word文檔可自由編輯word文檔可自由編輯word文檔可自由編輯畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告題目八路智能搶答器系別電子工程系專業(yè)電氣自動(dòng)化班級(jí)11級(jí)電氣自動(dòng)化學(xué)生姓名學(xué)號(hào)指導(dǎo)教師摘要隨著現(xiàn)代娛樂(lè)節(jié)目及其它游戲環(huán)節(jié)的需要，也為了更加完善節(jié)目的緊張氣氛和觀眾的互動(dòng)，所以就出現(xiàn)了多路智力搶答器，本搶答器的基本功能：它可同時(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I～I(xiàn)，各用一個(gè)搶答按鈕，按鈕的編號(hào)分別與選0 7手的編號(hào)相對(duì)應(yīng)，分別是S～S。 0 7[關(guān)鍵字]74LS48RS觸發(fā)器74LS192555定時(shí)器abstractAlongwithmodernentertainmentprogramandothergamelink'sneed,alsoformoreperfectprogram'stenseatmosphereandaudience'sinteraction,thereforepresentedthemulti-channelintelligencestovietoanswerfirst,thisviedtoanfirstbasicfunction:Itmaysimultaneouslysupply8contestantsor8teamsattethecompetition,theirserialnumberrespectivelyisI0~I7,viestoanswerthefirstbuttonrespectivelywithone,button'serialnumbercorrespondsseparatelywithcontestant'sserialnumber,respectivelyisS0~S7.keywords:74LS48RStrigger74LS192555timers 目錄第一章引言.......................................................III第二章系統(tǒng)框圖及原理簡(jiǎn)述...........................................22.1系統(tǒng)框圖...................................................22.2原理簡(jiǎn)述...................................................2第三章特殊器件介紹.................................................43.1優(yōu)先編碼器74LS148.........................................43.2譯碼器及應(yīng)用...............................................53.3BCD顯示譯碼驅(qū)動(dòng)器..........................................83.4RS觸發(fā)器...................................................93.5計(jì)數(shù)器....................................................113.6555定時(shí)器.................................................15第四章電路設(shè)計(jì)....................................................184.1搶答部分..................................................184.2定時(shí)電路..................................................194.3時(shí)鐘產(chǎn)生和時(shí)序控制電路....................................204.4報(bào)警控制電路..............................................21第五章系統(tǒng)測(cè)試....................................................235.0單元電路檢測(cè)..............................................235.0.1搶答電路..............................................245.0.2定時(shí)電路..............................................245.0.3時(shí)序控制及報(bào)警電路....................................245.1整機(jī)調(diào)試..................................................24第六章結(jié)論........................................................26參考文獻(xiàn).........................................................27word文檔可自由編輯word文檔可自由編輯word文檔可自由編輯第一章引言搶答器的功能要求１．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I～I(xiàn)， 0 7各用一個(gè)搶答按鈕，按鈕的編號(hào)分別與選手的編號(hào)相對(duì)應(yīng)，分別是S～S。 0 7２．給節(jié)目主持人設(shè)置一個(gè)控制開(kāi)關(guān)S，用來(lái)控制系統(tǒng)的清零和搶答的開(kāi)始。３．搶答器具有數(shù)據(jù)鎖存和顯示功能，搶答開(kāi)始以后，若有選手按動(dòng)搶答按鈕，編號(hào)便立即鎖存，并在LED數(shù)碼管上顯示出選手的編號(hào)，同時(shí)，揚(yáng)聲器發(fā)出音響提示。此時(shí)，輸入回路封鎖，禁止其他選手搶答。優(yōu)先搶答的選手的編號(hào)一直保持到主持人將系統(tǒng)清零時(shí)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，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)行減法計(jì)數(shù)，并用顯示器顯示，同時(shí)揚(yáng)聲器發(fā)出短暫的聲響，聲響持續(xù)時(shí)間為0.5秒左右。５．參賽選手在設(shè)定的時(shí)間內(nèi)搶答有效，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)清零時(shí)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)，則本次搶答無(wú)效，系統(tǒng)短暫報(bào)警，并封鎖輸入電路，禁止選手超時(shí)后搶答，時(shí)間顯示器上顯示00。第二章系統(tǒng)框圖及原理簡(jiǎn)述2.1系統(tǒng)框圖2.2原理簡(jiǎn)述定時(shí)搶答器的總體框圖如上圖所示，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，禁止其他選手搶答。擴(kuò)展電路完成定時(shí)搶答的功能。定時(shí)搶答器的工作過(guò)程是：接通電源時(shí)，節(jié)目主持人將開(kāi)關(guān)置于“清除”位置，搶答器處于禁止工作狀態(tài)，編號(hào)顯示器滅燈，定時(shí)器倒計(jì)時(shí)。當(dāng)定時(shí)時(shí)間到，卻沒(méi)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)按動(dòng)搶答鍵時(shí)，搶答器要完成以下四項(xiàng)工作：①優(yōu)先緞電路立即分辨出搶答者的編號(hào)，并由鎖存器進(jìn)行鎖存，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(wèn)題回答完畢，主持人操作控制開(kāi)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。

第三章特殊器件介紹3.1優(yōu)先編碼器74LS148編碼器在同一時(shí)刻內(nèi)只允許對(duì)一個(gè)信號(hào)進(jìn)行編碼，否則輸出的代碼會(huì)發(fā)生混亂。優(yōu)先編碼器既在同一時(shí)間內(nèi)，當(dāng)有多個(gè)輸入信號(hào)請(qǐng)求編碼時(shí)，只對(duì)優(yōu)先級(jí)別高的信號(hào)進(jìn)行編碼的邏輯電路，稱為優(yōu)先編碼器。常用的集成優(yōu)先編碼器有74LS148（8線－3線）和74LS147（10線－4線）兩種制式。優(yōu)先編碼器是較常用的編碼器，下面以74LS148為例，介紹它的邏輯功能。此芯片為8線－3線優(yōu)先編碼器。圖1-1（a）是其功能簡(jiǎn)圖，圖1-1（b）是管腳引線圖，表1-1是其真值表。74LS148的輸入端和輸出端低電平有效。圖1-1（a）是其功能簡(jiǎn)圖，圖中電源和地未畫，I0~I7是輸入信號(hào)，Y2~Y0為三位二進(jìn)制編碼輸出信號(hào)，IS＝1時(shí)，編碼器禁止編碼，當(dāng)IS＝0時(shí)，允許編碼。YS是技能輸出端，只有在IS＝0，而I0~I7均無(wú)編碼輸入信號(hào)時(shí)為0。YEX為優(yōu)先編碼輸出端，在IS＝0而I0~I7的其中之一有信號(hào)時(shí)，YEX＝0。I0~I7各輸入端的優(yōu)先順序?yàn)椋篒7級(jí)別最高，I0級(jí)別最低。如果I7＝0（有信號(hào)），則其它輸入端即使有輸入信號(hào)，均不起作用，此時(shí)輸出只按I7編碼，Y2Y1Y0＝000。優(yōu)先編碼被廣泛用于計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中，當(dāng)有多個(gè)外設(shè)申請(qǐng)中斷時(shí)，優(yōu)先編碼器總是給優(yōu)先級(jí)別高的設(shè)備先編碼。3.2譯碼器及應(yīng)用譯碼與編碼是相反的過(guò)程，是將二進(jìn)制代碼表示的特定含義翻譯出來(lái)的過(guò)程。能實(shí)現(xiàn)譯碼功能的組合邏輯電路稱為譯碼器。集成譯碼器可分為三種，即：二進(jìn)制譯碼器、二－十進(jìn)制譯碼器和顯示譯碼器。二進(jìn)制譯碼器:將輸入的二進(jìn)制代碼的各種狀態(tài)按特定含義翻譯成對(duì)應(yīng)輸出信號(hào)的電路。也稱為變量譯碼器。若輸入端有n位，代碼組合就有2n個(gè)，當(dāng)然可譯出2n個(gè)輸出信號(hào)。顯示譯碼器:由譯碼輸出和顯示器配合使用，最常用的是BCD七段譯碼器。其輸出是驅(qū)動(dòng)七段字形的七個(gè)信號(hào)，常見(jiàn)產(chǎn)品型號(hào)有74LS48、74LS47等。目前用于電子電路系統(tǒng)中的顯示器件主要有發(fā)光二極管組成的各種顯示器件和液晶顯示器件，這二種顯示器件都有筆劃段和點(diǎn)陣型兩大類。筆劃段型的由一些特定的筆劃段組成，以顯示一些特定的字型和符號(hào)；點(diǎn)陣型的由許多成行成列的發(fā)光元素點(diǎn)組成，由不同行和列上的發(fā)光點(diǎn)組成一定的字型、符號(hào)和圖形。它們的示意圖見(jiàn)圖4.2.1。1．LED顯示器件LED是LightEmittingDiode的縮寫，直譯為光發(fā)射二極管，中文名為發(fā)光二極管。由于作為單個(gè)發(fā)光元素LED發(fā)光器件的尺寸不能做的太小，對(duì)于小尺寸的LED顯示器件，一般是筆劃段型的，廣泛用于顯示儀表之中；大型尺寸的一般是點(diǎn)陣型器件，往往用于大型的和特大型的顯示屏中。LED顯示器件有共陰極和共陽(yáng)極兩類，對(duì)于筆劃段型的如圖4.2.2所示。圖(a)是共陽(yáng)極的示意圖，圖(b)是共陰極的示意圖。LED發(fā)光二極管由砷化鎵、磷砷化鎵等半導(dǎo)體材料制成。LED顯示器件的供電電壓僅幾伏，可以和TTL集成電路匹配，單個(gè)發(fā)光二極管的電流從零點(diǎn)幾毫安到幾個(gè)毫安。它是一種主動(dòng)發(fā)光器件，周圍光線越暗，發(fā)光顯得越明亮，有紅、綠、黃、橙、藍(lán)等幾種顏色。 afgcbgcb(a)筆劃段型顯示器(b)點(diǎn)陣型顯示器圖4.2.1筆劃段型和點(diǎn)陣型顯示器的示意圖a b c d e f g dp a b c d e f g dp(a)共陽(yáng)極型顯示器(b)共陰極型顯示器圖4.2.2筆劃段型LED顯示器件字符顯示器：分段式顯示是將字符由分布在同一平面上的若干段發(fā)光筆劃組成。電子計(jì)算器，數(shù)字萬(wàn)用表等顯示器都是顯示分段式數(shù)字。而LED數(shù)碼顯示器是最常見(jiàn)的。通常有紅、綠、黃等顏色。LED的死區(qū)電壓較高，工作電壓大約1.5~3V，驅(qū)動(dòng)電流為幾十毫安。圖1-2是七段LED數(shù)碼管的引線圖和顯示數(shù)字情況。74LS47譯碼驅(qū)動(dòng)器輸出是低電平有效，所以配接的數(shù)碼管須采用共陽(yáng)極接法；而74LS48譯碼驅(qū)動(dòng)器輸出是高電平有效，所以，配接的數(shù)碼管須采用共陰極接法。數(shù)碼管常用型號(hào)有BS201、BS202等。圖1-3（a）是共陰式LED數(shù)碼管的原理圖，使用時(shí)，公陰極接地，7個(gè)陽(yáng)極a~g由相應(yīng)的BCD七段譯碼器來(lái)驅(qū)動(dòng)，如圖1-3（b）所示。（（a）引線圖（b）七段字形組合情況圖1-2七段LED數(shù)碼管圖1-3共陰式LED數(shù)碼管的原理圖和驅(qū)動(dòng)電路3.3BCD顯示譯碼驅(qū)動(dòng)器上面提到，74LS48是輸出高電平有效的中規(guī)模集成BCD七段顯示譯碼驅(qū)動(dòng)器，它的功能簡(jiǎn)圖和管腳引線圖如圖1-4所示。其真值表見(jiàn)表1-2所示。表1-274LS48BCD七段譯碼驅(qū)動(dòng)器真值表74LS48的輸入端是A3A2A1AO四位二進(jìn)制信號(hào)(8421BCD碼)，a、b、c、d、e、f、g是七段譯碼器的輸出驅(qū)動(dòng)信號(hào)，高電平有效?？芍苯域?qū)動(dòng)共陰極七段數(shù)碼管，LT,IBR,IB/YBR是使能端，起輔助控制作用。使能端的作用如下：(1)LT是試燈輸入端，當(dāng)LT=0，IB/YBR=1時(shí)，不管其它輸入是什么狀態(tài)，a~g七段全亮；(2)滅燈輸入IB，當(dāng)IB=0，不論其它輸入狀態(tài)如何，a~g均為0，顯示管熄滅；(3)動(dòng)態(tài)滅零輸入IBR，當(dāng)LT=1，IBR=0時(shí)，如果A3A2A1AO=0000時(shí)，a~g均為各段熄滅；(4)動(dòng)態(tài)滅零輸出YBR，它與滅燈輸入IB共用一個(gè)引出端。當(dāng)IB=0或I=0且LT=1，A3A2A1AO=0000時(shí)，輸出才為0。片間YBRBR與IBR配合，可用于熄滅多位數(shù)字前后所不需要顯示的零。74LS48BRILTBYIBRAAAA 3210（a）74LS48功能簡(jiǎn)圖（b）74LS48管腳引線圖1-43.4RS觸發(fā)器當(dāng)輸入端接入S=R=1的電平時(shí)，如果基本SR觸發(fā)器現(xiàn)態(tài)Q=1、Q=0，則觸發(fā)器次態(tài)Q=1、Q=0；若基本SR觸發(fā)器的現(xiàn)態(tài)Q=0、Q=1，則觸發(fā)器次態(tài)Q=0、Q=1。即S=R=1時(shí)，觸發(fā)器保持原狀態(tài)不變。當(dāng)S=1，R=0時(shí)，如果基本SR觸發(fā)器現(xiàn)態(tài)為Q=1、Q=0，因R=0，會(huì)使Q=1，而Q=1與S=1共同作用使Q端翻轉(zhuǎn)為0；如果基本SR觸發(fā)器現(xiàn)態(tài)為Q=0、Q=1，同理會(huì)使Q=0，Q=1。只要輸入信號(hào)S=1，R=0，無(wú)論基本SR觸發(fā)器的輸出現(xiàn)態(tài)如何，均會(huì)使輸出次態(tài)置為0態(tài)。當(dāng)S=0、R=1時(shí)，如果觸發(fā)器現(xiàn)態(tài)為Q=0、Q=1，因S=0，會(huì)使G的輸出端1次態(tài)翻轉(zhuǎn)為1，而Q=1和R=1共同使G的輸出端Q=0；同理當(dāng)Q=1、Q=0，也會(huì)2使觸發(fā)器的次態(tài)輸出為Q=1、Q=0；只要S=0、R=1，無(wú)論觸發(fā)器現(xiàn)態(tài)如何，均會(huì)將觸發(fā)器置1。當(dāng)S=R=0時(shí)，無(wú)論觸發(fā)器的原狀態(tài)如何，均會(huì)使Q=1，Q=1。當(dāng)脈沖去掉后，S和R同時(shí)恢復(fù)高電平后，觸發(fā)器的新?tīng)顟B(tài)要看G和G兩個(gè)門翻轉(zhuǎn)速度快慢，所 1 2以稱S=R=0是不定狀態(tài)，在實(shí)際電路中要避免此狀態(tài)出現(xiàn)?；維R觸發(fā)器的邏輯圖、邏輯符號(hào)和波形圖如圖1-5所示。基本SR觸發(fā)器的輸出端Q隨輸入電平S和R變化的波形圖如圖1-5（C）所示。表1-3是基本SR觸發(fā)器功能真值表，用它來(lái)描述SR觸發(fā)器的邏輯功能。由表1-3化簡(jiǎn)得到邏輯功能表達(dá)式（也稱為特性方程）如式1.1所示，SR0，稱之為約束條件。圖1-6是74LS279管腳引線圖。表1-3基本SR觸發(fā)器功能真值綜上所述基本SR觸發(fā)器具有置0、置1、保持功能且不允許S與R同時(shí)為0，集成產(chǎn)品74LS279就是這種四SR觸發(fā)器。Qn1SRQn對(duì)應(yīng)的特性方程為：SR0 （1.1）其中，Qn表示現(xiàn)態(tài)，即原態(tài)。Qn1表示次態(tài)，即新?tīng)顟B(tài)。圖1-674LS279管腳引線圖3.5計(jì)數(shù)器十進(jìn)制計(jì)數(shù)器品種很多，有十進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器、十進(jìn)制減法計(jì)數(shù)器和十進(jìn)可逆計(jì)數(shù)器，下面僅以74LS192同步十進(jìn)制可逆計(jì)數(shù)器為例。介紹它的功能特點(diǎn)。74LS192是屬8421BCD碼，它的功能簡(jiǎn)圖如圖1-7所示，它的功能真值表如表1-4所示。從表1-4可見(jiàn)：CR是異步清零端，且高電平有效。LD是并行置數(shù)端，低電平有效，且在CR0有效。CPU和CPD是兩個(gè)時(shí)鐘脈沖，當(dāng)CPD1，時(shí)鐘脈沖由CPU端接入。并且CR0,LD1時(shí)，74LS192處于加法計(jì)數(shù)狀態(tài)；當(dāng)CPU1脈沖從CPD端輸入，且CR0,LD1時(shí)，74LS192處于減法計(jì)數(shù)狀態(tài)；CPDCPU1時(shí)，計(jì)數(shù)器處于保持狀態(tài)。CO是進(jìn)位端，BO是借位端。表1-474LS192功能真值表計(jì)數(shù)器選用匯總規(guī)模集成電路74LS192進(jìn)行設(shè)計(jì)較為簡(jiǎn)便，74LS192是十進(jìn)制可編程同步加鎖計(jì)數(shù)器，它采用8421碼二-十進(jìn)制編碼，并具有直接清零、置數(shù)、加鎖計(jì)數(shù)功能。圖2-3是74LS192外引腳及時(shí)序波形圖。圖中CP、CP分別是加計(jì)數(shù)、減U D計(jì)數(shù)的時(shí)鐘脈沖輸入端（上升沿有效）。LD是異步并行置數(shù)控制端（低電平有效），CO、BO分別是進(jìn)位、借位輸出端（低電平有效），CR是異步清零端，D3-D0是并行數(shù)據(jù)輸入殿，Q3-Q0是輸出端。74192的功能表見(jiàn)下表2-1所示。其工作原理是：當(dāng)LD=1，CR=0時(shí)，若時(shí)鐘脈沖加到CP端，且CP=1 U D 圖2-374LS192外引腳及時(shí)序波形圖則計(jì)數(shù)器在預(yù)置數(shù)的基礎(chǔ)上完成加計(jì)數(shù)功能，當(dāng)加計(jì)數(shù)到9時(shí)，CO端發(fā)出進(jìn)位下跳變脈沖；若時(shí)鐘脈沖加到CP端，且CP=1，則計(jì)數(shù)器在預(yù)置數(shù)的基礎(chǔ) D U上完成減計(jì)數(shù)功能，當(dāng)減計(jì)數(shù)到0時(shí)，BO端發(fā)出借位下跳變脈沖。由74LS192構(gòu)成的三十進(jìn)制遞減計(jì)數(shù)器如下圖2-4所示其預(yù)置數(shù)為N=（00110000）=(30)。10它的計(jì)數(shù)原理是:只有當(dāng)?shù)臀籅O端發(fā)出借位脈沖時(shí),高位計(jì)數(shù)器才作1減計(jì)數(shù)。當(dāng)高、低位計(jì)數(shù)器處于全零,且CP為0時(shí),置數(shù)端LD=0, D 2計(jì)數(shù)器完成并行置數(shù),在CP端的輸入時(shí)鐘脈沖作用下,計(jì)數(shù)器再次進(jìn)入下D一循環(huán)減計(jì)數(shù)。74LS192是同步十進(jìn)制可逆計(jì)數(shù)器，其邏輯符號(hào)和引腳排列如圖2.2.0（a）、(b)所示。Q3Q3Q2Q1Q074LS192D3D2D1D0CRCPCPDLD74LS192161514131211109VCCD0CRBOCOLDDD312345678DQQCPCPQQ （a） GND1 1 0（b）D U 2 3圖2.2.074LS192具有下述功能：①異步清零：CR=1，QQQQ=00003210②異步置數(shù)：CR=0，LD=0，QQQQ=DDDD 3210 3210③保持：CR=0，LD=1，CP=CP=1,QQQQ保持原態(tài) U D 3210④加計(jì)數(shù)：CR=0,LD=1，CP=CP，CP=1，QQQQ按加法規(guī)律計(jì)數(shù) U D 3210⑤減計(jì)數(shù)：CR=0,LD=1，CP=1，CP=CP，QQQQ按減法規(guī)律計(jì)數(shù) U D 3210利用集成計(jì)數(shù)器芯片可方便地構(gòu)成任意（N）進(jìn)制計(jì)數(shù)器。方法：①反饋歸零法：是利用計(jì)數(shù)器清零端的清零作用，截取計(jì)數(shù)過(guò)程中的某一個(gè)中間狀態(tài)控制清零端，使計(jì)數(shù)器由此狀態(tài)返回到零重新開(kāi)始計(jì)數(shù)。把模數(shù)大的計(jì)數(shù)器改成模數(shù)小的計(jì)數(shù)器。關(guān)鍵：是清零信號(hào)的選擇與芯片的清零方式有關(guān)。異步清零方式以N作為清零信號(hào)或反饋?zhàn)R別碼，其有效循環(huán)狀態(tài)為0～N-1；同步清零方式以N-1作為反饋?zhàn)R別碼，其有效循環(huán)狀態(tài)為0～N-1。還要注意清零端的有效電平，以確定用與門還是與非門來(lái)引導(dǎo)。②反饋置數(shù)法：是利用具有置數(shù)功能的計(jì)數(shù)器，截取從N到N之間的N個(gè)有效狀態(tài)構(gòu)成N進(jìn)制計(jì)數(shù)器。其方法是當(dāng)計(jì) b a數(shù)器的狀態(tài)循環(huán)到N時(shí)，由N構(gòu)成的反饋信號(hào)提供置數(shù)指令，由于a事先將并行置數(shù)數(shù)據(jù)輸入端置成了N的狀態(tài)，所以置數(shù)指令到來(lái)時(shí)，b計(jì)數(shù)器輸出端被置成N，再來(lái)計(jì)數(shù)脈沖，計(jì)數(shù)器在N基礎(chǔ)上繼續(xù)計(jì)b數(shù)直至N，又進(jìn)行新一輪置數(shù)、計(jì)數(shù)。a關(guān)鍵：是反饋?zhàn)R別碼的確定與芯片的置數(shù)方式有關(guān)。異步置數(shù)方式以N=N+N作為反饋?zhàn)R別碼，其有效循環(huán)狀態(tài)為bN～N；同步置數(shù)方式以N=N+N-1作為反饋?zhàn)R別碼，其有效循環(huán)狀a a b態(tài)為N～N。還要注意置數(shù)端的有效電平，以確定用與門還是與非 b a門來(lái)引導(dǎo)。3.6555定時(shí)器555定時(shí)器（又稱時(shí)基電路）是一個(gè)模擬與數(shù)字混合型的集成電路。按其工藝分雙極型和CMOS型兩類，其應(yīng)用非常廣泛。1．555定時(shí)器的組成和功能圖2—0是555定時(shí)器內(nèi)部組成框圖。它主要由兩個(gè)高精度電壓比較器A、A，1 2一個(gè)RS觸發(fā)器，一個(gè)放電三極管和三個(gè)5KΩ電阻的分壓器而構(gòu)成。word文檔可自由編輯word文檔可自由編輯word文檔可自由編輯1 2 3 4 5DCDCBATitleSize5K5KK5+-TQ&&Q+-AASRV1V21DQVTHTLVRCCVSS1284563712CD圖5552-0定時(shí)器組成框圖它的各個(gè)引腳功能如下：1腳：外接電源負(fù)端VSS或接地，一般情況下接地。8腳：外接電源VCC，雙極型時(shí)基電路VCC的范圍是4.5~16V，CMOS型時(shí)基電路VCC的范圍為3~18V。一般用5V。3腳：輸出端Vo2腳：TL低觸發(fā)端6腳：TH高觸發(fā)端 4腳：RD是直接清零端。當(dāng)RD端接低電平，則時(shí)基電路不工作，此時(shí)不論TL、 Date:BTH處于何電平，時(shí)基電路輸出為“2 0”，該端不用時(shí)應(yīng)接高電平。3 4 5File:5腳：V為控制電壓端。若此端外接電壓，則可改變內(nèi)部?jī)蓚€(gè)比較器的基準(zhǔn)電C壓，當(dāng)該端不用時(shí)，應(yīng)將該端串入一只0.01μF電容接地，以防引入干擾。7腳：放電端。該端與放電管集電極相連，用做定時(shí)器時(shí)電容的放電。1在1腳接地，5腳未外接電壓，兩個(gè)比較器A、A基準(zhǔn)電壓分別為V,V12 3CC3CC的情況下，555時(shí)基電路的功能表如表2—1示。表2—1555定時(shí)器的功能表清零清零端DR高觸發(fā)端TH低觸發(fā)端TLQn+1放電管T功能00導(dǎo)通直接清零1CCV32CCV310導(dǎo)通置01CCV32CCV311截止置11CCV32CCV31Qn不變保持

第四章電路設(shè)計(jì)4.1搶答部分一是將搶答選手的編號(hào)識(shí)別出并鎖存顯示到數(shù)碼管上，二是使其他選手按鍵無(wú)效；三是有人搶答時(shí)輸出時(shí)序控制信號(hào)，使計(jì)數(shù)電路停止工作并報(bào)警。S：輸入，與主持人總控相接，此處控制數(shù)碼管的清零；/ST：輸入，74148的使能控制端（由7400輸入）；/YEX：輸出，報(bào)警時(shí)序控制（與74121相連）；CTR：輸出，報(bào)警時(shí)序控制（與7400相連）；該部分主要由74148優(yōu)先編碼器、鎖存器74279、譯碼器7448組成和按鍵、7段數(shù)碼管組成。如圖所示，搶答輸入端為74148的/I7到/I0腳，當(dāng)有選手按鍵時(shí)，74148的相應(yīng)的引腳為低電平，電路完成以下動(dòng)作：（1）、74148將編碼輸入到鎖存其中，并通過(guò)鎖存器由7448譯碼后顯示到數(shù)碼管上；（2）、74148譯碼輸出端/YEX＝0，通過(guò)控制時(shí)序電路使74148的使能端/ST為1，74148停在譯碼工作，使以后其他選手的按鍵無(wú)效；（3）、時(shí)序信號(hào)/YEX=0，CTR=1，通過(guò)控制時(shí)序電路使計(jì)時(shí)電路停止工作，報(bào)警電路報(bào)警。4.2定時(shí)電路主要實(shí)現(xiàn)搶答倒計(jì)時(shí)，同時(shí)通過(guò)輸出接口與時(shí)序控制電路相接，實(shí)現(xiàn)時(shí)序控制，當(dāng)無(wú)人搶答且時(shí)間到時(shí)，報(bào)警。CLCK：輸入，計(jì)數(shù)脈沖，時(shí)序控制電路產(chǎn)生，由7411輸出；S：輸入，主持人總控，此處控制計(jì)數(shù)器74192的預(yù)置數(shù)；BO2：輸出，倒計(jì)時(shí)時(shí)間到時(shí)輸出低電平0，與時(shí)序電路74121相接，控制報(bào)警；該部分主要由555脈沖產(chǎn)生電路、74192減法計(jì)數(shù)電路、7448譯碼電路和2個(gè)7段數(shù)碼管即相關(guān)電路組成。兩塊74192實(shí)現(xiàn)減法計(jì)數(shù)，通過(guò)譯碼電路7448顯示到數(shù)碼管上，其時(shí)鐘信號(hào)由時(shí)鐘產(chǎn)生電路提供。74192的預(yù)置數(shù)控制端實(shí)現(xiàn)預(yù)置數(shù)，當(dāng)主持人按下控制按鍵S時(shí)，實(shí)現(xiàn)預(yù)置。按鍵彈起后，計(jì)數(shù)器開(kāi)始減法計(jì)數(shù)工作，并將時(shí)間顯示在LED上，當(dāng)有人搶答時(shí)，停止計(jì)數(shù)并顯示此時(shí)的倒計(jì)時(shí)時(shí)間；如果沒(méi)有人搶答，且倒計(jì)時(shí)時(shí)間到時(shí)，BO2輸出低電平到時(shí)序控制電路，控制報(bào)警電路報(bào)警，同時(shí)以后選手搶答無(wú)效。4.3時(shí)鐘產(chǎn)生和時(shí)序控制電路為計(jì)數(shù)電路提供計(jì)數(shù)脈沖，同時(shí)完成主持人控制以及以上各部分的邏輯控制協(xié)調(diào)，使電路正常工作。、BO2：輸入，由計(jì)數(shù)電路產(chǎn)生；CTR：輸入，由搶答電路產(chǎn)生；/ST：輸出，控制搶答電路；CLCK：輸出，提供給計(jì)數(shù)電路；該部分主要由定時(shí)器555、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器74121、與非門7400、三段輸入與門7411和相關(guān)電路組成。由555產(chǎn)生計(jì)數(shù)脈沖，通過(guò)7400和7411結(jié)合控制信號(hào)BO2、CTR控制輸入到計(jì)數(shù)電路的脈沖有無(wú)。脈沖周期，選擇電容為10uF，電阻的值為144.44時(shí)t為一秒，本設(shè)計(jì)中選取R1＝20K，R2＝62K，t＝0.998S。輸出到計(jì)數(shù)電路的脈沖為，搶答開(kāi)始時(shí)，BO2=/ST=1，故CLCK=CP，計(jì)數(shù)器正常工作，，當(dāng)計(jì)數(shù)時(shí)間到時(shí)（BO2=0）或者有人搶答時(shí)（CTR=1），/ST=1，74148使能端為高電平，禁止編碼，即此后的搶答無(wú)效。4.4報(bào)警控制電路完成搶答開(kāi)始、槍答選種的報(bào)警提示和控制時(shí)間結(jié)束的報(bào)警提示。/YEX：輸入，由搶答電路提供BO2：輸入，由計(jì)數(shù)電路提供S：輸入，來(lái)自主持人按鍵PR：來(lái)自74121的/Q，與555的RST腳相接，控制555的振蕩振蕩與否。主要由555時(shí)鐘電路（用于控制報(bào)警聲音頻率）、蜂鳴器即相關(guān)的延時(shí)電路和控制電路組成。單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器74121通過(guò)信號(hào)/YEX、BO2、S控制報(bào)警與否和報(bào)警時(shí)間，555時(shí)鐘電路產(chǎn)生脈沖時(shí)鐘。當(dāng)74121輸出單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的輸出延時(shí)：。?。?0uF,=620K,有＝4.3秒。上電時(shí)，74121的狀態(tài)為，PR=1，555振蕩，蜂鳴器按時(shí)鐘頻率鳴叫，表示電路正常工作；當(dāng)主持人按下鍵時(shí)，不能報(bào)警提醒選手，由于121不能實(shí)現(xiàn)次功能，這是本設(shè)計(jì)的缺陷；在規(guī)定的時(shí)間有人搶答時(shí)，/YEX由1跳變到074121有狀態(tài)2，即/Q輸出暫態(tài)低電平，蜂鳴器連續(xù)發(fā)聲報(bào)警，持續(xù)時(shí)間為=4.3秒；如果在規(guī)定時(shí)間內(nèi)無(wú)人搶答，BO2由1跳變到0，74121有狀態(tài)2，/Q輸出暫態(tài)低電平，蜂鳴器連續(xù)發(fā)聲報(bào)警持續(xù)時(shí)間為第五章系統(tǒng)測(cè)試根據(jù)需求選擇電路的設(shè)計(jì)單元進(jìn)行組合，完成系統(tǒng)的原理圖設(shè)計(jì)與PCB設(shè)計(jì)，對(duì)制作好的PCB板，或準(zhǔn)備好的面包板，按照裝配圖或原理圖進(jìn)行器件裝配，裝配好之后進(jìn)行電路的調(diào)試。調(diào)試規(guī)則為：打開(kāi)電源之前，先按照系統(tǒng)原理圖檢查制作好的電路板的通斷情況，并取下PCB上的集成塊，然后接通電源，用萬(wàn)用表檢查板上的各點(diǎn)的電源電壓值，完好之后再關(guān)掉電源，插上集成塊。5.0單元電路檢測(cè)5.0.1搶答電路把主持人的控制開(kāi)關(guān)設(shè)置為“清除”位置，用萬(wàn)用表檢查RS觸發(fā)器的端為低電平，輸出端（4Q~1Q）全部為低電平。于是74LS48的BI=0，顯示器滅燈；74LS148的選通輸入端ST=0，74LS148處于工作狀態(tài)，此時(shí)鎖存電路不工作。然后把主持人的控制開(kāi)關(guān)撥到“開(kāi)始”位置，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)，給8路搶答端口即輸入端…給上低電平的輸入信號(hào)，如當(dāng)有選手將鍵按下時(shí)（如按下），74LS148的輸出=010，=0，經(jīng)RS鎖存器后，CTR=1，BI=1，74LS279處于工作狀態(tài)，4Q3Q2Q=101，=0