三路搶答器電路設計方案（一）

總體框圖

搶答器系統原理框圖如上所示。當主持人宣布開始，定時電路開始秒脈沖電路的作用而進行倒記時，并通過譯碼器在顯示器中顯示。報警電路給出聲音提示。當選手首先按某一開關鍵時，可通過觸發鎖存電路被觸發并鎖存，在輸出端產生相應的開關電平信息，同時為防止其它開關隨后觸發而產生紊亂，最先產生的輸出電平變化又反過來將觸發電路鎖定。然后在譯碼器中譯碼，將觸發器輸出的數據轉換為數碼管需要的邏輯狀態。最后在顯示電路中顯示出所按鍵選手的號碼。若有多個開關同時按下時，則在它們之間存在著隨機競爭的問題，結果可能是它們中的任一個產生有效輸出。

（一）搶答電路

電路如圖2所示。該電路完成兩個功能：一是分辨出選手按鍵的先后，并鎖定74LS175的功能真值表即優先搶答者的編號，同時譯碼顯示電路顯示選手編號；二是要使其他選手隨后的按鍵操作無效。

圖2 ?搶答電路

（二）定時電路

節目主持人通過按復位鍵來進行搶答倒計時。如圖3。定時9秒，把74LS192對應的9，10，1，15四個端子預置為“1001”。計數器的時鐘脈沖由秒脈沖電路555提供。當復位開關按下時，給74ls192一個低電平，從而開始倒計時，每來一個脈沖信號進行減計數一次。當有選手搶答或借位信號時，就使得74ls192的輸入脈沖變成低電平，從而實現倒計時的停止。再按復位鍵時，再一次倒計時。

圖3 ?定時電路

（三）報警電路

由74ls121和蜂鳴器構成的報警電路，但仿真中沒有74ls121，因此用功能相同的MONOSTABLEVIRTUAL（后文簡稱A1）來代替仿真，如圖4所示。其中A1的脈沖輸入端是由復位信號和Q非的與信號和借位信號與在一起來提供的。當其中一個信號為低電平時，使得A1得到一個下降沿脈沖，從而使A1的Q端輸出一個寬度為一秒的高電平，那么蜂鳴器就會響一秒。反之，電路停振，蜂鳴器不響。

圖4 ? 報警電路

（四）時序控制電路

時序控制電路是搶答器設計的關鍵，它要完成以下三項功能：

1）主持人將控制開關撥到“開始”位置時，揚聲器發聲，搶答電路和定時電路進入正常搶答工作狀態。

圖5 ?搶答器與定時時許控制電路

2）當參賽選手按動搶答鍵時，揚聲器發聲，搶答電路和定時電路停止工作。

3）當設定的搶答時間到，無人搶答時，揚聲器發聲，同時搶答電路和定時電路停止工作。

三路搶答器電路設計方案（二）

搶答器按鍵部分

在本電路中，需要三位選手各一個搶答按鍵和主持人一個復位按鍵?？紤]到搶答器實際需要，在此不采用單刀雙擲開關，因為單刀雙擲開關在選手搶答之后需要手動扳回，增加了操作的復雜性。所以選用可復位按鍵，以減少操作流程。

如圖（a）所示，選手按鍵區，在常態下，S1、S2、S3處于斷開狀態，輸出端接地處于低電平。當按鍵按下去時接通電源，由于電阻R7、R8、R9的作用，輸出端會輸出高電平。松開按鍵，輸出端再次變為低電平。圖（b），常態下Rd端通過電阻R6接通5V電源，從而接收到高電平。當按下S0鍵，Rd端直接接地，變為低電平信號。松開S0，Rd再次變為高電平。

搶答器指示及發聲部分

搶答器指示部分主要有指示燈顯示對應的作出搶答的選手，和發聲部分。其中指示燈選取三個發光二極管接在相應的電路中，發聲功能則選取一個揚聲器來完成。鑒于74LS175輸出電壓較小，并且通過電阻和二極管的管壓降效應，導致揚聲器的電壓更小，從而無法驅動負載。所以在揚聲器的發生部分加上一個三極管放大電路，保證揚聲器能夠正常工作。

主電路設計

三路搶答器電路設計方案（三）

下圖是智力競賽用的三路搶答器電路。裁判按下開關SA4，觸發器全部被置零，進入準備狀態。這時Q1～Q3均為1，搶答燈不亮；門1和門2輸出為0，門3和門4組成的音頻振蕩器不振蕩，揚聲器無聲。

競賽開始，假定1號臺搶先按下SA1，觸發器C1翻轉成Q1=1、Q1=0。于是：①門2輸出為1，振蕩器振蕩，揚聲器發聲；②HL1燈點亮；③門1輸出為1，這時2號、3號臺再按開關也不起作用。裁判宣布競賽結果后，再按一下SA4，電路又進入準備狀態。