数字电子线路三人抢答计时器.docx

数字电子线路三人抢答计时器.docx

《数字电子线路三人抢答计时器.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《数字电子线路三人抢答计时器.docx（6页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。

数字电子线路三人抢答计时器

学院：

万方科技学院

专业：

班级：

姓名：

学号：

一、摘要………………………………………………1

二、关键字……………………………………………1

三、设计要求和任务…………………………………1

四、电路组成和系统方框图…………………………1

五、各部分电路的设计和实现………………………2

六、安装与调试………………………………………6

七、实验所用器材……………………………………9

八、设计心得和体会…………………………………9

九、参考文献…………………………………………9

三人抢答计时器

一、摘要

智力竞赛抢答计时器是一名公正的裁判员，它的任务是从若干名参赛者中确定出最先的抢答者，并要求参赛者在规定的时间里回答完问题。

它在娱乐、竞赛中起着重要的作用，它体现出公平性、准确性。

它替代人们的肉眼观察，主观判断。

在公正的比赛中，智力抢答记时器是不可或缺的。

二、关键字

抢答器清零装置显示声响电路

抢答控制电路计时声响电路振荡电路

三、设计要求和任务

1.设计一个三人参加的智力竞赛抢答计时器。

2.当有某一参赛者首先按下抢答开关时，相应显示并伴有声响。

此时，抢答器不再接收其他输入的信号。

3.电路具有回答问题时间控制功能。

要求回答问题的时间小于等于100秒（显示0～99，可以根据需要设置时间长度），时间显示采用倒计时方式。

当达到限定时间时，发出声响以示警告。

四、电路组成和系统方框图

根据三人抢答器的功能要求，它应有以下六个部分组成，它的系统方框图如图

（一）所示：

1、抢答器——是三人抢答计时器的核心。

当参赛者的任意一位首先按下抢答开关时，抢答器即刻接受该信号，指使相应发光二级管亮（或音响电路发出声音），与此同时，封锁住其他参赛者的输入信号。

2、抢答控制电路——由三个开关组成。

三名参赛者各控制一个，拨动开关使相应控制端的信号为高电平或低电平。

3、清零装置——供比赛开始前裁判员使用。

它能保证比赛前触发器统一清零，避免电路的误动作和抢答过程的不公平。

4、显示声响电路——比赛开始，当某一参赛者按下抢答器开关时，触发器接受该信号，在封锁其他开关信号的同时，使该路的发光二极管发出亮光和蜂鸣器发出声响，以引起人们的注意。

5、计时显示声响电路——是对抢答者回答问题时间进行控制的电路。

若规定回答问题时间小于等于100秒（显示为０—99），那么显示装置应该是一个二位数字显示的计数系统。

6、振荡电路——它应该提供给抢答器，计时系统和声响电路工作的控制脉冲。

图

（一）

五、各部分电路的设计和实现

三人竞赛抢答计时器系统的原理图如图

（二）所示：

图

（二）

1、抢答控制电路

该系统由开关A,B,C组成，分别由三名参赛者控制。

常态时开关接地，比赛时，按下开关，使该端为高电平。

为实验方便，抢答开关也可以利用实验箱上电平输出开关。

拨动逻辑开关，相当于输出逻辑高低电平。

2、抢答器

由图

（二）看出，抢答器是由三个D型触发器和与非门G1组成。

它的工作原理是这样的：

如果参赛者A首先按下开关，使该端的输入信号为高电平，触发器FA的输入端D接收该信号使输出Q为高电平，相应的

为低电平，这个低电平信号同时送到与非门G1的输入端，与非门G1被封锁，使触发器的控制脉冲CP信号由于与非门G1封锁而被拒之门外，触发器FB和FC因为不具备CP脉冲信号而不接收开关B和C控制端送入的信号（其他两种情况类同）。

因为该电路只接收第一个输入信号，即使此时其他参赛者也按下开关，但由于与非门已被封锁，信号是输入不进去的。

3、清零装置

为了保证电路正常工作，比赛开始前，裁判员都要将各触发器的状态统一清零。

本系统利用D触发器的异步复位端来实现清零功能。

由图

（二）可以看出，该触发器的异步复位端为

低电平有效。

因此，将各触发器的异步复位端统一用一个开关J控制，正常比赛时，使

，

均处于高电平，用

＝０实现复位功能。

4、计时显示声响电路

计时电路采用倒计时方法，最大显示为99秒。

当裁判员给出“请回答”指令后，开始倒计时，当计时到“00”时可驱动声响电路发出声响。

倒计时器先用可预置数二－十进制同步可逆计数器（双时钟型）CC40192。

CC40192的功能表和外部引线排列分别如表

（一）和图（三）所示：

表

（一）

图（三）

图4是用两片CC40192组成的一百进制减法计数器电路。

由功能表可以看出，要使电路实现倒计时（减法）功能，应使CR=0，

=1，CP＋=1，CP－=CP。

可用CR端接电平开关来控制计时器的工作与否。

声响显示电路需要在两种情况下做出反应：

一种是当有参赛者按下抢答开关时，相应电路中的发光二极管亮，同时推动输出级的蜂鸣器发出声响；第二种情况是当裁判员给出“请回答”指令后，计时开始倒计时，若回答问题时间到达限定的时间，蜂鸣器发出声响。

　　显示电路由发光二极管与电阻串联而成，发光二极管正极接电源端，负极接D触发器的

端。

当某参赛者按下开关，该触发器接收该使其输出Q端的状态为高电平，相应的

端为低电平，就有电流流过发光二极管使它发亮。

计时系统的驱动显示电路选用BCD－7段锁存译码/驱动器CC4511和七段数码管组成，其工作原理可参照“数字钟”的有关内容。

声响电路由两分组成：

一是由门电路组成的控制电路，二是三级管驱动电路。

门控电路主要由或门组成，它的两个输入，一个来自抢答电路各触发器输出

的与非，它说明只要有一

为低电平，就使该与非门输出为高电平通过或门电路驱动蜂鸣器发声；另一个来自计时系统高位计数器的借位信号OB,它说明计时电路在99秒向98秒，97秒，…2　秒，1秒，0秒倒计时再向99秒转化时向高位借位给出一个负脉冲经反相器得到一个高电平。

这个高电平信号也能使蜂鸣器发声，为了保证电路的可靠工作，也可采用与非门构成的基本RS触发器驱动。