八路數(shù)字搶答器

ID:1137639 · 發(fā)表于 2025-4-16 22:45

一、設(shè)計(jì)需求
1、該搶答器可供8名參賽選手使用，每名參賽選手各有一個搶答按鈕。
2、每輪搶答結(jié)束后，主持人可使用按鈕清零，準(zhǔn)備進(jìn)行下一輪搶答。
3、顯示優(yōu)先搶答者的編號并禁止其他選手的搶答。
二、主要元器件
1、4片74LS74（雙D觸發(fā)器）
2、1片74LS48（7段顯示譯碼器）
3、1片74LS148（8線-3線優(yōu)先編碼器）
三、整體電路圖

四、工作原理
開關(guān)S9由主持人控制。S9閉合時，本輪搶答開始；S9斷開時，本輪搶答結(jié)束。
當(dāng)S9閉合時，4片74LS74均處于工作狀態(tài)。若此時無人按下?lián)尨鸢粹o，則或門U9輸出始終為高電平，也即4片74LS74的時鐘信號始終為高電平，狀態(tài)不會發(fā)生變化。當(dāng)某選手率先按下?lián)尨鸢粹o時，或門U9的輸出會產(chǎn)生一個負(fù)脈沖，在其上升沿時， 74LS148的輸出信號A0,A1,A2,GS分別被存入4片74LS74，數(shù)碼管顯示該選手的編號。此時，U7A的Q’輸出變?yōu)楦唠娖剑沟没蜷TU9的輸出始終保持高電平，即便其他選手再按下?lián)尨鸢粹o，4片74LS74的狀態(tài)也均不會發(fā)生變化，數(shù)碼管保持顯示第一個按下?lián)尨鸢粹o的選手的編號。
當(dāng)主持人將開關(guān)S9斷開時，本輪搶答結(jié)束。當(dāng)主持人再次將開關(guān)S9閉合時，可進(jìn)行下一輪搶答。
五、仿真
1、主持人將開關(guān)S9閉合，進(jìn)入搶答狀態(tài)：

2、編號為5的選手率先按下?lián)尨鸢粹o：

3、其他選手也相繼按下?lián)尨鸢粹o，但數(shù)碼管顯示并不改變：

4、主持人斷開開關(guān)S9，本輪搶答結(jié)束：

六、總結(jié)
在電路設(shè)計(jì)中，使用了自復(fù)位的按鈕開關(guān)——PB_DPST作為8位選手的搶答按鈕，更貼近實(shí)際情況。但必須注意到的是，由于電路存在時延，且74LS74為上升沿觸發(fā)的觸發(fā)器，選手在進(jìn)行搶答時，必須保持按鈕按下一小段時間，而不可按下后立即放開，否則74LS148的輸出信號A0,A1,A2,GS無法存入觸發(fā)器中，數(shù)碼管不會有顯示。
可以考慮加入窄脈沖展寬電路，展寬選手按下按鈕時，或門U9輸出的負(fù)脈沖，來消除上述搶答不可靠的情況

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