7.5 综合性实验——智力竞赛抢答器

弱电初学者

7.5 综合性实验——智力竞赛抢答器

本节预习要求：

　　（1）锁存器逻辑功能和特点；

　　（2）门电路逻辑功能和特点；

　　（3）所用集成电路功能、外部引线排列和使用方法。

（1）实验目的

　　①熟悉中规模集成电路D锁存器、与非门及发光二极管的使用方法；

　　②熟悉智力竞赛抢答器的工作原理和简单数字系统的设计方法；

　　③了解简单数字系统的实验、调试方法和简单故障排除方法。

（2）实验原理

　　若干人参加智力竞赛，抢答开始时，由主持人清除信号，按下开关S使CC4042的输出端  为1，所有发光二极管灭。

　　当主持人宣布“开始”，首先作出判断的参赛者按下按钮，使该输入端状态为1，对应的  为0，相应的二极管亮，显示抢答器的组别，并发出声音提示。此时  = 0的信号通过与非门4和与非门5使E=0，不再接收其它信号，直到主持人再次清除信号为止。

（3）实验内容及步骤

　　①按图7.5.1所示电路连线，抢答器控制信号A、B、C、D、S接逻辑开关，蜂鸣器额定电压调到3V。

　　②测试电路功能。

　　●        抢答开始前，开关A、B、C、D都置“0”，准备抢答，开关S置“0”发光二极管全灭后，

再将其置“1”。抢答开始，A、B、C、D任一个开关置“1”，观察发光二极管的亮灭，蜂鸣器是否发声；然后再将其它三个开关任一个置“1”，观察发光二极管的亮、灭是否有改变，蜂鸣器是否发声。

　　●        改变A、B、C、D任一个开关状态（不要和前次实验相同），重复做上面部分的内容。

 

表7.5.1  CC4042功能表

E	M	Q
0 ↑ 1 ↑	0 0 1 1	D 锁存 D 锁存

　　M=“0”时，E上升沿使数据D被锁存。

　　M=“1”时，E下降沿使数据D被锁存。

本节思考题：

　　（1）实验中遇到什么问题？分析其产生的原因，如何解决？

　　（2）若在电路中加一个计时功能，要求计时电路显示时间精确到秒，最多限时为5分钟，一旦超过限时，取消所有组的抢答权，电路如何改进？请画出电路逻辑图，并用仿真软件测试电路。

　　（3）CC4042为锁存器，若改为D触发器可以吗？请说明理由。