实训任务5.4抢答器电路的设计

电子技术主编：徐超明李珍2026/7/2315.4抢答器电路的设计5.4.1抢答器的组成5.4.28路锁存器74LS373简介5.4.3电路设计及元器件的选择5.4.4抢答器制作与调试实训5-9：4人抢答器仿真调试实训5-10：8人抢答器设计与制作实训任务5.4抢答器电路的设计2026/7/232实训任务5.4抢答器电路的设计

抢答器广泛应用于各种知识竞赛中。

当抢先者按下面前的按钮时，输入电路立即输出一个抢答信号，抢先者所对应的指示灯亮或者将选手的编号在显示器上显示，而其他选手再按按钮就无效。

抢答器可以通过分立门电路、中规模集成电路或单片机等多种方式实现。实训4-7所设计的抢答器是用基本门电路构成的简易型抢答器，通过对应的发光二极管（指示灯）被点亮来表示抢答成功。

本设计用中规模集成电路来设计具有显示选手编号的抢答器。32026/7/23

本抢答器的组成框图如图所示。它主要由抢答按钮组电路、锁存电路、锁存控制电路、编码电路、译码显示电路等几部分组成。5.4.1抢答器的组成抢答器的组成框图42026/7/23（1）抢答按钮组电路：由一组按钮组成，每一名竞赛控制一个按钮。按钮为常开型触点，当按下开关时，触点闭合；当松开开关时，触点能自动复位而断开。（2）锁存电路：主要元器件就是锁存器。当该锁存器的使能端为有效电平（如低电平）时，将当前输出锁定，并阻止新的输入信号通过锁存器。（3）锁存控制电路：根据要求使锁存电路处于锁存或解锁状态。一轮抢答完成后，应将锁存电路的封锁解除，使锁存器重新处于等待接收状态，以便进行下一轮抢答。5.4.1抢答器的组成2026/7/235（4）编码电路：将锁存电路输出端产生的电平信号，编码为相应的三位二进制数码。（5）译码显示电路：将编码电路输出的二进制数码，经显示译码器，转换为数码管所需的逻辑电平，驱动LED数码管显示相应的十进制数码。编码电路、译码显示电路在前面已作介绍，这里简单介绍锁存器的知识。5.4.1抢答器的组成2026/7/23674LS373是8路数据锁存器，它能够记忆、锁存数据。5.4.28路锁存器74LS373简介引脚图2026/7/237引脚图逻辑符号74LS373是8路数据锁存器，它能够记忆、锁存数据。5.4.28路锁存器74LS373简介2026/7/2388路数据锁存器74LS373功能表为三态控制端（低电平有效），当=1时，8个输出端均为高阻态（功能表中的Z表示高阻态）。=0时，若使能端EN=1，则锁存器处于接收数据状态，输出端Q0～Q7随着输入端数据D0～D7的变化而变化；若使能端EN=0.，锁存器处于锁存数据状态，输出端的数据锁存不变。

（1）抢答按钮组电路4路抢答按钮组电路，4个按钮均为常开型触点。（2）锁存电路

锁存电路元器件就是8路锁存器74LS373。5.4.3电路设计及元器件的选择92026/7/231．电路组成和元器件的选择抢答按钮组电路锁存电路（3）锁存控制电路锁存控制电路由一个复合按钮J5和一个或门组成，复合按钮的常开触点接电源（高电平），而常闭触点接地（低电平），如图所示。5.4.3电路设计及元器件的选择102026/7/231．电路组成和元器件的选择锁存控制电路（4）编码电路74LS148为8线-3线优先编码器。当接低电平，编码器处于工作状态，任何一端输入有效信号（低电平）时，输出为相应编号的三位二进制数码。由于输出的数码为反码，故用非门将其转换成原码，同时扩展端输出高电平。当编码器的输入端均为高电平时，扩展端输出低电平，表示“此片工作，但无有效信号输入”。5.4.3电路设计及元器件的选择112026/7/23编码电路1．电路组成和元器件的选择（5）译码显示电路显示译码器采用74LS48，数码管采用共阴极型，显示相应的十进制数码。数码管显示与否，由编码器

端控制。5.4.3电路设计及元器件的选择122026/7/23译码显示电路1．电路组成和元器件的选择5.4.3电路设计及元器件的选择132026/7/234人抢答器总体电路1．电路组成和元器件的选择

当按钮未按下时，I01～I04各端均为高电平，编码器处于工作状态，但“无有效信号输入状态”，=1，通过或门，使锁存器使能端EN=1，处于等待接收状态。

当按下某一按钮时，低电平脉冲输入锁存器，锁存器Q端输出信号等于输入信号，输入至编码器74LS148。编码器对该信号进行编码，并使=0。由于抢答器正常工作时双控开关J5置于低电平状态，因此，锁存器使能端EN=0，锁存器处于锁存状态，阻止新的输入信号通过锁存器。

一轮抢答完成后，按一下复合按钮J5，高电平脉冲通过或门可使锁存器使能端EN=1，电路解除锁存，使锁存器重新处于等待接收状态，以便进行下一轮的抢答。5.4.3电路设计及元器件的选择142026/7/232．工作过程分析1.根据上述设计绘制仿真电路图；2.对电路进行仿真调试。5.4.4抢答器制作与调试152026/7/23实训5-9：4人抢答器仿真调试实训流程：1．8路开关输入；2．稳定显示与输入开关编号相对应的数字；3．显示具有第一性和唯一性；4．一轮抢答完成后，能进行解锁，准备下一轮抢答。5.4.4抢