电子电路实验设计抢答器主要器件功能与电路工作原理

g546g54697一、电路中各器件的功能功能如表1-1所示。28输出QHHHXHXHXZ74LS373锁存器主要用于锁存地址信息、数据信息及DMA页面地址信息等。74LS373的使用方法：表示高阻态(相当于开路),X为任意电平，74LS148是优先编码器，允许同时输入两个以上编码信号。在设计优先编码器时，已经将所有的输入信号按顺序排列好了，在同时存在两个或两个以上输入信号时，优先编码器只按优先级高的输入信号编码，优先级低的信号不起作用。图1-2是74LS148编码器的引脚图。图1-274LS148引脚图74LS148是16脚的集成芯片。其中。~I,是输入信号。0~2为编码输出，都是低电平当使能输出S=1时，禁止编码，输出当S=0时允许编码，在I₀~I,输入信Ys为使能输出端，在S=0,而本片没有编码出入时为0。(如表1-2第二行所示)。YEX为片编码输出端，在S=0,且有编码输出信号时为0时(如表1-2第三行示);若允许编码而无编码输入信号时为1。(如表1-2第二行所示);S=1不允许编码，它也为1。(如表1-2第一行所示)。 “电路工作，而且有编码输入”。工作原理分析时：不论输入。~I₇八个端为何种状态Y2yY0都为高电平，且Ys=1、YEX=1。(此时编码器处于不编码状态)。(无有效输入信号)②:Io=0(最低级有低电平输入时)YEX=0,Y2Yo=111是有效编码输出。表1-2编码器74LS148的逻辑功能表S-11×X××××××111110×1111111111100××XXXXX000001×XXXX01001010X×××01101001××××0111011010XX×01111100010Xxx0111111010110xxO1111111000O11111101从功能表可以看出：输入信号优先级别低电平输入，且比它优先级别高的输入端无低电平输入时，输出端才输出对应该输别i₆,i高于is,则此时输出代码010(为CD4511是一个用于驱动共阴极LED(数码管)显示器的七段显示译码器，其具有BCD转换，消息和锁存控制，七大的拉电流。可直接驱动LED显示器。其引脚图如图1-3.BI:4脚是消息输入控制端，当BI=0时，不管其它输入端状态如何，七段数码管均处在熄灭(消隐)状态，不显示数字。LT:3脚是测试输入端，当BI=1,LT=0时，译码输出全为1,不管输入DCBA状态如何，七段均发亮，显示“8”它主要用来检测数码管是否损坏。LE:5脚是锁存控制端，当LE=0,允许CD4511逻辑功能表1-3输出显示消隐012345670189消隐消隐消隐消隐消隐消隐锁存8421BCD码对应的显示如下图所示4.74LS76双JK触发器74LS76为双JK触发器是下降沿触发器的边沿触发器，其引脚图下图所示.JK是信号输入端，是触发器状态更新的依据，若JK有两个或两个以上输入端时，组成"与"的关系。Q与Q为两个互补输出端，通常把Q=0,输入输出RJK*D1XXX1010XX×0100XX×4甲1110Q111010114010111↓11²Q11tX×Q2图1-5表1-5Y0111LED数码管有共阳极、共阴极之分，使用时共阳极接高电平，7个阴极a~g由相应的BCD7段译码器驱动，引脚图A:每段及小数点上加限流电阻数码管的使用注意说明：(1)数码管的表面不要用手触摸，不要用手(2)焊接温度，260℃左右，焊接时间5s。(3)表面有保护模的产品，在使用前撕下。把LED发光二极管的正极接到一起做公共端，就是共阳极。相反的是共阴极。应用时这个公共端分别的接Vcc或GND。找公共阴极和公共阳极的方法是，先找一个电源(3~5V)和一个1K接个电阻后和GND分别接在任意2个脚上。反复(串电阻)逐个碰剩下的脚，如果都亮它就是果都亮，它就是共阳极的。74LS00与非门是能实现“与非”运算的逻辑电路，逻辑符号如图1-7(a)所示，与非门的逻辑功能如表1-7所示，也可用逻辑函,其引脚如1-7(b)图所示。 B V入ABY0111101110555定时器电路由3个电阻分压器、2个高精度电压比较器、1个基本Rs触发器、1个作为放电通路的三极管及输出驱动电路组成，图1-8是其引脚图.Vcc为电源端、为低电平触发输入端、TH为高电平触为电伍控制端，图1-8DISC为放电端。图1-8(2)555定时器工作原理当电压控制端Vc。不外加控制电压时，比较器的参考电压将发生变化，相应的电路的阈值、触发电平也将随之改变，进而影响电路定时参数。为了防止干扰，当不加外控制电压时，在Vco端，一般通过1个小电容(0.01μF)接地。当输入信号自6脚输入，并超过参考电平,时触发器复位，3脚输出低电平，同时放电开关管导通；当输入信号自2脚输入并低于时，触发器置位，3脚输出高电平，同时放电开关管截止。若通电后锁存器停在Q=0状态，则将稳定维持不变，若通电后锁存器停在Q=1状态，将对时锁存器置0,电容放电，锁存器保持0状态不变输出稳定在0状态。当555定时器2脚触发脉冲下降沿到达时，锁存器被置1,输出跳变为高电平，电路进入暂稳态。暂稳态持续时间取决于外接电阻R₃和C₃电容的大小，等于电容电压从0上升到所需时间。555定时器功能表如下表1-8555定时器功能表低触发端示复位础OI放电三须管XX导1保持原状态保持原献态327C011截止二、电路中各器件的编号1.抢答者开关由上至下依次为S₈、S₁、S₂2.74LS373D触发锁存器的编号为IC₁3.74LS148优先编码器的编号为IC2。4.CD4511七段显示译码器的编号为IC3。5.555定时器的编号为IC4。6.555报警器的编号为ICs。三、抢答器的工作原理置1,G₃的8脚置0,使G₂的输出端15,输出高电于熄灭状态。由于G₂输出端15脚为高电平，脚一个低电平，使IC4输出端3号脚，由低电平跳到高电平进入暂稳态状态。此时电容C3开始充电，在充电时间内(定时的时间)允许抢答者抢答(约为1.1R₃C₃)。这时若某一组的抢答者抢答，则该组的信号将IC,的输入端由原来的高电平跳到低电平，其对应的输出端为低电平，其余没被触发的为高电平，同时IC₂的14脚片优先编码输出端，由高电平跳到低电平，这时给G₂、G₃一个下降沿信号，使G₃的9脚J=0,12脚K=1。使G₂的15脚由高电平跳到低电平，G₃的11脚仍为低电平，其所连接的LED,不亮，由于G₂的输出端15脚为低电平，Cl的11脚也为低电平，锁存抢答信号，抢答者的编号经IC₂、IC₃最终在LED上显示。同时由于IC4的3脚输出为高电平，经G₄、G₅触发LED₂亮，并经G₆给IC₅的4脚高电平，使其发出报警声音。提示有人抢答成功。若要重新开始一轮抢答，则由主持人按K,开关，然后重复上述过程。3脚由1变到0,对应的输出端2脚也为0。经过G,输出为1,同时IC₃的输入端6脚为1,又将触发IC2输入端4脚为0,其余IC2输入端为IC端2、1、7脚也都为0,则IC₃的输入端对应编使G₂的15脚为低电平，将第8组信号锁存(其在主持人按下K,开关之后，按下K₂开关之前就有人抢答。这时只给G₂的2脚1,G₃的脚为低电平。若有人按下抢答开关，则IC的某一输入端由高电平跳到低电平，其对应的输出端也为低电平，同时IC₂的14脚为低电平，给G₂、G3一个下降沿信号，由于没按K2,IC₄3脚为低电平经G₇使G₃的9脚G₃的输出端11脚高电平，触发LED₁亮，并经G₆给Cl₅的4脚高电平使ICs报警发声，提示有人提前抢答，同时G₂的15脚为低电平，抢答者的信号被锁存，经IC₂、IC₃最终在LED上显示抢答者号码。亮，经G6给ICs的4脚高电平使其报警发声。同时IC₁的输入端4脚为0,5脚为0。使IC₂3脚为0其余都为1,对应输出端6、7、9脚为0、0、1。则IC₃的输入端7、1、2脚为1、0、0,由于IC₁的2脚为1,则G₁3脚为0,则IC₃的6脚为0,"1";同时IC₂的14脚为低电平，将给G₂、G₃下降沿，使G₂的15脚为低电平，锁存S₁的信号.数码管上显示违规抢答者号码。②:超时抢答：即按下开关K,之后，又按下开关K²,并且规定的抢答时间已经结束，又有人按下抢答按时有人按下抢答按钮，则IC,的某一输入端由高电平跳到低电平，其对应的输出端也为低电按下开关K₁,又按下开关K₂,并且规定的抢答时间已结束。若这时S₄抢答，使IC₁的输入端13脚为0,12脚为0。则IC₂