基于Multisim三路抢答器的设计与仿真
基于Multisim三路抢答器的设计与仿真
已实现的功能：
1、智力竞赛抢答装置可同时供三名选手或三个代表队参赛，他们的编号分别为1、2、3；每个选手或代表队控制一个抢答按钮，按钮的编号与选手的编号相对应，为K1、K2、K3。
2、节目主持人控制一个按钮，用来控制系统的清零和抢答开始与否，清零按钮的编号为S。
3、抢答装置应具有显示和数据锁存功能，每个选手的编号可用一个七段显示器显示，1号选手抢答后相应的显示器显示“1”，2号选手抢答后其显示器显示“2”，3号选手抢答后其显示器显示“3”。
4、路应具有抢答键控制功能，在其中的一个选手抢答有效后，显示器显示相应的选手编号，蜂鸣器发出音响提示；同时电路应不再接收其余二个抢答者的信号，已获得抢答资格选手的编号，一直保持到主持人将系统清零为止。
5、具有定时抢答功能，时间可由主持人设定；当主持人启动“抢答开始”按钮S后，定时器开始加（减）计时，并用显示器显示时间。
6、选手在设定的时间内抢答有效，定时器停止工作，显示器显示抢答时刻的时间，并保持到主持人将系统清零。若定时抢答时间到，没有选手抢答，则本次抢答无效，系统报警并不再接收选手的抢答信号（禁止超时抢答），时间显示器显示00。
加计时三路抢答器
减计时三路抢答器
流程图
整体电路工作过程：
1、主持人有1个按钮和4个按键，主持人可以通过4个按键对定时器设定所需要的定时时间，根据按键的不同按下程度可以设定0s，10s，20s，30s，40s，50s，60s，70s，80s，90s的定时时间；主持人不按下按钮时选手无法进行抢答且定时器也不会进行加计时并显示到显示屏上，主持人按下按钮后选手就可以开始进行抢答了，并且抢答时间显示屏上会进行加计时。
2、三位选手分别有对应编号的按钮，主持人表示可以抢答后且不超过抢答时间，其中一位选手如果按下按钮，则其余两位选手则不能进行抢答，并且抢答成功的选手编号将会在他对应的显示屏上面显示出来该选手的编号，并且定时暂停，而且蜂鸣器会鸣叫表示抢答成功。
3、主持人再按下按钮，可以对电路进行复原，复原到游戏开始的情况，如果需要继续进行游戏，则可以继续按下按钮表示抢答第二轮开始。
加计时三路抢答器详解
1、设计三位选手的抢答电路部分，该部分目的是当主持人按下按钮选手才可开始抢答并且抢答过程中一位选手按下后显示对应编号，其余选手按下按钮则失效。
（1）主持人控制一个按钮，三位选手分别控制一位按钮，这部分电路主要运用了8421BCD码显示器，jk触发器，三输入与非门，四输入与非门，反相器，蜂鸣器和同步十进制双时钟可逆计数器74LS192。
（2）一开始，主持人没有按下S按钮时，U7A（最底下的）jk触发器由于设定成了翻转器，只要有下降沿沿就会进行翻转，此时由于主持人没有按下按钮初始Q非输出的是1，此时不管选手有没有按下按钮，三个四输入与非门输出都是1，其对应的jk触发器也不工作。
（3）主持人按下按钮后，产生了下降沿，将计数器清0，并且使得U7A-jk触发器进行了翻转，使得Q非输出为1，此时这个因素不再影响四输入与非门，并且通过使U10A、U11A、U12A三个jk触发器的PR端一瞬间的置0将三个jk触发器的输出都稳定成了1（相当于复原）。三位选手没有按下按钮时，输入都为0，四输入与非门中除了选手按钮那条为0，其余都为1，当一个选手按下按钮时，通过与非门给相应的jk触发器发送了一个下降沿，又因为初始j为0，k为1，则输出Q由1变0，使得蜂鸣器发出鸣叫（通过3个jk触发器输出的三输入与非门判断），并且发送了个下降沿使得对应的计数器置数，并在显示屏上显示出来。而且由于其中一个jk触发器输出变为0，间接使得其余2位选手后来不管按下没按下按钮，四输入与非门输出的值都不变化，这就实现了抢答的功能。
2、设计定时器显示部分，该部分目的是实现可选的加计时并且加到选定时间后清0。
（1）2个计数器的输入A、B、C、D都接地，而且U8十位数计数器（上面的是十位数的）up位接个位数计数器的co位，U19个位计数器的up接555定时器发出的1s延时，目的是从0开始每1s加计数一次并且可以进位。
（2）U8十位数计数器的四个按键是根据所按下的按键值判断是否加计时到该值，若是则U25A四输入与非门就会输出0使得jk触发器发生翻转，锁存输出Q为0，使得2个计数器的LD端0置数变成00（那两个两输入与门是整体连接做出的改变），并且蜂鸣器进行报警，表示抢答时间超时。
（3）555定时器制作的是多谐振荡器，多谐振荡器没有稳定状态，只存在两个暂稳态，且无须用外来触发信号进行触发，利用电源通过R1、R2向C充电，以及C通过R2向C0放电，使电路能自动交替翻转，电容C在1/3UCC和2/3UCC之间充电和放电，两个暂稳态轮流出现，输出矩形脉冲。
输出信号的充电（输出为高电平）时间：tW1=0.7（R1+R2）C。
放电（输出为低电平）时间：tW2=0.7 R2C。
振荡周期：T=tW1+tW2=（R1+R2）C+0.7 R2C=0.7（R1+2R2）C。
振荡频率：f0==
根据公式计算出R9和R10和C1的值，进行周期为1s的计时。（这里我设定的并不准确）
3、总体连接，目的是当选手抢答成功后停止计时，并且抢答时间过了无人抢答也不能再进行抢答了。
（1）左下角U35A两输入与门就是判断当抢答时间达到时，因为最右边的U27A设置的jk翻转器输出变为0，导致左下角U35A两输入与门不管裁判有无按下都强制使得三位选手无法再进行抢答。
（2）右下角U21A三输入与门（与555定时器连接的那个），当有一位选手抢答时间内抢答成功，那么三输入与门的其中一个输入就为0，屏蔽了555定时器发出的信号，使得计数器无法再进行计数，相当于选手抢答成功则停止计数。
4、仿真出现的问题与解决方法
（1）三位选手抢答部分：首先选用的是三输入与非门，一个引脚接选手，另外两个引脚接其余2为选手所在的jk触发器的输出Q。由于下一部分需要的功能有：主持人没按下按钮时选手抢答无效，经过思考，将三输入与非门换成了四输入与非门，并且添加了个jk触发器置为翻转状态，当主持人每按下按钮一次就会翻转一次。通过示波器观察主持人按下按钮前后jk触发器输出的波形来判断电路是否正确运行。原本jk触发器PR和CLR2个端接入的都是高电平，但是这样会导致初始输出的不确定性并且无法在主持人在次按下按钮后复原，因此将jk触发器的PR端接在了主持人按钮的高电平一侧，当主持人按下按钮的时候变为低电平则可重置jk触发器。
（2）定时部分：由于是加计时，所以两个计数器的A、B、C、D都置为0，从00开始加计时，调试过程中发现定时器加到选定抢答时间后置为00又开始计数，但是要求是抢答时间截至后直接置为00，经过示波器观察，发现是因为一旦置为0，判断计时满的条件就不成立了，所以会继续计时，因此考虑到这里需要使用一个下降沿的jk触发器进行锁存，让计时满后通过下降沿触发jk触发器从而进行锁存，这样置为00后由于是上升沿并不会对锁存器锁存的值造成影响，成功解决了这个问题。
（3）定时与计数器组合部分：考虑到选手抢答成功后同时停止计时，在555定时器输出那多加了个判断条件，当选手抢答成功后，输出0，然后将555定时器输出的信号无效化，从而实现定时的停止。一开始是无法实现这个功能的。
基于Multisim三路抢答器的设计与仿真相关推荐
- 基于Multisim的八路抢答器的设计与仿真-设计资料
[资源下载]下载地址:点击下载(1227) 百度网盘 摘 要 随着科学技术的不断发展,促使人们学科学.学技术.学知识的手段多种多样.抢答器作为一种工具,已广泛应用于各种智力和知识竞赛场合,当今的社会竞 ...
- Arduino项目——三路抢答器的设计
1. 抢答器简介 抢答器是通过设计电路,以实现如字面上意思的能准确判断出抢答者的电器.在知识竞赛.文体娱乐活动(抢答赛活动)中,能准确.公正.直观地判断出抢答者的座位号.更好的促进各个团体的竞争意识, ...
- 三路抢答器FPGA设计
按键消抖:(延时20ms后输出有效值) 30S倒计时:(复位结束或开始按键按下后计时器从30开始倒计时,有选手抢答时,倒计时停止,并且输出O_cnt_flag(此信号拉高其他选手抢答无效)) 工程仿真 ...
- 基于51单片机的4位竞赛抢答器的设计
设计编号:Q001 资料下载 功能要求: 以单片机为核心,设计一个4位竞赛抢答器:同时供4名选手或4个代表队比赛,分别用4个按钮S0-S4表示. 1.设置一个系统清除和抢答控制开关S,开关由主持人控制 ...
- c语言六位抢答器课程设计,基于c语言单片机8位竞赛抢答器设计课程设计.docx
基于c语言单片机8位竞赛抢答器设计课程设计 课程设计报告课程名称:单片机课程设计报告题目:8位竞赛抢答器的设计学生姓名:所在学院:信息科学与工程学院专业班级:学生学号:指导教师:2013 年12月25 ...
- 单片机8位抢答器实训机电报告_基于单片机89c51八路抢答器课程设计报告.doc
基于单片机89c51八路抢答器课程设计报告 中州大学工程技术学院 单片机课程设计报告书 题目:基于单片机89c51 8路抢答器 姓 名: 阮成龙 专 业:电气自动化(对口)一班 学 号: 201425 ...
- 电子技术综合实践——基于Proteus的抢答器设计
目录 1 设计任务 1.1 设计目的 1.2 设计要求 1.2.1 基本要求 1.2.2 功能增强内容 2 主要过程 2.1概述 2.2主要流程框图 3.元器件选择与清单 3.1元器件 3.2使用清单 ...
- 单片机6路抢答器c语言程序设计,基于单片机的抢答器设计（最终版）最新版
<基于单片机的抢答器设计.doc>由会员分享,可免费在线阅读全文,更多与<基于单片机的抢答器设计(最终版)>相关文档资源请在帮帮文库(www.woc88.com)数亿文档库存里 ...
- 基于8086步进电机定时启动设计-基于8086八路智能抢答器系统控制设计-基于8086八路PT100热敏电阻温度采集-基于8086 8253定时计数器方波发生器仿真-基于8086的1602动态显示仿真
1157基于8086八路智能抢答器系统控制设计-微机原理资料 以8086为核心,设计一个8位竞赛抢答器:同时供8名选手或8个代表队比赛,分别用8个按钮S0-S7表示. 设置一个系统清除和抢答控制开关S ...
最新文章
- JS 把url的参数解析成对象
- CSS中关于margin的理解误区
- 【转载】C#扫盲之:==/Equals /ReferenceEquals 异同的总结，相等性你真的知道吗？
- httpclient异步发送请求_关于Tornado5.1:到底是真实的异步和还是虚假的异步
- 免费下载！《九年双11：互联网技术超级工程》，300页干货精华
- 休眠事实：如何“断言” SQL语句计数
- Java Micro-Benchmarking：如何编写正确的基准
- mysqlsla安装与慢查询分析
- 【刷算法】按照之字形打印二叉树
- python实践作业_实践-python实现假设检验
- oracle往游标中存数据,Oracle数据库：ORACLE11G在存储过程里面遍历游标
- python输出输入的字符串_python笔记3-输出输入、字符串格式化
- 如何从应用直接跳转AppStore 电话 短信 邮件
- pandas 中的模糊匹配
- C/C++深度分析（二）
- 关于短信猫死机的问题程序要如何解决
- 19 个接私活平台汇总，你有技术就有钱
- 带偏移限制的视差贴图
- 360桌面整理计算机图标,电脑界面上的图标被360清理掉了,怎么恢复呢?
- mui实现二维码扫描功能