有人抢答，抢答减计数器停止计时，抢答显示器上显示此刻时间，同时，回答计数器开始计数，当计数器递减计数至00，计数器停止工作，产生报警。
3.3报警电路设计
由555定时器和电阻电容构成的报警电路如图6所示。图中555定时器用来构成单稳态电路。
图6 具有微分环节的555单稳态电路
工作原理:由于外界触发脉冲Ui加了进来，电路Uo由低电平变为高电平到再次变为低电平这段时间就是暂稳态时间。暂稳态时间Tw计算如下：
UDD?0TW?RCln?RCln3?1.1RC2UDD?UDD 3
显然，改变定时元件R或C即可改变延时时间Tw。我们采用的电阻和电容值分别是：R=91KΩ，C=10uf, 满足上式，来产生1秒的延时时间；和R=47KΩ，C=10uf,来产生0.5秒的延时时间。3端的输出信号接扬声器，发出报警信号，当计数器为0时，扬声器发出1秒的声音；当有选手抢答时，扬声器发出0.5秒的声音。
9
4完整的电路图及电路的工作原理
4.1完整电路图
控制电路将抢答、定时电路进行连接后，构成了抢答器电路的整体设计，总电路图如图7所示
图7 完整电路图 图7 完整电路图
4.2 工作原理
下面介绍四路智力竞赛抢答器的使用原理。
首先是各个选手分别对应的按钮编号是①、②、③，抢答后选手对应的LED灯被点亮，扬声器发出0.5秒的响声。
然后是主持人对整个电路系统清零，将开关置于“清零”的位置，输出低电平，分为两路：一路与抢答计数器的十位74LS192借位输出端TCd相与后接到74LS175的清除端MR，当抢答计数器递减计数至00时，十位74LS192借位输出端为低电平，计数器停止工作，此时MR端为低电平，74LS175处
10
于禁止工作状态，即实现预定时间内无人抢答，自动给出信号停止抢答，并产生报警；另一路低电平与四个计数器74LS192的PL端相连，使74LS192的置数端PL为低电平有效，处于置数状态，数码管显示定时时间。
接下来主持人根据题目的难易程度设置抢答时间和回答时间，此设定可以通过调节四个拨码开关，从而改变输入四片74LS192的四个输入端D3、D2、D1、D0的高低电平来进行（例如要设定抢答时间为10秒,就将抢答计数器十位的74192的D3、D2、D1、D0分别置位为0、0、0、1，而将个位的74LS192的D3、D2、D1、D0都置于0；要设定回答时间为60秒,就将回答计数器十位的74192的D3、D2、D1、D0分别置位为0、1、1、0，而将个位的74LS192的D3、D2、D1、D0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：一路输出到抢答计数器74LS192的LD端，使其处于高电平而开始减计数；还有一路与抢答计数器的十位74LS192借位输出端TCd相与后接到74LS175的清除端MR，使其处于高电平而开始工作。
当任意一个选手抢答时，假设为①号选手按动抢答开关，此时74LS175的输入端D0为高电平，74LS175的时钟CLK由低电平变为高电平，在上升沿的作用下，输出端Q0与输入端D0一致，即为高电平，1号对应的LED灯亮，同时扬声器发出0.5秒的响声，并且电路将信号锁存，74LS175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。答题结束后，主持人开关置于清零状态，LED灯灭，一但恢复初始状态，以便进入下一轮抢答环节。
若到定时部分抢答计数器倒计时到00还无选手按动按钮的话，则抢答计数器十位74LS192的借位输出端TCd输出为低电平，停止计数，同时抢答不起作用，报警器报警。若有人抢答，定时部分回答计数器倒计时到00还未答完的话，报警器发出1秒报警声。
综上所述，所设计的电路基本可以实现要求中的功能。
5 心得体会
通过本次课程设计，不仅使我有效的巩固了本学期所学的数字电路的知识，还加深了我对锁存器、逻辑电路等的理解。并且在课程设计的过程中，我了解并掌握了用Proteus软件进行电路仿真，使我熟练掌握了数字芯片的性能和使用，这是我在课程设计之前没有想到的。而且，有些知识看着简单，实际运用起来还有一定难度，这促使我在今后的学习生活中勤动手，勤仿真，将所学的知识运用到实际中来。其次，本次课程设计也使我对数字电路的相关知识产生了浓厚的兴趣，例如一个秒脉冲电路，从芯片的选择，到电阻电
11
容值得计算，都要求我们严谨。要想实现预期的功能，就要选择合适的电子元器件，设计出符合要求的电路，毕竟课本上的知识都是抽象的，只有学以致用，才能真正理解并掌握它。
感谢李鹏老师这半年来教给我们数字电路的相关知识，带领我们做了一系列实验。感谢老师在课程设计的过程中给予我们的帮助，感谢研究所的学长学姐在此期间对我的支持和鼓励。本次课程设计使我受益匪浅，知识和技能方面都得到了大幅度提升，这都将激励我在今后的学习生活中勤动手、勤实践，加强思考和解决问题的能力。
参考文献
[1] 康华光.电子技术基础数字部分.北京：高等教育出版社，2014.
[2] 李维，王启林，李鹏.数字电路实验及课程设计.大连：大连理工大学出版社，2014.
[3] 李哲英.电子技术及其应用基础（数字部分）.北京：高等教育出版社，2009.
[4] 王金明.数字系统设计与Verliog HDL.北京：电子工业出版社，2009. [5] 王小海，祁才君，阮秉涛.集成电子技术基础教程（下）.北京：高等教育出版社，2008.
12