多人抢答器电路时序电路设计与制作 第5页
3.3 TTL74175的基本特性
3.3.1 TTL74LS175的概念：
74LS175 TTL 带公共时钟和复位四D触发器
（a）TTL74LS175内部引脚 （b）TTL74LS175内部结构
图3.3.1 TTL74LS175内部引脚及内部结构
图3.3.2 74LS175的内部框图
3.3.2 TTL74LS175的真值表:
表3.3.3 74LS175真值表
3.3.3 TTL74175绝对最大额定值和适用环境条件:
供给电压=7V 储存温度范围-65°C～+150°C
输入电压=5.5V 自由空气温度范围 DM54和54： -55°C ～ +125°C
DM74: 0°C ～ +70°C
3.3.4 TTL74LS175电气基本特性:
表3.3.5 TTL74LS175的电气特性：
符号 参数 DM54174 DM74174 单位
最小 中间 最大 最小 中间 最大
VCC 电源电压 4.5 5 5.5 4.75 5 5.25 V
VIH 最大输入电压 2 — — 2 — — V
VIL 最小输入电压 — — 0.8 — — 0.8 V
VOH 最大输出电压 — — -0.8 — — -0.8 MA
IOL 最小输出电流 — — 16 — — 16 MA
F 时钟频率 0 — 30 0 — 30 MHZ
TW 脉冲宽度 低时钟 25 — — 25 — — NS
高时钟 10 — — 10 — — NS
清 20 20 NS
TSU 建立数据时间 20 — — 20 — — NS
TH 保持时间 0 — — 0 — — NS
TREL 明确释放时间 30 — — 30 — — NS
TA 自由空气温度范围 -55 — 125 0 — 70 °C
4 抢答器设计原理和电路图
本人设计的这个智能竞赛抢答器，它可以同时供7个选手或 7个代表队参加比赛使用，并且给他们编号，分别是1、2、3、4、5、6、7，各使用一个抢答按钮，按钮的编号与选手的编号相对应，分别是、S1、S2、S3、S4、S5、S6、S7。与此同时给节目主持人设置一个控制开关，用来控制系统的清零（编号显示数码管灭灯）和抢答的开始, 主持人按下复位按钮S0使各触发器RD=0执行复位，即Q0~Q6均为0，而各触发器的反相端均为1，并加在8输入与门7430芯片的输入端，使外部的时钟脉冲能通过该与门加在各触发器的时钟端，但由于S1~ S7均断开，使D1~D7均为0，故使所有触发器保持在0态。抢答开始后，若有选手按动抢答开关按钮，编号立即锁存，同时扬声器给出音响提示。某个开关，如S1先按下，输入D1=1，使Q1=1，发出抢答信号，同时LED1亮（模拟实际电路中的彩灯或电铃发声的控制开关）；此外，要封锁输入电路，禁止其他选手抢答。优先抢答选手的编号一直保持到主持人将系统清零为止。此时FF1的反相端为0，将与门封锁，时钟脉冲不能再加入各触发器的时钟端，同时Q1保持在1态，其他人的抢答将失效，实现了抢答功能。
4.1输入电路部分（按钮开关输入控制信号）
4.1.1输入电路原理图 图 4.1 输入电路
4.1.2控制原理
抢答前因S1~ S7均断开, 他们的编号分别是S1、S2、S3、S4、S5、S6 、S7，各用一个抢答按钮,在通电之前,输入端均为0,触发器都不能工作,还没处于抢答的状态,电源电压为5V, 该电路由多路开关所组成，每一竞赛者与一组开关相对应。开关应为常开型，当按下开关时，开关闭合；当松开开关时，开关自动弹出断开。电路中，Ｒ1～Ｒ7为上拉和限流电阻。当任一开关按下时，相应的输出为低电平，否则为高电平,此输入控制简单,方便.但不能锁存.
4.2信号处理
4.2.1信号处理原理图
图4.2信号处理
4.2.2工作原理
给节目主持人设置一个控制开关，用来控制系统的清零（编号显示数码管灭灯）和抢答的开始, 主持人按下复位按钮S0使各触发器RD=0执行复位，即Q0~Q6均为0，而各触发器的反相端均为1，并加在8输入与门7430芯片的输入端，使外部的时钟脉冲能通过该与门加在各触发器的时钟端，但由于S1~ S7均断开，使D1~D7均为0，故使所有触发器保持在0态，当其中一个开关按钮接通时，例如D1接通，输入D1=1，使Q1=1，而Q1的另一个=0，经过8输入与门7430芯片的输入端，输出端变为高电平1，又经7405芯片的输入端输入，经过处理后，输出端又变为低电平0，使得其他时钟脉冲都处于低电平，使得其他抢答器都是不能够工作，处于封锁状态，起到了抢答的作用。回路中的电阻起到限流的作用，保护了每个触发器因电流过大而烧了触发器。
4.3显示电路
4.3.1显示电路原理图：
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