具有定時(shí)功能的八路數(shù)顯搶答器的設(shè)計(jì)

具有定時(shí)功能的八路數(shù)顯搶答器的設(shè)計(jì),具有,擁有,具備,定時(shí),功能,路數(shù),搶答,設(shè)計(jì) 數(shù)字式搶答器的設(shè)計(jì) 一、設(shè)計(jì)任務(wù)與要求 1．設(shè)計(jì)一個(gè)智力競(jìng)賽搶答器，可同時(shí)供8名選手或8個(gè)代表隊(duì)參加比賽，他們的編號(hào)分別是1、2、3、4、5、6、7、8，各用一個(gè)搶答按鈕，按鈕的編號(hào)與選手的編號(hào)相對(duì)應(yīng)，分別是K1、K2、K3、K4、K5、K6、K7、K8。 2．給節(jié)目主持人設(shè)置一個(gè)控制開(kāi)關(guān)，用來(lái)控制系統(tǒng)的清零(編號(hào)顯示數(shù)碼管滅燈)和搶答的開(kāi)始。 3．搶答器具有數(shù)據(jù)鎖存和顯示的功能。搶答開(kāi)始后，若有選手按動(dòng)搶答按鈕，編號(hào)立即鎖存，并在LED數(shù)碼管上顯示出選手的編號(hào)，同時(shí)揚(yáng)聲器給出音響提示。此外，要封鎖輸入電路，禁止其它選手搶答。優(yōu)先搶答選手的編號(hào)一直保持到主持人將系統(tǒng)清零為止。 4．搶答器具有定時(shí)搶答的功能，且一次搶答的時(shí)間可以由主持人設(shè)定(30秒)。當(dāng)節(jié)目主持人啟動(dòng)“開(kāi)始”鍵后，要求定時(shí)器立即進(jìn)行倒計(jì)時(shí)，并用顯示器進(jìn)行顯示，同時(shí)揚(yáng)聲器發(fā)出短暫的聲響，聲響持續(xù)時(shí)間0.5秒左右。 5．參賽選手在設(shè)定的時(shí)間內(nèi)進(jìn)行搶答，搶答有效，定時(shí)器停止工作，顯示器上顯示選手的編號(hào)和搶答時(shí)刻的時(shí)間，并保持到主持人將系統(tǒng)清零為止。 6．如果定時(shí)搶答的時(shí)間已到，卻沒(méi)有選手搶答時(shí)，本次搶答無(wú)效，系統(tǒng)進(jìn)行短暫的報(bào)警，并封鎖輸入電路，禁止選手超時(shí)后搶答，定時(shí)顯示器上顯示00。 二、設(shè)計(jì)參考 數(shù)字搶答器的總體框圖如圖8.34.1所示，它由主體電路和擴(kuò)展電路兩部分組成。主體電路完成基本的搶答功能，即開(kāi)始搶答后，當(dāng)選手按動(dòng)搶答鍵時(shí)，能顯示選手的編號(hào)，同時(shí)能封鎖輸入電路，禁止其它選手搶答。擴(kuò)展電路完成定時(shí)搶答的功能。 三、設(shè)計(jì)報(bào)告要求 1.畫(huà)出數(shù)字搶答器的總體框圖及完整的邏輯電路圖，并說(shuō)明其設(shè)計(jì)原理及工作過(guò)程。 2.說(shuō)明實(shí)驗(yàn)中產(chǎn)生的故障現(xiàn)象及解決方法。 3.心得、體會(huì)和建議。 四、總體框圖 顯示電路 搶答按鈕 優(yōu)先編碼電路 鎖存電路 譯碼電路 主持人開(kāi)關(guān) 控制電路 報(bào)警電路 秒脈沖電路 定時(shí)電路 譯碼電路 顯示電路 五、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 １、各芯片的工作原理及電路圖。 (1) 74LS373鎖存器 74LS373與單刀雙擲開(kāi)關(guān)相連作為8位選手的搶答鎖存開(kāi)關(guān)，它的4腳、7腳、8腳、13腳、14腳、17腳、18腳、3腳分別連接單刀雙擲開(kāi)關(guān)J1---J8。單刀雙擲開(kāi)關(guān)的雙擲的兩個(gè)端腳分別接5V和0V高低電平。 1腳OE為 三態(tài)允許控制端（低電平有效）。當(dāng)三態(tài)允許控制端OE 為低電平時(shí)，1Q~8Q為正常邏輯狀態(tài)，可用來(lái)驅(qū)動(dòng)負(fù)載或總線。當(dāng)OE 為高電平時(shí)，1Q~8Q 呈高阻態(tài)，即不驅(qū)動(dòng)總線，也不為總線的負(fù)載，但鎖存器內(nèi)部的邏輯操作不受影響。本實(shí)驗(yàn)中1腳接地為低電平。 11腳作為鎖存允許端與74LS76的15腳相連，74LS76的15腳輸出電平的高低變化控制74LS373的導(dǎo)通與鎖存。具體控制過(guò)程為11腳為高電平時(shí)，整個(gè)芯片呈“透明”狀態(tài)，即輸出端的電位隨輸入端的變化而變化；當(dāng)11腳為低電平時(shí)，輸出的信號(hào)被鎖存， 不再受輸入端的影響。 20腳接高電平5V，1腳和10腳接地。2腳、5腳、6腳、9腳、12腳、15腳、16腳、19腳分別與74LS148的4腳、3腳、2腳、1腳、13腳、12腳、11腳、10腳相連。 其芯片的連接圖如下： 搶答開(kāi)關(guān) 接74LS76的15腳 接74LS148 圖1 74LS373電路連接圖 (2) 74LS148優(yōu)先譯碼器 74LS148優(yōu)先編碼器，作用是將74LS373輸出的電信號(hào)編碼。 其4腳、3腳、2腳、1腳、13腳、12腳、11腳、10腳與74LS 373的輸出端2腳、5腳、6腳、9腳、12腳、15腳、16腳、19腳分別相連。 6腳、7腳、9腳分別與CD4511的2腳、1腳、7腳相連。 14腳連接74LS76的1腳和6腳，15腳接CD4511的4腳。作用為74LS148不譯碼時(shí)，14腳為高電平；譯碼時(shí)，14腳為低電平。通過(guò)兩種狀態(tài)電平變化產(chǎn)生的高低脈沖來(lái)控制74LS76。當(dāng)74LS148輸入端全為高電平，15腳為低電平，譯碼時(shí)為高電平，從而控制CD4511。 5腳、8腳接地，16腳接高電平。 74LS148的真值表和連接電路圖如下： 輸 入 輸 出 Is I0 I1 I2 I3 I4 I5 I6 I7 A2 A1 A0 E S 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 × × × × × × × × 1 1 1 1 1 1 1 1 × × × × × × × 0 × × × × × × 0 1 × × × × × 0 1 1 × × × × 0 1 1 1 × × × 0 1 1 1 1 × × 0 1 1 1 1 1 × 0 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1 0 0 1 0 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 0 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 74LS148真值表 接CD4511 接74LS373 接74LS76 圖2 74LS148電路連接圖 (3) CD4511數(shù)碼顯示器驅(qū)動(dòng)器 CD4511是BCD碼鎖存/7段譯碼/驅(qū)動(dòng)器，利用該器件的7段碼a、b、c、d、e、f、g可直接驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管LED（共陰極）。電路的A、B、C、D為二—十進(jìn)制BCD碼（4位）輸入端，a、b、c、d、e、f、g為7段譯碼輸出端。余下的引腳LT、BI，和LE為控制端，其中3腳為燈測(cè)試端LT，功能是LT=1時(shí)，不影響數(shù)碼管LED顯示；LT=0時(shí)，筆段a~g全發(fā)光，顯示8，以檢測(cè)數(shù)碼管的好壞，同時(shí)A、B、C和D輸入無(wú)效。4腳為消隱控制端BI，功能是BI=1時(shí)，不影響數(shù)碼管LED工作，BI=0時(shí)，其筆段碼全關(guān)斷（呈高阻態(tài)），數(shù)碼管不顯示。5腳LE為啟動(dòng)控制端，功能是LE=0時(shí)，允許向A、B、C、D端送數(shù)，LE=1時(shí)，筆段碼鎖存。 根據(jù)其功能，3腳接5V高電平。因?yàn)槠漭斎攵藶槎?--十進(jìn)制BCD碼4位輸入，而74LS148為8線3線編碼器，即輸出端為3位，因此7腳、1腳、2腳分別接74LS148的9腳、7腳和6腳。CD4511的6腳與74LS373的2腳經(jīng)過(guò)與非門(mén)后的輸出端相連，這樣才能輸出7以上的數(shù)字。 13腳、12腳、11腳、10腳、9腳、15腳、14腳分別與7腳的共陰極數(shù)碼管的a、b、c、d、e、f、g相連。 其連接電路圖如下： 74LS148 圖3 CD4511電路連接圖 (4) 74LS76即單刀雙擲開(kāi)關(guān)組成復(fù)位開(kāi)關(guān) 本實(shí)驗(yàn)中用到了兩個(gè)74LS76觸發(fā)器，它在電路中與一單刀雙擲開(kāi)關(guān)J9相連構(gòu)成復(fù)位開(kāi)關(guān)。 74LS76為可復(fù)位性JK觸發(fā)器， 2腳（A）或7腳（B）為置位端，當(dāng)為低電平時(shí)，輸出端15腳（A）或11腳（B）輸出高電平；3腳（A）或8腳（B）為清零端，低電平有效。1腳（A）或6腳（B）為CK,下將沿有效。 74LS76的2腳（A）和8腳（B）連接一單刀雙擲開(kāi)關(guān)，開(kāi)關(guān)的兩個(gè)擲端分別接高低電平。開(kāi)始前，開(kāi)關(guān)打到高電平。1腳和6腳與74LS148的14腳相連。15腳連接74LS373的11腳鎖存允許端。11腳連接紅色信號(hào)燈。4腳為低電平，16腳為高電平。12腳連接單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的3腳輸出端。9腳與74LS00與非門(mén)輸出端相連，其輸入端都與單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的輸出端3腳相連。 工作原理如下： ① 、對(duì)LED數(shù)碼管的復(fù)位.。 復(fù)位前，開(kāi)關(guān)J9與高電平相連。輸出端15腳輸出高電平，它連接到74LS373的11腳。因此74LS373呈“透明”狀態(tài)，即輸出端的電位與輸入端相同，全為高電平。所以74LS148的輸入端即也全為高電平，這樣使得74LS148的15腳輸出低電平。由于74LS148的15腳于CD4511的4腳BI端相連，使得BI端也為低電平，所以LED數(shù)碼顯示器不顯示。 有選手搶答后，由于74LS148開(kāi)始編碼，使其14腳電平的變化，使74LS76接收到脈沖。根據(jù)JK觸發(fā)器輸出方程Q= JQn+KQn（此時(shí)4腳為低電平，16腳為高電平），因此15腳輸出低電平。即74LS373接收到低電平而轉(zhuǎn)變?yōu)殒i存狀態(tài)，從而實(shí)現(xiàn)了對(duì)選手?jǐn)?shù)據(jù)的鎖存。 當(dāng)選手完成搶答后，LED數(shù)碼顯示器上又被鎖存的搶答選手的號(hào)碼，（被鎖存是由于74LS148的14腳電平的變化給74LS76的CP段一個(gè)脈沖，使得74LS76的輸出端15腳為低電平，選手的號(hào)碼從而被鎖存）這時(shí)使用復(fù)位開(kāi)關(guān)，即將開(kāi)關(guān)有高電平打到低電平在打回高電平。由于開(kāi)關(guān)與74LS76的2腳相連，所以其15腳輸出電平變?yōu)楦唠娖?，?4LS373的11腳接收到高電平，使74LS373再次呈現(xiàn)透明狀態(tài)，即解除了對(duì)選手號(hào)碼的鎖存，也使CD4511的BI端為低電平，LED數(shù)碼顯示器不再顯示，從而達(dá)到了對(duì)LED數(shù)碼顯示器復(fù)位的目的。 ②、對(duì)信號(hào)燈和警報(bào)器的復(fù)位。 I、在規(guī)定時(shí)間內(nèi)搶答后的復(fù)位（綠色信號(hào)燈亮，警報(bào)器報(bào)警）。 在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)搶答，定時(shí)器（多諧振蕩器）的輸出端3腳輸出高電平。同時(shí)74LS148開(kāi)始編碼，使其15腳輸出高電平。定時(shí)器的3腳和74LS148的15腳經(jīng)一與門(mén)同時(shí)與一或門(mén)和綠色信號(hào)燈連接。因此綠色信號(hào)燈亮，而該或門(mén)同時(shí)輸出高電平，連接到報(bào)警器上，使報(bào)警器報(bào)警。 選手在規(guī)定時(shí)間內(nèi)搶答完畢后，綠色信號(hào)燈亮，同時(shí)警報(bào)器報(bào)警。這時(shí)使用復(fù)位開(kāi)關(guān)，即將開(kāi)關(guān)由高電平打到低電平在打回高電平。74LS76的15腳輸出高電平，即74LS373的11腳接收到高電平，使74LS373再次呈現(xiàn)透明狀態(tài)，從而使74LS148的輸入端全為高電平，因此其15腳邊為低電平，這使得與定時(shí)器相連接的與門(mén)輸出為低電平，從而綠色信號(hào)燈熄滅；或門(mén)74LS32輸出低電平，警報(bào)器停止報(bào)警。這樣就實(shí)現(xiàn)了在規(guī)定時(shí)間內(nèi)搶答對(duì)信號(hào)燈和警報(bào)器的復(fù)位。 II、在非規(guī)定時(shí)間內(nèi)搶答后的復(fù)位（紅色信號(hào)燈亮，警報(bào)器報(bào)警）。 i、在記時(shí)開(kāi)始前搶答犯規(guī)導(dǎo)致的紅色信號(hào)燈亮。 在計(jì)時(shí)開(kāi)始前，定時(shí)器（單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器）3腳輸出低電平，所以74LS76的12腳K端為低電平，9腳J端為高電平。此時(shí)信號(hào)燈全部熄滅。 若此時(shí)有選手先摁搶答開(kāi)關(guān)，則74LS148開(kāi)始編碼，其14腳變?yōu)榈碗娖?，產(chǎn)生脈沖，15腳邊為高電平。從而74LS76的CK端接收到脈沖，這樣使得輸出端11腳輸出高電平，紅色信號(hào)燈亮起，警報(bào)器報(bào)警。 ii、在記時(shí)停止后搶答犯規(guī)導(dǎo)致的紅色信號(hào)燈亮。 在計(jì)時(shí)停止后，定時(shí)器（單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器）3腳輸出又變?yōu)榈碗娖?，若此時(shí)有選手先摁搶答開(kāi)關(guān)，則將重復(fù)上訴過(guò)程而導(dǎo)致紅色信號(hào)燈亮起，警報(bào)器報(bào)警。 這時(shí)使用復(fù)位開(kāi)關(guān)對(duì)紅色信號(hào)燈和報(bào)警器復(fù)位。使用復(fù)位開(kāi)關(guān)（將開(kāi)關(guān)由高電平打到低電平在打回高電平），因與8腳相連，這使得JK觸發(fā)器的11腳輸出低電平，紅色信號(hào)燈熄滅，警報(bào)器同時(shí)停止報(bào)警。 74LS76及單刀雙擲開(kāi)關(guān)構(gòu)成的電路圖如下： 復(fù)位開(kāi)關(guān) 連接到警報(bào)器 定 時(shí) 器 的 輸 出 端 復(fù)位開(kāi)關(guān) 綠色信號(hào)燈 紅色信號(hào)燈 74LS148的15腳 圖4 復(fù)位開(kāi)關(guān)電路圖 (5)、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器（定時(shí)開(kāi)關(guān)） 由555定時(shí)器構(gòu)成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器和單刀雙擲開(kāi)關(guān)來(lái)作為本實(shí)驗(yàn)的定時(shí)器裝置。 555定時(shí)器個(gè)對(duì)應(yīng)管腳為： GND-------1腳 TRIG------2腳 OUT-------3腳 RST--------4腳 CVOLT----5腳 THR-------6腳 DISC------7腳 VCC-------8腳 將單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器2腳輸入端連接一單刀雙擲開(kāi)關(guān)，雙擲段分別接高低電平，用來(lái)提供脈沖。 計(jì)時(shí)之前，開(kāi)關(guān)在高電平端。此時(shí)單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器輸出端3腳輸出低電平。計(jì)時(shí)開(kāi)始后（將開(kāi)關(guān)打向低電平后再打回高電平，即提供一個(gè)脈沖），觸發(fā)器輸出高電平。一段時(shí)間后，觸發(fā)器在自動(dòng)回到初始狀態(tài)，即輸出低電平，從而達(dá)到定時(shí)的效果。輸出高電平的時(shí)間可由電阻R2和C2來(lái)控制，為T(mén)=1.1RC。輸出端的黃色燈泡來(lái)顯示輸出電平。 定時(shí)器的電路連接圖如下： 黃色信號(hào)燈 單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的輸出端3腳 圖5 定時(shí)器電路圖 (6)、警報(bào)器 警報(bào)器是由多諧振蕩器和BUZZER發(fā)生器組成。 現(xiàn)將555定時(shí)器連接成多諧振蕩器。其振蕩頻率可由電阻R1、R3和電容C3調(diào)節(jié)。f=1.43/(R1+2R3)C來(lái)計(jì)算。 將BUZZER發(fā)生器連接到多諧振蕩器的輸出端，構(gòu)成頻率可調(diào)的警報(bào)器。工作時(shí)，將BUZZER發(fā)生器和多諧振蕩器的頻率調(diào)節(jié)一致之后，便可以改變BUZZER發(fā)生器的報(bào)警頻率。 多諧振蕩器的4腳VCC端和或門(mén)74LS32的輸出端連接，當(dāng)其為高電平是，警報(bào)器報(bào)警。 警報(bào)器的電路間接圖如下： 連接或門(mén)的輸出端 圖6 警報(bào)器電路圖 (7)、74LS190構(gòu)成定時(shí)器顯示裝置。 74LS190連接成置數(shù)型倒計(jì)數(shù)器。74LS190的15腳、1腳、10腳和9角為4個(gè)2進(jìn)制BCD碼輸入端。3腳、2腳、6腳和7腳為2進(jìn)制BCD碼輸出端。 4腳CTEN為使能端，低電平有效。11腳為置數(shù)端，低電平有效，即開(kāi)始接收輸入端A、B、C、D的電平信號(hào)。5腳為計(jì)數(shù)選擇段，高電平呈倒計(jì)數(shù)狀態(tài)，低電平為正計(jì)數(shù)。 電路連接時(shí)，15腳和9腳連接高電平，1腳和10腳連接低電平，使輸入端為十進(jìn)制的九。輸出端經(jīng)過(guò)或門(mén)連接到11腳，既當(dāng)?shù)褂?jì)數(shù)為0時(shí)再次置數(shù)到9。 4腳的使能端是由定時(shí)器的輸出端來(lái)控制。定時(shí)器輸出端3腳經(jīng)過(guò)一非門(mén)與74LS190的使能端4腳相連。當(dāng)定時(shí)器開(kāi)始計(jì)時(shí)后，其3腳輸出高電平，經(jīng)過(guò)非門(mén)轉(zhuǎn)變?yōu)榈碗娖剑褂?jì)數(shù)器開(kāi)始工作。當(dāng)定時(shí)器計(jì)時(shí)完畢后，3腳輸出為低電平，經(jīng)過(guò)非門(mén)后，轉(zhuǎn)變?yōu)楦唠娖?，倒?jì)數(shù)器停止工作。 通過(guò)調(diào)節(jié)倒計(jì)數(shù)器的信號(hào)脈沖輸入頻率和計(jì)時(shí)起的計(jì)時(shí)時(shí)間來(lái)協(xié)調(diào)定時(shí)器和倒計(jì)數(shù)器工作時(shí)間一致。 由于電路設(shè)計(jì)空間有限，計(jì)時(shí)器的數(shù)碼顯示器的顯示時(shí)間只能用一個(gè)DCD_HEX來(lái)表示，因此顯示時(shí)間只能從9到0。 其電路連接圖如下： 連接計(jì)時(shí)器的輸出端 圖7 定時(shí)顯示器電路連接圖 ２、整個(gè)電路的工作原理。 （1）、 電路的工作流程圖如下： 復(fù) 位 啟動(dòng)復(fù)位開(kāi)關(guān) 計(jì)時(shí)器開(kāi)關(guān) 74LS148不譯碼 CD4511的BI低電平 LED不顯示 74LS373透明 74LS148譯碼 CD4511的BI高電平 LED顯示選手 紅燈亮，報(bào)警 未啟動(dòng) 選 手 提 前 搶 答 CD4511的BI高電平 LED顯示選手 綠燈亮，報(bào)警 74LS148譯碼 啟動(dòng) 選 手 正 確 搶 答 啟動(dòng) 74LS148不譯碼 CD4511的BI低電平 LED不顯示 燈不亮，不報(bào)警 74LS148譯碼 CD4511的BI高電平 LED顯示選手 紅燈亮，報(bào)警 啟動(dòng) 選 手 超 時(shí) 搶 答 無(wú) 選 手 搶 答 圖8 整個(gè)電路的工作流程圖 （2）、電路工作過(guò)程如下： 電路在開(kāi)始工作前，須先啟動(dòng)一下復(fù)位開(kāi)關(guān)，來(lái)保證正常開(kāi)始工作。 啟動(dòng)復(fù)位開(kāi)關(guān)后，整個(gè)電路的狀態(tài)如下：74LS373的11腳接收的是高電平，因此74LS373呈“透明”狀態(tài)，即輸出端的電位與輸入端相同，全為高電平。所以74LS148的輸入端即也全為高電平，這樣使得74LS148的15腳輸出低電平。由于74LS148的15腳于CD4511的4腳BI端相連，使得BI端也為低電平，所以LED數(shù)碼顯示器不顯示。由于復(fù)位開(kāi)關(guān)與74LS76的2腳和8腳相連，因此，復(fù)位后，74LS76的11腳輸出低電平，紅色信號(hào)燈不亮，或門(mén)74LS32的一個(gè)輸入端同時(shí)為低電平。此時(shí)由于定時(shí)器并未開(kāi)始計(jì)時(shí)，其輸出端3腳為低電平。同時(shí)74LS148也未開(kāi)始譯碼，因此其15腳為低電平。所以74LS148的15腳和定時(shí)器的3腳與后仍然是低電平，綠色信號(hào)燈不亮，同時(shí)或門(mén)的另一個(gè)輸入端也為低電平，那么其輸出端便為低電平。而輸出端與警報(bào)器的4腳相連，所以警報(bào)器不報(bào)警。由于定時(shí)器的輸出端3腳輸出低電平，它還和計(jì)時(shí)顯示器的使能端通過(guò)一非門(mén)相連，這樣計(jì)時(shí)顯示器不工作。 按動(dòng)定時(shí)開(kāi)關(guān)之后，便可以允許選手搶答了。此時(shí)，整個(gè)電路的狀態(tài)如下：定時(shí)器開(kāi)始工作，即其輸出端3腳輸出高電平，但因與門(mén)的另一個(gè)輸入端74LS148的15腳仍未低電平，所以信號(hào)燈仍然不亮。而定時(shí)器的3腳通過(guò)非門(mén)與計(jì)時(shí)顯示器，計(jì)時(shí)顯示器的使能端位地電平，因此計(jì)時(shí)顯示器同時(shí)開(kāi)始工作。其他芯片狀態(tài)沒(méi)有變化，仍然同定時(shí)開(kāi)始前一致。 選手搶答： I、正確搶答。 正確搶答即選手在計(jì)時(shí)開(kāi)始后時(shí)間結(jié)束前搶答。此時(shí)，LED數(shù)碼顯示器顯示選手號(hào)碼，同時(shí)綠色信號(hào)燈亮起，警報(bào)器報(bào)警。其電路狀態(tài)如下：當(dāng)有選手按動(dòng)搶答開(kāi)關(guān)后，由于74LS373仍然呈“透明”狀態(tài)，因此74LS148的輸入端不再全為高電平，即74LS148開(kāi)始譯碼。同時(shí)其15腳由低電平變?yōu)楦唠娖?，CD4511便能根據(jù)其輸入端的點(diǎn)平信號(hào)驅(qū)動(dòng)LED數(shù)碼顯示器，使其顯示優(yōu)先搶答的選手的號(hào)碼。 由于74LS148開(kāi)始編碼，根據(jù)JK觸發(fā)器輸出方程Q= JQn+KQn（此時(shí)4腳為低電平，16腳為高電平），因此15腳輸出低電平。即74LS373接收到低電平而轉(zhuǎn)變?yōu)殒i存狀態(tài)，從而實(shí)現(xiàn)了對(duì)選手?jǐn)?shù)據(jù)的鎖存。 在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)搶答，定時(shí)器（多諧振蕩器）的輸出端3腳輸出高電平。同時(shí)74LS148開(kāi)始編碼，使其15腳輸出高電平。定時(shí)器的3腳和74LS148的15腳經(jīng)一與門(mén)同時(shí)與一或門(mén)和綠色信號(hào)燈連接。因此綠色信號(hào)燈亮，而該或門(mén)同時(shí)輸出高電平，連接到報(bào)警器上，使報(bào)警器報(bào)警。 II、違規(guī)搶答。 i、提前搶答； 定時(shí)器開(kāi)始之前搶答，LED數(shù)碼顯示器顯示違規(guī)搶答的選手的號(hào)碼，紅色信號(hào)燈亮，警報(bào)器報(bào)警。 其電路狀態(tài)如下:：在計(jì)時(shí)開(kāi)始前，定時(shí)器（單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器）3腳輸出低電平，所以74LS76的12腳K端為低電平，9腳J端為高電平。此時(shí)信號(hào)燈全部熄滅。 若此時(shí)有選手先摁搶答開(kāi)關(guān)，則74LS148開(kāi)始編碼，其14腳變?yōu)榈碗娖?，產(chǎn)生脈沖，15腳邊為高電平。從而74LS76的CK端接收到脈沖，這樣使得輸出端11腳輸出高電平，紅色信號(hào)燈亮起，警報(bào)器報(bào)警。 同時(shí)74LS373仍然呈“透明”狀態(tài)，因此74LS148的輸入端不再全為高電平，即74LS148開(kāi)始譯碼。同時(shí)其15腳由低電平變?yōu)楦唠娖?，CD4511便能根據(jù)其輸入端的點(diǎn)平信號(hào)驅(qū)動(dòng)LED數(shù)碼顯示器，使其顯示提前搶答的選手的號(hào)碼。 由于74LS148開(kāi)始編碼，根據(jù)JK觸發(fā)器輸出方程Q= JQn+KQn（此時(shí)4腳為低電平，16腳為高電平），因此15腳輸出低電平。即74LS373接收到低電平而轉(zhuǎn)變?yōu)殒i存狀態(tài)，從而實(shí)現(xiàn)了對(duì)選手?jǐn)?shù)據(jù)的鎖存。 ii、超時(shí)搶答； 超時(shí)搶答是在定時(shí)器計(jì)時(shí)結(jié)束后搶答的。此時(shí)，LED顯示違規(guī)搶答的選手的號(hào)碼，紅色信號(hào)燈亮，警報(bào)器報(bào)警。 其電路狀態(tài)如下：在計(jì)時(shí)結(jié)束后，定時(shí)器（單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器）3腳輸出低電平，所以74LS76的12腳K端為低電平，9腳J端為高電平。此時(shí)沒(méi)有信號(hào)燈亮起。 若此時(shí)再有選手先摁搶答開(kāi)關(guān)，則74LS148開(kāi)始編碼，其14腳變?yōu)榈碗娖?，產(chǎn)生脈沖，15腳邊為高電平。從而74LS76的CK端接收到脈沖，這樣使得輸出端11腳輸出高電平，紅色信號(hào)燈亮起，警報(bào)器報(bào)警。 同時(shí)74LS373仍然呈“透明”狀態(tài)，因此74LS148的輸入端不再全為高電平，即74LS148開(kāi)始譯碼。同時(shí)其15腳由低電平變?yōu)楦唠娖?，CD4511便能根據(jù)其輸入端的點(diǎn)平信號(hào)驅(qū)動(dòng)LED數(shù)碼顯示器，使其顯示提前搶答的選手的號(hào)碼。 由于74LS148開(kāi)始編碼，根據(jù)JK觸發(fā)器輸出方程Q= JQn+KQn（此時(shí)4腳為低電平，16腳為高電平），因此15腳輸出低電平。即74LS373接收到低電平而轉(zhuǎn)變?yōu)殒i存狀態(tài)，從而實(shí)現(xiàn)了對(duì)選手?jǐn)?shù)據(jù)的鎖存 六、實(shí)驗(yàn)總結(jié) 1、總的來(lái)講，本實(shí)驗(yàn)是一個(gè)相對(duì)龐大、復(fù)雜的設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)所用到的芯片種類(lèi)數(shù)目都比較多，功能也比較復(fù)雜。 2、在連接實(shí)物電路的時(shí)候，需要一部分一部分的連接，然后驗(yàn)證其功能是否符合實(shí)驗(yàn)邏輯，然后再進(jìn)行其他部分的連接。這樣做能保證思路清晰，不至于在有問(wèn)題時(shí)“大海撈針”。 3、在連接仿真電路時(shí)，難免出現(xiàn)于邏輯電路不符的情況，因此可以單獨(dú)將此芯片所涉及的電路提出來(lái)單獨(dú)處理。 4、在計(jì)算機(jī)Multisum上作仿真連接時(shí)，與連接實(shí)物電路也有著很大的差別，一些點(diǎn)位，電阻都需要再次考慮。在實(shí)物連接時(shí)，可根據(jù)定時(shí)器的電阻，電容，多諧振蕩器的頻率來(lái)調(diào)節(jié)。 5、本實(shí)驗(yàn)仿真電路連接時(shí)，由于設(shè)計(jì)空間有限，需要合理安排各芯片的位置，從而使電路結(jié)構(gòu)更加清楚。 6、該實(shí)驗(yàn)所用芯片比較多，功能復(fù)雜。連接仿真電路時(shí)，用時(shí)較長(zhǎng)。因此頭腦要時(shí)刻保持清醒不亂，可以分組分批地處理。最好不要一次性結(jié)束。 7、通過(guò)本次實(shí)驗(yàn)，使我對(duì)一些芯片的認(rèn)識(shí)更加透徹、全面。更熟練掌握了連接電路的方法。對(duì)Multisum也有了進(jìn)一步的認(rèn)識(shí)。應(yīng)該講，收獲很多。 18