三路抢答器电路设计方案汇总(三款模拟电路设计原理图详解)

应用电子电路

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描述

三路抢答器电路设计方案(一)

总体框图

扬声器

抢答器系统原理框图如上所示。当主持人宣布开始,定时电路开始秒脉冲电路的作用而进行倒记时,并通过译码器在显示器中显示。报警电路给出声音提示。当选手首先按某一开关键时,可通过触发锁存电路被触发并锁存,在输出端产生相应的开关电平信息,同时为防止其它开关随后触发而产生紊乱,最先产生的输出电平变化又反过来将触发电路锁定。然后在译码器中译码,将触发器输出的数据转换为数码管需要的逻辑状态。最后在显示电路中显示出所按键选手的号码。若有多个开关同时按下时,则在它们之间存在着随机竞争的问题,结果可能是它们中的任一个产生有效输出。

(一)抢答电路

电路如图2所示。该电路完成两个功能:一是分辨出选手按键的先后,并锁定74LS175的功能真值表即优先抢答者的编号,同时译码显示电路显示选手编号;二是要使其他选手随后的按键操作无效。

扬声器

图2  抢答电路

(二)定时电路

节目主持人通过按复位键来进行抢答倒计时。如图3。定时9秒,把74LS192对应的9,10,1,15四个端子预置为“1001”。计数器的时钟脉冲由秒脉冲电路555提供。当复位开关按下时,给74ls192一个低电平,从而开始倒计时,每来一个脉冲信号进行减计数一次。当有选手抢答或借位信号时,就使得74ls192的输入脉冲变成低电平,从而实现倒计时的停止。再按复位键时,再一次倒计时。

扬声器

图3  定时电路

(三)报警电路

由74ls121和蜂鸣器构成的报警电路,但仿真中没有74ls121,因此用功能相同的MONOSTABLEVIRTUAL(后文简称A1)来代替仿真,如图4所示。其中A1的脉冲输入端是由复位信号和Q非的与信号和借位信号与在一起来提供的。当其中一个信号为低电平时,使得A1得到一个下降沿脉冲,从而使A1的Q端输出一个宽度为一秒的高电平,那么蜂鸣器就会响一秒。反之,电路停振,蜂鸣器不响。

扬声器

图4   报警电路

(四)时序控制电路

时序控制电路是抢答器设计的关键,它要完成以下三项功能:

1)主持人将控制开关拨到“开始”位置时,扬声器发声,抢答电路和定时电路进入正常抢答工作状态。

扬声器

图5  抢答器与定时时许控制电路

2)当参赛选手按动抢答键时,扬声器发声,抢答电路和定时电路停止工作。

3)当设定的抢答时间到,无人抢答时,扬声器发声,同时抢答电路和定时电路停止工作。

三路抢答器电路设计方案(二)

抢答器按键部分

在本电路中,需要三位选手各一个抢答按键和主持人一个复位按键。考虑到抢答器实际需要,在此不采用单刀双掷开关,因为单刀双掷开关在选手抢答之后需要手动扳回,增加了操作的复杂性。所以选用可复位按键,以减少操作流程。

扬声器

如图(a)所示,选手按键区,在常态下,S1、S2、S3处于断开状态,输出端接地处于低电平。当按键按下去时接通电源,由于电阻R7、R8、R9的作用,输出端会输出高电平。松开按键,输出端再次变为低电平。图(b),常态下Rd端通过电阻R6接通5V电源,从而接收到高电平。当按下S0键,Rd端直接接地,变为低电平信号。松开S0,Rd再次变为高电平。

抢答器指示及发声部分

扬声器

抢答器指示部分主要有指示灯显示对应的作出抢答的选手,和发声部分。其中指示灯选取三个发光二极管接在相应的电路中,发声功能则选取一个扬声器来完成。鉴于74LS175输出电压较小,并且通过电阻和二极管的管压降效应,导致扬声器的电压更小,从而无法驱动负载。所以在扬声器的发生部分加上一个三极管放大电路,保证扬声器能够正常工作。

主电路设计

扬声器

三路抢答器电路设计方案(三)

下图是智力竞赛用的三路抢答器电路。裁判按下开关SA4,触发器全部被置零,进入准备状态。这时Q1~Q3均为1,抢答灯不亮;门1和门2输出为0,门3和门4组成的音频振荡器不振荡,扬声器无声。

扬声器

竞赛开始,假定1号台抢先按下SA1,触发器C1翻转成Q1=1、Q1=0。于是:①门2输出为1,振荡器振荡,扬声器发声;②HL1灯点亮;③门1输出为1,这时2号、3号台再按开关也不起作用。裁判宣布竞赛结果后,再按一下SA4,电路又进入准备状态。

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