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標題: 基于單片機的八路搶答器設計 (電路+仿真+程序+文檔)(51+SEG4+BZ+KEY14) [打印本頁]

作者: 荒野ac 時間: 2025-4-18 12:29
標題: 基于單片機的八路搶答器設計 (電路+仿真+程序+文檔)(51+SEG4+BZ+KEY14)
一、設計需求
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、每輪搶答結束后，主持人可使用按鈕清零，準備進行下一輪搶答。
3、顯示優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觸發器）
2、1片74LS48（7段顯示譯碼器）
3、1片74LS148（8線-3線優先編碼器）
三、整體電路圖

四、工作原理
開關S9由主持人控制。S9閉合時，本輪搶答開始；S9斷開時，本輪搶答結束。
當S9閉合時，4片74LS74均處于工作狀態。若此時無人按下搶答按鈕，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，狀態不會發生變化。當某選手率先按下搶答按鈕時，或門U9的輸出會產生一個負脈沖，在其上升沿時， 74LS148的輸出信號A0,A1,A2,GS分別被存入4片74LS74，數碼管顯示該選手的編號。此時，U7A的Q’輸出變為高電平，使得或門U9的輸出始終保持高電平，即便其他選手再按下搶答按鈕，4片74LS74的狀態也均不會發生變化，數碼管保持顯示第一個按下搶答按鈕的選手的編號。
當主持人將開關S9斷開時，本輪搶答結束。當主持人再次將開關S9閉合時，可進行下一輪搶答。
五、仿真
1、主持人將開關S9閉合，進入搶答狀態：

2、編號為5的選手率先按下搶答按鈕：

3、其他選手也相繼按下搶答按鈕，但數碼管顯示并不改變：

4、主持人斷開開關S9，本輪搶答結束：

六、總結
在電路設計中，使用了自復位的按鈕開關——PB_DPST作為8位選手的搶答按鈕，更貼近實際情況。但必須注意到的是，由于電路存在時延，且74LS74為上升沿觸發的觸發器，選手在進行搶答時，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無法存入觸發器中，數碼管不會有顯示。
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輸出的負脈沖，來消除上述搶答不可靠的情況。
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