jì)說明書。  </p><p>　　5、培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)肅、認(rèn)真的科學(xué)態(tài)度和工作作風(fēng)。  </p><p>　　6、在課余實(shí)踐，有效地激發(fā)學(xué)生對(duì)電子設(shè)計(jì)的興趣，豐富課外生活。 </p><p>　　7、培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力，擴(kuò)展知識(shí)面。</p&g

11、t;<p>　　8、提高動(dòng)手能力的同時(shí)對(duì)常用的集成芯片有一定的了解，在電路設(shè)計(jì)方面有感性的認(rèn)識(shí)。</p><p>　　9、另外還要掌握電路原理和分析電路設(shè)計(jì)流程，每個(gè)電路的設(shè)計(jì)都要有完整的設(shè)計(jì)流程。這樣才能在分析電路有良好的思路，便于找出錯(cuò)的原因。</p><p><b>　　1.2 設(shè)計(jì)要求</b></p><p>　　用TTL

12、或CMOS集成電路設(shè)計(jì)智力競賽搶答器邏輯控制電路，具體要求如下：</p><p>　　1. 搶答組數(shù)為4組，輸入搶答信號(hào)的控制電路應(yīng)由無抖動(dòng)開關(guān)來實(shí)現(xiàn)。</p><p>　　2. 判別選組電路。能迅速、準(zhǔn)確地判處搶答者，同時(shí)能排除其它組的干擾信號(hào)，閉鎖其它各路輸入使其它組再按開關(guān)時(shí)失去作用，并能對(duì)搶中者有光、聲顯示和嗚叫指示。</p><p>　　3. 計(jì)數(shù)、顯示電

13、路。每組有三位十進(jìn)制計(jì)分顯示電路，能進(jìn)行加/減計(jì)分。</p><p>　　4. 定時(shí)及音響。必答時(shí)，啟動(dòng)定時(shí)燈亮，以示開始，當(dāng)時(shí)間到要發(fā)出單音調(diào)“嘟”聲，并熄滅指示燈。搶答時(shí)，當(dāng)搶答開始后，指示燈應(yīng)閃亮。當(dāng)有某組搶答時(shí)，指示燈滅，最先搶答一組的燈亮，并發(fā)出音響。也可以驅(qū)動(dòng)組別數(shù)字顯示（用數(shù)碼管顯示）。</p><p><b>　　2.方案設(shè)計(jì)</b></p>

14、;<p>　　2.1系統(tǒng)工作流程圖</p><p>　　系統(tǒng)流程圖如2.1所示，控制電路是核心組成部分，它控制搶答電路、音響電路、指示燈電路以及定時(shí)電路。主要由門電路與門、與非門、或門等實(shí)現(xiàn)控制邏輯。主持人和參賽選手都是通過按鈕輸入控制信號(hào)到控制電路，通過控制電路的邏輯實(shí)現(xiàn)對(duì)各個(gè)模塊的控制。1K脈沖主要用于觸發(fā)器時(shí)鐘，秒脈沖主要用于計(jì)時(shí)器。</p><p>　　另外每個(gè)組都有

15、一個(gè)三位十進(jìn)制加減分?jǐn)?shù)的電路用于統(tǒng)計(jì)比賽得分。</p><p>　　圖2.1 智力競賽搶答器系統(tǒng)流程圖</p><p><b>　　2.2 元器件清單</b></p><p>　　繪制完原理圖后使用Altiumdesigner導(dǎo)出元器件清單如表2.1所示，主要有按鍵、門電路、驅(qū)動(dòng)芯片、數(shù)碼管、555定時(shí)器及其常用的電容電阻晶體管等。</p

16、><p>　　表2.1 元器件清單</p><p>　　2.3主要元器件選擇與分析</p><p>　　2.3.1 輕觸開關(guān)</p><p>　　輕觸開關(guān)又叫按鍵開關(guān)，最早出現(xiàn)在日本[稱之為：敏感型開關(guān)]使用時(shí)以滿足操作力的條件向開關(guān)操作方向施壓開關(guān)功能閉合接通，當(dāng)撤銷壓力時(shí)開關(guān)即斷開，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)是靠金屬彈片受力變化來實(shí)現(xiàn)通斷的。</p&g

17、t;<p>　　輕觸開關(guān)由：嵌件、基座、彈片、按鈕、蓋板組成其中防水類輕觸開關(guān)在彈片上加一層聚酰亞胺薄膜如圖2.2所示。</p><p>　　關(guān)于五腳輕觸開關(guān)的腳位問題：兩個(gè)引腳為一組，向開關(guān)體正確施壓時(shí)四個(gè)引腳相導(dǎo)通，第五個(gè)引腳為接地作用。</p><p>　　2.3.2 74LS192計(jì)數(shù)芯片</p><p>　　74LS192十進(jìn)制同步加減可逆異

18、步預(yù)置數(shù)計(jì)數(shù)器，它具有雙時(shí)鐘輸入，并具有清除和置數(shù)等功能，其引腳排列如圖2.3所示，邏輯符號(hào)如圖2.4的所示。圖中：為置數(shù)端，為加計(jì)數(shù)端，為減計(jì)數(shù)端，為非同步進(jìn)位輸出端，為非同步借位輸出端，P0、P1、P2、P3為計(jì)數(shù)器輸入端，為清除端，Q0、Q1、Q2、Q3為數(shù)據(jù)輸出端。其功能如表2.2所列。</p><p>　　表2.2 74LS192功能表</p><p>　　圖2.3 74LS

19、192引腳排列 圖2.4 74LS192功能圖</p><p>　　2.3.3共陰極數(shù)碼管以及其驅(qū)動(dòng)芯片74LS48 </p><p>　　共陰極則是把所有l(wèi)ed的陰極連接到共同接點(diǎn)com，而每個(gè)led的陽極分別為a、b、c、d、e、f、g及dp（小數(shù)點(diǎn)），如圖2.5所示。圖中的8個(gè)led分別與上面那個(gè)圖中的a~dp各段相對(duì)應(yīng)，通過控制各個(gè)led的亮滅來顯示數(shù)字。

20、</p><p>　　在實(shí)際使用中，處理器很少直接輸出7位二進(jìn)制碼來控制數(shù)碼管的顯示，一般都采用譯碼器和數(shù)碼管連接的方式。因?yàn)椴捎昧俗g碼器后，譯碼工作由譯碼器獨(dú)立完成，中央處理器的輸出信號(hào)可以由7位二進(jìn)制信號(hào)減少成4位8421BCD碼。并且極大地提高了電路安全性和穩(wěn)定性，其連接方式如圖2.6所示。</p><p>　　74LS48除了有實(shí)現(xiàn)7段顯示譯碼器基本功能的輸入（DCBA）和輸出（Y

21、a～Yg）端外，74LS48還引入了燈測試輸入端（LT）和動(dòng)態(tài)滅零輸入端（RBI），以及既有輸入功能又有輸出功能的消隱輸入/動(dòng)態(tài)滅零輸出（BI/RBO）端。其功能參照功能表2.3</p><p>　　表2.3 74LS48功能表</p><p>　　圖2.5 數(shù)碼管 圖2.6 74LS48與數(shù)碼管連接圖</p><p>

22、　　2.3.4 74LS175四路D觸發(fā)器</p><p>　　74ALS175為一四路的鎖存器，當(dāng)CLK引腳輸入上漲沿時(shí)，1D-4D被鎖存到輸出端（1Q-4Q）。在CLK其他狀態(tài)時(shí)，輸出與輸入無關(guān)。 其功能表如表2.4所示</p><p>　　表2. 4 74LS175功能表</p><p>　　2.3.5 555定時(shí)器</p><p>

23、　　如圖2.7所示：555 定時(shí)器的功能主要由兩個(gè)比較器決定。兩個(gè)比較器的輸出電壓控制RS 觸發(fā)器和放電管的狀態(tài)。在電源與地之間加上電壓，當(dāng) 5 腳懸空時(shí)，則電壓比較器 C1 的同相輸入端的電壓為 2VCC /3，C2 的反相輸入端的電壓為VCC /3。若觸發(fā)輸入端 TR 的電壓小于VCC /3，則比較器 C2 的輸出為 0，可使 RS 觸發(fā)器置 1，使輸出端 OUT=1。如</p><p>　　果閾值輸入端 T

24、H 的電壓大于 2VCC/3，同時(shí) TR 端的電壓大于VCC /3，則 C1 的輸出為 0，C2 的輸出為 1，可將 RS 觸發(fā)器置 0，使輸出為低電平，其功能表如表2. 5所示</p><p>　　表2. 5 555定時(shí)器功能表</p><p>　　2.3.6 集成門電路</p><p>　　集成門電路主要用于實(shí)現(xiàn)邏輯控制功能，此次設(shè)計(jì)使用到的集成門電路有74L

25、S00兩輸入四與非門、74LS20四輸入兩與非門、74LS08兩輸入四與門、74LS32兩輸入四或門。</p><p>　　2.3.7 無源蜂鳴器</p><p>　　無源蜂鳴器利用電磁感應(yīng)現(xiàn)象，為音圈接入交變電流后形成的電磁鐵與永磁鐵相吸或相斥而推動(dòng)振膜發(fā)聲，接入直流電只能持續(xù)推動(dòng)振膜而無法產(chǎn)生聲音，只能在接通或斷開時(shí)產(chǎn)生聲音，因此需要脈沖震蕩信號(hào)才能發(fā)</p><p

26、><b>　　生。如圖2.8</b></p><p><b>　　3.原理分析</b></p><p>　　3.1 搶答必答模式選擇及其指示電路</p><p>　　如圖3.1所示，這是一個(gè)模式選擇電路，主要由開關(guān)和門電路組成，由主持人通過單刀雙擲開關(guān)來選擇是必答模式還是搶答模式。當(dāng)開關(guān)S6撥到1引腳即連接GND為低

27、電平時(shí)，與非門U3C的9引腳輸入低電平，則8引腳必然輸出高電平，然后經(jīng)過一個(gè)與門輸入到U1D的13引腳，12引腳為其他模塊的控制信號(hào)，當(dāng)12引腳為高電平時(shí)與門打開，13引腳的高電平信號(hào)可以被送到11引腳，點(diǎn)亮LED燈，當(dāng)單刀雙擲開關(guān)撥到3引腳即接高電平時(shí)，10引腳1HZ的秒脈沖信號(hào)可以通過與非門送到8引腳，然后通過控制與門送到11引腳使LED燈閃爍，需要熄滅指示燈時(shí)，只需要讓與門的12引腳的控制信號(hào)為低電平，與門關(guān)閉，11引腳始終輸出低

28、電平，達(dá)到熄滅指示燈的效果。</p><p>　　圖3.1 搶答/必答模式選擇電路</p><p><b>　　3.2 搶答電路</b></p><p>　　如圖3.2所示，搶答電路是由搶答按鈕、74LS175四路D觸發(fā)器、控制門電路（74LS20兩輸入與非門、74LS08兩輸入與門）、LED發(fā)光二極管和電容電阻構(gòu)成。</p>

29、<p>　　首先需要主持人通過圖3.2的模式選擇選擇搶答模式，這樣2引腳的“QD-BD”高電平信號(hào)就送到了圖3.2 U1A的與門1引腳輸入端，然后主持人按下復(fù)位按鈕S 1,低電平信號(hào)通過與門送到74LS175的1引腳，進(jìn)行觸發(fā)器清零，此時(shí)1Q’、2Q’、3Q’、4Q’都是高電平經(jīng)過74LS20與非、74LS00取非之后輸出高電平到與非門U3B的5引腳，使得1KHZ的時(shí)鐘脈沖信號(hào)加在74LS175的CLK上，等待競賽選手搶答同時(shí)

30、U3A輸出的信號(hào)也會(huì)作為控制信號(hào)送到其他門電路參與系統(tǒng)控制。選手通過經(jīng)過電容濾波消抖后的按鈕S1-S4進(jìn)行搶答，當(dāng)有選手按下某一搶答按鈕時(shí)，對(duì)應(yīng)Q端輸出高電平點(diǎn)亮對(duì)應(yīng)發(fā)光二極管，同時(shí)對(duì)應(yīng)Q’端會(huì)輸出一個(gè)低電平，經(jīng)過與非門之后在U3A引腳輸出低電平，鎖住U3B這個(gè)與非門，使得1KHZ的時(shí)鐘脈沖信號(hào)不能送到74LS175的CLK上，所以會(huì)鎖住D觸發(fā)器，其他選手再按下?lián)尨鸢粹o，由于沒有時(shí)鐘脈沖，D觸發(fā)器信號(hào)不會(huì)改變，時(shí)鐘保留第一次觸發(fā)狀態(tài)，這

31、樣實(shí)現(xiàn)了排除其他組干擾信號(hào)。四個(gè)Q輸出端只會(huì)輸出0000、 0001、 0010 、0100 、1000 五中狀態(tài)，為了顯示搶答組別號(hào)，現(xiàn)在通</p><p><b>　　圖3.2 搶答電路</b></p><p>　　3.3 脈沖產(chǎn)生電路</p><p>　　如圖3.3和圖3.4是基于555定時(shí)器的無穩(wěn)態(tài)振蕩電路</p><

32、;p>　　多諧振蕩器是能產(chǎn)生矩形波的一種自激振蕩器電路，由于矩形波中除基波外還含有豐富的高次諧波，故 稱為多諧振蕩器。多諧振蕩器沒有穩(wěn)態(tài)，只有兩個(gè)暫穩(wěn)態(tài)，在自身因素的作用下，電路就在兩個(gè)暫穩(wěn)態(tài)之 間來回轉(zhuǎn)換，故又稱它為無穩(wěn)態(tài)電路。 </p><p>　　由555定時(shí)器構(gòu)成的多諧振蕩器如圖3.3所示，R3，R8和C5是外接定時(shí)元件，電路中將高電平觸發(fā)端（6腳） 和低電平

33、觸發(fā)端（2腳）并接后接到R8和C8的連接處，將放電端（7腳）接到R3，R8的連接處。 </p><p>　　由于接通電源瞬間，電容C來不及充電，電容器兩端電壓Uc為低電平，小于（1/3）Vcc，故高電平觸發(fā) 端與低電平觸發(fā)端均為低電平，3引腳輸出Uo為高電平，放電管VT截止。這時(shí)，電源經(jīng)R3，R8對(duì)電容C充電，使 電容C8上電壓Uc按指數(shù)規(guī)律上升，當(dāng)Uc上升到（2/3）Vcc時(shí)，3引

34、腳輸出Uo為低電平，放電管VT導(dǎo)通，把uc從（1/3）Vcc 上升到（2/3）Vcc這段時(shí)間內(nèi)電路的狀態(tài)稱為第一暫穩(wěn)態(tài)，其維持時(shí)間TPH的長短與電容的充電時(shí)間有關(guān) 。充電時(shí)間常數(shù)T充=（R1＋R2）C。 </p><p>　　由于放電管VT導(dǎo)通，電容C通過電阻R8和放電管放電，電路進(jìn)人第二暫穩(wěn)態(tài).其維持時(shí)間TPL的長短與電 容的放電時(shí)間有關(guān)，放電時(shí)間常數(shù)T放＝R8*C5隨著

35、C8的放電，Uc下降，當(dāng)Uc下降到（1/3）Vcc時(shí)，輸出Uo為高電平，放電管VT截止，Vcc再次對(duì)電容C8充電，電路又翻轉(zhuǎn)到第一暫穩(wěn)態(tài)。不難理解，接通電源后，電 路就在兩個(gè)暫穩(wěn)態(tài)之間來回翻轉(zhuǎn)，則輸出可得矩形波。電路一旦起振后，Uc電壓總是在（1/3～2/3）Vcc 之間變化。圖3.5所示為工作波形。</p><p>　　通過計(jì)算分析推到出震蕩周期T =0.69*(R3+2R8)*C8。通過調(diào)

36、節(jié)定時(shí)電阻電容來控制脈沖的頻率。圖3.3為1KHZ的頻率，用于D觸發(fā)器的時(shí)鐘信號(hào)和無源蜂鳴器的震蕩發(fā)生信號(hào)；圖3.4為1HZ的秒脈沖信號(hào)，用于74LS192計(jì)數(shù)器芯片的計(jì)數(shù)脈沖和LED閃爍脈沖信號(hào)。</p><p>　　圖3.3 1HZ脈沖發(fā)生器圖3.4 1KHZ脈沖發(fā)生器</p><p>　　圖3.5 多諧振蕩工作波形</p><p>　　3.4單

37、穩(wěn)態(tài)定時(shí)電路</p><p>　　如圖3.6是基于555定時(shí)器的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器電路。</p><p>　　單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的特點(diǎn)是電路有一個(gè)穩(wěn)定狀態(tài)和一個(gè)暫穩(wěn)狀態(tài)。在觸發(fā)信號(hào)作用下，電路將由穩(wěn)態(tài)翻轉(zhuǎn)到 暫穩(wěn)態(tài)，暫穩(wěn)態(tài)是一個(gè)不能長久保持的狀態(tài)，由于電路中RC延時(shí)環(huán)節(jié)的作用，經(jīng)過一段時(shí)間后，電路會(huì)自動(dòng)返回到穩(wěn)態(tài)，并在輸出端獲得一個(gè)脈沖寬度為tw的矩形波，起到定時(shí)的功能。在單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器中，輸

38、出的脈沖寬度tw，就是暫穩(wěn)態(tài)的維持時(shí)間，其長短取決于電路的參數(shù)值。 </p><p>　　由555構(gòu)成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器電路如圖3.6所示。圖中R2，C3為外接定時(shí)元件，輸人的觸發(fā)信號(hào)接在低電平觸發(fā)端（2腳）。 穩(wěn)態(tài)時(shí)，3引腳輸出Uo為低電平，即無觸發(fā)器信號(hào)（2引腳為高電平）時(shí)，電路處于穩(wěn)定狀態(tài)——輸出低電平。在觸發(fā)信號(hào)負(fù)脈沖作用下，低電平觸發(fā)端得到低于（1/3）Vcc，觸發(fā)信號(hào)，輸出Uo為高電平

39、，放電管VT截止，電 路進(jìn)入暫穩(wěn)態(tài)，定時(shí)開始。 在暫穩(wěn)態(tài)期間，電源Vcc→R2→C3→地，對(duì)電容充電，充電時(shí)間常數(shù)T＝RC，電容電壓Uc按指數(shù)規(guī)律上升。當(dāng)電容 兩端電壓Uc上升到（2/3）Vcc后，6端為高電平，輸出Uo變?yōu)榈碗娖剑烹姽躒T導(dǎo)通，定時(shí)電容C3充電結(jié)束 ，即暫穩(wěn)態(tài)結(jié)束。電路恢復(fù)到穩(wěn)態(tài)Uo為低電平的狀態(tài)。當(dāng)?shù)诙€(gè)觸發(fā)脈沖到來時(shí)，又重復(fù)上述過程。工作 波形圖如圖3.7所示。可

40、見，輸人一個(gè)負(fù)脈沖，就可以得到一個(gè)寬度一定的正脈沖輸出，其脈沖寬度tw取決于電容器由0充電到 （2/3）Vcc，所需要的時(shí)間?？傻?tw=1.1*R*C。此電路參數(shù)使得暫穩(wěn)態(tài)時(shí)間2s左右，實(shí)現(xiàn)定時(shí)大約2秒的效果，定時(shí)信號(hào)控制圖3.9的音響電路發(fā)出大約2秒長鳴聲。</p><p>　　圖3.6 單穩(wěn)態(tài)電路 圖3.7 單穩(wěn)態(tài)工作波形</p><p><b&g

41、t;　　3.5 定時(shí)電路</b></p><p>　　如圖3.8所示，是一個(gè)由74LS192加減計(jì)數(shù)器、74LS48共陰極數(shù)碼管譯碼驅(qū)動(dòng)芯片、數(shù)碼管以及控制門電路組成。74LS192有異步預(yù)置數(shù)功能。</p><p>　　首先主持人發(fā)出低電平復(fù)位信號(hào)加到異步預(yù)置數(shù)端11引腳，圖3.8中的74LS192上面ABCD預(yù)置數(shù)端被加上1001BCD碼為十進(jìn)制的9，QA-QD的輸出100

42、1通過由74LS32兩輸入搭建的四輸入或門后11引腳得到高電平信號(hào)送給左邊74LS08與門上，打開與門，1HZ的秒脈沖被送到了計(jì)數(shù)器的減計(jì)數(shù)引腳上，計(jì)數(shù)器開始遞減，當(dāng)計(jì)數(shù)到0000時(shí)，通過或門在U8D輸出低電平就會(huì)關(guān)閉左上角的與門，秒脈沖就不能進(jìn)來，一直鎖定在這個(gè)狀態(tài)，然后這個(gè)或門的低電平信號(hào)送給其他控制單元實(shí)現(xiàn)熄滅指示燈的功能，直到主持人再次發(fā)出復(fù)位信號(hào)，輸出端被置9以后，或門低電平信號(hào)變成高電平，打開秒脈沖進(jìn)行新一輪的計(jì)數(shù)。74LS

43、192輸出的BCD碼送給74LS48然后驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管顯示數(shù)字。74LS48是共陰極數(shù)碼管譯碼驅(qū)動(dòng)芯片，在2.2.3節(jié)已經(jīng)詳細(xì)分析過，在此不再贅述。</p><p>　　圖3.8 定時(shí)電路</p><p><b>　　3.6 音響電路</b></p><p>　　如圖3.9所示的音響電路是由555單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)電路和三極管驅(qū)動(dòng)蜂鳴器電路組成，單穩(wěn)態(tài)電

44、路主要用于定時(shí)2秒左右，讓三極管基極出現(xiàn)高電平，導(dǎo)通三極管，1KHZ的脈沖加到蜂鳴器上使蜂鳴器發(fā)聲，發(fā)聲時(shí)間就是單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的暫穩(wěn)態(tài)時(shí)間 1.1*R2*C3，單穩(wěn)態(tài)電路在3.4節(jié)已經(jīng)詳細(xì)分析過，故不再贅述。</p><p>　　圖3.9 音響電路</p><p><b>　　3.7整機(jī)電路分析</b></p><p>　　如圖3.

45、10所示為搶答器的整機(jī)電路，為前面所有模塊的整合。首先由主持人通過左下角的單刀雙擲開關(guān)選擇操作模式，往上為必答模式，往下為搶答模式。</p><p>　　若為必答模式，QD-BD這個(gè)低電平信號(hào)信號(hào)使得LED亮同時(shí)送到左上角的門電路產(chǎn)生低電平信號(hào)始終清零D觸發(fā)器，使得搶答器失效，進(jìn)入必答模式，當(dāng)主持人按下左上角復(fù)位鍵S1后，低電平預(yù)置數(shù)信號(hào)送到左下角74LS92的預(yù)置數(shù)控制端，QA-QD輸出1001，通過或門輸出高

46、電平信號(hào)使得UIC門的1HZ秒脈沖加到計(jì)數(shù)器上開始向下計(jì)數(shù)，當(dāng)計(jì)數(shù)到0時(shí)，通過或門后得到低電平，通過UIC封鎖秒脈沖，同時(shí)也產(chǎn)生信號(hào)熄滅LED。</p><p>　　若為搶答模式，QD-BD這個(gè)高電平信號(hào)使得D觸發(fā)器清零端始終無效，搶答器開始工作，主持人按下復(fù)位鍵后預(yù)置數(shù)開始計(jì)數(shù)，當(dāng)有人搶答時(shí)，通過與非門鎖定搶答信號(hào)同時(shí)輸出控制信號(hào)控制蜂鳴器和LED燈。</p><p>　　圖3.10

47、整機(jī)電路</p><p><b>　　3.8加減分?jǐn)?shù)電路</b></p><p>　　如圖3.11所示，這是一個(gè)加減分?jǐn)?shù)的記分電路，由于四個(gè)小組的記分電路都是一樣的并且也是獨(dú)立的，因此就其中一組做出分析。加減分計(jì)數(shù)電路一共分三部分，三個(gè)計(jì)數(shù)器、三個(gè)譯碼顯示分別對(duì)應(yīng)著個(gè)位、十位和百位，對(duì)于百位（圖3.11最上面的一部分）來說，S1控制預(yù)置數(shù)端，平時(shí)被上拉電阻拉到高電平，

48、當(dāng)按下開關(guān)時(shí)，預(yù)置數(shù)端為低電平，生效后立即預(yù)置ABCD的數(shù)據(jù)，默認(rèn)我們置五（0101），S2控制減計(jì)數(shù)脈沖，按一下減一個(gè)數(shù)，同理S3為加計(jì)數(shù)鍵，S4為清零端，按下清零，產(chǎn)生的BCD碼經(jīng)過74LS48譯碼驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管顯示對(duì)應(yīng)十進(jìn)制數(shù)，下面兩個(gè)十位和個(gè)位原理也是一樣的并且采用串行進(jìn)位借位方式，將低位的進(jìn)位和借位信號(hào)分別送給高位的加減計(jì)數(shù)脈沖輸入端實(shí)現(xiàn)串行進(jìn)位和借位。</p><p>　　圖3.11 三位十進(jìn)制加減分電

49、路</p><p><b>　　4.設(shè)計(jì)總結(jié)</b></p><p>　　這一課程設(shè)計(jì)使我們將課堂上的理論知識(shí)有了進(jìn)步的了解，學(xué)習(xí)智力競賽搶答器電路的工作原理，并增強(qiáng)了對(duì)數(shù)字電子技術(shù)這門課程的興趣。了解了更多電子元件的工作原理，如：74LS20、74LS00、74LS48、74ls192等。但同時(shí)也暴露出我在知識(shí)上掌握不足等缺點(diǎn)。其次在此次設(shè)計(jì)過程中由于我們頻繁的使用

50、一電子設(shè)計(jì)軟件如：AltiumDesigner等，因此使我熟悉了軟件的使用，同時(shí)在電腦的電子設(shè)計(jì)和繪圖操作上有了進(jìn)一步提高。加上在設(shè)計(jì)過程中遇到了一些問題，使得我得查找相關(guān)資料，從而增長知識(shí)的同時(shí)增強(qiáng)解決問題和動(dòng)手的能力，鍛煉我做事細(xì)心、用心、耐心的能耐。這一課程設(shè)計(jì)，使我向更高的精神和知識(shí)層次邁向一大步。所以在以后的學(xué)習(xí)生活中，我會(huì)努力學(xué)習(xí)，培養(yǎng)自己獨(dú)立思考的能力，積極參加多種設(shè)計(jì)活動(dòng)，培養(yǎng)自己的綜合能力，從而使得自己成為一個(gè)有綜合能