具有定時功能的八路數(shù)顯搶答器的設(shè)計

具有定時功能的八路數(shù)顯搶答器的設(shè)計,具有,擁有,具備,定時,功能,路數(shù),搶答,設(shè)計 八路掃描式搶答器 無線遙控搶答器，它由8個發(fā)射器和1個接收器組成，可用于8組或8組以下的智力競賽中。比賽前，將參賽組從0至7編號，每組發(fā)給對應(yīng)的一個發(fā)射器。將接收器放于各組中央或前方。主持人按一下啟動鍵后，搶答開始。此后，哪一組最先按下發(fā)射器上的搶答鍵，接收器就立即顯示該組的組號并鎖定，同時發(fā)出3次清脆的“叮咚”聲。以后，按下任何一路搶答鍵均不起反映。只有主持人再次按動啟動鍵后，才能進行下一次搶答。 電路工作原理： (1)發(fā)射器電路 電路如圖143-1所示。由時基555電路組成無穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器，其振蕩的頻率由 f=1.443/〔(R1+2R2)·C〕 決定。按下?lián)尨疰ISB，振蕩器通電起振，兩個發(fā)射管發(fā)出高頻紅外線信號。采用兩個紅外發(fā)射管是為了增大發(fā)射功率及發(fā)射光作用面積。本搶答器共需要8個獨立的發(fā)射器，發(fā)射頻率分別為10KHz、20KHz……80KHz，③腳輸出低電平時間與總時間比皆約為1∶15。各發(fā)射器的R1和R2取值不同。其發(fā)光二極管選用SE303A。 (2)接收器電路 電路如圖143-2所示。它由無選頻前置放大器、8路鎖相環(huán)音頻譯碼器、掃描檢測及顯示器和“叮咚”發(fā)聲器等組成。 圖143-1 IC1(741)與VT1(9013)等組成無選頻前置放大器。當紅外接收管收到某一發(fā)射器發(fā)出的高頻紅外線信號后，將其轉(zhuǎn)換成微弱的電壓信號，送入IC1放大，然后經(jīng)VT1組成的射極跟隨器緩沖后，分8路輸出，分別送至后級的8路鎖相環(huán)音頻譯碼器的輸入端。采用4個紅外接收管的目的是為了使接收器能接收到從各個方向發(fā)射來的紅外線。 LM567為鎖相環(huán)音頻譯碼器。它的⑧、⑥腳上外接的電阻R6、RP和電容器C4決定了集成塊內(nèi)部壓控振蕩器的中心頻率，其中心頻率可由下式確定： f=1/〔(R6+Rp)·C4〕 當R6和C4取值一定時，改變RP就可改變f0。本接收器需要8路LM567組成的音頻譯碼器，其中心頻率f0分別為10KHz、20KHz……80KHz。與各發(fā)射器的發(fā)射頻率正好一一對應(yīng)。各路音頻譯碼器電路僅RP的取值不同。當VT1送出的信號頻率與某一路LM567的中心頻率一致時，該LM567的⑧腳仍保持高電平。 IC3～IC7及LED共陰顯示屏等組成掃描檢測及顯示器。IC4為555組成的RS觸發(fā)器。當其②腳電壓低于1/3Vcc時，③腳輸出高電平；當其⑥腳電壓高于2/3Vcc時，③腳輸出低電平。IC3為8選1雙向模擬開關(guān)，根據(jù)地址線C、B、A上的數(shù)據(jù)不同，其公共端③腳可分別與13、14……④腳接通。當C、B、A上的地址碼為000(十進制數(shù)0)時，③腳與13腳接通；當?shù)刂反a為001(十進數(shù)1)時，③腳與14腳接通……；當?shù)刂反a為111(十進數(shù)7)時，③腳與④腳接通。這樣，只要循環(huán)順序地改變地址碼，就能實現(xiàn)對各路LM567輸出端的掃描。IC3的⑥腳為禁止端，當其為高電平時，各路模擬開關(guān)均不接通，③腳與13、14……④腳間呈高阻態(tài)。IC6由555構(gòu)成無穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器，為IC5提供計數(shù)脈沖，IC5為可預(yù)置數(shù)的四位二進制加/減計數(shù)器，本電路將其置為無預(yù)置加計數(shù)器狀態(tài)。當其⑤腳為高電平時，禁止計數(shù)。只有當⑤腳變低時，才開始計數(shù)。每計下16個脈沖，計數(shù)器循環(huán)一次。這里只取用Q1、Q2、Q3作IC3的地址碼，所以每計下8個脈沖就能使IC3完成一次掃描。IC7為BCD-鎖存/7段譯碼器，當其④腳為低電平時，為消隱狀態(tài)，當④腳為高電平時，即將二進制地址碼譯成十進制數(shù)，在LED屏上顯示出來。 IC8、IC2等構(gòu)成“叮咚”聲電路。 (3)整個電路工作過程。 平時，接收器IC4的③腳為高電平，使IC3的各路模擬開關(guān)均斷開，IC5停止計數(shù)，這時按下任意一搶答鍵均無效。當主持人按動SB鍵宣布搶答開始后，IC4的③腳變?yōu)榈碗娖?，IC5開始計數(shù)，IC3的禁止端也變?yōu)榈碗娖剑瑨呙桦娐烽_始工作，IC7處于消隱狀態(tài)，不顯示掃描記數(shù)過程。當無搶答鍵按下時，各路LM567輸出皆為高電平，無法使IC構(gòu)成的RS觸發(fā)器復(fù)位。當某一搶答鍵被最先按下后，不妨設(shè)2號搶答鍵被最先按下，則中心頻率為30KHz的LM567輸出低電平，于是當掃描至IC3的15腳(地址碼為010)時，IC4翻轉(zhuǎn)輸出高電平。這一高電平，一方面使IC3的各路模擬開關(guān)均斷開，這時按下任意一搶答鍵皆無效；另一方面，使IC5停止計數(shù)，使地址碼保持為010，同時顯示屏打開，顯示十進制數(shù)。另外，在IC4的③腳由低變高瞬間，C8被充電，R10上產(chǎn)生一正脈沖，觸發(fā)“叮咚”電路發(fā)聲。 圖143-2 由于IC6的振頻約為8KHz，故完成一次掃描需要1ms左右的時間，所以本電路能鑒別出千分之一秒的先后差別，足以滿足智力搶答賽要求。 制作與調(diào)試： 元件選擇可參考圖143-2。發(fā)射器可用干電池作電源，需要打孔把兩個發(fā)射管露出機殼。接收器可采用交流電源，應(yīng)使4個接收管能接收各個方向射來的紅外線信號。 調(diào)試比較簡單，只需對各通道分別調(diào)試即可。方法是：對于某一發(fā)射器，先用示波器檢查其振頻是否與設(shè)計頻率一致，若相差太多，可改動圖143-1中的R1或R2的阻值。然后調(diào)接收器上的對應(yīng)的電阻RP，使發(fā)射器控制的距離最遠，一般可達10m左右。若要再提高控制距離，可提高發(fā)射功率，采用中功率紅外發(fā)射管。