Solicitando el diseño de un esquema de circuito de contestador automático de cuatro vías
Diseño del curso de tecnología electrónica digital
1. Tema del diseño del curso: contestador automático para cuatro personas.
2. Tareas de diseño y requisitos:
1. Tareas de diseño
Diseñar un contestador automático con capacidad para 4 jugadores para participar en la competencia. Utilice números para mostrar el tiempo de cuenta regresiva para responder. Cuando cuenta regresivamente de "9" a "0", nadie responderá y el timbre sonará continuamente durante 1 segundo. Cuando un concursante se apresura a responder, el número de grupo del concursante se mostrará digitalmente, sonará el timbre durante 1 segundo y la cuenta regresiva se detendrá.
2. Requisitos de diseño
(1) Los cuatro jugadores están numerados: 1, 2, 3, 4. Cada uno tiene un botón de respuesta, y los números de los botones corresponden a los números de los jugadores, que también son 1, 2, 3 y 4 respectivamente.
(2) Configure un botón de control para que el host controle la limpieza del sistema (el tubo digital de la pantalla de respuesta apaga la luz) y el inicio de la respuesta.
(3) El contestador automático tiene las funciones de bloqueo y visualización de datos. Después de que comience la respuesta, si un jugador presiona el botón de respuesta, el número del jugador se bloqueará inmediatamente y se mostrará en la pantalla de respuesta. Al mismo tiempo, el altavoz emitirá un mensaje sonoro, bloqueará el circuito de codificación de entrada y prohibirá a otros jugadores. de responder. El número del concursante que respondió se mantendrá hasta que el anfitrión borre el sistema.
(4) El contestador automático tiene la función de cronometrar (9 segundos) la respuesta. Cuando el anfitrión presiona el botón de inicio, el temporizador comienza la cuenta regresiva y la pantalla del temporizador muestra el tiempo de cuenta regresiva. Si nadie responde, el altavoz sonará cuando finalice la cuenta regresiva y el sonido durará 1 segundo. La respuesta del concursante es válida dentro del tiempo establecido (9 segundos). Si la respuesta es exitosa, sonará el altavoz y el sonido durará 1 segundo. Al mismo tiempo, el cronómetro detendrá la cuenta regresiva. se mostrará en la pantalla de respuesta. El tiempo de respuesta restante se mostrará en la pantalla de tiempo y permanecerá hasta que el anfitrión borre el sistema.
(5) Si el tiempo de respuesta ha expirado pero ningún concursante responde, la respuesta no será válida. El altavoz del sistema emite una alarma (el sonido dura 1 segundo) y bloquea el circuito de codificación de entrada, prohibiendo a los concursantes responder después del tiempo de espera, y la pantalla de tiempo muestra 0.
(6) Se puede utilizar un oscilador de cristal de cuarzo o un temporizador 555 para generar una señal de pulso con una frecuencia de 1 Hz como señal CP del contador de tiempo.
3. Diseño de circuitos y programas principales:
1. Diagrama de bloques general del contestador automático digital
La figura 11.1 muestra el diagrama de bloques general. Su principio de funcionamiento es: después de encender la alimentación, el host coloca el interruptor en el estado "claro", el contestador automático está en el estado deshabilitado, la pantalla del número se apaga y el temporizador muestra la hora establecida; cambia al estado de "inicio" y anuncia Iniciar el trabajo del contestador automático. El cronómetro cuenta atrás. Cuando el jugador responde dentro del tiempo cronometrado, el contestador automático completa: juicio de prioridad, bloqueo de números y visualización de números. de responder, el cronómetro se detiene, se prohíbe una segunda respuesta y el cronómetro muestra Cero. Si se responde nuevamente, el host debe operar los interruptores de estado "borrar" e "iniciar" nuevamente.
Figura 11. Diagrama de bloques del contestador digital
2. ) Circuito del contestador
El circuito de referencia se muestra en la Figura 11 y 2. Este circuito cumple dos funciones: primero, distingue la secuencia de. El botón de los jugadores presiona y bloquea el número del respondedor prioritario, y simultáneamente lo decodifica y lo muestra. El circuito muestra el número; el segundo es prohibir que otros jugadores presionen el botón. Proceso de trabajo: cuando el interruptor S se coloca en el. extremo "limpio", los extremos del flip-flop RS son todos 0 y las 4 salidas del flip-flop están configuradas en 0, de modo que 74LS148 = 0. Está en estado de funcionamiento cuando el interruptor S se coloca en "inicio", el. El contestador automático está en estado de espera de trabajo Cuando un jugador presiona la tecla (como presionar S4), después de que RS bloquea la salida de 74LS148, 1Q = 1, 74LS48 está en estado de trabajo, 4Q3Q2Q = 100, que se muestra como ". 4" después de la decodificación. Además, 1Q=1 genera 74LS148=1 y está en estado deshabilitado, bloqueando la entrada de otras claves.
Cuando se suelta y presiona el botón, el 74LS148 todavía está en 1Q=1 en este momento, de modo que ST=1, por lo que el 74LS148 todavía está en un estado deshabilitado, asegurando que no entre ninguna señal cuando se presiona el botón dos veces, asegurando que prioridad del respondedor. Si hay otra ronda de respuesta, el moderador debe restablecer el interruptor S a "borrar" y luego pasar a la siguiente ronda de respuesta. 74LS148 es un codificador de prioridad de 8 líneas y 3 líneas.
Figura 11. 2 Circuito del contestador automático digital
(2) Circuito de temporización
Figura 11, 3 Circuito de temporización con hora preestablecida
El anfitrión del programa establece la hora para prisa por responder, y a través del preestablecimiento El circuito de tiempo preestablece el contador, y el pulso de reloj del contador lo proporciona el segundo circuito de pulso. El circuito que puede preestablecer el tiempo está diseñado utilizando el contador de suma y resta sincrónico decimal 74LS192. El circuito específico se muestra en las Figuras 11 y 3.
(3) Circuito de alarma
(4) Circuito de cierre a cero
(5) Circuito de control de sincronización
El circuito de control de sincronización es la clave para el diseño del contestador automático. Tiene que completar las siguientes tres funciones:
①Cuando el host gira el interruptor de control a la posición de "inicio", el circuito de respuesta y el circuito de cronometraje entran en el estado de funcionamiento de respuesta normal.
Cuando un concursante presiona el botón de respuesta, el circuito de respuesta y el circuito de cronometraje dejan de funcionar y la cuenta regresiva vuelve a cero. p>③Cuando se acaba el tiempo de respuesta establecido y nadie responde, el circuito de respuesta y el circuito de sincronización dejan de funcionar.
Segunda forma de onda de pulso
Selección de componente
74LS121 2 piezas de 74LS21 1 pieza de 74LS32 1 pieza de 74LS08 1 pieza
2. Resistor |: 100KΩ 2 piezas de 40Ω 2 piezas de 15kΩ l pieza de 68kΩ l pieza
3. Condensador: 10UF 3pcs 10nf 1pc
4. **2 pantallas catódicas, 1 interruptor de puerta unipolar bipolar, 4 interruptores PBNO, 2 zumbadores
p>Representaciones del circuito general y simulación de software y análisis de los resultados de depuración de la simulación
>Diagrama del segundo pulso del 555
VI. Principio de funcionamiento
1. Establezca el número: primero configure el extremo de entrada de carga del 74ls192 a un nivel alto a través del interruptor unipolar de doble tiro. para que el 74ls192 pueda realizar la función de conjunto de números, configúrelo en 1001 y luego configure el extremo de entrada de carga en un nivel bajo a través del interruptor, lo que hará que comience la cuenta atrás
2. presiona el botón de inicio, suena el timbre, los concursantes comienzan a responder y comienza la cuenta regresiva. Cuando cualquier concursante presiona el botón, se activa LS148, suena el timbre, las presiones de otros jugadores no son válidas y la cuenta regresiva se detiene. al mismo tiempo, el tubo digital muestra el tiempo restante y el número correspondiente al jugador. El tubo digital de cuenta atrás muestra 0, suena el timbre y los jugadores no pueden responder. Solo cuando el anfitrión regrese al estado inicial, otros concursantes podrán continuar respondiendo las preguntas. La cuenta regresiva comenzará nuevamente y pasará al siguiente estado de respuesta.
3. la cuenta regresiva llega a cero Cuando la señal llega a cero, el LS148 se bloqueará. Si el jugador presiona el botón nuevamente, no será válido de manera similar, solo cuando el anfitrión borre el tiempo y luego lo establezca en el estado de inicio. Puede seguir respondiendo.
4. Implementación del pestillo: cuando hay una entrada de señal a LS373, la señal se devuelve al terminal de habilitación EI de 74LS373 a 74LS21. En este momento, LS373 está bloqueado por un nivel alto, se detiene. funcionando y prohíbe que otros jugadores respondan, y al mismo tiempo retroalimenta la señal de bajo nivel al terminal de entrada de cuenta regresiva de 74ls192 para dejar de funcionar y mantener el tiempo de respuesta restante. Cuando la cuenta regresiva es 0, la señal se devuelve al terminal de habilitación EI de 74LS148 a 74LS32. En este momento, LS148 está bloqueado en un nivel bajo y deja de funcionar. Está prohibido que los concursantes respondan horas extras. , la señal de bajo nivel se retroalimenta a la entrada de cuenta regresiva de 74ls192 para dejar de funcionar y detener la cuenta regresiva. El host controla los terminales de habilitación de LS373 y LS148 a través del interruptor unipolar de doble tiro para borrar la señal del pestillo y hacer que el respondedor vuelva a funcionar.
Siete. Resumen
1. A través del diseño de este curso, he fortalecido mis habilidades prácticas, de pensamiento y de resolución de problemas.
Durante todo el proceso de diseño, siempre pensé en dos planes. El otro plan tomó dos días para trabajar. Tanto el diagrama esquemático como el diagrama de simulación lograron los resultados, pero los resultados reales nunca se lograron. el problema. Así que pasé otro día creando esta solución, que es relativamente simple en comparación con la otra solución, incluidos los principios y conexiones del circuito y la selección de chips.
2. Durante el proceso de diseño, a menudo nos encontramos con situaciones en las que pensamos que este método de conexión funcionará, pero cuando realmente conectamos el circuito, siempre falla. Entonces, ya sea que esté comiendo o durmiendo estos días, mi mente siempre está pensando en cómo resolver estos problemas y cómo encontrar mejores métodos de conexión. Pero, por extraño que parezca, al pensar en estos problemas todo el día, mi mente y mi cuerpo no se sienten cansados en absoluto. ¡Quizás sea el deseo de conocimiento lo que ahuyenta el cansancio!
3. Creo que hacer diseño de cursos también es una forma de consolidar y fortalecer el conocimiento de los libros de texto. Cuando suelo leer libros de texto, a veces todavía no entiendo los problemas después de completar el diseño del curso. se solucionan fácilmente. Y puedes recordar muchas cosas. Por ejemplo, leí algunos libros de texto sobre las funciones de algunos chips. Los leí esta vez y los olvidé la próxima vez. ¡Es principalmente porque no los he practicado! El conocimiento proviene de la práctica, la práctica es la fuerza impulsora y el objetivo final del conocimiento, y la práctica es el único criterio para probar la verdad. Por lo tanto, un diseño curricular pequeño tiene un efecto tan grande en nosotros.
4. Después de estas semanas de arduo trabajo, con la ayuda de profesores y compañeros, básicamente completé la tarea de diseño. A través del diseño de este curso, me di cuenta plenamente de la importancia del autoestudio y del principio de aplicar lo que he aprendido. También me divertí mucho al completar algo por mí mismo y resolver dificultades con éxito. Consulté una gran cantidad de información en la biblioteca y en línea, y también me di cuenta del importante papel de las bibliotecas y las búsquedas en línea. En el futuro proceso de estudio, debes ir a la biblioteca y leer algunos libros profesionales en línea para enriquecer tus conocimientos. También me permitió profundizar mi comprensión y aplicación de la tecnología de circuitos digitales. Debido a la limitación del nivel de conocimientos, pueden existir algunas deficiencias en el diseño. Acepto sinceramente críticas y correcciones de profesores y compañeros.
Finalmente, ¡agradezco sinceramente a los profesores por su cuidadosa orientación y a mis compañeros por su entusiasta ayuda!