基于proteus仿真實現九路搶答及改進

摘 要：針對潘波等人在《現代企業教育》2008年12月發表的《以八路搶答器為例淺談電子制作技巧》中所提及的“創新技術”，我完成了對九路搶答器的仿真，并提出改進方案，再添加一個獨立控制的自設時間的定時電路，并且采用基于proteus的仿真實驗證明，其創新設計的電路設計合理，方案可行。

關鍵詞：九路搶答器；自設定時；proteus軟件

中圖分類號：TN02 文獻標識碼：A 文章編號：1674-7712 （2014） 02-0000-01

一、原作品的八路搶答器

作者以CD4511和NE555為核心制作的帶有數碼顯示和聲音提示的八路搶答器，主要帶有搶答、編碼、鎖存、數顯、復位、音頻振蕩等電路，完成了一個最多8人參與搶答的搶答器。在最后第七點提出創新技術：多路搶答器的制作中提到九路搶答器。

二、現改進后的九路搶答器

經過對原作者所提及的該八路搶答器，我用基于proteus的仿真軟件按照其電路實現了仿真級調試，同時，仿真出了九路搶答器，并且添加了一個還具有獨立控制的自設時間定時功能。遵照作者的創新要求，在原基礎上增加了一個按鈕和兩個二極管后是以最多9位選手使用的，每人一個按鈕，分別用1～9表示。有主控制開關鎖存，清零，數碼顯示，獨立計時，報警功能。改進后的定時搶答，主持人控制定時開關，可規定時間和倒計時，規定選手在時間內搶答或者答題。利用仿真軟件proteus對電路進行仿真，按照總體的電路圖，將各個元器件，芯片，電源等排好，用導線連接，開始仿真。若一次搶答時間由主持人設定（如19秒），如果定時時間已到，定時顯示器上顯示00，無人搶答，本次搶答無效；電路通電，如九號選手首先搶答成功，數碼管顯示9并且鎖存，蜂鳴器響一聲，如果其他選手再次按搶答器，蜂鳴器會發出報警聲音，但是數碼管顯示不變。第二輪搶答開始，主持人按動復位鍵，上一輪搶答選手標號清零，獨立定時器的上的時間也清零，重新搶答。（如圖4所示倒計時、如圖1所示總電路圖）

三、簡介74LS192、74LS48在本設計中所用功能

74LS192是雙時鐘方式的十進制可逆計數器（bcd，二進制）如圖2所示芯片圖。該芯片中UP為加計數時鐘輸入端，DN為減計數時鐘輸入端。PL為預置輸入控制端，異步預置。MR為復位輸入端，高電平有效，異步清除。另外，P0，P1，P2，P3為預置數輸入端，Q0，Q1，Q2，Q3為計數數據輸出端，TCU為進位輸出端（低電平有效），TCD為借位輸出端（低電平有效）。74LS48是輸出高電平有效，用以驅動共陰極數碼顯示器，顯示出倒計時的時間。如圖3所示芯片圖。

四、自設定時的設計思路

如果預置數19秒，兩片減法計數器74LS192分別從D3～D0預置數0001和1001即可；又如預置數57秒，則分別從D3～D0預置數0101和0111即可，在沒有預置數的時候，定時電路接通后，可以自動從99秒開始倒計時。0代表低電平，1代表高電平，全部不接即未預置數時，D3～D0接口懸空默認為高電平，遵循“8421”的規律，表示十進制數0～9。同時因此可以根據需要任意設計想要的時間定時，由主持人根據題目難易程度設置搶答時間，通過預置時間電路進行設定，最多可以從99秒開始倒計時。由主持人控制定時開關，決定何時開始倒計時。第二輪開始時，可有主持人控制獨立的定時開關，控制下一輪何時是否重新開始計時。定時功能采用基于proteus的仿真如圖，該定時功能可以單獨操作開關和主電路配合使用，實際中比賽搶答中更簡單便捷。線路連接圖如圖所示。對于貴雜志中所提及的八路搶答器中的創新技術我實現了九路搶答器的制作，同時進行了一點改進，在這里供讀者商榷參考。

五、后續拓展

這種定時功能也可以改為不是獨立控制，均由一個主控制開關進行選手號及時間的清零；也可以對于類似的搶答器設置，改用單片機的AT89C51芯片實現還可以加入各種功能：如紅外遙控蜂鳴器進行音樂演奏報警，采用DS1302的時鐘芯片，方便快捷地用獨立鍵盤調節顯示正確時間（年月日星期）于DS1602，同時采用DS18B20溫度測量，還可以顯示室內溫度等，做得更加人性化，成為一個多功能多路搶答器，讓現場更加輕松。

參考文獻：

[1]閻石.數字電子技術基本教程[M].北京：清華大學出版社，2009.

[2]曹才開.電路與電子技術實驗[M].長沙： 中南大學出版社，2010.

[3]潘波.以八路搶答器為例淺談電子制作技巧[J].現代企業教育，2008.

[4]現代控制理論10.http：//wenku.baidu.com/view/b5f3fb03e87101f69e3195bf.html.