555定时器+74系列芯片搭建八路抢答器,30s倒计时,附Proteus仿真等
设计要求
1.设计一个基于数字电路的30秒定时抢答器,可同时供8人或8队比赛;
2.给节目主持人设置一个控制开关,用于控制系统复位和抢答开始;
3.抢答器具有数据锁存和显示功能。抢答开始后,如有选手抢答成功,选手编号立即锁存,数码管显示该选手编号,同时倒计时停止,蜂鸣器发出提示音;
4.选手抢答成功后,立即封锁输入电路,禁止其他选手抢答,直到主持人复位系统开始下一轮抢答为止;
5.若倒计时结束后,仍无选手抢答,则本次抢答无效,系统短暂报警,并封锁输入电路,禁止选手超时后抢答,倒计时数码管显示00,等待主持人复位;
6.抢答器定时时间可通过计数器74LS192端口高低电平配置来修改;
设计概述
抢答器的抢答按钮是由八个按键模拟,经过74LS148编码器、74LS373锁存器、74LS48译码器和7段数码管实现。
倒计时功能所用的时钟信号是由555振荡器改造的多谐振荡器输出的,输出的信号与两个74LS192相连,通过置数功能调整倒计时周期,与74LS192相连的是74LS48译码器和7段数码管。
整个电路由一个电源和一个单刀双掷开关(主持人按键)控制的,扮演了裁判的角色,整个系统设计框架如下图所示。
仿真电路图
仿真结果分析
使用Proteus 8.6软件打开“八路抢答器.pdsprj”仿真文件,打开后,首先确保主持人开关SW1打至左边位置(左:计时器复位;右:抢答开始),若处于右边,鼠标点击SW1旁红色左右箭头,将开关打至左边。
观察图中,8位选手的编号为0~7。
运行仿真,仿真结果如下图所示。选手号数码管无显示,倒计时数码管显示停留在30,等待主持人将开关SW1拨至右边,此时系统处于抢答准备状态,选手在准备状态进行抢答是无效的。
当主持人宣读完题目说“开始”,将SW1开关拨动到右边,报警器SPEAKER发出3声哔哔哔,30秒倒计时开始,8位选手此时可以开始抢答。
当某位选手抢答成功后,选手号数码管显示该选手编号,倒计时停止,报警器发出3声哔哔哔提示音。
假设编号为5的选手在倒计时至17秒时,抢答成功,结果如下所示。
选手抢答成功后,选手号显示数码管和倒计时数码管被锁定,其他选手再抢答是无效的。
若30秒倒计时结束后,仍无选手抢答,此时选手号数码管保持无显示状态,倒计时数码管显示00,报警器发出3声哔哔哔,表示本轮抢答无效。
抢答结束后,主持人将SW1开关打至左边,复位系统。选手号数码管的显示被清楚,倒计时数码管重新被复位至30秒,准备下一轮抢答。
倒计时时间可以更改,方法为设置两片74LS192(编号为U9和U10)的四个输入端P0~P3的高低电平来实现。
假设设定倒计时时间为20秒,则U9的P0、P1、P2和P3应设置为0、1、0、0,而U10的P0、P1、P2和P3应设置为0、0、0、0,这样即可实现20秒倒计时功能。
资源内容
(1)基于数字电路的八路抢答器设计论文完整版;
(2)Proteus仿真文件;
(3)原理图;
(4)元器件清单;
(5)参考资料;
(6)Visio流程图;
资源截图
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