做一個(gè)二路搶答器

謝作如 趙葉瀅

市場(chǎng)上的搶答器大多是由單片機(jī)以及外圍電路組成，需要進(jìn)行編程才能實(shí)現(xiàn)對(duì)“搶答”的判斷（如圖1）。如果使用555之類的集成塊來(lái)實(shí)現(xiàn)，涉及的電路將非常復(fù)雜，而使用Boson Kit中的邏輯模塊，不用編程就能做出一個(gè)兩人用的搶答器，而且邏輯清晰。

邏輯分析

為了便于區(qū)分二路的輸入，我們用藍(lán)色和紅色來(lái)表示。首先看一個(gè)邏輯示意圖（如圖2），該圖所示的是搶答器的運(yùn)行原理。說(shuō)起來(lái)并不復(fù)雜，只要有按鈕按下時(shí)，對(duì)應(yīng)的小燈亮起，同時(shí)要阻止另外的小燈變亮，哪怕其對(duì)應(yīng)的按鈕按下也無(wú)法變亮，就能區(qū)分出誰(shuí)先按下按鈕了。

Boson Kit的核心板實(shí)際上就是一個(gè)電源板，只要輸入為真（按鈕按下），對(duì)應(yīng)的輸出也是真（小燈亮起）。如何讓小燈亮起的同時(shí)，阻止另一盞小燈亮起呢？其實(shí)只要認(rèn)真歸納，我們會(huì)發(fā)現(xiàn)小燈亮起需要同時(shí)滿足兩個(gè)條件：對(duì)應(yīng)的按鈕按下，且另一個(gè)按鈕沒(méi)有按下。Boson Kit中不是用“與（and）”和“非（not）”這兩個(gè)邏輯模塊嗎？用這兩個(gè)模塊將按鈕的狀態(tài)輸送到另一個(gè)按鈕即可。如下頁(yè)圖3所示，如果紅色按鈕按下，藍(lán)色按鈕即使按下，也無(wú)法輸出“真”的狀態(tài)了。

模塊搭建

弄清楚原理后，我們可以試著搭建了。既然是“搶答”，我們選擇了按鈕作為輸入模塊。為了方便辨認(rèn)，LED小燈最好選擇和按鈕相同的顏色。我們需要的元件見下頁(yè)表。

我們把這些元件，按照下頁(yè)圖4的參考電路進(jìn)行連接。

圖4的線路圖看起來(lái)十分復(fù)雜，我們可以將它分為上下對(duì)稱的兩部分，分別為藍(lán)色按鈕電路和紅色按鈕電路。先以藍(lán)燈點(diǎn)亮的情況為例，當(dāng)按下藍(lán)色按鈕時(shí)，藍(lán)色按鈕發(fā)出的信號(hào)A通過(guò)線路1（圖4中藍(lán)色箭頭）到達(dá)AND模塊，并輸入值為“真”（1）的信號(hào)。若此時(shí)紅色按鈕沒(méi)有按下，則紅色按鈕發(fā)出的值為“假”（0）的信號(hào)B沿線路2（圖4中紅色箭頭）到達(dá)分離模塊后，再通過(guò)線路2-1（圖4中綠色箭頭）經(jīng)過(guò)NOT模塊將信號(hào)B的值從“真”轉(zhuǎn)變?yōu)椤凹佟?，輸入到藍(lán)色按鈕連接的AND模塊中。此時(shí)，AND模塊上收到兩個(gè)值為“真”的信號(hào)，即兩個(gè)條件——“藍(lán)色按鈕按下”和“紅色按鈕沒(méi)有按下”都已成立，電源板接收到此信號(hào)后，輸出狀態(tài)1，將藍(lán)燈點(diǎn)亮。

如果在按下藍(lán)色按鈕時(shí)，紅色按鈕也已按下，那么紅色按鈕輸出的值為“真”的信號(hào)B經(jīng)過(guò)NOT模塊轉(zhuǎn)變?yōu)椤凹佟?，藍(lán)色按鈕對(duì)應(yīng)的AND模塊上會(huì)接收到值為“真”的信號(hào)A和值為“假”的信號(hào)B，即“藍(lán)色按鈕按下”和“紅色按鈕沒(méi)有按下”這兩個(gè)條件沒(méi)有同時(shí)成立，那么藍(lán)燈不會(huì)亮起。

反之亦然。藍(lán)色和紅色按鈕總是在點(diǎn)亮自己對(duì)應(yīng)的小燈同時(shí)，阻止對(duì)方的小燈點(diǎn)亮，這樣我們就完成了這個(gè)有趣的二路搶答器。

拓展研究

圖4的連接方式，是將所有邏輯模塊調(diào)置于主板輸入端，使電路看起來(lái)較為清爽，同時(shí)也有利于后期做外部包裝時(shí)的布線安排。倘若追求電路的趣味性和邏輯性，也可將分離模塊調(diào)整至主板輸出端，使NOT模塊可以跨越輸入輸出兩端，形成一個(gè)大循環(huán)（如圖5）。

考慮到現(xiàn)實(shí)中使用的搶答器除了亮燈以外，還需要用聲音進(jìn)行提示，可在輸出端加裝蜂鳴器（如圖6），使用分離模塊可以使小燈與蜂鳴器同時(shí)啟動(dòng)。

如果不想使用兩個(gè)蜂鳴器分別代表兩位選手，只想達(dá)到有人搶答成功就發(fā)出蜂鳴聲這一效果，可以使用or模塊來(lái)實(shí)現(xiàn)，連接方式如圖7所示。

除了以上的拓展外，還可以加延時(shí)模塊，實(shí)現(xiàn)按鈕的“消抖”。因?yàn)榘粹o按下的時(shí)候，可能會(huì)出現(xiàn)瞬間的抖動(dòng)（接觸不緊密），導(dǎo)致不能很好地阻止另一盞小燈亮起。這時(shí)Boson Kit套件中的延時(shí)模塊就派上用場(chǎng)了。

外觀美化

連接好電路，搶答器的基本功能就實(shí)現(xiàn)了。再分別將按鈕和小燈安裝在一個(gè)紙盒上，做出搶答器的外觀。如果覺(jué)得按鈕的帽蓋面積過(guò)小，可以使用瓶蓋或PVC片進(jìn)行加大，使它看上去更像一個(gè)搶答器。我們制作的搶答器比較簡(jiǎn)陋，外觀如圖8所示。

做好這個(gè)二路搶答器后，相信大家都體會(huì)到Boson Kit套件的魅力了——不用編程，就能搭建出具備一定“智能”的電子作品。還是回到上一個(gè)欄目中提到的一句話：如果充分利用“與”“或”“非”這三個(gè)邏輯模塊，理論上可以做出非常復(fù)雜的作品。以搶答器為例，如果模塊足夠多，四路、八路的搶答器也都能搭出來(lái)。趕緊整理下自己的創(chuàng)意，用Boson Kit實(shí)現(xiàn)出來(lái)吧。

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