新颖实用的八路抢答器

　　该抢答器电路结构简单，制作容易，原理构思巧妙、工作稳定可靠。应用时的八位抢答选手从0开始编号，对应电路中的AN0-AN7。数码管的显示可指示抢先选手的编号，灯泡L0-L7安放于对应编号选手面前，某灯亮说明该位选手抢先。电路加电后应按一次清零键AN8（工作时由主持人控制，每次抢答前按此键复位）。
　　
　　主逻辑电路如下图所示。IC1为CD4532八输入优先权编码器，IC2为CD4042四D锁存器，IC3为CD4511七段译码驱动器，IC4为CD4514二一十六线译码器。IC1的功能表见下左表，其作用是将八路按键的输入转化成三位二进制编码，同时由GS端指示编码的有效性。没有键按下时GS为低电平、输出无效的000，反之GS高电平、此时的代码有效，如果为000则是0号键的代码。之所以采用优先权编码器，是考虑如果有多个键真正的同时按下（时间上的差别微小到电路无法区分）时，稳定输出这几个键中优先权最高的键的代码。电路的关键之处是对IC2四D锁存器的巧妙利用，其CP端与QO相连。由其功能表（下右表）可知，无任何键按下时，ICI的GS端为0，故IC2的CP端为l，IC3的BI端为0，IC4的INH端为1，由于IC2的M模式控制端为l，故其各锁存器的输出跟随对应输入的变化，Ql-Q3为无效的000，IC2处于一个稳态；此时IC3处于消隐状态，数码管无任何显示，IC4处于输出禁止状态，L0-L7也全灭。当AN0-AN7中有任何一个键按下时，IC1输出有效数据的同时其GS端变为1，该组数据(包括GS)到达IC2锁存器输出端时CP端获得下降沿，数据被锁存的同时禁止了后继输入，也就是说抢先选手的编号被锁存的同时屏蔽了后继选手的动作；此时IC3和IC4均正常工作，数码管显示抢先选手的编号，该选手面前的灯也点亮了。当主持人按下AN8时（此时AN0-AN7应该无键按下，IC1的GS端为O），IC2的M端变为0，由功能表知锁存器先是处于跟随状态，其CP端恢复为1，后是CP的正跳变使锁存器转为锁存状态（即无效数据状态），IC3消隐，IC4输出禁止。然后AN8松开，M端恢复为1，锁存器又回到初始的跟随状态，为下一轮抢答作好准备。

　　电路中的音响电路由音乐IC和功放LM386组成。音乐IC可选用KD9300系列芯片，根据具体情况选取声音。音乐IC的触发信号来自于IC1的GS端，有键按下时，GS为1即可触发音乐IC发音，所以可以在调试时通过有无声音来判断各按键的连接可靠性。做指示用的灯泡L0-L7的隔离驱动电路见上图。由光耦隔离逻辑电路和强电部分、双向可控硅作为灯泡的开关。图中D3、C7、R28-R30构成的电路用于产生可控硅的门极控制电压，某路光耦导通则对应的可控硅获得该控制电压从而对应灯泡点亮。大型数码管的驱动电路见中图，数码管为自制，每个笔段由3个LED串联构成，共7个笔段组成共阳极数码管。电路的电源电路见下图，+12V供给LM386和数码管，经稳压后+5V供给逻辑电路，音乐lC的电源由+5V经二极管降压滤波得到。

　　在实际制作时用了3个电路板，主逻辑电路采用双面板见下图a、b、e，分为背面布线、正面布线、元件分布3个图给出，为了方便爱好者业余条件下的制作，该设计尽量避免引脚间布线和单纯的过孑L，正面布线图中焊盘处的引脚只需两面焊接即可。灯泡隔离驱动板和数码管驱动板采用单面板较为简单。安装时电源变压器B1、清零按键AN8、喇叭Yl均直接固定在外壳上，通过导线连至主逻辑电路板即可。对于抢答按键AN0-AN7要在外壳上设置插孔，用排线有插孔和电路板连接（有一根公共正电源线），然后各按再由插头插到对应插孔中，这样是为了方便器材的拆装。数码管驱动板固定在大型数码管上，各笔段LED的负极用导线连到该板上，所有正极连在一起再接到该板上即可，然后用排线(J2)将该板连接到主逻辑板上。灯泡隔离驱动板上有高压，制作时应妥善放置，用排线(Jl)和主逻辑板连接，与抢答按键类似，灯泡的连接也要由插座中转一下。灯泡只是做指示灯使用，采用15W左右的小彩灯即可。

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