隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，促使人們學(xué)科學(xué)、學(xué)技術(shù)、學(xué)知識(shí)的手段多種多樣。搶答器作為一種工具，已廣泛應(yīng)用于各種智力和知識(shí)競(jìng)賽場(chǎng)合，當(dāng)今的社會(huì)競(jìng)爭日益激烈，選拔人才，評(píng)選優(yōu)勝，知識(shí)競(jìng)賽之類的活動(dòng)愈加頻繁，那么也就必然離不開搶答器。因此搶答器是機(jī)關(guān)學(xué)校、電視臺(tái)等單位開展智力競(jìng)賽活動(dòng)必不可少的設(shè)備，通過搶答者的按鍵、數(shù)碼顯示等能準(zhǔn)確、公正、直觀地判斷出優(yōu)先搶答者。

　　此次設(shè)計(jì)采用了數(shù)字顯示器直接指示，自動(dòng)鎖存顯示結(jié)果，并自動(dòng)復(fù)位的設(shè)計(jì)思想，由數(shù)字電路以及外圍電路組成，采用74系列常用集成電路進(jìn)行設(shè)計(jì)。該搶答器除具有基本的搶答功能外，還具有定時(shí)、計(jì)時(shí)和報(bào)警功能。主持人通過時(shí)間預(yù)設(shè)開關(guān)預(yù)設(shè)供搶答的時(shí)間，系統(tǒng)將完成自動(dòng)倒計(jì)時(shí)。若在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)有人搶答，則計(jì)時(shí)將自動(dòng)停止；若在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)無人搶答，則系統(tǒng)中的蜂鳴器將發(fā)響，提示主持人本輪搶答無效，實(shí)現(xiàn)報(bào)警功能，若超過搶答時(shí)間則搶答無效。

　　該搶答器主要運(yùn)用到了編碼器，譯碼器和鎖存器：它采用74LS148來實(shí)現(xiàn)搶答器的選號(hào)，采用74LS279芯片實(shí)現(xiàn)對(duì)號(hào)碼的鎖存，采用74LS192實(shí)現(xiàn)十進(jìn)制的減法計(jì)數(shù)，采用555芯片產(chǎn)生秒脈沖信號(hào)來共同實(shí)現(xiàn)倒計(jì)時(shí)功能，采用74LS121單穩(wěn)態(tài)芯片來實(shí)現(xiàn)報(bào)警信號(hào)的輸出。

　　設(shè)計(jì)要求與內(nèi)容

　　在許多比賽活動(dòng)中，為了準(zhǔn)確、公正、直觀地判斷出第一搶答者，通常設(shè)置一臺(tái)搶答器，通過數(shù)顯、燈光或音響等多種手段指示出第一搶答者。

　　1、搶答組數(shù)分為八組，序號(hào)分別為S0，S1，S2，S3，S4，S5，S6，S7，優(yōu)先搶答者按動(dòng)本組按鍵，組號(hào)立即在LED顯示器上顯示，同時(shí)封鎖其它組的按鍵信號(hào)。

　　2、系統(tǒng)設(shè)置外部清除鍵，按動(dòng)清除鍵，LED顯示器自動(dòng)清零滅燈。

　　3、數(shù)字搶答器定時(shí)為30S，啟動(dòng)開始鍵后，要求30S定時(shí)器開始工作，發(fā)光二極管點(diǎn)亮。

　　4、搶答者在30S內(nèi)進(jìn)行搶答，搶答有效，如果30S定時(shí)到時(shí)，無搶答者，則本次搶答無效，系統(tǒng)短暫報(bào)警。

　　5、電源：220V/50HZ的工頻交流電供電；

　?。ㄗⅲ褐绷麟娫床糠謨H完成設(shè)計(jì)即可，不需制作，用實(shí)驗(yàn)室提供的穩(wěn)壓電源調(diào)試，但要求設(shè)計(jì)的直流電源能夠滿足電路要求）

　　6、按照以上技術(shù)要求設(shè)計(jì)電路，繪制電路圖，對(duì)設(shè)計(jì)的電路用Multisim或OrCAD/PspiceAD9.2進(jìn)行仿真，用萬用板焊接元器件，制作電路，完成調(diào)試、測(cè)試，撰寫設(shè)計(jì)報(bào)告。

　　設(shè)計(jì)思路

　?、俦绢}的根本任務(wù)是準(zhǔn)確判斷出第一搶答者的信號(hào)并將其鎖存。實(shí)現(xiàn)這一功能可選擇使用觸發(fā)器或鎖存器等。在得到第一信號(hào)之后應(yīng)立即將電路的輸入封鎖，即使其他組的搶答信號(hào)無效。同時(shí)還必須注意，第一搶答信號(hào)應(yīng)該在主持人發(fā)出搶答命令之后才有效。

　　②當(dāng)電路形成第一搶答信號(hào)之后，用編碼、譯碼及數(shù)碼顯示電路顯示出搶答者的組別，也可以用發(fā)光二極管直接指示出組別。

　?、墼谥鞒秩藳]有按下開始搶答按鈕前，參賽者的搶答開關(guān)無效；當(dāng)主持人按下開始搶答按鈕后，開始進(jìn)行30秒倒計(jì)時(shí)，此時(shí)，若有組別搶答，顯示該組別并使搶答指示燈亮表示“已有人搶答”；當(dāng)計(jì)時(shí)時(shí)間到，仍無組別搶答，則計(jì)時(shí)指示燈滅表示“時(shí)間已到”，主持人清零后開始新一輪搶答。

　　原理：在選手搶答前， “清除/起始” 開關(guān)S使基本RS觸發(fā)器輸出端Q為0，使集成8線-3線優(yōu)先編碼器禁止；當(dāng)主持人按下“清除/起始”開關(guān)S時(shí)，基本RS觸發(fā)器輸出端Q為1，與優(yōu)先擴(kuò)展輸出端Yex共同作用，使集成8線-3線優(yōu)先編碼器選通輸入端ST為0，允許編碼，等待數(shù)據(jù)輸入。此時(shí)優(yōu)先按動(dòng)序號(hào)的組號(hào)立即通過編碼器按BCD421碼輸出，經(jīng)RS鎖存器74LS279將該數(shù)碼鎖存到LED顯示器上。與此同時(shí)，Yex（引腳為14）由1翻轉(zhuǎn)為0，與非門G1輸出為1，選通輸入端ST為1，編碼器被禁止。此外，在Yex由1翻轉(zhuǎn)為0時(shí)，還驅(qū)動(dòng)報(bào)警電路工作，發(fā)出聲音。

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