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通過設計完成多路數字搶答器的仿真和制作,實現了8人搶答、主持人控制電路的正常工作、定時電路的定時功能、秒脈沖電路的產生脈沖信號功能、報警電路的報警功能、搶答后的鎖存功能等。先設計出各分電路圖并使各部分功能可以單獨實現,再通過使用仿真軟件Proteus來進行整個電路的仿真,最后設計出總的電路圖,并實現所要求設計的所有功能。設計的總電路圖如圖12所示。下面是多路數字搶答器功能的實現過程的描述及實現的原理和方式:
8個選手分別對應8 個搶答按鈕S0、S1、S2、S3、S4、S5、S6、S7,搶答后顯示器上顯示的分別是0、1、2、3、4、5、6、7。主持人按下復位開始按鍵對整個電路進行“清零”,輸出低電平,分為3路:一路低電平輸出到計數器74LS192的 端,而CR端也是低電平,所以使得對應顯示器輸出預置的數據;另一路與74LS148的E0端異或后變為高電平輸出到74LS373的使能端LE,此時鎖存器不鎖存數據,所以搶答部分數碼管無顯示即處于消隱狀態,實現了清零,同時,EO由高電平變成低電平,與清零端異或后輸出0,使74LS373處于鎖存狀態;三是與集成單穩態觸發器74LS121相連,因為是低電平所以沒有報警信號。
主持人通過時間預設開關預設搶答時間,此設定可以通過調節輸入兩片74LS192的四個輸入端P3、P2、P1、P0的高低電平來進行(例如要設定時間為20秒,就將十位的74LS192的P3、P2、P1、P0分別置位為0、0、1、0,而將各位的74LS192的P3、P2、P1、P0都置于0)。當主持人宣讀完題目說“開始”并將開關置于“開始”位置后,輸出為高電平,此高電平有三路方向:一路輸出到集成單穩態觸發器74LS121的輸入端,使其產生單個周期為0.5S的脈沖,驅動報警電路發出聲響,即實現了蜂鳴報警器發聲提示的功能;另一路輸出到74LS192的 端,使其處于高電平而根據秒脈沖電路信號開始減計數;還有一路與EO信號(此時為0)異或后將高電平輸入LE端,使八D鎖存器74LS373處于傳輸狀態,此時任何選手搶答有效。
在搶答時間限制內,若有任何一位選手按鍵搶答時,八D鎖存器74LS373工作,與輸入端相對應的輸出端Q0~Q7輸出相對應的低電平,此時鎖存器輸出的八位電平經8~3八位優先編碼器74LS148編碼輸出的A2~A0再經74LS86反相后成為與輸入信號相對應的三位二進制碼,此時將使得74LS148的管腳15(E0)的輸出由電低平變成高電平,輸出到74LS48的二進制碼經74LS48譯碼后輸出到七段共陰數碼管上,數碼管顯示對應的選手編號。而此時,74LS48的EO端輸出為高電平,主持人控制的開關出也輸出高電平,二者經過異或門后輸出低電平,輸出到鎖存器74LS373的LE端,74LS373的鎖存端實現鎖存功能,其他選手若再按動對應按鈕也無對應輸出,,即實現了搶答功能;74LS148的E0段輸出高電平輸出到集成單穩態觸發器74LS121的輸入端,使其產生單個周期為0.5S的脈沖,驅動報警電路發出聲響,即實現了蜂鳴報警器發聲提示的功能;74LS148的 端輸出電平由高變低,與秒脈沖發生器產生的秒脈沖相與后輸出為0,使得計數器74LS192的CPD端無脈沖輸入,計數器停止工作,保持原來顯示不變,即實現了暫停減計數使其記錄搶答時間的功能;若沒有選手按動按鈕,則74LS373輸出全為高電平,74LS148也輸出高電平,E0端輸出低電平至74LS48的滅燈輸入RI/RBO端,使得信號經74LS48到顯示器上時無顯示。
若到定時部分計數器倒計時到00還無選手按動按鈕的話,十位74LS192的借位輸出端輸出低電平,將此輸出低電平輸入到單穩態觸發器74LS121的B端口,使其產生周期為0.5s的脈沖使蜂鳴報警器發聲提示,即實現無人搶答時搶答時間結束的提示功能。
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