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IC应用电路图
用74LS148和逻辑门电路实现16:4线优先编码器。
逻辑功能:按优先顺序从级别最高的输入信号编码,当多个输入同时有效时,只对其中优先级别最高的输入信号编码,而对级别较低的输入信号不予理睬。
根据逻辑功能写出真值表
电路图
连接电路,测试逻辑电路输出数据,并记录结果 根据实际操作情况,实测值与理论值一致。
抢答电路的功能有两个:一是能分辨出选手按键的的先后,并锁存优先抢答者的编号,供译码显示电路用;二是要使其他选手的按键操作无效。选用优先编码74LS148和RS锁存器74LS279可以完成上述功能。其电路组成如图3-1所示。
其工作原理是:当主持人控制开关处于“清零”位置时,RS触发器的R端为低电平,输出端(4Q~1Q)全部为低电平。于是74LS48的BI=0,显示器灭灯;74LS148的选通输入端ST=0,74LS148处于工作状态,此时锁存电路不工作。当主持人将开关拨到“开始”位置时,优先编码电路和锁存电路同时处于工作状态,既抢答器处于等待工作状态,等待输入端I7、I6、I5、I4、I3、I2、I1、I0输入信号,当有选手将键按下时(如按下S5),74LS148的输出Y2Y1Y0=010,YEX=0
经RS锁存器后,CTR=1,BI=1,此时74LS279处于工作状态,4Q3Q2Q=101,经74LS48译码后,显示器显示出“5”。此外,CTR=1,使74LS148的ST端为高电平,74LS148处于禁止工作状态,封锁了其它按键的输入。当按下的键松开后,74LS148的YEX高电平,但由于CTR维持高电平不变,所以74LS148仍处于禁止工作状态,其它按键的输入信号仍不会被接受。这就保证了抢答者的优先性以及抢答电路的准确性。当优先抢答者回答完问题后,主持人操作控制开关S,使抢答电路复位,以便进行下一轮抢答。
定时电路的设计
74LS48的7,6,2,3引脚接受来自74LS192的输出信号并把它译码 显示在数码管上。74LS192的9,10,11,15引脚完成时间设定功能,本设计要求定时30秒,所以把左边的芯片的1,15引脚接高电位,期于的全接低位,使的初始时间设定为30秒。555芯片完成产生秒脉冲的功能。工作过程为:抢答开始前,74LS192的置数端为低电位,处于初始状态,数码管显示为30,5引脚接高电位。抢答开始后,秒脉冲冲推动右边的芯片开始倒记时,同时右边芯片产生的信号做为左边芯片的CP信号推动左边的芯片倒记时,完成十进制的倒记时功能。当有人抢答后1Q的输出为1,经过非门后变为0,通过与门屏蔽了秒信号,停止记时,完成显示抢答时间的功能。当记到了30秒时,左边的芯片产生的定时到信号输出为低电位,也屏蔽了秒信号,使得数码管显示为00。如图3-2
报警电路的设计
其中555构成多谐振荡器,振荡频率为: f0=1/(R1+2R2)*C*ln2=1.43/(R1+2R2)*C
其输出信号经三极管推动扬声器。PR为控制信号,当PR为高电平时,多谐振荡器工作,反之,电路停振不再工作。 3.4时序电路的设计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,
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。
根据上面的功能要求以及图3.1和图3.2,设计的时序控制电路如图3.4所示:
图中,门G1的作用是控制时钟信号CP的放行与禁止,门G2的作用是控制74LS148的输入使能端ST。图3-4(a)的工作原理是:主持人控制开关从“清零”位置拨到“开始”位置时,来自于图3-1中的74LS279的输出CTR=0,经G3反相,A=1,则从555输出端来的时钟信号CP能够加到74LS192的CPD时钟输入端,定时电路进行递减计时,在定时时间未到时,来自于图3-2的74LS192的借位输出端BO2=1,门G2的输出ST=0,使74LS148处于正常工作状态,从而实现功能①的要求;当选手在定时时间内按动抢答键时,CTR=1,经G3反相,A=0,封锁CP信号,定时器处于保持状态,门G2的输出ST=1,74LS148处于禁止工作状态,从而实现功能②的要求;当定时时间到时,来自于图3-2的74LS192的借位输出端BO2=0,门G2的输出ST=1,74LS148处于禁止工作状态,禁止选手进行抢答,门G1同时处于关门状态,封锁CP信号,使定时电路为00状态,从而实现功能③的要求,74LS121用于控制报警电路及发声的时间。
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