一、摘要
智力竞赛抢答计时器是一名公正的裁判员，它的任务是从若干名参赛者中确定出最先的抢答者，并要求参赛者在规定的时间里回答完问题。 二、设计要求
1.设计一个三人参加的智力竞赛抢答计时器。meno2
2.当有某一参赛者首先按下抢答开关时，相应显示灯亮并伴有声响。此时，抢答器不再接收其他输入的信号。 3.电路具有回答问题时间控制功能。要求回答问题的时间小于等于100秒（显示甲醇制氢0～99），时间显示采用倒计时方式。当达到限定时间时，发出声响以示警告。 代号x7三、给定条件及元器件
1.要求电路主要选用中规模CMOS集成电路CC 4000 系列。
2.电源电压为 5 ~ 10 V 。
3.本设计要求在数字电路实验箱上完成。
四、设计内容
1.电路各部分的组成和工作原理。
2.元件器的选取及其电路图和功能。
3.电路各部分的调试方法。
4.在整机电路的设计调试过程中，遇到什么问，其原因及解决的办法。
五、电路组成和工作原理
图（一）
汇聚路由器根据上面所说的功能要求，智力竞赛抢答计时系统的组成框如图（一）所示。它主要由六部分组成；
1、抢答器——是三人抢答计时器的核心。当参赛者的任意一位首先按下抢答开关时，抢答器即刻接受该信号，指使相应发光二级管亮（或音响电路发出声音），与此同时，封锁住其他参赛者的输入信号。
2、抢答控制电路——由三个开关组成。三名参赛者各控制一个，拨动开关使相应控制端的信号为高电平或低电平。
3、清零装置——供比赛开始前裁判员使用。它能保证比赛前触发器统一清零，避免电路的误动作和抢答过程的不公平。
4、显示声响电路——比赛开始，当某一参赛者按下抢答器开关时，触发器接受该信号，在封锁其他开关信号的同时，使该路的发光二极管发出亮光和蜂鸣器发出声响，以引起人们的注意。
5、计时显示声响电路——是对抢答者回答问题时间进行控制的电路。若规定回答问题时间小于等于100秒（显示为0—99），那么显示装置应该是一个二位数字显示的计数系统。
6、振荡电路——它应该提供给抢答器，计时系统和声响电路工作的控制脉冲。
六、设计步骤及方法
三人竞赛抢答计时器系统的原理图如图（二）所示：
图（二）
1、抢答控制电路
该系统由开关A,B,C组成，分别由三名参赛者控制。常态时开关接地，比赛时，按下开关，使该端为高电平。为实验方便，抢答开关也可以利用实验箱上电平输出开关。拨动逻辑开关，相当于输出逻辑高低电平。
2、抢答器
由图（二）看出，抢答器是由三个D型触发器和与非门G1组成。它的工作原理是这样的：如果参赛者A首先按下开关，使该端的输入信号为高电平，触发器FA的输入端D接收该信号使输出Q为高电平，相应的为低电平，这个低电平信号同时送到与非门G1的输入端，与非门G1被封锁，使触发器的控制脉冲CP信号由于与非门G1封锁而被拒之门外，触发器FB和FC因为不具备CP脉冲信号而不接收开关B 和C控制端送入的信号（其他两种情况类同）。因为该电路只接收第一个输入信号，即使此时其他参赛者也按下开关，但由于与非门已被封锁，信号是输入不进去的。
3、清零装置
为了保证电路正常工作，比赛开始前，裁判员都要将各触发器的状态统一清零。本系统利用D触发器的异步复位端来实现清零功能。由图（二）可以看出，该触发器的异步复位端为,低电平用一个开关J控制，正常比赛时，使，均处于高电平，用＝０实现复位功能。
4、计时显示声响电路
计时电路采用倒计时方法，最大显示为99秒。当裁判员给出“请回答”指令后，开始倒计时，当计时到“00”时可驱动声响电路发出声响。倒计时器先用可预置数二－十进制同步可逆计数器（双时钟型）CC40192。CC40192的功能表和外部引线排列分别如表（一）和图（三）所示：
表（一）
图（三）
图4是用两片CC40192组成的一百进制减法计数器电路。由功能表可以看出，要使电路实现倒计时（减法）功能，应使CR=0，=1，CP＋小型电加热蒸汽锅炉=1，CP－=CP。可用CR端接电平开关来控制计时器的工作与否。声响显示电路需要在两种情况下做出反应：一种是当有参赛者按下抢答开关时，相应电路中的发光二极管亮，同时推动输出级的蜂鸣器发出声响；第二种情况是当裁判员给出“请回答”指令后，计时开始倒计时，若回答问题时间到达限定的时间，蜂鸣器发出声响。
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