专利名称：多功能数字式百路抢答器的制作方法
技术领域：
本实用新型为进行智力竞赛用电子装置，特别是一种智力竞赛用抢答器。
目前，进行智力竞赛用的抢答器，大多不设计时电路，需计时时，则由裁判员用钟表计时，即不方便又不准确，且视角极小。有少数抢答器虽设了限时电路，但都是用阻容(RC)充放电方式，观众和参赛者无法看到比赛时间及离终点的时间等。抢答器多数不设报警电路，只是有的用指示灯直接指示“抢答”或“停止”，且视角极小。现有的抢答器一般采用各种继电器、晶体三极管完成优先指示和自锁功能，时间分辨率低，使用时出现同时按的现象而指示出不按组来。而现有的 型屏都不设直流孔，使用受到了电源的限制，且输入组数少，虽可将两台机器并联使用，但很不方便，特别是指示不直观。
本实用新型的目的是提供一种计时准确、直观，时间分辨率高，交、直流两用的可供百人(组)以下同时竞赛的数字式抢答器。
本实用新型由分计时指示、秒计时指示和“违例”、“抢答”、“开始”、“停止”汉字显示屏面及输入电路、抢答电路、分计时显示电路、秒计时显示电路、报警电路和供电电路组成。
图1为本实用新型外形示意图；图2为本实用新型输入电路图；图3为本实用新型抢答电路图；图4为本实用新型分计时显示电路图；图5为本实用新型秒计时显示电路图；图6为本实用新型报警电路图；图7为本实用新型供电电路图。
如
图1所示，本实用新型屏面上设有直观的分计时指示、秒计时指示和“违例”、“抢答”、“开始”、“停止”等汉字显示。分计时指示采用数字显示累减方式，秒计时指示采用声光模拟钟表盘式。本实用新型由输入电路、抢答电路、分计时显示电路、秒计时显示电路、报警电路和电源供电电路组成。
如图2所示，输入电路由二极管1D1～1D200，按钮开关1AN1～1AN100，电阻1R1～1R20，电容1C1～1C22组成。由二极管1D1～1D200把组号按钮1AN1～1AN100按下时产生的组号脉冲分成组号个位脉冲和组号十位脉冲，分别送到抢答电路的个位BCD十进制转换器2IC1和十位BCD十进制转换器2IC2、1C21、1C22为滤波电容，滤除由电源带来的各种干扰。1R1～1R20分别跨接在组号每根个位线和每根十位线与电源之间，使得在无组号脉冲时各组号线保持“1”电平。1C1～1C20分别并联在每根组号线与地线之间，用来消除组号按钮连线带来的各种干扰，保证十进制BCD转换器可靠地工作。
如图3所示，抢答电路由三极管2BG1～2BG14，电阻2R1～2R15，按钮开关2AN1，电容2C1和集成块2IC1～2IC11组成。在抢答开始之前或每次抢答完成之时，先按下2AN1清零按钮，使2IC5、2IC6四R－S锁存器复位，2IC7八输入或非门的八个输入端接在2IC5、2IC6四R－S锁存器的各输出“Q”端上，因此2IC7“J”(非)输出端输出“1”电平，该“1”电平送给2IC3、2IC4四－双输入与门的各输入端，使2IC3、2IC4各与门都被打开，等待组号脉冲的到来。当某人(组)按下自己台上的组号按钮开关，这一组号脉冲便由输入电路分成组号十位和组号个位脉冲，分别送到BCD十进制转换器2IC1、2IC2，2IC1、2IC2输出的十位和个位BCD代码经打开了的四－双输入与门2IC3、2IC4送到四－RS锁存器2IC5、2IC6的各“S”端上，使2IC5、2IC6输出相应的组号十位和组号个位BCD代码，该BCD代码一方面加到8输入或非门2IC7的各个输入端上，2IC7“J”端输出“0”，使2IC3、2IC4各与门关闭，也即在该组之后按下的所有抢答组号失效。2IC7“K”端输出的“1”电平由G线送到报警电路。组号BCD代码另一方面通过六反相器2IC8、2IC9反相后送到BCD七段译码器2IC10、2IC11的各输入端上。2IC10、2IC11输出的七段数字码信号推动相应的三极管，接通相应的灯泡，显示出该组组号。
如图4所示的分计时显示电路，置数时先按下3AN3，给3IC1、3IC2清零“Cr”端加上清零脉冲，使计数器清零。再分别按下置分十位、置分个位按钮3AN1、3AN2，给分十位、分个位计数器3IC1、3IC2加上CP脉冲，3IC1、3IC2便把3AN1、3AN2按下的次数变成相应的BCD码输出，并把该BCD码保持在计数器3IC1、3IC2里。在抢答电路清零时，C线从报警电路获得“1”电平，该“1”电平通过3D1分别送到1.通过3C4加到3IC7、3IC8的“Cr”端，使之复位。2.由3IC4倒相送到3IC7的置数控制LD端；由3IC6倒相送到3IC8的置数控制LD端。3.打开四－双输入与门3IC3、3IC5，BCD计数器3IC1、3IC2内的BCD码，便送到3IC7、3IC8内。3IC7、3IC8的输出分别送给1.BCD七段译码器3IC10、3IC11进行译码，译码输出分十位、个位信号送给三极管3BG1～3BG14基极，使相应的三极管导通，接通相应的灯泡，显示出该题所允许的答题时间(分值)。2.送到分检测电路8输入或非门3IC9的各输入端上。当抢答开始时，图3中C线为“0”，由于3R4的作用，3IC3、3IC5关闭，反相器3IC4、3IC6输出“1”，所以3IC7、3IC8的LD端为“1”，使预置分数BCD代码无法再送到3IC7、3IC8；又由于报警电路的“L”线为“1”电平，也即3IC7、3IC8的“CP＋”端为“1满足了3IC7、3IC8作为减计数器的条件。这时，只要3IC7、3IC8的“CP－”端出现一个“1”脉冲，3IC8便进行减“1”计数。当秒计时完成60秒时，D线获得脉宽为1秒的“1”脉冲，该“1”脉冲由D线送到3IC8的“CP－”端，使3IC6的原时间分数值减去1，当分个位减计数器计完十个分脉冲时，3IC8的“OB”端输出一个“1”脉冲，送到3IC7的“CP－”端，使3IC7内的原十分值减去1。由八输入或非门3IC9组成分检测电路，只有当设置的时间分减完后，才输出“1”电平，由B线去控制秒计时显示电路中的终止秒预置电路的工作。电阻3R1～3R4为零偏电阻，3R6～3R19为3BG1～3BG14的偏置限流电阻，电容3C1～3C3是用来消除3AN1～3AN3引线带来的各种干扰。
如图5所示的秒计时指示电路，由60秒循环计时指示电路、整5秒预置电路两部份组成。其中60秒循环计时指示电路由秒个位计数电路、秒十位计数电路、1～60秒检出指示电路三部分组成。
1.秒个位计数电路由十进制计数／脉冲分配器4IC1完成。它对秒CP脉冲计数，并把结果分配到Q0～Q9各输出端上，使Q0～Q9按秒CP脉冲个数的增加而依次输出高电平，并且每计完十个秒CP脉冲时，进位“OC”端输出一正跳脉冲作为秒十位计数电路的CP脉冲。
2.秒十位计数电路由十进制计数／脉冲分配器4IC2、R－S锁存器4IC5、二输入与门4IC4、二输入或门4IC3组成，它对秒个位计数电路送来的进位脉冲进行计数，并分配到Q0～Q5的各输出端上；R－S锁存器4IC5、二输入与门4IC4、二输入或门4IC3组成4IC2的清零电路；当抢答电路清零时，C线获得“1”电平，该“1”电平通过或门4IC3加到4IC2的“Cr”端使4IC2清零；当每分钟的第五十九秒秒脉冲到来时，二输入与门4IC6送来的“1”电平给R－S锁存器4IC5的“S”端，使4IC5置位，Q端输出“1”，二输入与门4IC4被打开；当每分钟的最后一秒到来时，4IC1的Q0输出端的“1”电平可通过已打开了的与门4IC4、或门4IC3加到4IC2的“Cr”端使之清零，从而完成了一分钟内各秒的计时、脉冲分配。当下一分的第一个秒脉冲到来时，4IC1的“Q0”端负跳为“0”，“Q1”正跳为“1”，Q1的“1”电平还加到R－S锁存器4IC5的“R”端，使4IC5复位，为4IC2的下一次清零作好准备。
3.1－60秒检出指示电路由4IC7～4IC12，4IC21～4IC27，三极管4BG1～4BG12，发光二极管4LED1～4LED48灯泡4ZD1～4ZD12，电阻4R1～4R18组成。4IC1的Q0～Q9输出通过4IC11、4IC12倒相缓冲器功率放大后加到各列LED的共用负极上。4IC2的Q0～Q5输出通过缓冲器4IC10功率放大后加到各行LED的共用正极上。只有当与LED对应的4IC1、4IC2两端同时出现“1”电平时LED才发光。4R1～4R6为LED的限流电阻。二输入与门4IC7、4IC8、4IC9组成整五秒检测电路，它输出的整五秒信号通过二输入或门4IC21、4IC22、4IC23去控制相应的三极管(达林顿复合管)接通相应的整五秒指示灯泡。4R7～4R18为各三极管的限流偏置电阻。
整五秒预置电路由四－双输入与门4IC16～4IC20、R－S锁存器4IC13、十进制计数／脉冲分配器4IC14、电阻4R2～4R3、电容4C1～4C3，按钮开关4AN1～4AN2组成。它的作用是把整五秒秒终止值预先置入计时电路并可续用或改置。其工作原理为在置数前先按下4AN1给十进制计数／脉冲分配器4IC14清零和使R－S锁存器4IC13复位，Q端输出“0”电平，该“0”电平一方面关闭了4IC16的门1、门2，另一方面通过反相器4IC15倒相后打开了4IC16的门3、门4，使4IC14在尚未进位时的Q0、Q2、Q1输出能加到4IC18的门3、门4，4IC19的门1。置数时，按下4AN2给4IC14的CP端加上计数脉冲，随着按下4AN2次数的增加，4IC14的Q0～Q9端依次输出“1”电平，这些“1”电平经过四－双输入与门4IC18的门3、门4以及4IC19、4IC20的各门分别加到四－双输入或门4IC21、4IC22、4IC23的各门，依次触发三极管4BG3～4BG12，依次接通灯泡4ZD3～4ZD12。当按下第十次时，4IC14的进位“OC”输出端将输出“1”电平，该“1”电平经4C1加到4IC13的S端上，使R－S锁存器置位，Q端为“1”，从而打开门4IC16的门1、门2。由于反相器4IC15的作用，4IC16的门3、门4及4IC17都被关闭，使4IC14的Q0输出只能通过4IC16的门1加到4IC18的门1和四－双输入或门4IC21的门1，触发4BG1，接通灯泡4ZD1。Q1输出只能通过4IC16的门2加到4IC18的门2及四－双输入或门4IC21的门2去触发4BG2，接通灯泡4ZD2；Q2的输出送不出去而无终止秒，也既最后终止秒是几个整五秒则4AN2按下几次。若不限时，将4AN2按十三下即可。四－双输入与门4IC25、4IC26、4IC27的各与门是受分计时检测输出线B控制的，只有当未设置分分数或设置的分数减完时，B线为“1”，4IC18～4IC20的各门都被打开，预置的整五秒秒值便通过已打开的4IC18～4IC20之中与预置秒值相对应的门，打开4IC25～4IC27的各门与预置秒相对应的门和通过四－双输入或门4IC21～4IC23的各门中与预置秒值相对应的门，触发三极管导通，接通相应的灯泡，指示出终止秒点。当秒计数电路计到预置秒点时，已打开的与预置秒点相对应的与门便输出“1”电平，该“1”电平由反相器4IC24反相后，由A线送到报警电路进行声光停止报警和关闭1Hz振荡电路、各计时电路停止计时，终止秒点灯泡连续发光。
如图6所示的报警电路，由5IC13、5IC15、5R2、5C2组成1Hz振荡电路，由于5D2的箝位作用，它振荡与否由5IC6控制，只有当5IC6输出“1”时它才振荡。1Hz振荡输出一路通过门5IC24由E线送给秒计数电路，作为CP计数脉冲；另一路送到二输入与门5IC12的一个输入端。5IC14、5IC16、5IC17、5R3、5C3组成1KHz音频振荡电路，由于5D1的箝位作用，它的振荡与否是由二输入或门5IC8控制，只有当5IC8输出“1”电平时它才振荡。音频振荡输出通过5C4藕合给达林顿复合管5BG1放大，推动喇叭发出报警声。
当抢答电路清零时，M线获得“1”电平，R－S锁存器5IC3置位，Q端输出“1”电平，该“1”电平分三路1.使C线为“1”电平；2.使二输入与门5IC10打开；3.通过反相器5IC1反相后，获得“0”电平供给L线以及关闭二输入与门5IC6、5IC24，1Hz振荡电路受箝而不工作。这时若某组按下组号按钮就是违例。违例时，组号检出G线为“1”电平，该“1”电平一方面通过反相器5IC11反相器后，关闭二输入与门5IC4，使开始抢答按钮5AN1被锁失效；另一方面，通过已打开了的门5IC10分别送给1.已打开了的5IC21(因为反相器5IC19的输入端通过电阻5R4接地而为零“0”，5IC19输出“1”，所以门5IC20、5IC21、5IC22都被打开)，推动5BG2导通，接通违例指示灯；2.通过或门5IC8、5IC9触发1KHz音频振荡器工作。音频信号通过非门5IC17隔离倒相后，经过5C4推动5BG5工作，发出1KHz的报警声；3.送给或门5IC7，使5IC7输出“1”电平，该“1”电平送给与门5IC2，因为5IC7的另一输入端接在5IC19的输出端上，所以5IC7输出“1”电平，5IC2输出“1”，F线为“1”电平，从而关闭了BGD七段译码器2IC10、2IC11，使违例组号无法在屏幕上显示。若要显示违例组号，只需按下强制显示按钮5AN2，同时“违例”指示被强制熄灭。若要清除违例，需要再次按下抢答清零按钮2AN1。
当抢答电路清零后，若无违例现象，按下5AN1即为抢答开始。按下5AN1产生的“1”脉冲通过已打开的门5IC4(因无违例现象，G线为“0”，5IC11输出为“1”)，使R－S锁存器5IC3复位，Q线输出“0”电平，该“0”电平分三路一路关闭门5IC10，使违例指示灯再也不亮；第二路使“C”线为零“0”，计时置数完毕，准备计时；另一路通过反相器5IC1反相输出“1”电平，该“1”电平又分三路1.使L线为“1”；2.通过已打开的门5IC6触发1Hz振荡电路工作；3.打开门5IC24，使1Hz信号可以通过已打开的5IC24送到E线，给秒计时显示电路，作为CP计时脉冲。1HZ振荡输出还通过已打开的门5IC12分别送1.或门5IC9、5IC8经5D1触发1KHz电路工作，发出抢答报警声；2.经过5IC22触发5BG3导通，“开始”指示灯发亮，二输入与门5IC23的输入端分别接在反相器5IC18、5IC11的输出端上，因此它在1Hz振荡信号的负半周期间内输出“1”，触发5BG4导通，“抢答”指示灯发亮，使抢答报警声和开始、抢答指示灯随1Hz振荡信号发出断续报警，交替发亮。若这时某一组按下组号按钮，则幕屏上显示出该组组号，同时，“G”线为“1”，该“1”电平通过反相器5IC9反相变成“0”关闭门5IC13，使1Hz信号无法通过，5IC13去触发抢答声、光报警指示电路，从而使抢答声光停止。此时，抢答组可以开始答题。
当到达给定时间时，A线输出“0”电平，该“0”电平一方面关闭5IC6，使1Hz振荡电路停止工作；另一方面通过反相器5IC5反相成“1”电平分别送到1.已打开的门5IC20触发5BG1接通“停止”指示灯；2.通过或门5IC7、与门5IC2使F线为“1”，从而熄灭正答题组的组号；3.通过或非门5IC8、5IC9触发1KHz音频振荡电路工作，发出1KHz连续报警声。若按下5AN2，正答题组的组号可被强制显示，“停止”被迫熄灭，报警声不停。若要电路恢复需按下2AN1抢答电路清零开关。5K1为抢答计时和其它计时的切换开关，置“1”处为抢答，置“2”处为其它计时。5AN2在其它计时工作时作为暂停按钮。电阻5R4是保证在5AN2不按时使5IC19输入端可靠为“0”。5C5为消除5AN2引线带来的各种干扰。5R1是使在5AN1不按时5IC4的一输入端可靠为“0”，5C1为消除5AN1引线带来的各种干拢。
如图7所示的供电电路，220伏市电经变压器降压后，由6D1、6D2、6C1整流滤波后获得12伏直流电供给各种指示灯泡功放电路；12伏直流电经三端稳压块6IC1稳压、6C2滤波后获得8伏直流电供给除灯泡和音频功放以外的所有电路。6K1为充电抢答选择开关，置“2”处为充电，置“1”处为抢答。6D3为停电时蓄电池自动供电二极管。
权利要求1.一种多功能数字式百路抢答器，其特征在于它由分计时指示、秒计时指示和“违例”、“抢答”、“开始”、“停止”汉字显示屏面以及输入电路、抢答电路、分计时显示电路、秒计时显示电路、报警电路、供电电路组成。
2.根据权利要求1所述的抢答器，其特征在于分计时指示采用数字显示累减方式，秒计时指示采用声光模拟钟表盘式。
3.根据权利要求1所述的抢答器，其特征在于输入电路由二极管1D1～1D200、按钮开关1AN1～1AN100、电阻1R1～1R20、电容1C1～1C22组成。
4.根据权利要求1所述的抢答器，其特征在于抢答电路由三极管2BG1～2BG14、电阻2R1～2R15、按钮开关2AN1，电容2C1，BCD十进制转换器2IC1～2IC2、四－双输入与门2IC3～2IC4、四－RS锁存器2IC5～2IC6、输入或非门2IC7、反相器2IC8～2IC9、BCD七段译码器2IC10～2IC11组成。
5.根据权利要求1或2所述的抢答器，其特征在于分计时显示电路由BCD计数器3IC1、3IC2，四－双输入与门3IC3、3IC5，反相器3IC4、3IC6，减计数器3IC7、3IC8，输入或非门3IC9，BCD七段译码器3IC10、3IC11，电阻3R1～3R18，电容3C1～3C3，按钮3AN1～3AN3，二极管3D1，三极管3BG1～3BG14，灯泡3ZD1～3ZD14组成。
6.根据权利要求1或2所述的抢答器，其特征在于秒计时显示电路由十进制计数／脉冲分配器4IC1、4IC2、4IC14，二输入或门4IC3，二输入与门4IC4、4IC6、4IC7、4IC8、4IC9，R－S锁存器4IC5、4IC13，缓冲器4IC10，倒相缓冲器4IC11、4IC12，反相器4IC15、4IC24，四－双输入与门4IC25～4IC27，电阻4R1～4R20，三极管4BG1～4BG12，发光二极管4LED1～4LED48，灯泡4ZD1～4ZD12，电容4C1～4C3，按钮4AN1、4AN2组成。
7.根据权利要求1所述的抢答器，其特征在于报警电路由反相器5IC1、5IC5、5IC11、5IC13～5IC19，二输入与门5IC2、5IC4、5IC6、5IC10、5IC12、5IC20～5IC24，二输入或门5IC7～5IC9，R－S锁存器5IC3，电阻5R1～5R8，电容5C1～5C5，二极管5D1、5D2，三极管5BG1～5BG5，灯泡5ZD1～5ZD4，按钮开关5AN1、5AN2及扬声器Y组成。
8.根据权利要求1所述的抢答器，其特征在于供电电路由三端稳压块6IC1，电解电容6C1、6C2，二极管6D1、6D2、6D3，开关6K1组成。
专利摘要本实用新型的多功能数字式百路抢答器，是进行各种智力竞赛用的电子装置。它设有计时限时电路，秒计时指示采用声光模拟钟表盘式，分计时指示采用数字显示累减方式；在屏面上还设有“违例”、“抢答”、“开始”、“停止”等汉字显示、声音报警系统；设有交、直流自动切换电路，且具有抢答优先显示和自锁功能。它具有壹百路输入，可供百人(或组)以下进行抢答竞赛用，还可作为体育训练中各种反应速度的测试，以及作为各种多路报警系统的终端显示等。
文档编号A63F9/24GK2089829SQ9021585
公开日1991年12月4日 申请日期1990年9月12日 优先权日1990年9月12日
发明者隆惠君 申请人:隆惠君