数字抢答器

文章摘要： 设计任务与要求 1．抢答器同时供12名选手比赛，分别用12个按钮S1 S2 S3 S4 S5 S6 S7 S8 S9 S10 S11S12表示。 2．设置一个系统清除和抢答控制开关S，该开关由主持人控制。 3．抢答器具有锁存与显示功能。即选手按动按钮，锁存相应的编号，并在LED数码管上显示，同时扬声器发出报警声响提示。选手抢答实行优先锁存，优先抢答选手的编号一直保持到主持人将系统清除为止。 4．抢答器具有定时抢答功能，且一次抢答的时间由主持人设定(如9秒)。当主持人启动“开始”键后。定时器进行减计时，同时扬声器发出短暂的声响，声响持续的时间0 5秒左右。

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    设计任务与要求
   
    1．抢答器同时供12名选手比赛，分别用12个按钮S1 S2 S3 S4 S5 S6 S7 S8 S9 S10 S11S12表示。

    2．设置一个系统清除和抢答控制开关S，该开关由主持人控制。

    3．抢答器具有锁存与显示功能。即选手按动按钮，锁存相应的编号，并在LED数码管上显示，同时扬声器发出报警声响提示。选手抢答实行优先锁存，优先抢答选手的编号一直保持到主持人将系统清除为止。

    4．抢答器具有定时抢答功能，且一次抢答的时间由主持人设定(如9秒)。当主持人启动“开始”键后。定时器进行减计时，同时扬声器发出短暂的声响，声响持续的时间0 5秒左右。

    5．参赛选手在设定的时间内进行抢答，抢答有效，定时器停止工作，显示器上显示选手的编号和抢答的时间，并保持到主持人将系统清除为止。

    6. 如果定时时间已到，无人抢答，本次抢答无效，系统报警并禁止抢答，定时显示器上显示0。
   
    设计原理
   
     接通电源后，主持人将开关拨到“清除”状态，抢答器处于禁止状态，编号显示器灭灯，定时器显示设定时间；主持人将开关置“开始”状态，宣布“开始”抢答器工作。定时器倒计时，扬声器给出声响提示。选手在定时时间内抢答时，抢答器完成：优先判断、编号锁存、编号显示、扬声器提示。当一轮抢答之后，定时器停止、禁止二次抢答、定时器显示剩余时间。如果再次抢答必须由主持人再次操作“清除”和“开始”状态开关。
    
     单元电路设计
    
     1．抢答电路

   （1)抢答电路的功能

    该电路完成两个功能：

    一是分辨出选手按键的先后，并锁存优先抢答者的编号，同时译码显示电路显示编号。

    二是当有选手按键，其他选手按键操作无效。

    工作过程：开关S置于“清除”端时，74LS279(四个基本RS触发器)四个输出端置零，通过控制电路使74LS148的ST=0，使74LS148(8线一3线优先编码器)处于工作状态。74LS48灭灯控制使数码管处于灭灯状态。当开关S置于“开始”时，抢答器处于等待工作状态，当有选手将键按下时，74LS148的输出经RS锁存后，使74LS48处于工作状态，数码管显示选手号码。同时控制端CTR使74LS148的ST=1．处于禁止状态，封锁其他选手按键的输入。确保不会出二次按键时输入信号，保证了抢答者的优先性。如有再次抢答需由主持人将S开关重新置“清除”然后再进行下一轮抢答。

    (2)抢答器设计要点

    设定优先级别高低依次为S12-S1，所以两片74148连接时，左片为S12，S11，S10，S9无信号时，右片为S9以下信号；如果74LS148的输出经RS锁存后直接驱动74LS48数码管显示时，右片显示数字是o-7，左片显示数字是o-3，为使两个数码管显示1—12，经锁存后的二进制码必须经过译码；当1—9位选手中有抢答，左片74LS48应使数码管处于灭灯状态。右片74LS48应使数码管处于正常显示状态。当10_12位选手中有抢答，两片74LS48应使两个数码管均处于正常显示状态；任一片74LS148有选手抢答后，RS锁存器引出控制信号，使两片74LS148处于禁止状态，封锁其他选手按键的输入。

    (3)抢答器电路组成如后页图左侧

     2. 定时电路

    (1)定时电路的功能

    由节目主持人预置时间；计数器的时钟脉冲由秒脉冲电路提供；当设定的抢答时间到，无人抢答时。应输出封锁脉冲禁止其他电路工作。

    (2)定时电路设计要点

    ①由节目主持人设定一次抢答的时间为9秒，预置时间电路对计数器进行时间预置，可预置时间的电路选用十进制同步加减计数器741一S192进行设计，74LS192的数据输入端D3D2D1DO=1001。

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