7.4 实例综合分析——智力竞赛抢答器（课件）-高二《电子技术基础与技能》同步教学（人邮版）

7.4 实例综合分析——智力竞赛抢答器 7.4.1 电路构成 图7.45所示为一种4路智力抢答器电路原理图，按钮AN1～AN4可以接受4个人的操作。 当某一个按钮被按下时，其对应的LED灯亮，同时继电器J吸合，继电器开关闭合，电铃电路被接通使之发出铃声，此时其他键均失效。 图7.45 智力抢答器电路原理图 在图7.45中，4个与非门GA、GB、GC、GD的输出端标识分别为A、B、C、D，它和与非门的输入端A、B、C、D有对应的连接线，为了使电路图比较明了，连接线并没有画出，而是用字母标识来表示，这种电路连线的表示方式在电视机、收录机等较复杂的整机原理电路中广泛应用。 7.4.2 工作原理分析 在按键AN1～AN4均处于释放状态时，各个与非门中与按键相连接的那个输入端经1k电阻接地，则该输入端可视为0电平，因此各个与非门的输出端A、B、C、D均为1，此时各个与非门中凡标有A、B、C、D的输入端也均为1，与非门GE输出0，继电器不动作。 设按键AN1先被按下，与非门GA输入高电平1，因GA其余3个输入端原来已为1，所以这时输出为A=0，发光二极管LED1被点亮，提示处于1号台抢答状态。同时因与非门GE有一输入端为低电平，故其输出为高电平，该高电平使三极管VT饱和，继电器吸合，电铃响。GA输出A=0的状态同时加到了GB、GC、GD门的输入端，因此这3个门处于关闭状态，它们的输出总为高电平，此时按键AN2、AN3、AN4不起作用，这就达到了抢答的目的。 7.5 技能训练 7.5.1 门电路的检测 学习目标 熟悉数字电路实验箱的结构、基本功能和使用方法。 掌握TTL集成与非门的逻辑功能和主要参数的测试方法。 掌握TTL器件的使用规则。 情景模拟 礼堂里正在进行选举表决，每个成员面前有一个按键开关。会议主持人发令开始表决，多数人同意灯泡亮，可是显示器突然出了问题。工作人员急忙抢修，看到控制电路主要是由门电路构成的，经测试发现其中一个逻辑门坏了，换上新的集成块以后，表决器修好了，选举继续进行。门电路的实验情景模拟示意图如图7.46所示。 图7.46 门电路的实验情景模拟示意图 基础知识 本实验采用二输入四与非门74LS00，即在一块集成块内含有4个互相独立的与非门，每个与非门有两个输入端。 其实物图、逻辑符号及引脚排列图如图7.47所示。 （a）实物图 （b）逻辑符号 （c）引脚排列图 图7.47 实验原理用图 与非门的逻辑功能是：当输入端中有1个或1个以上是低电平时，输出端为高电平；只有当输入端全部为高电平时，输出端才是低电平（即“有0得1，全1得0”）。其逻辑表达式为Y= 。 7.5.2 掌握组合逻辑电路的应用 学习目标 了解集成组合逻辑电路引脚功能，掌握应用方法。 了解组合电路逻辑功能的测试方法。 图7.49 74LS00实现与或逻辑功能 情景模拟 逻辑数学是1和0的世界，在这个局限于条件为0与1、结论也是0与1的世界中，无论有什么样的要求，均可以做到。 下面我们就试着根据一个要求，通过0和1的组合而得到实际电路。情景模拟示意图如图7.50所示。 图7.50 组合电路设计验证的实验情景模拟示意图 基础知识 本实验采用二输入四与非门74LS00，即在一块集成块内含有4个互相独立的与非门，每个与非门有两个输入端，其逻辑符号及引脚排列图如图7.51所示。 （a）逻辑符号 （b）引脚排列图 图7.51 实验原理用图 与非门的逻辑功能是：当输入端中有1个或1个以上是低电平时，输出端为高电平；只有当输入端全部为高电平时，输出端才是低电平（即“有0得1，全1得0”）。其逻辑表达式为Y= 。 训练拓展 1．分析图7.53所示电路的逻辑功能（要求：①写表达式，②列出真值表，③分析逻辑功能）。 2．画出用中规模集成电路与非门实现其逻辑功能的原理图。 3．连接电路验证其功能。如有困难可参照图7.52（b）。 图7.53 逻辑功能图 $$