四路抢答器电路组成及工作原理(含电路图)

四人智力竞赛抢答器电路原理及设计目录一、设计目的 ..................................................................... .............................................. 2 二、设计任务与要求 ..................................................................... .. (2)1、设计任务 ..................................................................... . (2)2、设计要求 ..................................................................... . (2)三、四人智力竞赛抢答器电路原理及设计 .....................................................................31、设计方案 ..................................................................... . (3)2、系统框图 ..................................................................... . (3)3、方案比较 ..................................................................... . (4)方案1 ...................................................................... ........................................................................ . (4)方案2:...................................................................... ........................................................................ (4)方案3: ..................................................................... ........................................................................ . (4)4、单元电路设计及元器件选择 ..................................................................... (4)(1)抢答电路 ..................................................................... ........................................................................ .. (4)(2)定时电路 ............................................................................................................................................. .. (7)(3)报警电路 ..................................................................... ........................................................................ .. (9)(4)时序控制电路 ..................................................................... ......................................................................10(5)元器件列表 ..................................................................... ........................................................................ .. 125、四路抢答器总电路图 ..................................................................... ........................................... 13 四、设计过程中的问题和解决办法 ..................................................................... ......... 13 五、设计成品的优点与不足 ..................................................................... ..................... 14 六、心得体会 ..................................................................... ................................................ 14 七、实物图 ..................................................................... (15)1、正面 ..................................................................... ......................................................................152、反面 ..................................................................... ......................................................................161四人智力竞赛抢答器一、设计目的1.掌握四人智力竞赛抢答器电路的设计、组装与调试方法。

1 设计任务描述1设计题目四路抢答器的设计1.1设计要求1.1 设计目的（1）掌握四路抢答器的构成、原理与设计方法；（2）熟悉集成电路的使用方法。

1.2 基本要求（1）要求实现ABCD四路抢答器的设计——每组都具有独立的抢答按键，要求某路抢答后，其余三路抢答无效；（2）某路抢答信号到达后，指示该路已抢答的独立灯光发光，发出提示音，并用数码管显示抢答的组号（以ABCD表示）；2设计思路竞赛抢答器的设计思路即为有多个信号输入端，但是当有其中任何一个信号输入时，运行电路将所存电路，直至总控制开关闭合为之。

本设计题目为智能四路竞赛抢答器，使其能方便的实现优先抢答，本组抢答后，各组独立的灯光显示，同时发挥部分设计了抢答定时电路。

抢答器具有锁存、定时、显示功能。

即当抢答开始后，选手抢答按动按钮，锁存器锁存相应的选手编码，同时用LED数码管把选手的编码显示出来，并且开始抢答时间的倒计时，同时用LED数码管把选手的所剩抢答时间显示出来。

抢答时间可设定（０～１５秒）。

接通电源后，主持人将开关拨到“清除”状态，抢答器处于禁止状态，编号显示器灭灯，定时器显示设定时间；主持人将开关置“开始”状态，宣布“开始”抢答器工作。

定时器倒计时提示。

选手在定时时间内抢答时，抢答器完成：优先判断、编号锁存、编号显示、扬声器提示。

当一轮抢答之后，定时器停止、禁止二次抢答、定时器显示剩余时间。

如果再次抢答必须由主持人再次操作“清除”和“开始”状态开关。

据要求，则设计思路如下：由主持人控制四组抢答，当一人按下抢答按钮后，将会有灯光显示，单独显示器显示组别并发出提示音。

同一时刻优先编码电路将抢答信号锁存，其他人抢答失效，再通过译码显示将抢答认的组别显示出来。

由主持人控制抢答时间，抢答时间设为１５秒。

触发器处于保持状态。

3设计方框图4各部分电路设计及参数计算4.1信号选取电路图4.1图4.1.2编码器管脚图4．1．1CD4532是8-3优先编码器H L H X X X X X X H H L H LH L L H X X X X X H L H H LH L L L H X X X X H L L H LH L L L L H X X X L H H H LH L L L L L H X X L H L H LH L L L L L L H X L L H H LH L L L L L L L H L L L H L从功能表可以看出，该译码器有8个信号输入端，3个二进制码输出端，输入和输出均以高电平作为有效电平，而且输入优先级别的次序依次为I6,I7,…,I0。

基于74LS74 D触发器的四路抢答器郭本生哈尔滨工业大学机电工程学院10级，11008001171.实验目的利用74LS74 D触发器设计供4人用的抢答器，用以判断抢答优先权，并可以实现如下功能：（1）抢答开始之前，主持人按下复位按钮，所有指示灯和数码管均熄灭；（2）主持人宣布开始抢答后，先按下按钮者对应的指示灯点亮，同时数码管显示该选手的序号；（3）此后他人再按下各自的按钮时，电路则不起作用。

2.总体设计方案或技术路线四路抢答器方案流程图（1）抢答控制电路由两片74LS20与非门实现；（2）选手抢答输入端、主持人控制端由两片D触发器实现；（3）灯光提示电路由高电平指示灯与CD4511数码管实现。

3.实验电路图4. 仪器设备名称、型号（1）直流稳压电源 1台（2）EEL-6模拟、数字电子技术实验箱 1台（3）74LS74 D触发器 2片（4）74LS20与非门 2片（5）CD4511数码管 4只（6）导线若干5.理论分析或仿真分析结果（1）主持人按下控制开关，将开关置于“清零”位置，D触发器置零，此时所有的指示灯和数码管均熄灭，选手按下按钮，指示灯和数码管均无任何反应；（2）主持人将开关置于“1”位置，指示灯亮，发出答题信号，此时，选手按下相应的按钮，指示灯亮，数码管显示选手的序号，并且优先作答者对应的74LS20与非门的输出将封锁其他选手的信号的输出，使其按钮不发挥作用，直到主持人再次清除信号为止；（3）主持人再次清零后，进入下一个答题周期。

6.详细实验步骤及实验结果数据记录（包括各仪器、仪表量程及内阻的记录）（1）复位功能（主持人置“0”）（2）抢答功能（主持人置“1”，以选手1和选手4抢答为例）选手1抢答 选手4抢答注：表中所示的指示灯和数码管的状态为各选手所对应的指示灯和数码管的状态。

7.实验结论根据本设计电路可实现预定的主持人清零复位、选手抢答以及抢答提示等基本功能，各功能模块均能正常工作，达到设计要求，完成了设计任务。

四路抢答器的工作原理输入锁存当八路锁存器74ls373的s 端为高电平时，锁存器输入端(1D—4D)的电平能直接送到相应的输出端1Q-8q当S端由高电平变到低电平时，锁存器锁存，即输入端电平不能送到输出端，各输出端保持锁存前的电平.先将开关K 置于2，此时74LS373 的S端为高电平，其各输入端的高电平直接送到各相应的输出端，从而使八输入端与非门74LS373 的八个输入端均为高电平，导致其输出为低电平，经非门1后变成高电平，再由或门送到74LS373 的S 控制端，然后将开关K 置于1，这时由于或门的另一输入仍为高电平，故S 控制端仍保持高电平，当八个按钮开关AN0-NA7 中有一个先按下时，其对应的D 端变为低电平，此低电平经锁存器送到相应的Q 输出端，这时74LS的八个输入端中因有一个端变低电平，所以它的输出端变为高电平，经非门1和或门后，使s控制端由高电平变成低电平，74LS373 执行锁存功能，如果这时还有按钮按下，锁存器对应的输出端电平也不会变编码和译码显示74LS74LS为输入低电平有效和输出低电平有效，即当I0端为低电平而其它输入端为高电平时，输出端Y2,Y1,Y0均为高电平，I1端为低电平而其它输入端为高电平时，Y2,Y1端均为高电平，Y0 端为低电平，以此类推锁存在锁存器输出端的低电平送到74LS148，由74LS148进行编码，编成的二进制代码电平经非门2 3 4分别倒相后，送到BCD码七段译码驱动器74LS247再由74LS247输出端送出驱动电平驱动共阳极七段数码管5EF105显示相应的数字，如I0端为低电平时，显示0;I4端为低电平时，显示4，当八个按钮开关都不按下时，由于锁存器的各输出端均为高电平，经74LS30后使74LS247的熄灭控制端得到低电平，因此数码管不显示.写到这里先告一个段落了，转载此八路抢答器论文必须保留.。

四人抢答器电路设计抢答器是一种用于游戏或竞赛中的设备，能够实现多人同时抢答，并且能够准确显示哪个人最先抢到答案。

在设计四人抢答器电路时，需要考虑到多个方面，包括硬件设计、电路原理等。

以下详细介绍四人抢答器电路设计的具体细节。

硬件设计四人抢答器电路设计采用的是数字电路，主要由以下硬件组成：四个拥有独立编号的按键开关，用于标记每个人的答案。

四个LED灯，用于显示每个人按下按键的时间。

一块控制板，用于完成按键开关输入信号的处理和LED灯的控制功能。

一块显示器，用于显示每个人按下按键的时间。

四个音响装置，用于声音提示。

拥有独立编号的按键开关为了保证每个人的按键开关能够与其他人的区分开来，需要让每个按键开关拥有独立编号。

按键开关使用触点式开关，因为它们可以提供更好的触感和可靠的连接。

同时，为了增加按键的可视性，在每个按键开关的周围安装不同颜色的外壳，以便于区分。

LED灯LED灯用于显示每个人按下按键的时间。

当有人按下开关时，LED将发出闪烁的信号，以便于知道谁最先抢到答案。

LED使用外置电阻后的串联电路连接到控制板上，这些电阻的作用是将电源电压降低到LED所需的工作电压，以保护LED灯的长期稳定性。

控制板控制板是四人抢答器电路设计的核心部分。

它的作用是将按键开关的输入信号进行处理，并控制LED灯的亮灭。

控制板使用单片微处理器作为控制芯片，并通过程序设计实现按键开关的输入检测、数据处理、LED灯的控制等功能。

此外，控制板还需要提供电源和接口，以便于与其他硬件组件连接。

控制板里还要有一个定时电路，来记录并比较每个按键的时间，以判断谁先抢到了答案。

显示器显示器用于显示每个人按下按键的时间。

它可以是液晶显示屏、LED显示屏或数码管显示屏等。

当有人按下按键时，控制板将该信息传输到显示器上，显示器相应地显示出来，以便于观众或参赛者观看。

音响装置音响装置用于发出声音提示。

当有人抢到答案时，它将发出声音，以引起其他人的注意。

数字电路课程设计—四路抢答器数字逻辑课程设计报告——数字抢答器学院名称：通信与信息工程工程学院学生姓名：专业名称：信息工程班级：信息工程实习时间：2012年6月18 日——2012年6月29 日课程设计报告一．课程设计题目：四路数字抢答器二．任务和要求：设计一个数字式抢答器，具体要求如下：1．要求至少控制四人抢答，允许抢答时间为10秒，输入抢答信号实在“抢答开始”命令后的规定时间内，显示抢先抢答者的序号，绿灯亮。

2．在“抢答开始”命令前抢答者，显示违规抢答者的序号；红灯亮。

3．选做：在“抢答开始”命令发出后，超过规定的时间无人抢答，显示无用字符（可自行确定）。

4．选做：不仅能显示抢答者的序号并且能显示抢答次序。

三．总体方案的选择方案一：其工作原理为：接通电源后，主持人将开关拨接地，抢答器处于禁止状态，组号显示器显示“0”，定时器显示时间(0秒)；若有队员在此时抢答，则表示犯规，违规报警电路的红灯亮，并显示其组号；由于锁存电路的原因，只记录下第一组的组号。

在主持人读完题目后，将开关接上电源，宣布"开始"抢答，定时器开始计时，选手在10秒内抢答时，抢答器完成：优先判断、编号锁存、编号显示、绿灯提示。

当一轮抢答之后，定时器停止、禁止二次抢答、定时器显示经过的时间。

如果再次抢答必须由主持人再次操作“清零”和“开始”状态开关。

方案二：脉冲电路计 时 电 路译 码 电 路译 码 显 示控制 电路主持人开 关违规报 警电路译码显示译码电路锁存电路优先编 码电路抢答按钮方案二与方案一的原理大致相同，区别在于方案二是“先锁后编”，后者是“先编后锁”：方案一的实现要用148优先编码器 ，实际中其7IN 管脚的控制却比较复杂，还要设法控制75的使能端；方案二则直接将抢答信号作为75锁存器的输入信号，再使用或非门来实现编码，且其只受锁存电路的控制，所以只需控制好75 的使能端即可。

故采用方案二。

四．单元电路的设计 1.脉冲电路：由555电路提供CP 脉冲信号脉冲电路计 时 电 路译 码 电 路译 码 显 示控制 电路主持人开 关违规报 警电路译码显示译码电路选手号转换电路锁存电路抢答按钮2.抢答锁存电路：在这一部分，最主要的是锁存电路，锁存电路主要由7475来实现，当74LS75的4，13号管角的信号为“0”时，它将保持原来的状态：74LS75真值表：D C Q1 1 10 1 0X 0 Qn74LS75的管脚图为：747514131211109123456715VccD 0Q 0D 1Q 3100-12281613E 2-3D 2D 3输入输出E D LH H H L XQ Q H L LH7475功能表保持当有一组队员按下开关后（高电平有效），Q1,Q2,Q3,Q4中有一个信号 为1，则它们四个通过与非门后的信号为1，在通过非门后，它变为0， 接入G12,G34,7475实现锁存功能，保持状态不变。

4人抢答器电路元器件介绍一.74LS279介绍74LS279为四R-S锁存器，图3-1为74LS279的引脚图。

管脚图真值表备注：H=高电平，L=低电平，Q O=建立稳态输入条件之前的Q电平。

*：对于锁存器1 和3，有两个输入：H=两个输入均为高电平，L=其中一个或两个输入为低电平。

#：这种情况是不稳定的，即当和输入回到高电平时，状态将不能保持。

二．74LS148介绍74LS148是一个八线-三线优先级编码器。

图3-3为74LS148引脚图。

管脚图真值表74LS148优先编码器管脚功能介绍:74LS148为16脚的集成芯片，电源是VCC(16)、GND(8),I0—I7为输入信号，A2,A1,A0为三位二进制编码输出信号，IE 是使能输入端，OE是使能输出端，GS为片优先编码输出端。

从功能表中可以得出，74LS148输入端优先级别的次序依次为I7，I6，…，I0 。

当某一输入端有低电平输入，且比它优先级别高的输入端没有低电平输入时，输出端才输出相应该输入端的代码。

例如：I5=0且I6=I7=1(I6、I7优先级别高于I5) 则此时输出代码010 。

这就是优先编码器的工作原理。

三．74LS48介绍74LS48芯片是一种常用的七段数码管译码器驱动器，可以直接驱动共阴极的半导体数码管，ABCD分别接信号，abcdefg分别接七段数码显示管。

LI’为灯测输入（正常使用时接高电平），RBO’为灭零输入端（接低电平时灭零）;灭灯输入/灭零输出BI’/RBO’为一个双功能的输入/输出端。

BI’/RBO’作为输入端使用时，成为灭灯输入控制端，只要加入灭灯控制信号BI’=0，无论A3A2A1A0的状态是什么，定可以将被驱动数码管的各段同时熄灭。

BI’/RBO’作为输出端使用时，成为灭零输出端，由表达式RBO’=(A3’·A2’·A1’·A0’·LT’·RBI’)’知：只有当输入为A3A2A1A0都为0时，而且灭零输入信号（RBI’=0）时，RBO’才会是低电平。

四人抢答器电路设计一、引言四人抢答器是一种常见的电子竞赛设备，通常由一个主控器和四个答题器组成。

主控器用于控制整个系统的运行，而答题器用于参赛者进行答题操作。

本文将介绍四人抢答器的电路设计方案。

二、主控器设计1. 电源电路设计主控器需要稳定可靠的电源供电，我们可以采用一个直流电源适配器或者电池组来为主控器供电。

电源电路设计需要包括整流、滤波和稳压等环节，以确保主控电路的工作稳定。

2. 控制电路设计控制电路是主控器的核心部分，它负责接收答题器的信号并进行处理。

我们可以使用单片机或者可编程逻辑器件（FPGA）来实现控制功能。

控制电路需要设计合适的接口电路以与答题器进行通信，并且需要具备较强的抗干扰能力。

3. 显示电路设计主控器需要通过显示器来显示比赛过程和成绩等信息。

显示电路设计需要考虑显示效果和显示内容的处理方式。

常见的显示器有数码管显示器和液晶显示器，我们可以根据需求选择合适的显示器类型。

三、答题器设计1. 电源电路设计答题器也需要稳定可靠的电源供电，与主控器相同，我们可以选择直流电源适配器或者电池组来为答题器供电。

电源电路设计需要考虑到答题器的功耗和电池寿命等因素。

2. 按键电路设计答题器的按键电路需要设计合适的按键接口和按键触发方式。

我们可以使用机械按键或者触摸按键来实现答题功能。

按键电路需要考虑到按键的灵敏度和可靠性，以确保参赛者可以准确、迅速地进行答题操作。

3. 信号传输电路设计答题器需要将答题信号传输给主控器，传输电路设计需要考虑到信号的传输距离和传输速率等因素。

我们可以使用串口、蓝牙或者无线射频等方式来实现信号传输。

4. 指示灯电路设计答题器的指示灯是为了显示参赛者答题操作的结果，指示灯电路设计需要考虑到指示灯的亮度和触发方式。

常见的指示灯有LED灯和LCD显示屏，我们可以根据需求选择合适的指示灯类型。

四、系统集成与调试1. 电路原理图设计根据主控器和答题器的设计方案，我们可以绘制出电路原理图。

四人抢答器原理图四人抢答器是一种常见的电子设备，用于各种知识竞赛和游戏中。

它可以让四个参与者同时参与抢答，提高了游戏的趣味性和竞争性。

下面我们将介绍四人抢答器的原理图，希望能对大家有所帮助。

首先，我们来看一下四人抢答器的整体原理图。

在原理图中，我们可以看到主要由四个按钮、一个控制电路和一个显示屏组成。

四个按钮分别对应四个参与者，他们可以通过按下按钮来进行抢答。

而控制电路则负责接收按钮信号，并通过显示屏来显示哪个参与者按下按钮最先。

整体来看，原理图比较简单，但是其中的电路连接和信号传输却有一定的复杂性。

接下来，我们来详细了解一下四人抢答器的原理图中的各个部分。

首先是按钮部分，每个按钮都连接到控制电路的输入端。

当参与者按下按钮时，按钮会产生一个电信号，然后通过电路传输到控制电路。

控制电路会对信号进行处理，并确定哪个参与者按下按钮最先。

然后在显示屏上显示相应的参与者编号，以示谁最先抢答成功。

在控制电路中，主要包括信号处理模块、计时模块和显示模块。

信号处理模块负责接收按钮信号，并对信号进行处理，以确定哪个按钮最先按下。

计时模块则用于记录每个按钮按下的时间，以便进行比较。

最后，显示模块则负责在显示屏上显示抢答结果，让参与者和观众能够清晰地看到谁最先抢答成功。

总的来说，四人抢答器的原理图虽然看似简单，但其中涉及到的电路连接和信号处理却有一定的复杂性。

通过原理图的了解，我们可以更好地理解四人抢答器的工作原理，对于制作、维护和使用四人抢答器都有一定的帮助。

希望通过本文的介绍，大家对四人抢答器的原理图有了更清晰的认识。

如果大家对四人抢答器还有其他问题或者需要进一步了解，可以随时与我们联系，我们会竭诚为您解答。