- 設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字式競(jìng)賽搶答器,可以判斷第一輪搶答者,并具備計(jì)分功能。
- 搶答器可以容納4組參賽者同時(shí)搶答,每組設(shè)置1個(gè)按鈕供搶答者使用。設(shè)置搶答器使能信號(hào),當(dāng)此信號(hào)有效時(shí),若參賽者按下?lián)尨痖_關(guān),則搶答器能判斷出第一搶答者并指示該組搶答成功,其他組參賽者的搶答者的搶答開關(guān)不起作用。若提前搶答,則對(duì)相應(yīng)的參賽者發(fā)出報(bào)警。
- 系統(tǒng)具有清零功能。當(dāng)清零復(fù)位信號(hào)有效時(shí),搶答器對(duì)前一輪搶答的第一搶答者判斷結(jié)果進(jìn)行清零,恢復(fù)為初始狀態(tài)。
- 數(shù)字式競(jìng)賽搶答器還具有計(jì)分功能。如果搶答成功的參賽者滿足得分條件,則增加相應(yīng)的分?jǐn)?shù),答錯(cuò)不扣分。
(二)系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求可知,系統(tǒng)由4個(gè)主要的電路模塊組成,分別是第一判斷電路、計(jì)分電路、20s倒計(jì)時(shí)電路和顯示電路。


其中,第一判斷電路主要完成最快搶答者的判斷功能;計(jì)分電路存儲(chǔ)每組競(jìng)賽者的分?jǐn)?shù);顯示電路則顯示搶答器的狀態(tài)和各組的分?jǐn)?shù)。因此,數(shù)字式競(jìng)賽搶答器的輸入信號(hào)包括復(fù)位信號(hào)CLR、搶答器使能信號(hào)EN_KEY_IN、4組參賽者的搶答按鈕A_1/B_2/C_3/D_4以及加分信號(hào)ADD_1,加5分使能信號(hào)ADD_5_EN;輸出信號(hào)包括4組參賽者搶答狀態(tài)的顯示LEDx(x表示參賽者編號(hào))及其對(duì)應(yīng)的得分SCOREX、搶答器搶答成功的組別顯示,最先搶答組顯示FIRST[3..0],提前搶答組顯示FALSE[3..0],輪流輸出各組號(hào)以及分?jǐn)?shù)OUT_1,OUT_2,OUT_3等。系統(tǒng)框圖如圖所示:
1. 搶答器的工作流程如下:如果參賽者在搶答器使能信號(hào)EN有效前按下?lián)尨鸢粹o,報(bào)警信號(hào)FALSE[3..0]的對(duì)應(yīng)位輸出高電平,以示警告;當(dāng)EN信號(hào)有效時(shí),搶答器開始工作,將報(bào)警信號(hào)FALSE清零,A、B、C、D,4個(gè)搶答者誰(shuí)先按下?lián)尨鸢粹o,則搶答成功,對(duì)應(yīng)的顯示燈LEDx亮起,并通過(guò)顯示電路模塊顯示其參賽編FIRST[3..0];搶答成功的選手進(jìn)入答題階段,如正確回答問(wèn)題,則加分信號(hào)ADD有效,計(jì)分模塊給相應(yīng)的參賽組加分,每個(gè)參賽組得分的個(gè)位、十位、百位分別通過(guò)信號(hào)OUT_BCD1[3..0]、OUT_BCD2[3..0]、OUT_BCD3[3..0]、顯示。
如果復(fù)位信號(hào)CLR有效,使得搶答器在下一輪搶答前,其搶答成功的組別判斷恢復(fù)為始狀態(tài),以便重新開始新一輪搶答。復(fù)位信號(hào)不改變競(jìng)賽者的現(xiàn)有得分。
2.流程圖:(三)主要模塊設(shè)計(jì)1.0 第一判斷電路第一判斷電路模塊具有第一搶答信號(hào)的鑒別和鎖存功能,其電路框圖如圖所示。
其中,CLR為復(fù)位信號(hào),當(dāng)該信號(hào)高電平有效時(shí),電路無(wú)論處于何種狀態(tài)都恢復(fù)為初始狀態(tài)即所有的輸出信號(hào)都為0;EN為搶答使能信號(hào),該信號(hào)高電平有效;A、B、C、D為搶答按鈕,高電平有效。

當(dāng)使能信號(hào)EN為低電平時(shí),如果有參賽者按下?lián)尨鸢粹o,則提前搶答報(bào)警信號(hào)FALSE[3.0]的對(duì)應(yīng)位輸出高電平,以示警告;當(dāng)使能信號(hào)EN為高電平時(shí),首先將提前搶答報(bào)警信號(hào)FALSE [3.0]復(fù)位清零,然后根據(jù)選手按下?lián)尨鸢粹oA、B、C、D的先后順廳選擇最先搶答的信號(hào),其對(duì)應(yīng)的搶答狀態(tài)顯示信號(hào)LEDA~LEDD輸出高電平,搶答成功組別編號(hào)由信號(hào)Q[3..0]輸出,并鎖存搶答器此時(shí)的 狀態(tài),直到清零信號(hào)有效為止。在每一輪新的搶答之前,都要使用復(fù)位清零信號(hào)CLR,清除上一輪搶答對(duì)判斷電路留下的使用痕跡,使電路恢復(fù)初始狀態(tài)。
1.1 第一判斷電路波形仿真圖
2.0 計(jì)分電路 其中加分信號(hào)ADD_1高電平有效,有效時(shí)對(duì)組別選擇信號(hào)CHOS[3..0]選擇的參數(shù)組進(jìn)行加分;組別選擇輸入信號(hào)CHOS[3..0]即第一判斷電路模塊的輸出信號(hào)Q [3.0]。輸出信號(hào)分別對(duì)應(yīng)4組競(jìng)賽者的得分,以百分制表示。每組分?jǐn)?shù)在比賽開始時(shí)預(yù)設(shè)為100分,每答對(duì)1題(即加分選擇信號(hào)對(duì)相應(yīng)參賽組有效)加1分,答錯(cuò)不扣分。得分的各位、十位、百位表示為寬為4的邏輯矢量,使之方便與顯示電路級(jí)聯(lián),從而輸出比賽得分。
倒計(jì)時(shí)電路用來(lái)記錄正常搶答開始后的時(shí)間,定時(shí)為20秒,在20秒內(nèi)搶答有效,否則該題作廢。其電路圖如右圖: