1、 畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)學(xué)生姓名： 學(xué) 號(hào)： 專 業(yè)：設(shè)計(jì)（論文）題目：基于Multism/protel的數(shù)顯搶答 器的設(shè)計(jì) 輔導(dǎo)老師： 2006年 月 日基于Multism/protel的數(shù)顯搶答器的設(shè)計(jì)摘  要 數(shù)字搶答器由主體電路與擴(kuò)展電路組成。優(yōu)先編碼電路、鎖存器、譯碼電路將參賽隊(duì)的輸入信號(hào)在顯示器上輸出；用控制電路和主持人開關(guān)啟動(dòng)報(bào)警電路，以上兩部分組成主體電路。通過定時(shí)電路和譯碼電路將秒脈沖產(chǎn)生的信號(hào)在顯示器上輸出實(shí)現(xiàn)計(jì)時(shí)功能，構(gòu)成擴(kuò)展電路。經(jīng)過布線、焊接、調(diào)試等工作后數(shù)字搶答器成形。關(guān)鍵字： 搶答電路 定時(shí)電路 報(bào)警電路 時(shí)序控制 SummaryThe figure

2、 vies for the answering device by the subject circuit and expands the circuit to make up . Have priority in code circuit , latch , decipher circuit and export the input signal of the entrant team on the display; Starting the warning circuit with the control circuit and host's switch, two the abo

3、ve-mentioned parts make up the subject circuit. Through timing circuit and decipher second signal function while outputs and realizes counting on the displaying that pulse produce circuit, form and expand the circuit. Through connect up , weld , debug figure vie for answering device take shape after

4、 the work.Key word： Vie for answering the circuit ， Timing circuit  ，Warning circuit ，   Time sequence controlling 第一章 緒論隨著我國經(jīng)濟(jì)和文化事業(yè)的發(fā)展，在很多競(jìng)爭(zhēng)場(chǎng)合要求有快速公正的競(jìng)爭(zhēng)裁決，例如證券、股票交易及各種智力競(jìng)賽等。在現(xiàn)代社會(huì)生活中，智力競(jìng)賽更是作為一種生動(dòng)活潑的教育形式和方法能夠引起觀眾極大的興趣。而在競(jìng)賽中往往分為幾組參加，這時(shí)針對(duì)主持人提出的問題，各組一般要進(jìn)行必答和搶答，對(duì)必答一般有時(shí)間

5、限制，到時(shí)有聲響提示；對(duì)于搶答，要判定哪組先按鍵，為了公正，這就要有一種邏輯電路搶答器作為裁判員。一般搶答器由很多門電路組成，線路復(fù)雜，可靠性低，特別是搶答路數(shù)增多時(shí)，實(shí)現(xiàn)起來更加困難。本文介紹了一種利用數(shù)字電路實(shí)現(xiàn)的搶答系統(tǒng)，具有很強(qiáng)的實(shí)用性。印制電路板在搶答器中也發(fā)揮著舉足輕重的作用。隨著現(xiàn)代科學(xué)日新月異地發(fā)展,現(xiàn)代電子工業(yè)也取得了長足的進(jìn)步，大規(guī)模、超大規(guī)模集成電路的使用印制電路板的走線愈加精密和復(fù)雜。在這種情況下，傳統(tǒng)的手工方式設(shè)計(jì)和制作印制電路板已顯得越來越難已適應(yīng)形勢(shì)了。電子計(jì)算機(jī)的飛速發(fā)展有效地解決了這個(gè)問題。Protel軟件的良好信譽(yù)以及Protel 99的卓越表現(xiàn)使之很快成為

6、眾多EDA用戶的首選軟件。Protel 99的特點(diǎn)：Protel 99主要有兩大部分組成：1、原理圖設(shè)計(jì)系統(tǒng)（Schematic 99）。它主要用于電路原理圖的設(shè)計(jì)，為印制電路板的設(shè)計(jì)打好基礎(chǔ)；2、印制電路板設(shè)計(jì)系統(tǒng)(PCB 99)。它主要用于印制電路板的設(shè)計(jì)，產(chǎn)生最終的PCB文件，直接聯(lián)系到印制電路板的生產(chǎn)。Protel 99的原理圖編輯器提供高速、智能的原理圖編輯手段，產(chǎn)生高質(zhì)量的原理圖輸出結(jié)果。它的組件庫提供了超過6萬種組件，最大限度地覆蓋了眾多的電子組件生產(chǎn)廠家的繁復(fù)龐雜的組件類型。組件的連線使用自動(dòng)化的畫圖工具，然后通過功能強(qiáng)大的電氣法則檢測(cè)（ERC），對(duì)所繪制的原理圖進(jìn)行快速檢查。

7、原理圖設(shè)計(jì)系統(tǒng)的特點(diǎn)：分層次組織的設(shè)計(jì)環(huán)境所謂分層次組織實(shí)際上是一種非常有效的系統(tǒng)方法。用戶可以將待設(shè)計(jì)的系統(tǒng)劃分為若干子系統(tǒng)，子系統(tǒng)再劃分為若干功能模塊，功能模塊再劃分成基本模塊，然后分層逐級(jí)實(shí)現(xiàn)。這使得系統(tǒng)的設(shè)計(jì)條理清晰、簡(jiǎn)單可靠。這種步驟被稱為自頂向下（Top down）的層次型設(shè)計(jì)方法。也可以倒過來，從最基本的模塊開始逐級(jí)向上完成設(shè)計(jì)，這被成為自底向上（Bottom up）設(shè)計(jì)方法。Protel 99對(duì)同一設(shè)計(jì)項(xiàng)目中原理圖的張數(shù)沒有限制，對(duì)設(shè)計(jì)層次的深度也沒有限制，用戶可以同時(shí)編輯多張?jiān)韴D，各原理圖（總圖與子圖，子圖與總圖）之間的切換也非常方便。1 強(qiáng)大的組件及組件庫的組織功能 Pr

8、otel 99提供了容量巨大的原理圖組件庫（超過6萬種組件），同時(shí)它的組件庫編輯器使用戶可以創(chuàng)建自己的組件庫，用戶可以自由地在各庫之間移動(dòng)、拷貝組件，以便按照自己的要求合理地組織庫的結(jié)構(gòu)。 Protel 99提供的強(qiáng)大的組件庫查詢功能相當(dāng)令人滿意，用戶可以通過組件的名稱或?qū)傩圆樵兯?，可以把查詢的范圍設(shè)定在某一目錄的所有組件庫中，或是某一特定的路徑，或是整個(gè)硬盤，甚至是用戶所在公司的整個(gè)網(wǎng)絡(luò)?？傊?，利用這項(xiàng)功能，用戶可以很快找到所需的組件。2 方便易用的連線工具 Protel 99的電氣柵格連線和自動(dòng)連接特性使原理圖的連接工作變得非常容易。當(dāng)用戶為原理圖連線時(shí)，被激活的電氣“熱點(diǎn)”將引導(dǎo)鼠標(biāo)光標(biāo)

9、至最近的有效連接點(diǎn)上，這樣用戶就可以在一個(gè)較大的范圍內(nèi)（或者說不必放大原理圖的局部）完成連線。3 強(qiáng)大的編輯功能 Protel 99的原理圖編輯器使用標(biāo)準(zhǔn)的圖形化編輯方式，這使得用戶能 夠非常直觀地控制整個(gè)編輯過程。用戶可以方便地使用諸如拖動(dòng)、剪切、拷貝、粘貼等標(biāo)準(zhǔn)的Windows操作。如果忽略掉設(shè)計(jì)本身的復(fù)雜性，在 Protel 99下的原理圖編輯工作是相當(dāng)輕松自由的。 4 設(shè)計(jì)檢驗(yàn)在開始印制電路板部線之前確認(rèn)你的原理圖設(shè)計(jì)正確無誤，這是非常重要的。Protel 99豐富的電氣法則檢測(cè)（ERC）功能可以對(duì)大型復(fù)雜的設(shè)計(jì)進(jìn)行快速的檢驗(yàn)。電氣法則檢測(cè)可以按照用戶指定的物理/邏輯特性進(jìn)行，象未連接

10、的電源、空的輸入管腳等情形都將被標(biāo)出（高亮度顯示），以引起用戶的注意。電氣法則檢測(cè)可以在單張?jiān)韴D上進(jìn)行，也可以針對(duì)整個(gè)設(shè)計(jì)項(xiàng)目。 、5 與印制電路板設(shè)計(jì)系統(tǒng)的緊密連接在Protel 99的舊版本中，網(wǎng)絡(luò)表文件是必不可少的，它描述整個(gè)電路中的各個(gè)組件以及它們之間的連接關(guān)系，是原理圖設(shè)計(jì)系統(tǒng)和印制電路板設(shè)計(jì)系統(tǒng)之間的橋梁。但是在Protel 99中，只需單擊一下Protel 99的設(shè)計(jì)同步器按鈕，就可以將原理圖中的信息傳送到印制電路板設(shè)計(jì)系統(tǒng)中去，用戶根本不必處理網(wǎng)絡(luò)表文件的輸入輸出。6 自定義原理圖模板7 高質(zhì)量的輸出印制電路板（PCB）設(shè)計(jì)系統(tǒng) Protel 99的印制電路板編輯器為用戶提供

11、了一條快捷的設(shè)計(jì)印制電路板的途徑。PCB編輯器通過它的交互性編輯環(huán)境達(dá)到了手動(dòng)設(shè)計(jì)與自動(dòng)化設(shè)計(jì)的完美融合。PCB的底層數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)最大限度地考慮了用戶對(duì)速度的要求，通過對(duì)功能強(qiáng)大的設(shè)計(jì)法則的設(shè)置，用戶可以有效地控制印制電路板的設(shè)計(jì)過程。對(duì)于特別復(fù)雜的、電腦難以自動(dòng)完成的布線工作，用戶可以選擇手動(dòng)布線?？傊?，Protel 99的印制電路板編輯器既功能強(qiáng)大又便于控制。下面就分幾方面簡(jiǎn)要地介紹一下PCB設(shè)計(jì)系統(tǒng)的特點(diǎn)。1 豐富的設(shè)計(jì)法則電子工業(yè)的飛速發(fā)展對(duì)印制電路板的設(shè)計(jì)人員提出了更高的要求?，F(xiàn)在，為了成功地設(shè)計(jì)一塊優(yōu)秀的電路板，需要仔細(xì)考慮諸如網(wǎng)絡(luò)阻抗、布線間距、走線寬度、信號(hào)反射等等因素。Prote

12、l 99的PCB編輯器提供了超過25種設(shè)計(jì)法則類別，覆蓋了象組件位置、走線寬度、走線角度、過孔直徑、網(wǎng)絡(luò)阻抗等設(shè)計(jì)過程的方方面面。這些法則可以分別作用于特定的項(xiàng)目、網(wǎng)絡(luò)、組件或者整個(gè)電路板，它們相互組合可以形成多方面控制的復(fù)合法則，使用戶方便地完成印制電路板的設(shè)計(jì)。2 易用的編輯環(huán)境 Protel 99的PCB編輯器應(yīng)用了類似于Windows應(yīng)用程序的圖形化編輯技術(shù)，它使印制電路板的編輯工作顯得自然、直觀。單擊加拖動(dòng)就可以移動(dòng)任一對(duì)象或改變它的大小，雙擊任一對(duì)象就可以編輯它的屬性。 與原理圖編輯器一樣，PCB的設(shè)計(jì)也支持整體編輯。3 輕松的交互性手動(dòng)布線 Protel 99強(qiáng)大的手動(dòng)布線功能使

13、用戶方便地在電路板上的對(duì)象間進(jìn)行連線。Protel 99的電氣柵格可以將線路引導(dǎo)至電氣“熱線”的中心。 為了簡(jiǎn)化布線過程中的重畫和刪除，Protel 99可以自動(dòng)化地、智能化地刪除冗余的電路線段，當(dāng)用戶重畫某一線路的任一部分時(shí)，Protel 99會(huì)自動(dòng)地刪掉那些不需要的線段。4 簡(jiǎn)便的封裝形式的編輯及組織 Protel 99提供了豐富的PCB封裝形式庫，而新升級(jí)的封裝庫可以直接從Protel 的互連網(wǎng)站點(diǎn)（）下載得到。通過Protel 99，用戶可以找到任何想要的封裝形式。 Protel 99也包含了用于編輯組件或組織組件庫的工具，通過它們，用戶可以創(chuàng)建、組織自定義的封裝形式庫。用戶可以同時(shí)打

14、開任意多的組件封裝形式庫，并且方便地進(jìn)行瀏覽。5 高智能的基于形狀的自動(dòng)布線功能 Protel 99在印制電路板的自動(dòng)布線技術(shù)上取得了令人矚目的成績(jī)。它的自動(dòng)布線器相當(dāng)好用，其布線結(jié)果達(dá)到了專業(yè)級(jí)的水準(zhǔn)。用戶只需要進(jìn)行簡(jiǎn)單、直觀的設(shè)置，Protel 99的自動(dòng)布線器將分析用戶的設(shè)計(jì)并且選擇最佳的布線策略6 萬無一失的設(shè)計(jì)校驗(yàn)通過Protel 99豐富的設(shè)計(jì)法則及報(bào)告功能，用戶可以隨時(shí)確認(rèn)電路 板是否和他的想法一致。設(shè)計(jì)法則檢驗(yàn)器（DRC）能夠按照用戶指定的設(shè)計(jì)法則對(duì)電路板進(jìn)行檢驗(yàn)，然后產(chǎn)生全面的檢驗(yàn)報(bào)告，指出設(shè)計(jì)中與設(shè)計(jì)法則相矛盾的地方。這些地方將在電路板上以高亮度顯示，以引起用戶的充分注意。

15、 第二章 方案論證與比較與普通搶答器相比，本作品有以下幾方面優(yōu)勢(shì)：    1、具有清零裝置和搶答控制，可由主持人操縱避免有人在主持人說“開始” 前提前搶答違反規(guī)則。    2、具有定時(shí)功能，在30秒內(nèi)無人搶答表示所有參賽選手獲參賽隊(duì)對(duì)本題棄 權(quán)。    3、30秒時(shí)仍無人搶答其報(bào)警電路工作表示搶答時(shí)間耗盡并禁止搶答。 第三章 總體設(shè)計(jì)思路（一）設(shè)計(jì)任務(wù)與要求：1.搶答器同時(shí)供8名選手或8個(gè)代表隊(duì)比賽，分別用8個(gè)按鈕S0 S7 表示。2.設(shè)置一個(gè)系統(tǒng)清除和搶答控制開關(guān)S，該開關(guān)

16、由主持人控制。3.搶答器具有鎖存與顯示功能。即選手按動(dòng)按鈕，鎖存相應(yīng)的編號(hào)，并在LED數(shù)碼管上顯示，同時(shí)揚(yáng)聲器發(fā)出報(bào)警聲響提示。選手搶答實(shí)行優(yōu)先鎖存，優(yōu)先搶答選手的編號(hào)一直保持到主持人將系統(tǒng)清除為止。4.搶答器具有定時(shí)搶答功能，且一次搶答的時(shí)間由主持人設(shè)定（如30 秒）。當(dāng)主持人啟動(dòng)"開始"鍵后，定時(shí)器進(jìn)行減計(jì)時(shí)，同時(shí)揚(yáng)聲器發(fā)出短暫的聲響，聲響持續(xù)的時(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)和搶答的時(shí)間，并保持到主持人將系統(tǒng)清除為止。6.如果定時(shí)時(shí)間已到，無人搶答，本次搶答無效，系統(tǒng)報(bào)警并禁止搶答，定時(shí)顯示器上顯示

17、00。（二）設(shè)計(jì)原理與參考電路1）數(shù)字搶答器總體方框圖如圖11所示為總體方框圖。其工作原理為：接通電源后，主持人將開關(guān)撥到"清除"狀態(tài)，搶答器處于禁止?fàn)顟B(tài)，編號(hào)顯示器滅燈，定時(shí)顯示器顯示設(shè)定時(shí)間；主持人將開關(guān)置“開始”狀態(tài)，宣布"開始"，搶答器處于工作狀態(tài)，定時(shí)器倒計(jì)時(shí)，揚(yáng)聲器給出聲響提示。當(dāng)定時(shí)時(shí)間到，卻沒有選手搶答時(shí)，系統(tǒng)報(bào)警，并封鎖輸入電路，禁止選手超時(shí)后搶答。當(dāng)選手在定時(shí)時(shí)間內(nèi)搶答時(shí)，搶答器完成要完成以下四項(xiàng)工作：1）優(yōu)先編碼電路立即分辨出搶答者的編號(hào)，并由所存器進(jìn)行所存，然后由譯碼顯示電路顯示編號(hào)；2）揚(yáng)聲器發(fā)出短暫聲響，提醒節(jié)目主持人注意；3

18、）控制電路要對(duì)輸入編碼電路進(jìn)行封鎖，避免其它選手再次進(jìn)行搶答；4）控制電路要使定時(shí)器停止工作，時(shí)間顯示器上顯示剩余的搶答時(shí)間，并保持到主持人將系統(tǒng)清零為止。當(dāng)選手將問題回答完畢，主持人操作控制開關(guān)，使系統(tǒng)回復(fù)到禁止工作狀態(tài)，以便進(jìn)行下一輪搶答。圖11 總體方框圖 第四章 多功能硬件與軟件設(shè)計(jì)及其理論分析與計(jì)算各單元部分電路設(shè)計(jì)如下：（一）搶答電路參考電路如圖所示。該電路完成兩個(gè)功能：一是分辨出選手按鍵的先后，并鎖存優(yōu)先搶答者的編號(hào)，同時(shí)譯碼顯示電路顯示編號(hào)；二是禁止其它選手按鍵操作無效。選用優(yōu)先編碼器74LS148和RS鎖存器74LS279可以完成上述功能。工作過程：開關(guān)S置于"清除

19、"端時(shí)，RS觸發(fā)器的端為低電平，個(gè)觸發(fā)器輸出（4Q1Q）全部為低電平，于是74LS48的，顯示器滅燈；74LS148的選通輸入端=0，74LS148處于工作狀態(tài)，此時(shí)鎖存電路不工作。當(dāng)開關(guān)S置于"開始"時(shí)，優(yōu)先編碼電路和鎖存電路同時(shí)處于工作狀態(tài)，即搶答器處于等待工作狀態(tài)，等待輸入端I7I0輸入信號(hào)，當(dāng)有選手將鍵按下時(shí)（如按下S5），74LS148的輸出012=010，ES=0，經(jīng)RS鎖存后，CTR=1, =1，74LS279處于工作狀態(tài)，QQQ=101,經(jīng)74LS48譯碼后，顯示器顯示出""。此外，CTR，使74LS148的端為高電平，74LS

20、148處于禁止?fàn)顟B(tài)，封鎖其它按鍵的輸入。當(dāng)按鍵松開時(shí)，74LS148的ES為高電平，但由于CTR維持高電平不變，所以74LS148仍處于禁止?fàn)顟B(tài)，確保不會(huì)出二次按鍵時(shí)輸入信號(hào)，保證了搶答者的優(yōu)先性以及搶答電路的準(zhǔn)確性。如有再次搶答需由主持人將開關(guān)重新置“清除”然后再進(jìn)行下一輪搶答。74LS148為線線優(yōu)先編碼器，表1為其菜單。圖2 搶答電路 表1 74LS148為線線優(yōu)先編碼器菜單優(yōu)先編碼器中允許幾個(gè)信號(hào)同時(shí)輸入，但是電路只對(duì)其中優(yōu)先級(jí)別最高的進(jìn)行編碼，不理睬級(jí)別低的信號(hào)，或者說級(jí)別低的信號(hào)不起作用。也就是說，在優(yōu)先編碼器中是優(yōu)先級(jí)別高的信號(hào)排斥級(jí)別低的，即具有單方面排斥的特性。集成8線-3線

21、優(yōu)先編碼器中，為選通輸入端，當(dāng)=0時(shí)允許編碼；當(dāng)=1時(shí)輸出2、1、0和ES、ES均封鎖、，編碼被禁止。YS是選通輸入端，級(jí)聯(lián)應(yīng)用時(shí)，高位片的YS端與低片位的端連接起來，可以擴(kuò)展優(yōu)先編碼功能。ES為優(yōu)先擴(kuò)展輸出端，級(jí)聯(lián)應(yīng)用時(shí)可作輸出位的擴(kuò)展端。(2)定時(shí)電路由節(jié)目主持人根據(jù)搶答題的難易程度，設(shè)定一次搶答的時(shí)間，通過預(yù)置時(shí)間電路對(duì)計(jì)數(shù)器進(jìn)行預(yù)置，計(jì)數(shù)器的時(shí)鐘脈沖由秒脈沖電路提供?？深A(yù)置時(shí)間的電路選用十進(jìn)制同步加減計(jì)數(shù)器74LS192進(jìn)行設(shè)計(jì)，具體電路如圖13所示。圖3 可指預(yù)置時(shí)間的定時(shí)電路（3）報(bào)警電路由555定時(shí)器和三極管構(gòu)成的報(bào)警電路如圖4所示。其中555構(gòu)成多諧振蕩器，振蕩頻率fo143（

22、RI2R2）C，其輸出信號(hào)經(jīng)三極管推動(dòng)揚(yáng)聲器。PR為控制信號(hào)，當(dāng)PR為高電平時(shí)，多諧振蕩器工作，反之，電路停振。 圖4 報(bào)警電路下面介紹一些555定時(shí)器和由555定時(shí)器構(gòu)成的多諧振蕩器的有關(guān)知識(shí)：555定時(shí)器是一種中規(guī)模集成電路，只要在外部配上適當(dāng)阻容組件，就可以方便地構(gòu)成脈沖產(chǎn)生和整形電路，在工業(yè)控制、定時(shí)、仿聲、電子樂器及防盜報(bào)警等方面應(yīng)用很廣。（a）555定時(shí)器的電路組成555集成定時(shí)器的電路結(jié)構(gòu)圖，它由五部分組成：圖5 （1） 基本RS觸發(fā)器由兩個(gè)與非門組成，是專門設(shè)置的可從外部進(jìn)行置0的復(fù)位端，當(dāng)R=0時(shí)，使Q=0、=1。（2） 比較器C1、C2 是兩個(gè)電壓比較器。比較器有兩個(gè)輸入端

23、，分別標(biāo)有+號(hào)和-號(hào)，如果用U+和U-表示相應(yīng)輸入端上所加的電壓，則當(dāng)U+U-時(shí)其輸出為高電平，U+ U-時(shí)輸出為低電平，兩個(gè)輸入端基本上不向外電路索取電流，即輸入電阻趨近于無窮大。（3） 分壓器三個(gè)阻值均為5k的電阻串聯(lián)起來構(gòu)成分壓器（555也因此而得名），為比較器C1和C2 提供參考電壓，C1 之+端U+ =2VCC/3、C2 之-端U-= VCC/3。如果在電壓控制端CO另加控制電壓，則可改變C1、C2的參考電壓。工作中不使用CO端時(shí)，一般都通過一個(gè)0.01F的電容接地,以旁路高頻干擾。（4） 晶體管開關(guān)和輸出緩沖器晶體管TD構(gòu)成開關(guān)，其狀態(tài)受Q端控制，當(dāng)為0時(shí)TD截止、為1時(shí)TD導(dǎo)通。

24、輸出緩沖器就是接在輸出端的反相器G3，其作用是提高定時(shí)器的帶負(fù)載能力和隔離負(fù)載對(duì)定時(shí)器的影響。綜上所述可知，555定時(shí)器不僅提供了一個(gè)復(fù)位電平為2VCC/3、置位電平為VCC/3，且可通過端直接從外部進(jìn)行置0的基本RS觸發(fā)器，而且還給出了一個(gè)狀態(tài)受該觸發(fā)器端控制的晶體管開關(guān)，因此使用起來極為靈活。（b）555定時(shí)器的基本功能表3所示是555定時(shí)器的菜單，它全面地表示了555的基本功能。 表3 555定時(shí)器的菜單UTHUuoTD的狀態(tài)XX 0 UOL導(dǎo)通2VCC/3VCC/3 1UOL導(dǎo)通2VCC/3VCC/3 1 不變 不變 XVCC/3 1UOH 截止=0時(shí)，輸出電壓uo= UOL為低電平，

25、TD飽和導(dǎo)通。=1、UTH2VCC/3、UVCC/3時(shí)，C1輸出低電平，C2輸出高電平， =1、Q=0，uo= UOL、TD飽和導(dǎo)通。=1、UTH2VCC/3、UVCC/3時(shí)，C1、C2輸出均為高電平，基本RS觸發(fā)器保持原來狀態(tài)不變，因此uo、TD也保持原來狀態(tài)不變。=1、UTH2VCC/3、UVCC/3時(shí)，C1輸出高電平，C2輸出低電平， =0、Q=1， uo= UOL、TD截止。 555定時(shí)器的電源電壓范圍較大，雙極型電路VCC=4.516V，輸出高電平不低于電源電壓的90,帶拉電流和灌電流負(fù)載的能力可達(dá)200mA；CMOS電路VDD=318V，輸出高電平不低于電源電壓的95，帶拉電流負(fù)載

26、的能力為1 mA，帶灌電流負(fù)載的能力為3.2 mA。用555定時(shí)器構(gòu)成的多諧振蕩器一、 電路組成及其工作原理（一） 電路組成 圖6所示是用555定時(shí)器構(gòu)成的多諧振蕩器。R1、R2、C是外接定時(shí)元件，定時(shí)器TH（6）、（2）端連接起來接uc，晶體三極管集電阻（7）接到R2、R2的連接點(diǎn)P。 圖6 用555定時(shí)器構(gòu)成的多諧振蕩器 （二） 工作原理 起始狀態(tài) 接通電源前電容C上無電荷，所以接通電源瞬間，C來不及充電，故uc=0，比較器C1輸出為1、C2輸出為0，基本RS觸發(fā)器Q=1、=0、uo=UOH、TD截止。1 暫穩(wěn)態(tài) Q=1、=0、uo=UOH、TD截止，是電路的一個(gè)暫穩(wěn)狀態(tài)，因?yàn)樵谶@種狀態(tài)下

27、，有一個(gè)電容C充電，uc緩慢升高的漸變過程在進(jìn)行著，充電回路是VCCR1、R2C地，時(shí)間常數(shù)是1=（R1+R2）·C。2 自動(dòng)翻轉(zhuǎn)當(dāng)電容C充電，uc上升到2VCC/3時(shí)，比較器C1輸出跳變?yōu)?，基本RS觸發(fā)器立即翻轉(zhuǎn)到0狀態(tài)，Q=0、=1、uo=UOL、TD飽和導(dǎo)通。3 暫穩(wěn)態(tài) Q=0、=1、uo=UOL、TD飽和導(dǎo)通，是電路的另一種暫穩(wěn)狀態(tài)，因?yàn)樵谶@種狀態(tài)下，同樣有一個(gè)電容C放電、uc緩慢下降的漸變過程在進(jìn)行著，放電回路是CR2TD地，時(shí)間常數(shù)是2=R2C（忽略飽和導(dǎo)通電阻RCES）4 自動(dòng)翻轉(zhuǎn)5 當(dāng)電容C放電，uc下降到VCC/3時(shí)，比較器C2輸出跳變?yōu)?，基本RS觸發(fā)器立即翻轉(zhuǎn)

28、到1狀態(tài)，Q=1、=0、uo=UOH、TD截止，即暫 穩(wěn)態(tài)。在暫穩(wěn)態(tài)，電容C又充電、uc再上升，不難理解，接通電源之后，電路就在兩個(gè)暫穩(wěn)態(tài)之間來回翻轉(zhuǎn)振蕩，于是在輸出端就產(chǎn)生了矩形脈沖。電路的工作波形見圖7圖7 電路的工作波（4）時(shí)序控制電路 時(shí)序控制電路是搶答器設(shè)計(jì)的關(guān)鍵，它要完成以下三項(xiàng)功能：主持人將控制開關(guān)撥到"開始"位置時(shí)，揚(yáng)聲器發(fā)聲，搶答電路和定時(shí)電路進(jìn) 入正常搶答工作狀態(tài)。當(dāng)參賽選手按動(dòng)搶答鍵時(shí)，揚(yáng)聲器發(fā)聲，搶答電路和定時(shí)電路停止工作。 當(dāng)設(shè)定的搶答時(shí)間到，無人搶答時(shí)，揚(yáng)聲器發(fā)聲，同時(shí)搶答電路和定時(shí)電 路停止工作。根據(jù)上面的功能要求以及圖 2，設(shè)計(jì)的時(shí)

29、序控制電路如圖 5所示。圖中，門G1 的作用是控制時(shí)鐘信號(hào)CP的放行與禁止，門G2的作用是控制74LS148的輸人使能端 。圖14的工作原理是：主持人控制開關(guān)從"清除"位置撥到"開始"位置時(shí)，來自于圖12中的74LS279的輸出 CTR=0，經(jīng)G3反相， A1，則時(shí)鐘信號(hào)CP能夠加到74LS192的CPD時(shí)鐘輸入端，定時(shí)電路進(jìn)行遞減計(jì)時(shí)。同時(shí)，在定時(shí)時(shí)間未到時(shí)，則"定時(shí)到信號(hào)"為 1，門G2的輸出=0，這時(shí) 74LS148處于正常工作狀態(tài)，從而實(shí)現(xiàn)功能的要求。當(dāng)選手在定時(shí)時(shí)間內(nèi)按動(dòng)搶答鍵時(shí)，1Q1，經(jīng) G3反相， A0，封鎖 CP信號(hào)

30、，定時(shí)器處于保持工作狀態(tài)；同時(shí)，門G2的輸出 =1，=1，74LS148處于禁止工作狀態(tài)，從而實(shí)現(xiàn)功能的要求。當(dāng)定時(shí)時(shí)間到時(shí)，則"定時(shí)到信號(hào)"為0，門G2的輸出 =1，74LS148處于禁止工作狀態(tài)，禁止選手進(jìn)行搶答。同時(shí)， 門G1處于關(guān)門狀態(tài)，封鎖 CP信號(hào)，使定時(shí)電路保持00狀態(tài)不變，從而實(shí)現(xiàn)功能的要求。集成單穩(wěn)觸發(fā)器74LS121用于控制報(bào)警電路及發(fā)聲的時(shí)間。 圖8 時(shí)序控制電路（五）整機(jī)電路設(shè)計(jì)經(jīng)過以上個(gè)單元電路的設(shè)計(jì)，可以得到定時(shí)搶答器的整機(jī)電路，如圖9所示： 圖9 第五章 實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備1. 數(shù)字實(shí)驗(yàn)箱。2. 集成電路74LS148 1片，74LS279 1片，7

31、4LS48 3片，74LS192 2片，NE555 2片，74LS121 1片。3. 電阻 1K1只，15k l只，68k l只，10k1 1只， 4. 電容 0.1uF 1只，10u F 2只， 5. 三極管 3DG12 1只。6. 其它：發(fā)光二極管2只，共陰極顯示器3只。 第六章 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及方法1組裝調(diào)試搶答器電路。2設(shè)計(jì)可預(yù)置時(shí)間的定時(shí)電路，并進(jìn)行組裝和調(diào)試。當(dāng)輸人1Hz的時(shí)鐘脈沖信 號(hào)時(shí)，要求電路能進(jìn)行減計(jì)時(shí)，當(dāng)減計(jì)時(shí)到零時(shí)，能輸出低電平有效的定時(shí)時(shí)間 到信號(hào)。 3組裝調(diào)試報(bào)警電路。4完成定時(shí)搶答器的聯(lián)調(diào)，注意各部分電路之間的時(shí)序配合關(guān)系。然后檢查電路各部分的功能，使其滿足設(shè)計(jì)要求。&

32、#160;      結(jié)束語 (1) design duty and request:1.Viing to answer first at the same time competes for 8 contestants or 8 teams, uses 8 buttons S0 S7 to indicate separately.2.Establishes a system to eliminate and to vie to answer first controlling switch S, this switch controls by

33、 the director.3.Vies to answer first the appliance to have the lock to save with the demonstration function. Namely the contestant presses the button, the lock saves the corresponding serial number, and demonstrated on the LED numerical code tube, at the same time the speaker sends out reports to th

34、e police the sound prompt. The contestant vies to answer first the implementation first lock to save, first vies to answer first contestant's serial number to maintain continuously to the director the system elimination up to.4.Vies to answer first the appliance to have fixed time vies to answer

35、 first the function, also time vies to answer first the time establishes (for example for 30 seconds) by the director. After the director starts "to start the" key, the timer carries on reduces the time, at the same time the speaker sends out the short sound, about the time 0.5 second whic

36、h the sound continues.5.The participative contestant carries on in the hypothesis time vies to answer first, vies to answer first effectively, the timer knock off, on the monitor demonstrated contestant's serial number and vies to answer first the time, and maintains to the director the system e

37、limination up to.6. If the time has come regularly, no contest, this contest null and void, warning systems and prohibit contest, regularly monitors displayed 00.1.搶答器同時(shí)供8名選手或8個(gè)代表隊(duì)比賽，分別用8個(gè)按鈕S0 S7表示。2.設(shè)置一個(gè)系統(tǒng)清除和搶答控制開關(guān)S，該開關(guān)由主持人控制。3.搶答器具有鎖存與顯示功能。即選手按動(dòng)按鈕，鎖存相應(yīng)的編號(hào)，并在LED數(shù)碼管上顯示，同時(shí)揚(yáng)聲器發(fā)出報(bào)警聲響提示。選手搶答實(shí)行優(yōu)先鎖存，優(yōu)先搶答選

38、手的編號(hào)一直保持到主持人將系統(tǒng)清除為止。4.搶答器具有定時(shí)搶答功能，且一次搶答的時(shí)間由主持人設(shè)定（如30秒）。當(dāng)主持人啟動(dòng)"開始"鍵后，定時(shí)器進(jìn)行減計(jì)時(shí)，同時(shí)揚(yáng)聲器發(fā)出短暫的聲響，聲響持續(xù)的時(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)和搶答的時(shí)間，并保持到主持人將系統(tǒng)清除為止。6.如果定時(shí)時(shí)間已到，無人搶答，本次搶答無效，系統(tǒng)報(bào)警并禁止搶答，定時(shí)顯示器上顯示00。 1) principles for its work : get power, the switch rate will "remove&quo

39、t; in the contest by a ban on state and No. monitors poverty lights regularly monitors showed a time; The chairpersons will switch their "start" in the "beginning", quiz machine in working order, timer countdown, loudspeakers giving sound advice. When time to time, no player cont

40、est, the system was, and the blockade of circuit, after banning athletes overtime contest. When athletes in regular time contest, quiz to be completed by the completion of the following four tasks : 1) Priority coding contest circuit immediately tell the numbers, and are stored on a deposit, and the

41、n decoding show circuit showing No. ;2) loudspeakers issued short beep to remind presenters attention; 3) circuit to control the importation of coding circuit blockade to prevent other player again contest ;4) control circuit for timer stop working, the time monitors displayed on the remaining quiz

42、time, and will remain until the system Qingling date. When answering the question of who will be completed, the operation of the control switches to enable system back to working condition prohibited for the next round of contest.其工作原理為：接通電源后，主持人將開關(guān)撥到"清除"狀態(tài)，搶答器處于禁止?fàn)顟B(tài)，編號(hào)顯示器滅燈，定時(shí)顯示器顯示設(shè)定時(shí)間；主持

43、人將開關(guān)置“開始”狀態(tài)，宣布"開始"，搶答器處于工作狀態(tài)，定時(shí)器倒計(jì)時(shí)，揚(yáng)聲器給出聲響提示。當(dāng)定時(shí)時(shí)間到，卻沒有選手搶答時(shí)，系統(tǒng)報(bào)警，并封鎖輸入電路，禁止選手超時(shí)后搶答。當(dāng)選手在定時(shí)時(shí)間內(nèi)搶答時(shí)，搶答器完成要完成以下四項(xiàng)工作：1）優(yōu)先編碼電路立即分辨出搶答者的編號(hào)，并由所存器進(jìn)行所存，然后由譯碼顯示電路顯示編號(hào)；2）揚(yáng)聲器發(fā)出短暫聲響，提醒節(jié)目主持人注意；3）控制電路要對(duì)輸入編碼電路進(jìn)行封鎖，避免其他選手再次進(jìn)行搶答；4）控制電路要使定時(shí)器停止工作，時(shí)間顯示器上顯示剩余的搶答時(shí)間，并保持到主持人將系統(tǒng)清零為止。 當(dāng)選手將問題回答完畢，主持人操作控制開關(guān)，使系統(tǒng)回復(fù)到禁止工作 狀態(tài)，以便進(jìn)行下一輪搶答。 The second chapter plan proves and comparesCompares with ordinary viing to answer first, this work has following several aspects superiority:1st, has the clear null device and vies to answer first the control, may operate by the director avoids some people saying