摘要：根據(jù)JK觸發(fā)器在每個時鐘脈沖作用時間內，其狀態(tài)只變化一次，而且不同引腳都可以使觸發(fā)器狀態(tài)發(fā)生改變的特性，給出了用JK觸發(fā)器來設計搶答器的設計方法及仿真，同時給出了用74LSll2JK觸發(fā)器設計搶答器的最優(yōu)設計方法及思路。
關鍵字：JK觸發(fā)器；搶答器；清零；屏蔽

O 引言
    搶答器是利用觸發(fā)器實現(xiàn)主持人開關清零、搶答者搶答及屏蔽未搶答成功者的一種儀器，它通過搶答者的指示燈顯示并指示出第一搶答者。故可廣泛應用于各種智力搶答比賽中。本文以74LSll2觸發(fā)器設計三人搶答器為例，給出了其設計方法。

1 設計要求
    根據(jù)一般搶答器的現(xiàn)場使用情況，本搶答器應符合以下要求：
    (1)應設計一個主持人開關和三人搶答開關；
    (2)按下主持人開關，個人指示燈滅，并解除對搶答人的封鎖，這要求電路中的主持人開關可以使電路恢復到初始狀態(tài)；
    (3)按下個人開關，自身的指示燈亮，同時封鎖其他人的搶答；這要求電路具有記憶功能及屏蔽功能。
    本設計采用的74LSll2是雙下降沿J-K觸發(fā)器，其功能表如表1所列。

2 設計方案
    搶答器設計具有多種方案，下面給出的幾種方案的設計電路：
    第一種方案是利用清零，搶答者的起始端接GND。搶答成功者比別人領先按下開關時，J由0變?yōu)?，Q變?yōu)楦唠娖剑優(yōu)榈碗娖?，并通過與非門封鎖其他人的搶答開關。其電路如圖1所示。

    第二種方案是利用端使觸發(fā)器置1而有效清零，指示燈接在端。搶答前，搶答開關接在高電平上，搶答成功者比別人搶先接下開關，其將接于低電平，K端由0變?yōu)?，對應指示燈變亮，同時屏蔽其他搶答者。其電路如圖2所示。

    第三種方案是利用端清零，搶答前，搶答者開關接地，搶答成功者，將領先將開關接到高電平，并提供給JK觸發(fā)器一個下降沿，在J、K同為1的情況下，觸發(fā)器狀態(tài)翻轉，指示燈變亮，同時屏蔽其他搶答者開關。其電路如圖3所示。

    第四種方案的清零原理與上述幾種方案相同。搶答前，搶答者開關接地，搶答成功者先于別人將開關接于高電平，然后指示燈變亮。該方案的原理電路如圖4所示。

    第五種方案是利用使觸發(fā)器置1清零，搶答者利用搶答，搶答原理不再贅述。其電路如圖5所示。

    在上述方案中，74LS74是雙D觸發(fā)器，只要將74LSll2的J、K端同時接至高電平，即可利用以上五種方案中的方案三、四、五來設計一種簡單的搶答器。

3 設計方法
    只要明白觸發(fā)器的原理，就可利用觸發(fā)器設計智力搶答器，從而一步步實現(xiàn)要實現(xiàn)的功能。
3．1 清零功能的實現(xiàn)
    實現(xiàn)清零功能的關鍵是主持人開關的設計。JK觸發(fā)器中有兩個端口可以不受Cp控制，可直接控制輸出(即、端)，考慮到主持人開關一般都是由指示燈亮到指示燈滅，因此，對應不同的清零方法，應將指示燈接到不同的輸出端(Q、端）。如果利用清零，則應該將指示燈接到Q，反之，則應該將指示燈開關接到端，不用的、應該接高電平。但應注意：、不能同時為O，否則，開關應該用能自復原的開關。
3．2 搶答功能的實現(xiàn)
    JK觸發(fā)器的指示燈可以由、、Cp、J、K等五個端口分別控制輸出指示燈的亮與滅，所以，可以用五種方法實現(xiàn)搶答功能，但一定要考慮到、端不可同時為1的情況，另外，不同的方法也具有不一樣的Cp輸入頻率要求。
3．3 搶答失敗的屏蔽
    要實現(xiàn)屏蔽搶答未成功者的功能，可以利用的邏輯電路有與門、或門、與非門、或非門四種，選擇門電路后，對應不同的門電路，可以選擇接輸入端，其方法(以與非門為例)是：與非門要求在所有輸入都為1的情況下輸出為0，故應將起始是1的輸出端接到與非門的輸入端，然后確定起始開關此時是從高電平接到低電平還是從低電平接到高電平。一般情況下，為了防止外界對整體電路的影響，搶答時通常是將開關從低電平接到高電平，最后，反推選擇的接到門電路的JK輸出端是否符合要求即可。本文所述各種方案的利弊比較如表2所列。

所以，綜合所有因素，可以確定方案三為最佳方案。

4 結束語
    JK觸發(fā)器控制清零端的端口包括2種方案，而實現(xiàn)搶答功能的方案有5種，實現(xiàn)屏蔽其他人的開關包括4種方案。它們各有利弊，只要明白
JK觸發(fā)器的原理，然后根據(jù)要實現(xiàn)的功能，就可以設計出搶答方案。最后，再綜合考慮各方案的利弊，從而設計出最佳方案。另外，由于D觸發(fā)器是JK觸發(fā)器接到一起就可以實現(xiàn)，因此，本文所介紹的方案三、四、五也適用于D觸發(fā)器。