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文檔簡介

搶答器適用于各種場合,尤其在知識競賽、綜藝節目中應用廣泛,它可以把搶答選手的組號通過外接大屏幕顯示屏顯示給賽場與觀眾,活躍現場氣氛,起到公平競爭的目的。現在的搶答器功能也越來越完善,比如帶電腦語音裁決功能、自動識別加減分等。下面介紹的是一種簡單地用觸發器實現的四路搶答電路,未包含計時電路。搶答器由四部分組成。框圖如圖1所示,原理圖如圖2所示。圖2搶答器電路圖表1搶答器元器件功能表序號元器件代號型號及參數功能備注1JK觸發器CD4027觸發搶答信號2G1、G2二輸入四與非CD4012搶答成功后封鎖其他搶答3R1、R2、R3、R4RJ11-10K-0.25W4R6RJ11-10K-0.25W微分電路,上電清零5C6S0按鈕開關清零按鈕7S1、S2、S3、S4按鈕開關搶答按鈕開關8顯示9KD9561語音芯片輸出聲音信號B0.5W8Q發出聲音T9014功率放大此搶答器共由四部分組成:搶答控制電路、清零裝置、搶答器和聲響電路。具體原理如搶答控制電路該部分由開關S1、S2、S3、S4組成,四個開關分別接四個觸發器FF0、FF1、FF2、FF3的CP脈沖,由四名參賽選手控制。沒有人搶答時開關接地,當有人搶答時,按下開關,使該端為高電平,此時相當于給觸發器的CP脈沖端一個上升沿,使觸發器的狀態可以發生翻轉。清零裝置在比賽開始前和每次搶答完畢以后都需要主持人清零。主持人按下開關S0,JK觸發器的異步輸入端R端全為高電平,JK觸發器異步清零,輸出Q端全為低電平,四個發光二極管都不亮。這里的電容C與R5構成微分電路作為上電復位電路,搶答器一旦上電,因電容兩端電壓不能突變,使每個觸發器R端有一個高電平,觸發器全部清零。電容充電后放電,放電完畢后觸發器的R端為低電平,此時清零端不再起作用,選手可以搶答。搶答器搶答部分是由四個JK觸發器和四輸入與非門G1、G2組成。比賽開始前,四個觸發器全部清零,輸出Q端全為低電平,Q端全為高電平,則G1輸出為低電平,G2輸出為高電平,也就是每個觸發器的JK輸入端為高電平1,此時若有參賽選手按下開關,如1號選手先按下開關,則使觸發器FF0的CP端出現一個上升沿,使觸發器FF0翻轉,Q0為高電平,發光二極管亮,這時Q0為低電平,使G1門輸出為高電平,G2門輸出為低電平,此低電平送到所有觸發器的輸入端JK端,使觸發器保持原態不變,這時即使有其他選手按下開關,也會使相應的觸發器保持輸出低電平不變,相應的發光二極管也不會亮。搶答結束后,主持人按下清零按鈕,開始下一輪的搶答。聲響電路當有人搶答成功后,就會使G1門輸出高電平,該高電平送到語音芯片觸發端,使語音芯片工作,揚聲器發出聲響,表示搶答成功。也可以設計成顯示電路,當有人搶答時,顯示出相應的搶答者的號碼。G1門的輸出也可以接計時電路,以限制參賽者的搶答時間。邏輯測試筆一支、萬用表一塊、電烙鐵一把、斜口鉗一把、數字電子實驗箱一臺、元器件一套。元器件清單見表2。表2搶答器元器件清單元器件名稱型號規格數量備注雙JK觸發器CD40272二四輸入與非門CD40121語音芯片KD95611R5R300Ω4R220k。4C112發光二極管紅4三極管90141揚聲器0.5W8Ω1按鈕開關5萬能板9X151焊錫絲若干4.制作內容電路元件檢測1)雙JK觸發器的檢測集成JK觸發器的類型比較多,功能各異,檢測方法也不相同,一般以邏輯電平顯示器或邏輯筆來檢測。雙JK觸發器CD4027具有2個上升沿觸發有效的互相獨立的JK觸發器,其引腳排列如圖2所示,功能表如表3所示。表3CD4027功能表檢測時,將CD4027插入相應的芯座上,按CD4027的邏輯功能表接入相應的輸入電平,將被測觸發器輸出端接至邏輯電平顯示器上,驗證其輸出電平是否符合表3。2)二四輸入與非門CD4012的檢測四輸入與非門CD4012具有兩個互相獨立的四輸入與非門,其引腳排列及符號如圖3所示。其檢測方法同CD4027,利用數字實驗箱,驗證其輸出電平是否符合“有0出1,全1出0”的邏輯功能。3圖3CD4012引腳圖及邏輯圖3)語音芯片KD9561的檢測KD9561為四模擬聲報警電路,其引腳圖如圖4所示,各引腳功能為:UDD接電源正端;USS接電源負端;SP接揚聲器(或與外接三極管的C極相連);C、B、E分別外接功放三極管集電極、基極、發射極;SEL1、SEL2為觸發器信號選擇端,接選擇開關。OSC1.OSC2外接振蕩電阻器。圖4報警集成電路KD9561引腳圖KD9561四模擬聲報警集成電路的基本功能測試如圖5所示,如果報警音量較小的話,可以去掉三極管和揚聲器,用壓電陶瓷片作為發聲元件,將其兩端與集成電路引出腳B、E相連。圖5KD9561報警集成電路基本功能測試圖測試方法如下:電路接好以后,接通電源就會發出模擬聲報警。兩個選擇端SEL1、SEL2“通過3只開關S1、S2、S3選擇電平的高低,即得到4種不同的模擬聲電信號:1)SEL1、SEL2均懸空(懸空就是既不接高電平也不接低電平,即S1、S2、S3均斷開)時為警車聲。2)SEL1接UDD、SEL2懸空(S1閉合,S2和S3均斷開)時為消防車聲。3)SEL1接USS,SEL2懸空(S1和S2斷開,S3閉合)時為救護車聲。4)SEL1懸空,SEL2接UDD(S1和S3斷開,S2閉合)時為沖鋒槍聲。聲調頻率的高低可調節外接電阻R的阻值來實現。R的阻值較小時頻率較高4,反之則較低。注意測試時,S1和S3不能同時閉合,否則將使電源短路。KD9561功能表見表4。表4KD9561功能表SEL1SEL2聲音類型懸空懸空警車聲1懸空消防車聲0懸空救護車聲懸空1沖鋒槍聲(1)將檢驗合格的元器件按圖2所示電路安裝在萬用電路板上。(2)調試方法。1仔細檢查、核對電路與元器件,無誤后加入+5V直流電壓。2上電復位功能測試:通電后,4個發光二極管應該都不亮。3搶答功能測試:按下按鈕開關S1~S4中的其中一個,相應的發光二極管亮;松開該

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