1 绪言 为了加深对数字电子技术课程理论知识的理解,有效地提高动手能力,独立分析问题、解决问题能力,协调能力和创造性思维能力,树立严谨的科学作风,培养综合运用理论知识解决实际问题的能力。现设计一个四人智能抢答器,通过电路的设计、安装、调试、整理资料等环节,初步掌握工程设计方法和组织实践的基本技能,逐步熟悉开展科学实践的程序和方法。 2 四人 智力 竞赛 抢答器 一、设计任务与要求 1.设计任务 设计一台可供 4 名选手参加比赛的智力竞赛抢答器。由主持人控制,抢答前锁定抢答器,抢答时开启电路;用发光二极管 LED 显示哪个选手抢到。 2.设计要求 (1)4 名选手编号为:1,2,3,4。各有一个抢答按钮和发光二极管,按钮和发光二极管的编号都与选手的编号对应,也分别为 1,2,3,4。 (2)给主持人设置一个控制按钮,用来控制系统清零和抢答的开始。 (3)抢答器具有数据锁存功能。抢答开始后,若有选手按动抢答按钮,该选手编号立即锁存,封锁输入编码电路,禁止其他选手抢答。抢答选手的编号一直保持到主持人将系统清零为止。 二、电路原理分析 下图为供 4 人用的智力竞赛抢答装置电路,用以判断抢答优先权。图中 F1为 4D 触发器 74LS175,它具有公共置 0 端和公共 CP 端;F2 为双 4 输入与非门74LS20;F3 是由 74LS00 组成的多谐振荡器;F4 是由 74LS74 组成的 4 分频电路。F3,F4 组成抢答电路中的 CP 时钟脉冲源。抢答开始时,由主持人清除信号,按下复位开关S5,74LS175 的输出Q1~Q4 全为 0,所有发光二极管 LED 均熄灭。当主持人宣布“抢答开始”后,首先做出判断的参赛者立即按下开关,对应的发光二极管点亮,同时,通过与非门 F2 送出的信号锁住其余 3 个抢答者的电路,不再接受其他信号,直到主持人再次清除信号为止。 3 四人智力抢答器原理图 三、电路设计与单元电路分析 1.电路设计 电路由选手开关电路、主持人开关电路、触发锁存电路、时间脉冲电路、抢答鉴别电路和显示电路组成。 选手开关 触发锁存电路 主持人开关 抢答鉴别电路 显示电路 时间脉冲源 4 2.单元电路分析 (1)选手开关 此电路由4个开关组成,四位抢答者通过开断各自的开关开关实现抢答,给编码器输入高低电平,其中低电平为有效抢答信号。 (2)主持人开关 此电路由1个开关和一个1kΩ 的电阻组成,主持人通过开断开关控制整个电路开合。 (3)触发锁存电路 此电路由...