設計要求
1.設計一個基于數(shù)字電路的30秒定時搶答器,可同時供8人或8隊比賽;
2.給節(jié)目主持人設置一個控制開關,用于控制系統(tǒng)復位和搶答開始;
3.搶答器具有數(shù)據(jù)鎖存和顯示功能。搶答開始后,如有選手搶答成功,選手編號立即鎖存,數(shù)碼管顯示該選手編號,同時倒計時停止,蜂鳴器發(fā)出提示音;
4.選手搶答成功后,立即封鎖輸入電路,禁止其他選手搶答,直到主持人復位系統(tǒng)開始下一輪搶答為止;
5.若倒計時結(jié)束后,仍無選手搶答,則本次搶答無效,系統(tǒng)短暫報警,并封鎖輸入電路,禁止選手超時后搶答,倒計時數(shù)碼管顯示00,等待主持人復位;
6.搶答器定時時間可通過計數(shù)器74LS192端口高低電平配置來修改;
設計概述
搶答器的搶答按鈕是由八個按鍵模擬,經(jīng)過74LS148編碼器、74LS373鎖存器、74LS48譯碼器和7段數(shù)碼管實現(xiàn)。
倒計時功能所用的時鐘信號是由555振蕩器改造的多諧振蕩器輸出的,輸出的信號與兩個74LS192相連,通過置數(shù)功能調(diào)整倒計時周期,與74LS192相連的是74LS48譯碼器和7段數(shù)碼管。
整個電路由一個電源和一個單刀雙擲開關(主持人按鍵)控制的,扮演了裁判的角色,整個系統(tǒng)設計框架如下圖所示。
仿真電路圖
仿真結(jié)果分析
使用Proteus 8.6軟件打開“八路搶答器.pdsprj”仿真文件,打開后,首先確保主持人開關SW1打至左邊位置(左:計時器復位;右:搶答開始),若處于右邊,鼠標點擊SW1旁紅色左右箭頭,將開關打至左邊。
觀察圖中,8位選手的編號為0~7。
運行仿真,仿真結(jié)果如下圖所示。選手號數(shù)碼管無顯示,倒計時數(shù)碼管顯示停留在30,等待主持人將開關SW1撥至右邊,此時系統(tǒng)處于搶答準備狀態(tài),選手在準備狀態(tài)進行搶答是無效的。
當主持人宣讀完題目說“開始”,將SW1開關撥動到右邊,報警器SPEAKER發(fā)出3聲嗶嗶嗶,30秒倒計時開始,8位選手此時可以開始搶答。
當某位選手搶答成功后,選手號數(shù)碼管顯示該選手編號,倒計時停止,報警器發(fā)出3聲嗶嗶嗶提示音。
假設編號為5的選手在倒計時至17秒時,搶答成功,結(jié)果如下所示。
選手搶答成功后,選手號顯示數(shù)碼管和倒計時數(shù)碼管被鎖定,其他選手再搶答是無效的。
若30秒倒計時結(jié)束后,仍無選手搶答,此時選手號數(shù)碼管保持無顯示狀態(tài),倒計時數(shù)碼管顯示00,報警器發(fā)出3聲嗶嗶嗶,表示本輪搶答無效。
搶答結(jié)束后,主持人將SW1開關打至左邊,復位系統(tǒng)。選手號數(shù)碼管的顯示被清楚,倒計時數(shù)碼管重新被復位至30秒,準備下一輪搶答。
倒計時時間可以更改,方法為設置兩片74LS192(編號為U9和U10)的四個輸入端P0~P3的高低電平來實現(xiàn)。
假設設定倒計時時間為20秒,則U9的P0、P1、P2和P3應設置為0、1、0、0,而U10的P0、P1、P2和P3應設置為0、0、0、0,這樣即可實現(xiàn)20秒倒計時功能。
資源內(nèi)容
(1)基于數(shù)字電路的八路搶答器設計論文完整版;
(2)Proteus仿真文件;
(3)原理圖;
(4)元器件清單;
(5)參考資料;
(6)Visio流程圖;
資源截圖
資源獲取方法
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由于八路搶答器設計為我的原創(chuàng)設計,
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