八路定时抢答器设计报告

1、摘要本系统设计，采用了简单常用的芯片而实现了8路可定时及可预置数的抢答器。抢答器采用了优先编码锁存的功能，解决了抢答会出现一些基本问题，提高了抢答的效率和趣味，采用了可随意预置数以及自动封锁电路的功能，增强了灵活性和自控性。关键词：ne555多谢震荡、优先编码、cd4511、74ls192目录第一章 设计要求及原理- 2 -1.1 设计要求- 2 -1.2 基本原理- 3 -1、 电路的总体模块- 3 -2、电路系统总框图- 3 -3、工作原理- 4 -1.3 系统总体原理图- 4 -1.4系统各模块设计- 5 -1、电源模块- 5 -2、抢答模块- 5 -3、 定时模块- 7 -4、 控制模

2、块- 7 - 1.5装配图- 10 -第二章 制作- 11 -2.1 元器件的选择- 11 -2.2 元器件焊接- 11 -2.3 功能的调试- 11 -第三章 心得体会- 12 -第四章 参考文献- 13 -第一章 设计要求及原理1.1 设计要求 1、基本要求（1） 选手每人一个抢按钮，按钮的编号与选手的编号相同。（2） 抢答器具有优先抢答功能，先按按钮的选手编号能被锁存显示，并有音响提示。（3） 主持人有控制开关，可以手动清零复位。2、发挥部分（1） 抢答器具有定时抢答的功能，主持人可以设定抢答时间，抢答开始定时器减计数，并有数码显示，同时有嘟嘟的提示音（时间为0.5s）。（2） 选手在设

3、定时间内抢答，抢答有效。超出设定时间，本次抢答无效。抢答器报警，并封锁电路，显示器显示“00”。1.2 基本原理电源模块抢答模块1、 电路的总体模块定时模块控制模块2、电路系统总框图译码显示电路锁存电路优先编码控制电路电源输入电路音响提示电路脉冲产生电路时间显示电路计时电路3、工作原理 如电路的总体框图所示，整个电路有电源供电，由选手的抢答器按键编号进行bcd编码，然后将最先按下按键的选手号码锁存并用数码管显示，使得其他选手无法在改变抢答结果，并由控制电路控制抢答时间及抢答的开始和结束，由脉冲电路来设定时间间隔及模拟秒钟滴答的声响，且由音响提示电路提醒主持人有人抢答及抢答时间已到，而当抢答时间

4、到时会封锁整个电路，只有控制电路才才能解除锁定。1.3 系统总体原理图1.4系统各模块设计1、电源模块 其基本功能是为其他模块提供5v直流稳压电源，con2接变压器的次级输出，次级电压经桥路整流后，再被c1-1、c1-2滤波去高频，后经三端稳压器78l05，c1-3、c1-4用来滤除杂波，d1-2为输出电源指示灯，最终输出5v直流电压供电。2、抢答模块（1）优先编码电路如图抢答模块电路，优先编码电路由s2-1s2-8一共8个按键及d2-1d2-13一共13个二极管构成的8421码编码电路，每一个按键就代表一个选手的编号也就是编码最后显示出按键编号就是18号。（2） 锁存电路这部分电路也就是抢答

5、模块的核心电路，它是通过断码锁存的原理来实现将选手编号进行锁存至数码显示，但只有0不会被锁存。所谓的段码锁存，通过数码管的其中几段来实现将数字锁存的功能，具体实现就是三极管的集电极接4511译码输出12脚也就是数码管的b段，基极接d段，而g段直接接4511锁存端，这样当没有输入时，数码管显示0，这时g段为低电平其他各段均为高电平，且此时三极管导通接地，所以这样0就不会被锁存，当有输入时，只要g段数码管有高电平，就能将数字锁存，当g段为低电平时，如“1”b段为高电平而d段为低电平，则三极管不导通，仍可以将数字锁存住。（3） 显示电路就是通过4511译码器将编码电路信号转换成相应的二进制码使数码管

6、显示相应的数字。3、 定时模块 该部分电路主要是通过74ls192可逆计数器及拨码开关来实现可预置时间的定时作用，拨码开关同样是按照8421码编码，然后控制74ls192的预置数控制端来控制时间的设定最后通过4511译码显示将时间通过数码管显示出来。主要实现减计数部分的就是第二张用ne555构成的多谐振荡器，调节电位器使得输出方波频率为1赫兹即周期为1s，占空比趋近于50%。4、 控制模块该控制模块有几个部分组成：（1）定时模块控制这个部分是用于控制定时模块脉冲输出的启动和停止及预置数控制。经反复试验，最终选用36k上拉电阻使的74ls192预置数控制端电平的稳定以至较少出现不稳定现象。 这部

7、分是对定时模块的清零复位端的控制，用了一个10uf电容及1k下拉电阻实现其上电复位的状态，同时防止按下按键时的短路情况，用一个轻触式开关实现对他的控制。（2） 抢答模块控制 该部分电路主要是通过一个按键及上拉电阻实现对锁存状态的复位，和通过一个三级管来对该模块的封锁和开启。控制该三级管的是定时模块高位的借位输出端，当时间到时，借位输出端由原来的高电平变为低电平，而使原本导通的三级管截止，实现对电路的封锁。（3） 报警电路的控制该部分用了4011的一部分来代替反相器，实现对报警电路的控制，当定时模块高位借位输出高电平是，该部分将电平反相变为低电平，则蜂鸣器不响，当时间到时，借位端输出低电平时，则

8、通过该与非门输出高电平，蜂鸣器响达到报警效果。1.5装配图第二章 制作2.1 元器件的选择由于大多数元器件都要求不高，在此不多做介绍。1、 芯片选择了常用的译码器4511，可逆计数器74ls192，定时器555，稳压器7805。2、 显示选择了常用的一位共阴数码管。3、 一般下拉电阻选择了10k的电阻。4、 开关管选择了常用的三极管9014。5、 按键为普通的轻触式开关以及控制开关为自锁按键。6、 比较特殊的是74ls192预置数控制端的上拉电阻，选用的是36k电阻，为了确保电平的稳定，及一些预置数输入端选择了470欧的下拉电阻，原因是当下拉电阻过大时，预置数会自动出现高电平。7、 为了预置数

9、方便选择了4位拨码开关。8、 定时器的调节频率及占空比的电阻选用了15k和电位器100k，以实现周期为1s。2.2 元器件焊接 根据前面画好的原理图用万用板焊接出来制作成实物电路板，将选择好的元器件按设计好的焊接图依次焊上，在焊接之前要检测一下元器件是否有损坏的，焊接的时候要注意避免虚焊，防止后面调试时出现不必要的麻烦，有极性的电容及二极管，三极管等焊接时管脚不要焊错，焊完以后对照原理图确认一下是否有少焊的地方，以上步骤都为后面的调试带来了很大的方便。2.3 功能的调试 焊接完电路后就进入调试部分，调试由较复杂的减数器开始，在电源灯正常显示的情况下，电路正常工作室数码管在上电时应显示00，按下自锁开关之前，可以用拨码开关随意预置数，根据编码可置3、5、10、15、30等，由于编码特殊还可置7、17等。如果预置数理想且显示正常，说明编码正常及数码显示也正常。在预置数控制及抢答开始控制时计数会有时显示不正常，比如由5跳到3，这部分原因是预置数控制端的上拉电阻不匹配，经多次试验最终选用36k的电阻，防止在切换后该端的电平不稳定。接下来，就调试555振荡，如果有读秒响