GS端输出电平由高变低，与秒脉冲发生器产生的秒脉冲相与后输出为 0，使得无脉冲抵 达计数器 74LS192的Down端。计数器停止工作，保持原来显示不变，即实现了暂停减计
数使其记录抢答时间的功能。 若没有选手按动按钮，则 74LS279输出全为高电平， 74LS148也输出高电平， 1Q端输
出低电平至 74LS48的灭灯输入 RI/RBO端，使得信号经 74LS48到显示器上时无显示；若到 定时部分计数器倒计时到 00还无选手按动按钮的话，十位 74LS192的借位输出端输出高
3．定时电路设计
设计要求抢答器具有定时功能，且节目主持人根据抢答题的难易程度，可设定一次 抢答的时间（设为 30s）。设计中选用十进制同步加 / 减计数器 74LS192进行设计，74LS192 是具有置数和清零功能的逻辑电路。
其中 P0、P1、 P2、P3—置数并行数据输入； Q0、Q1、Q2、 Q3—计数数据输出； CR-清零端； LD—置数端； CPu—加法计数 CP输入； CPd—减法计数 CP输入； CO—进位输出端； BO—借位输出端。
74LS279 真值表 74LS279是由 4个RS锁存器组成，且均为与非门构成的 RS锁存器。其中， 1S和 3S有两 个输入端， S1和S2均为相与的关系。本设计中，将 S2均接高电平，仅利用 S1控制输出。 其引脚图如图四所示，下表为 SR锁存器的功能真值表，值得注意的是 S和R不能同时为高 电平，否则输出不确定。 74LS48为七段显示译码器。 该集成译码器设有多个辅助控制端， 以增强器件的功能。 BI/RBO为灭灯输入，当 BI=0时，所有字形熄灭。 LT为试灯输入，当 LT=0且RBO=时1 ，显 示字形为 8，常用于检测自身的好坏。 RBI为动态灭灯输入，当 LT=1，RBI=0且输入均为 0 时，输出均为低电平，数码管“灭零”。其引脚图和逻辑图如下图所示，真值表如下图
工作原理： SW1-8为八位选手的抢答开关， SW9单刀双掷开关设为主持人控制开关。 当主持人控制开关置于清零状态时， RS触发器的 R端为低电平，输出端全部为低电平。 于是 74LS48的BI 为高，显示器灭灯； 74LS148的选通输入端 ST为高电平， 74LS148处于工
作状态，此时锁存电路不工作。当 SW9置于开始状态，优先编码电路和锁存电路同时处 于工作状态。 74LS279的1R、 1S均为高电平，由真值表可知，输出 1Q为低电平，从而使 74LS148输入使能端为低电平有效，即抢答器处于等待工作状态。若有选手（假设为 3号 选手）按动抢答开关（即闭合 SW4），此时优先编码器 74LS148输入端 I3 接低电平有效， 则输出 A2A1A0为100， A2A1A0分别接至 4S、3S、2S，根据 RS锁存器真值表， 2Q3Q4输Q 出 分别为 110，从而 74LS48的输入端 DCBA为0011，经 74LS48译码，显示器上显示“ 3”。与 此同时，当 74LS148输入端有一个为低电平时， GS为低电平有效，即标志译码器处于工 作状态，从而使 1S为0，此时 1Q输出为高电平，致使 EI 为高电平， 74LS148处于禁止工作 状态，其他选手抢答按钮的输入信号不会被接受。这就保证了抢答者优先性以及抢答电 路的准确性。 抢答结束后， 主持人开关置于清零状态， 数码管变灰， 一切恢复初始状态， 以便进入下一轮抢答环节。
4．报警电路设计
由555定时器和三极管构成的报警电路如下图所示。 图中 555定时器用来构成多谐振 荡器，其震荡频率和秒脉冲产生电路中频率的计算方法相同。 3 端的输出信号经过三级 管驱动扬声器，发出报警信号。当 4端的输入信号是高电平时，振荡器工作，有报警信 号， 4 端输入低电平时，振荡器不工作，没有报警信号。也就是说需要报警时只需控制 输入端即可。电路图如下所示：
的 74192的D、C、B、A分别置位为 0、0、1、1，而将各位的 74LS192的D、C、B、A都置于 0）。当主持人宣读完题目说“开始”并将开关置于“开始”位置后，输出为高电平，
此高电平有两路方向：一路输出到 74LS192的 LD端，使其处于高电平而开始减计数；还 有一路输出到锁存器的 R端。
多谐振荡器 因为周期为一秒，所以频率是 1赫兹。图中电容的充放电时间分别是：
t1=RB×C×ln2 ≈0.7RB×C t2=(RA+RB) × C× ln2 ≈0.7(RA+RB)C 所以 555的3端输出的频率为： f=1/(t1+t2) ≈ 1.43/[(2RA+RB)C] 我们采用的电阻和电容值分别是： RA=15KΩ，R2=68KΩ， C1=10uf, 满足上式，即得到的 是秒脉冲。
电平经与门反馈给 74LS148的 EI 端子，编码器不工作，因此抢答部分显示器灭灯无显示， 实现了清零；另一路低电平输出到计数器 74LS192的 LD端，而 CR端也是低电平，所以使
得对应显示器输出预置的数据。
接下来主持人根据题目的难易程度设置抢答时间，此设定可以通过调节输入两片 74LS192的四个输入端 D、C、B、A的高低电平来进行（例如要设定时间为 30秒, 就将十位
设计成绩：
西南科技大学
专业综合 / 专业方向 / 课程设计报告
设计题目： 专业班级： 学生姓名： 学生学号： 指导教师： 起止日期：
西南科技大学信息工程学院制 2015 年 12 月
手在定时时间内按动抢答按钮时，抢答器要完成以下四项工作： （1）优先编码器电路立即分辨出抢答者的编号，并由锁存器进行锁存，然后由译码
74LS148 真值表 74LS148是一八线 - 三线优先编码器， 该编码器由 8个信号输入端，3个二进制输出端， 输入输出均为低电平有效。 EI 为输入使能端，低电平有效，当 EI 为低电平时，编码器处 于工作状态； EO为输出使能端，只有在 EI=0，且所有输入都为 1时，输出为 0；GS表征编 码器的工作状态，当且仅当 EI 为低电平，且输入至少有一各为有效电平时， GS才有效。 因此，可根据 EI 、EO、GS功能扩展端的特点，对电路进行相应控制。编码器在抢答电路 中功能是判断抢答者的编号。
电平反馈回个位 Down端，停止计数。
综上所述，所设计的电路基本可以实现要求中的功能。
四 实验的仿真与调试
电路仿真采用 Proteus 仿真软件进行的。 Proteus 软件可提供的仿真元器件资源：仿
真数字和模拟、交流和直流等数千种元器件；可提供的仿真仪表资源
：示波器、逻辑
分析仪信号发生器、交直流电压表电流表等。它不仅具有其它 EDA工具软件的仿真功能， 还能仿真单片机及外围器件。因此，选用该软件对抢答器各单元电路及整体电路进行仿
5．时序控制电路
时序控制电路是抢答器设计的关键，需要完成以下三项功能： a. 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。 b. 当竞赛选手按动抢答键时，扬声器发声，同时抢答电路和定时电路停止工作。 c. 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。 本设计中采用门电路对控制开关、抢答电路、定时电路、报警电路进行连接，以 实现上述三项功能要求。 其中，两输入与非门采用 74LS00。三输入与门采用 74LS11。电路中利用与非门两输 入端相连实现非门的逻辑功能。
工作原理：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。主持人控制开关从“清零”位置拨到“开始”位置时， 74LS279的输出 1Q=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始终输入 端，定时电路进行递减计时。同时，在定时时间未到时， 74LS192的借位输出端 BO2为低 电平，门 G2的输出 ST为高电平，使 74LS148处于正常工作状态，从而实现功能 a的要求。 当选手在定时时间内按动抢答按钮时， 1Q=1，经 G3反相， A=0，封锁 CP信号，定时器处 于保持工作状态；同时，门 G2的输出 ST为低 74LS148处于禁止工作状态，从而实现功能 b 的要求。当定时时间到时，来自 74LS192的BO2为高， ST为高， 74LS148处于禁止工作状 态，禁止选手进行抢答。同时，门 G1处于关门状态，封锁 CP信号，使定时电路保持 00状 态不变，从而实现功能 c的要求。
所示。
74LS48 真值表 由真值表可以看出译码器 74LS48输出高电平有效，用以驱动共阴极数码管。七段显 示译码器一般与七段数码显示器相连，共同构成四输入端的数码显示电路。共阴极数码 显示器的功能表如下表所示。
74LS48产生的显示数字
共阴极数码显示器的功能表 根据各芯片功能及抢答器的功能要求，抢答器电路如下图所示：
当任意一个选手抢答时，例如 3号抢答时， 74LS148三号端子输入低电平有效，此时 GS为低电平有效，表征编码器在正常工作。编码输出 A2A1A0为100，与其对应的 4S 3S2S
为 100，经 74LS279锁存， 4Q 3Q 2Q输出为 011，经译码显示编号为 3。与此同时， 1Q所输
出的高电平反馈回编码器的是能输入端，使其停止工作。此时，其他选手若再按动按钮 也无对应输出，这就保证了抢答者优先性以及抢答电路的准确性。另一路， 74LS148的
74LS192 真值表 根据设计要求，需要两片 74LS192构成 100进制减计数器。由功能真值表可知，只需 将个位 74LS192的借位输出端 BO与十位 74LS192的 CPd即可实现 100进制减计数。 值得注意 的是，要使其实现减计数， CPu端口必须接高电平。 计数器的时钟脉冲由秒脉冲电路提供。秒脉冲电路由 555构成的多谐振荡器构成， 如图 11所示。多谐振荡器无需外加输入信号就能在接通电源自行产生矩形波输出。
显示电路显示编号； （2）扬声器发出短暂声响，提醒节目主持人注意； （3）控制电路要对输入编码电路进行封锁，避免其他选手再次进行抢答； （4）控制电路要使定时器停止工作，时间显示器上显示剩余的抢答时间，并保持到