Quizschakeling

Opdracht:
De vraag om een quizschakeling werd gesteld op het forum en is als volgt samen te vatten: 
- Aanduiding van de gekozen drukknop (= gegeven keuzeantwoord) van alle spelers.
- Aanduiding van de speler die als eerste gedrukt heeft.

Het bovenstaande schakelingenonderdeel bevat enkel en alleen de noodzakelijke componenten voor speler A. Voor elke bijkomende speler moet je een gelijkwaardige schakeling maken.

Met “RESET” (= de positieve voedingsspanning op elke RESET van alle flip-flops)  worden alle flip-flops in hun starttoestand geplaatst, dus alle Q’s zijn laag (= 0V) en geen enkel ledje zal branden.
         _
Alle  Q’s zijn dus hoog ( = voedingsspanning ) zodat de uitgang van “AND-1A”  hoog is.

Wanneer nu speler A op een van zijn drukknoppen drukt dan zal de overeenkomstige flip-flop omslaan, de keuze wordt aangegeven door de brandende led en de uitgang van AND-1A  wordt laag.  Het  induwen van de andere drukknoppen van speler A blijft nu zonder gevolg.

Statement:
De elektronische aanduiding voor speler A, uitgang speler A genoemd of afgekort  “USA”  is hoog indien speler A (na een algemene reset) nog niet op een van zijn toetsen gedrukt heeft.

Dit geldt ook voor de andere spelers:  USB, USC, USD, enz

Veronderstel dat nog niemand gedrukt heeft. Dan zijn de ingangen USB, USC, USD….. van de  “AND-2A”  poort hoog.

USA is hoog, bijgevolg is de inverteruitgang laag zodat de laatste ingang van AND-2A laag is en daarmee ook  zijn uitgang.

Als speler A als eerste drukt wordt USA laag en de overeenkomstige ingang van AND-2A hoog: de flip-flop slaat om en de led van speler A (LSA) brandt ter aanduiding dat hij als eerste gedrukt  heeft. 

Daar USA laag is en aangesloten is aan de ingang van de AND-2 poorten van alle andere spelers zullen hun leds niet meer ontstoken kunnen worden.

Opmerkingen:
- De weerstanden RL1, RL2, RL3, …… kunnen ook door een  gemeenschappelijk exemplaar   vervangen worden. De waarde blijft  dezelfde omdat er maximum 1 led tegelijkertijd kan branden en is afhankelijk van de voedingsspanning. Normaal is 5 tot 10 mA ruim voldoende voor hoge lichtsterkte LED’s.  De meeste flip-flops kunnen deze stroom zonder problemen leveren. 

- Voor de weerstanden RLA, RLB, RLC, …..  geldt hetzelfde. 

- De RC netwerken hebben volgend doel:

De optimalisering van de informatieoverdracht

De ingangen van de flip-flops aan de massa te leggen als het ingangssignaal ontbreekt

De SET-ingangen aan de massa leggen tijdens het resetten van de flip-flops

Alle capaciteiten : 100n 

Alle weerstanden: 100K

-  Bij kleine projecten (4 drukknoppen per speler, 4 spelers) zullen de uitgangen van de IC’s alle noodzakelijke ingangen kunnen voeden. Bij grotere uitvoeringen kunnen tussenversterkers noodzakelijk zijn. Dit dient nagezien op de datasheets. Zie hiervoor: http://us.st.com/stonline/books/toc/ds/168.htm

Logic AND IC’S zijn in volgende uitvoeringen normaal verkrijgbaar: 

4 maal 2 ingangen
2 maal 4 ingangen
1 maal 8 ingangen

Optimaal is dus 4 drukknoppen per speler en 4 spelers. Kiest je voor hogere aantallen, dan dienen de and-poorten met 8  ingangen te worden gebruikt; de ongebruikte ingangen worden verbonden met de voedingsspanning. Combinatie van and-poorten is ook mogelijk maar dan verlies je steeds een ingang. 

Voor de volledigheid hieronder het schema voor vier spelers met elk vier drukknoppen.