抢答器是竞赛问答中一种常用的必备装置,从原理上讲,它是一种典型的数字电路,其中包括了组合逻辑电路和时序电路。 从有利于学习的角度考虑,这里主要介绍以中小规模集成电路和PLD器件设计抢答器的方法。 1 抢答器的基本组成及工作原理 1.1 抢答器的组成 抢答器的一般构成框图如图1.1所示。它主要由开关阵列电路、触发锁存电路、编码器、7段显示器几部分组成。下面逐一给予介绍。 图1.1 抢答器的组成框图 (1)开关阵列电路 该电路由多路开关所组成,每一竞赛者与一组开关相对应。开关应为常开型,当按下开关时,开关闭合;当松开开关时,开关自动弹出断开。 (2)触发锁存电路 当某一开关首先按下时,触发锁存电路被触发,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。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。 (3)编码器 编码器的作用是将某一开关信息转化为相应的8421BCD码,以提供数字显示电路所需要的编码输入。 (4)7段显示译码器 译码驱动电路将编码器输出的8421BCD码转换为数码管需要的逻辑状态,并且为保证数码管正常工作提供足够的工作电流。 (5)数码显示器 数码管通常有发光二极管(LED)数码管和液晶(LCD)数码管。本设计提供的为LED数码管。 1.2 抢答器的工作原理 (1)开关阵列电路 图1.2所示为8路开关阵列电路,从图上可以看出其结构非常简单。电路中,R1~R8为上拉和限流电阻。当任一开关按下时,相应的输出为低电平,否则为高电平。 ...... |
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