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数字抢答器的设计与实现
作者：米阁何建军谢日华侯颖何汶俊
来源：《中国新通信》2016年第16期
【摘要】随着人们对生活质量的追求，作为娱乐项目的抢答器越来越受到人们的青睐。
本设计是八路抢答器，利用AT89C51单片机、LED数码管等实现的抢答系统。主要分为两个部分，分别为主控系统和参赛者系统。主控系统有开始和结束控制按钮、时限设定等，参赛者系统有抢答按钮、计时显示等。最后通过仿真运行得到结果。
【关键词】 AT89C5 硬件软件仿真
一、概述
1.1 单片机抢答器的背景和现状
随着电气时代、电子时代的结束，现已进入的计算机时代。除了PC机外还有一类为单片机，它的体积很小，在整个装置中起到了核心的作用。本系统采用AT89C51单片机作为整个控制核心。这个控制系统包含了四个模块，分别是：显示模块、存储模块、语音模块以及抢答器开关模块。
二、设计概述
2.1 总体设计
抢答器的工作原理主要是采用单片机这个最小系统，通过键盘进行抢答，并动态显示组号。主持人按下开始抢答按纽时，蜂鸣发出响声提示，且数码管进行30秒倒计时，若有人在30秒抢答，蜂鸣器响声提示并显示他的组号。之后主持人按下复位开关为下一题的抢答做准备。
2.2系统的基本功能为：
1、设计基本单元的抢答路数，及可扩展单元路数。
2、记录抢答时间，有争议时可查阅时间纪录。
3、设置开始抢答键，显示及音响提示开始音，具有提前抢答处理功能。
4、建立并论证游戏规则的公平性，如开始提示音起始或结束。
5、抢答时间辨别0.1S。
三、系统硬件电路设计
1、AT89C51单片机硬件电路。本设计使用到的元器件包括：AT89C51芯片、LED显示器、七段LED数码管的译码。其中系统的核心是AT89C51，它主要负责控制各个部分，让各个部分协调工作。并在其外围接入复位模块，数码管，按钮以及振荡器等。
2、时钟频率电
梧州学院 课程设计论文（2013-2014学年下学期） 课程名称数字电路 论文题目八路数字智力抢答器 系别信息与电子工程学院 专业电子信息工程 班级电本一班 学号000000000000 学生XX 聪明的小强 指导教师xxx 完成时间2015 年7 月
抢答器作为一种工具，已经广泛应用于各种智力和知识竞赛场合。本设计以八路智力竞赛抢答器为基本概念，从实际应用出发, 用数字、模拟电子器件设计具有扩充功能的抢答器。该设计数字抢答器就是利用数字电子技术实现的。主要为了实现抢答、定时、显示、报警功能。其电路由主体电路与扩展电路组成。优先编码电路、锁存器、译码电路将参赛队的输入信号在显示器上输出；用控制电路和主持人开关启动报警电路，以上两部分组成主体电路。通过定时电路和译码电路将秒脉冲产生的信号在显示器上输出实现计时功能，构成扩展电路。当有选手按下按钮时，优先锁存，其他选手在按时无响应，直到主持人按下清零按钮之后，才能开始下一轮的抢答。比较实用。 该数字抢答器可以广泛应用于各种竞赛，确保竞赛的准确，公平。该数字抢答器虽然可以用单片机程序来完成，但繁琐和代价高。而用集成电路设计制作抢答器：方便，价格便宜，还易于扩展。 关键字：编码，译码，555定时器，抢答器
第一章引言 (1) 1.1 设计要求 (1) 1.2 系统概述 (1) 第二章设计方案分析与论证 (3) 2.1 设计方案分析 (3) 2.2 方案的论证与选择 (3) 第三章单元电路设计 (5) 3.1 抢答电路设计 (5) 3.2 定时电路设计 (7) 3.1 时序控制电路设计 ................................................................ (13) 第四章智能抢答器实物制作 (15) 4.1 原理图设计和PCB设计 (15) 4.2 实物焊接及调试 (16) 4.2 实物展示 (17) 第五章测试结果分析与设计体会 (20) 5.1 测试结果与分析 (20) 5.2 设计体会与实验总结 (20) 参考文献 (21) 附录元器件清单 (22)
电气化14届《电子技术课程设计》 课程设计题目 设计说明书 学生姓名刘晓燕 学号8021210115 所属学院机械电气化工程学院 专业农业电气化与自动化 班级14-1 指导教师梁丽秀/刘文亮 日期2012.0.6
塔里木大学教务处制 塔里木大学课程设计任务书
注：1、此任务书由指导教师填写，任务下达人为指导教师。 2、此任务书须在学生课程设计开始前一周下达给学生本人。 3、此任务书一式三份，一份留学院存档，一份学生本人留存，一份指导教师留存。 八位数字抢答器设计 一、实训目的 1、明确设计任务和要求，了解数字电子技术的基本应用过程及领域。 2、理解数字抢答器的设计原理、参考电路 3、理解数字抢答器基本电路的构成原理及分析方法 4、掌握数字抢答器的装配及调试方法 5、理解数字抢答器常用元器件的工作原理、特性、主要参数及应用 二、实训器材
三、设计思想 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；主持人将开关置于开始状态，宣布"开始"抢答器工作。定时器倒计时，扬声器给出声响提示。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。
1、复习编码器、十进制加/减计数器的工作原理。 2、设计可预置时间的定时电路。 3、分析与设计时序控制电路。 4、画出定时抢答器的整机逻辑电路图 四、抢答器设计任务与要求、设计原理与参考电路 （一）设计任务与要求 1、抢答器同时供8名选手或8个代表队比赛，分别用8个按钮S0～S7表示。 2、设置一个系统清除和抢答控制开关S，该开关由主持人控制。 3、抢答器具有锁存与显示功能。即选手按动按钮，锁存相应的编号，并在LED数码管上显示（也可设置报警电路让扬声器发出声响提示）。选手抢答实行优先锁存，优先抢答选手的编号一直保持到主持人将系统清除为止。 4、抢答器具有定时抢答功能，且一次抢答的时间由主持人设定（如30秒）。当主持人启动"开始"键后，定时器进行减计时（若加报警电路，扬声器同时发出短暂的声响，声响持续的时间0.5秒左右）。 5、参赛选手在设定的时间内进行抢答，抢答有效，定时器停止工作，显示器上显示选手的编号和抢答的时间，并保持到主持人将系统清除为止。 6、如果定时时间已到，无人抢答，本次抢答无效，系统报警并禁止抢答，定时显示器上显示00。 （二）参考电路 1、抢答器电路 如图2，该电路完成两个功能：一是分辨出选手按键的先后，并锁存优先
毕业设计 题目基于PLC控制的四路智能抢答器系别电气工程系系 专业电气自动化 班级 姓名 学号 指导教师 日期 2010年12月
设计任务书 设计题目： 基于PLC控制的四路智能抢答器 设计要求： 1.抢答器可同时供4组以下选手参加比赛。 2.给竞赛主持人设置了3个控制按钮，用来控制开始.复位.停止。 3.每当主持人发出开始抢答指令后，选手按下抢答器按钮，则数码管就显示编号，同时绿色指示灯亮，音响电路发出声响提示信号（持续三秒），选手答题完毕后，由主持人按下复位按钮，系统开始下一轮抢答。 4.违规抢答：若选手在未开始抢答时提前抢答了，则视为违规，违规时数码管显示其编号同时红灯亮音响电路发出声响。 5.抢答限时：当主持人按下抢答器按钮时定时器T0开始计时（设定15秒）若15秒限制到时仍无人抢答则黄灯亮音响电路发出声响，以示选手放弃该题。 6.答题限时：在抢答成功后，主持人按下答题计时按钮，同时数码管显示答题倒计时时间，此设定为30秒，选手必须在设定时间内完成答题，否则，音响电路发出超时报警信号。 设计进度要求： 第一周：确定题目，查阅相关资料。 第二周：根据设计要求分析PLC声光智能抢答器的工作原理。 第三周: 收集PLC声光智能抢答器的资料,对硬件进行设计。 第四周：从整体出发对PLC声光智能抢答器软件进行设计。 第五、六周：进行上机调试程序，找出问题，进行修改，并改进设计。 第七、八周：撰写毕业设计论问，进行毕业答辩。 指导教师（签名）
摘要 PLC四路智能抢答器是最简单竞赛抢答系统，具有结构简单、操作方便、安全可靠、造价低、发展前景广阔、功能强大等优点。抢答器广泛用于电视台娱乐性质的竞赛抢答活动，为竞赛增添了刺激性，在精神上丰富了人们的业余生活。抢答器在竞赛中能准确、公正、直观地判断出第1抢答者。通过抢答器的指示灯显示、数码显示和警示蜂鸣等手段指示出第1抢答者。 在PLC的三种编程语言中，梯形图和语句表是PLC最基本的、最常用的编程语言。本次设计是利用PLC（Programmable Logic Controller）对四路智能抢答器进行控制。考虑到只是对四组智能抢答器进行控制，则输入端口需要7个，输出端口需要23个，所以需要有一个CPU226的模块和两个EM222数字量扩展模块，考虑到要实现声光功能需要两个喇叭和四个指示灯。由于抢答时要显示组号和倒计时故还需要三个数码管，以上的器件价格不贵并且容易买到，另外PLC具有可靠性高、体积小、通用性、使用方便等优点，因此，我决定选用S7-200系列系列的CPU226和数字量扩展模块EM222作为本次设计的PLC控制的四路智能抢答器的主要模块。 关键词：智能抢答，声光显示，PLC，自动控制
课程设计任务书 学生姓名：王双双专业班级：通信1105 指导教师：李政颖工作单位：武汉理工大学 题目: 智能抢答器的设计与实现 初始条件： 本设计既可以选用集成电路：74LSl48，74LS279，74LS48，74LSl92，NE555，74LS00，74LSl21 和其它器件等，实现八路定时抢答功能；又可以使用单片机系统构建多路数字定时抢答器。要求 用蜂鸣器和光电二极管作声光报警器件，工作电源Vcc为+5V。 要求完成的主要任务: （包括课程设计工作量及技术要求，以及说明书撰写等具体要求） 1、课程设计工作量：1周。 2、技术要求： 1）可同时供8名选手（或代表队）参赛，其编号分别是0到7，各用一个抢答按钮，按钮的编号 与选手的编号相对应；给节目主持人设置一个控制开关，用来控制系统的清零(编号显示数码管灭 灯)和抢答的开始。 2）抢答器具有数据锁存和显示的功能。抢答开始后，若有选手按动抢答按钮，编号立即锁存，并 在LED数码管上显示出选手的编号，同时扬声器给出音响提示。此外，要封锁输入电路，禁止其 它选手抢答。优先抢答选手的编号一直保持到主持人将系统清零为止。 3）抢答器具有定时抢答的功能，且一次抢答的时间可以由主持人设定(如30秒)。当节目主持人启 动“开始”键后，要求定时器立即进行减计时，并用显示器进行显示，同时扬声器发出短暂的声 响，声响持续时间0.5秒左右。 4）参赛选手在设定的时间内进行抢答，抢答有效，定时器停止工作，显示器上显示选手的编号和 抢答时刻的时间，并保持到主持人将系统清零为止。 5）如果定时抢答的时间已到，却没有选手抢答时，本次抢答无效，系统进行短暂的报警，并封锁 输入电路，禁止选手超时后抢答，定时显示器上显示00。 3、查阅至少5篇参考文献。按《武汉理工大学课程设计工作规范》要求撰写设计报告书。全文用 A4纸打印，图纸应符合绘图规范。 时间安排： 1、2013年5 月17日，布置课设具体实施计划与课程设计报告格式的要求说明。 2、2013 年 5 月18 日至2013 年6 月20 日，方案选择和电路设计。 3、2013 年6 月21 日至2013 年7 月1 日，电路调试和设计说明书撰写。 4、2013年7月2日，上交课程设计成果及报告，同时进行答辩。 指导教师签名：年月日 系主任（或责任教师）签名：年月日
数字逻辑系统 课程设计 项目：十路智力竞赛抢答器 班级： 09电子A班 姓名：刘金梁 学号： 0915211039 题目及要求： 题目4多路智力竞赛抢答器 一、任务 设计一个多路智力竞赛抢答器。 二、设计要求 1、基本要求 <1）设计一个4路<1～4）智力竞赛抢答器，主持人可控制系统的清零和抢答的开始，控制电路可实现最快抢答选手按键抢答的判别和锁定功能，并禁止后续其他选手抢答。<2）抢答选手确定后给出一声音响的提示和选手编号的显示，抢答选手的编号显示保持到系统被清零为止。 2、发挥部分 <1）扩展为10路<1～10）智力竞赛抢答器。 <2）设计抢答最长时间<30秒）限制和倒计时显示。 1)根据题目要求设计系统总框图及总原理图如下：
下面分模块对各个部分进行方案选取和论证： 1.抢答按钮 抢答顾名思义就是要求快速，方便，故选用微动开关，而不选用别扭的拨动开关。 2.译码电路及数码显示 译码电路主要有两种，一种是用芯片进行译码，比如74ls148(8-3译码器>,可用两片组合成16-4译码器，选取其中10路。下图为四路采用148进行译码的范例 另一种是利用加二极管防止反向然后直接连接到4511等七段显示译码器如下图
个人认为第二种方法更简单、便捷，故采取第二种。 3.锁存器 锁存器采用74ls74 Ｄ触发器，经过４个或门处理 当有按键按下去的时候置高，从而 D 触发器5 端输出为高电平反馈到 4511 的 5 端<使能端），从而实现锁定功能。 4.报警电路
因为要求抢答报警时只能响一声，故用555另配合电阻、电容可形成大约1秒 单稳触发器，因为 低脉冲的时候触发 而按键按下置高， 故需加一反向器， 用或非74ls02也可。 T=RC*ln3=1.1RC，故电阻取10u电阻取100k。 5.减数及译码电路 要产生1hz的秒脉冲，同样选用555定时器，接法如下电路， 故选用电容100u，则计算出=14.3k，选用 R1=4.3K,R2=5K。减计数芯片选用十进制74ls192,接法如下，把秒脉冲输入到底下那片的4脚，计数十次后在13脚会产生一个脉冲，输入到上面那片，而上面那片从3减到0后13脚也产生一个负脉冲输入74ls74的清零端，并使74的输出负端接到计数器的置数端使之一直置数，认为倒计时结束，显示部分仍用4511译码显示 6.主持人开关
摘要 随着电子技术的发展，它在各个领域的应用也越来越广泛。人们对他的认识也逐步加深。人们也利用了电子技术以与相关的知识解决了一些实际问题。如：智能抢答器的设计与制作。抢答器是竞赛问答中一种常用的必备装置,从原理上讲,它是一种典型的数字电路。数字抢答器由主体电路与扩展电路组成。优先编码电路、锁存器、译码电路将参赛队的输入信号在显示器上输出；主持人按开始按钮示意开始，以上两部分组成主体电路。通过定时电路实现计时功能，构成扩展电路。经过布线、焊接、调试等工作后数字抢答器成形。在抢答电路中利用一个优先编码器译出最先抢到答题权的选手的编号并经显示器显示出来，同时还要封锁电路以防其他选手再抢答。当选手问答完成后，主持人将系统恢复至零。 关键词：控制电路; 报警电路; 定时电路
目录 摘要 (Ⅰ) 1绪论.............................................................................. 错误!未指定书签。 1.1设计背景.............................................................................. 错误!未指定书签。 1.2设计任务与要求.................................................................. 错误!未指定书签。2总体设计方案............................................................... 错误!未指定书签。 3 系统详细设计 (3) 3.1抢答器电路 (3) 3.2定时电路 (4) 3.3报警电路 (5) 3.4相关元器件的介绍 (5) 4安装与调试 (8) 4.1调试 (8) 4.2安装 (9) 5系统仿真与测试 (11) 5.1仿真步骤..................................................................... 错误!未指定书签。 5.2仿真结果与分析............................................................................................ 错误!未指定书签。6收获与体会............................................................................. 错误!未指定书签。元件清单.......................................................................... 错误!未指定书签。参考文献......................................................................错误!未指定书签。
《数字电路》课程设计报告 设计题目：优先抢答器 学生姓名：学号： 教师姓名：日期： 一、设计任务 讨论课的11个小组，设计一个优先抢答器，并用两个7段码显示组号。 ①只显示第一个抢答组的号码； ②同时显示前两个抢答组的号码（双优先）； 二、电路原理 整个电路分为三个部分：输入、处理、输出。输入由11个开关构成，当开关按下时代表该组发出抢答申请。为了节省芯片的使用及锁存功能的实现，处理与输出用CD4511串联共阴数码管实现。 CD4511 是一片 CMOS BCD—锁存/7 段译码/驱动器，用于驱动共阴极 LED （数码管）显示器的 BCD 码-七段码译码器。具有BCD转换、消隐和锁存控制、七段译码及驱动功能的CMOS电路能提供较大的拉电流。可直接驱动共阴LED数码管。 真值表如下：
CD4511输入中D为最高位，可以输出0~9，且具有锁存功能（可以节省一个锁存器的使用）。 输入电路： 输入有主次之分，1、2、4、8为主：直接连接A、B、C、D，剩余的数用以上4个数表示（比如7为=1+2+4=111，因此7组的开关有三个分支，分别与1、2、4所在线相连。） 由于在1、2、4、8导线连了所有的开关，如果一个开关闭合，则1、2、4、8都可能导通，因此为了避免输入间相互干扰，在每个开关后需加上二极管。 处理及输出电路： 由于CD4511可直接驱动共阴数码管，所以CD4511与数码管组成处理及输出电路。具体输出原理见上文对CD4511的描述。 锁存功能的实现： 当有一个输入时马上锁存：判断是否有输入用5个或门实现，然后接LE 端。为了实现信号的同步性，使用了延时器使经过或门处理后的信号延时保持一致。 三、电路仿真和结果分析 表1 器件及其参数
太原理工大学 课程设计 题 目名称数字竞赛抢答器 课 程 名 称数字电子技术课程设计学生姓名张超张兵锋 学号 2010002553 2010002552 系 、专 业矿业工程采矿工程专业指导教师黄丽霞 2012年 1 2月 28 日
1.设计背景 在许多比赛活动中，为了准确、公正、直观地判断出第一抢答者，通常设置一台抢答器，通过数显、灯光及音响等多种手段指示出第一抢答者。同时还可以设置记分、犯 规及奖励记录等多种功能。该设计就是针对上述各种要求设计出的供6名选手参赛使用的数字式竞赛抢答器。数字抢答器由主体电路与扩展电路组成。优先编码电路、锁存器 、译码电路将参赛队的输入信号在显示器上输出；用控制电路和主持人开关启动报警电路，以上两部分组成主体电路。通过定时电路和译码电路将秒脉冲产生的信号在显示器 上输出实现计时功能，构成扩展电路。经过布线、焊接、调试等工作后，数字抢答器成形。 2.设计任务与要求 1．设计制作一个可容纳六组参赛的数字式抢答器，每组设计一个抢答按钮供抢答者使用。 2．电路具有第一抢答信号的鉴别和锁存功能。在主持人将系统复位并发出抢答指 令后，开始抢答，定时器开始工作，数码管显示时间，从30s开始减计数，并有小红灯亮起（说明可以答题，抢答有效）。30s 内无人抢答则计数停，无人抢答显示0.若30s内参赛者按抢答开关，则该组指示灯亮并用组别显示电路显示出抢答者的组别， 同时扬声器发出“嘀－嘟”的双音音响持续2～3秒。此时，电路应具备自锁功能，使其他组的抢答开关不起作用。 3．设置记分电路。每组在开始时预置成 100 分，抢答后由主持人记分，答对一次 加10分，否则减10分。 4．设置犯规电路。对提前抢答和超时抢答的组别鸣喇叭示警，并由组别电路显示 出犯规组别。 3 .总体设计方案
数字抢答器 摘要 当今的社会竞争日益激烈，选拔人才，评选优胜，知识竞赛之类的活动愈加频繁，那么也就必然离不开抢答器。因此抢答器是机关学校、电视台等单位开展智力竞赛活动必不可少的设备，通过抢答者的按键、数码显示等能准确、公正、直观地判断出优先抢答者。本产品采用了数字显示器直接指示，自动锁存显示结果，并自动复位的设计思想，由数字电路以及外围电路组成，分为八路抢答；在抢答同时附有声音输出接口，提示主持人此时已完成这次的抢答。不仅如此，为了方便不同场合的智力竞赛活动，为需要定时答题者提供可调计时器，无需人工参与。与其他抢答器电路相比较有分辨时间极短、结构清晰、成本低、易操作、制作方便等优点。 关键词：竞赛活动、抢答、锁存、复位、可调倒计时
目录 1 引言 (3) 2 设计目的 (3) 3 设计指标及要求 (3) 4 总体框图设计与论证 (4) 5 功能模块设计及系统工作分析 (5) 5.1功能模块设计 (5) 5.2 系统工作原理分析 (6) 5.3主要元器件功能介绍 (7) 5.3.1锁存器（74HC573） (7) 5.3.2优先编码器（74LS147） (8) 5.3.3计数器（74LS192） (9) 5.3.4显示译码器（CD4511、74LS48） (10) 6 实验器材清单 (13) 7 设计步骤及各功能电路调试 (14) 7.1 仿真 (15) 7.2 调试锁存器电路 (15) 7.3 调试编码与译码显示电路 (16) 7.4调试控制电路 (16) 7.5秒脉冲 (16) 7.6调时电路 (17) 8 心得体会 (17) 谢辞 (19) 参考文献 (20) 附录A： (21) 附录B： (22)
关于单片机的智能抢答器的设计 摘要 单片机实验装置是电子技术常用的设备之一，广泛的应用于教学、科研等领域。设计一个实现抢答功能的电路，能够显示最先抢答到的号数，并能实现倒计时和时间不够时的报警功能。此抢答器电路设计原理简单、功耗低、稳定性好、反应速度快和安装方便。本次设计的核心控制元件是用AT89C52单片机,用它来设计一个简易的智能抢答器，方案的主要内容是以AT89C52单片机作为主控核心，再用数码管的发光点亮和和按键的控制，然后附加上中断部分，最后用C语言的编程，就完成了一个简易的智能抢答器的设计。此抢答器所需的硬件只是一块AT89C52芯片、数码管和按键等，成本比较低，适用于许多场合。本设计的系统采用单片机作为整个控制核心。那么控制系统的四个模块为：显示模块、存储模块、语音模块、抢答开关模块。该系统通过开关电路四个按键输入抢答信号；利用一个数码管来完成显示功能；用按键来让选手进行抢答，在数码管上显示哪一组先答题的，从而实现整个抢答过程。此设计实用性强、判断精确、操作简单、扩展功能强大。当选手坐在抢答器前，观众看着大屏幕显示的题目和答案，利用竞赛软件，运用互动式多媒体技术，将竞赛题目制作成演示程序。通过选手面前的显示器，为参赛队员提供最直接的看题效果，保证队员对题目的正确理解。它的功能实现是有主持人按键来控制总开关，主持人按下开关那么选手开始抢答，此时数码管开始0—60计数，并且选手们必须在规定的时间内进行抢答，若过了60秒还没抢答那么抢答失效，选手们若有一个在规定的时间内抢答成功则其余的选手不可以再抢答，在数码管上会显示哪位选手抢答到题目及其所用的时间。 关键字：抢答器；AT89C52单片机; 数码管动态显示; 中断系统; 程序控制
数字电子技术 课程设计任务书 专业 班级 姓名 学号 指导老师 年月日 学院
目录 摘要 第一章设计技术要求 第二章系统的组成框图及工作原理第三章单元电路设计 1.1 抢答电路的设计 1.2 定时电路的设计 1.3 报警电路的设计 1.4 时序控制电路的设计 第四章整机电路的设计 第五章元件清单 第六章参考文献 第七章设计总结
摘要 进入21世纪越来越来多的电子产品出现在人们的日常生活中，例如企业、学校和电视台等单位常举办各种智力竞赛, 抢答记分器是必要设备。 主要介绍了数码显示八路抢答器电路的组成、设计及功能，电路采用74系列常用集成电路进行设计。该抢答器除具有基本的抢答功能外，还具有定时、计时和报警功能。主持人通过时间预设开关预设供抢答的时间，系统将完成自动倒计时。若在规定的时间内有人抢答，则计时将自动停止；若在规定的时间内无人抢答，则系统中的蜂鸣器将发响，提示主持人本轮抢答无效，实现报警功能，若超过抢答时间则抢答无效。 该抢答器主要运用到了编码器，译码器和锁存器：它采用74LS148来实现抢答器的选号，采用74LS279芯片实现对号码的锁存，采用74LS192实现十进制的减法计数，采用555芯片产生秒脉冲信号来共同实现倒计时功能。 关键词: 抢答器编码译码定时报警 第一章设计技术的要求 （1）设计8路抢答器，编号与参赛选手一一对应。 （2）具有优先显示抢答序号及时间的功能并禁止其他选手的抢答。（3）主持人预置抢答时间，控制比赛的开始与结束。 （4）报警电路：主持人按下“开始”键时报警并进入抢答状态；当抢答者发出抢答信号时报警提示；在规定抢答终止时间到时报警。 第二章系统的组成框图及工作原理 抢答器的组成框图
《数字电子技术课程设计》报告——数字电路抢答器电路设计 专业：电子信息工程 班级： 姓名： 学号： 指导教师： 1.课程设计目的 抢答器电路设计方案很多，有用专用芯片设计的、有用复杂可编程逻辑
电路设计的、有用单片机设计制作的、也有用可编程控制器完成的，但由于专用电路芯片通常是厂家特殊设计开发的，一般不易买到或价格较高，用其它方式设计的需要设计者具有相应的理论知识，并要通过仿真器、应用软件、计算机等辅助设备才能验证完成，不利于设计者的设计和制作。 而有些实际竞赛的场合，只要满足显示抢答有效和有效组别即可，故我打算不用所给的参考电路，而用一片 74LS297（8 位的数据锁存器）来实现此简易抢答器的功能。这是一个显示方式简单、价格低廉、经济实用的抢答器。在要求不高的场合，能完全符合需要 2、性能指标要求： （1）设计制作一个可容纳8 组参赛的数字式枪答器，每组设置一个抢答按 钮供抢答者使用。 （2）根据数字式抢答器的功能和使用步骤，设计抢答者的输入抢答锁定电路、抢答者序号编码、译码和显示电路。 （3）设计定时电路，声、光报警或音乐片驱动电路。 （4）设计控制逻辑电路，起动、复位电路。 （5）设计计分电路，犯规电路。 3.电路组成框图 如图数字抢答器框图
如图所示为总体方框图。其工作原理为：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，扬声器给 出声响提示。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。 4.元器件清单 元件清单： 74LS148 1 74LS279 1 74LS48 3 74LS192 2 NE555 2 74LS00 1 74LS121 1 510Ω 2 1KΩ9 Ω 1 Ω 1 100kΩ 1 10kΩ 1 68kΩ 1 Ω 1 15k
四人智力竞赛抢答器课程设计报告 一、设计题目 题目：四人智力竞赛抢答器 二、设计任务和要求 1）设计任务 设计一台可供4名选手参加比赛的智力竞赛抢答器。用数字显示抢答倒计时间，由“9”倒计到“0”时，无人抢答，蜂鸣器连续响1秒。选手抢答时，数码显示选手组号，同时蜂鸣器响1秒，倒计时停止。 2）设计要求 (1)4名选手编号为：1，2，3，4。各有一个抢答按钮，按钮的编号与选手的编号对应，也分别为1，2，3，4。 (2)给主持人设置一个控制按钮，用来控制系统清零（抢答显示数码管灭灯）和抢答的开始。 (3)抢答器具有数据锁存和显示的功能。抢答开始后，若有选手按动抢答按钮，该选手编号立即锁存，并在抢答显示器上显示该编号，同时扬声器给出音响提示，封锁输入编码电路，禁止其他选手抢答。抢答选手的编号一直保持到主持人将系统清零为止。 (4)抢答器具有定时（9秒）抢答的功能。当主持人按下开始按钮后，定时器开始倒计时，定时显示器显示倒计时间，若无人抢答，倒计时结束时，扬声器响，音响持续1秒。参赛选手在设定时间（9秒）内抢答有效，抢答成功，扬声器响，音响持续1秒，同时定时器停止倒计时，抢答显示器上显示选手的编号，定时显示器上显示剩余抢答时间，并保持到主持人将系统清零为止。 (5)如果抢答定时已到，却没有选手抢答时，本次抢答无效。系统扬声器报警（音响持续1秒），并封锁输入编码电路，禁止选手超时后抢答，时间显示器显示0。 (6)可用石英晶体振荡器或者555定时器产生频率为1H z的脉冲信号，作为定时计数器的CP信号。 三、原理电路设计： 1、方案比较； 方案一： 抢答电路：使用74ls175作为锁存电路，当有人抢答时，利用锁存器的输出信号号将时钟脉冲置零，74ls175立即被锁存，同时蜂鸣器鸣叫1s，这时抢答无效，使用74ls148作为编码器，对输入的型号进行编码，输出4位的BCD码，再将这四位的BCD码输入共阴数码管里显示出抢答者的编号。 主持人电路：；利用74ls190计数器作为倒计时的芯片，当主持人按下抢答按钮时，74ls190被置九，同时将显示上次抢到题目的选手编号的数码管清零，并开始倒计时，，并通过74ls48编码器将即时时间进行编码，并送到7段共阴数码管，显示此时的时间。假如在9秒内有人抢答，则计数器停止倒计时，将锁存器锁存，禁止选手抢答，蜂鸣器鸣叫一秒，停止倒计时。 方案二： 锁存电路采用CD4042来触发，如果用CD4042，则可以用低电平触发，当有人抢答时，利用锁存器的输出信号号将时钟脉冲置零，CD4042 立即被锁存，同 RC端来将时蜂鸣器鸣叫1s，这时抢答无效。此外当倒计时到0时，利用借位0
数字电路逻辑设计课程设计 设计名称数字竞赛抢答器 专业班级 学号 姓名 指导教师
太原理工大学现代科技学院 课程设计任务书 注：1.课程设计完成后，学生提交的归档文件应按照：封面—任务书—说明书—图纸的顺序进行装订上交（大张图纸不必装订） 2.可根据实际内容需要续表，但应保持原格式不变。 指导教师签名：日期：
专业班级 学号 姓名 成绩 1.1设计目的 有许多比赛活动中，为了准确、公正、直观地判断出第一抢答者，通常设置一台抢答器，通过数显、灯光及音响等多种手段指示出第一抢答者。同时，还可以设置记分、犯规及奖惩记录功能。 (1). 了解抢答器的设计原理 (2). 掌握其外围电路的设计与主要性能参数测试方法 (3). 掌握抢答器的设计方法与电子线路系统的装调技术 1.2设计要求内容和步骤 1.2.1设计要求 设计竞赛抢答器，要求： （1）设计制造一个可容纳六组参赛的数字式抢答器，每组设置一个抢答按钮供抢答者使用。 （2）电路具有第一抢答信号的鉴别和锁存功能。 （3）设置记分电路。每组在开始预置成100分，抢答后由主持人记分，答对一次加10分，否则减10分。（选做） （4）设置犯规电路。对提前抢答和超时抢答的组别鸣喇叭示警，并由组别电路显示出犯规组别。（选做） 1.2.2设计步骤 1、根据选题要求，进行方案比较，画出系统框图，进行初步设计。 2、设计单元电路，计算参数，选择元器件。 3、画出系统电路原理图。 4、利用EWB 软件对原理图进行仿真，修改设计中的疏漏。 5、现场安装调试。 6、撰写课程设计说明书。 2.1 电路的基本功能要求及原理方框图 2.1.1基本功能要求 1：设计一个智力抢答器抢答器，能同时供6名选手或6个代表队比赛，他们的编号分别是1，2，3，4，5，6各用一个按纽，按纽编号与选手的编号相对应，分别用6个按钮S1-S6表示。 2: 给主持人设置一个系统清除和抢答开始的控制开关S 。 3：抢答器具有锁存与显示功能。即抢答开始后，若选手按动按钮，锁存器立即锁存相应的选手编号，并在LED 数码管上显示选手的编号（1-6），同时扬声器发出声响提示。选手抢答实行优先锁存，禁止其他选手抢答，优先抢答选手的编号一直保持到主持人将系统清除为止。 4：抢答器具有定时抢答功能，且一次抢答的时间为30秒，当主持人启动"开始"键后，定时器立刻倒计时，若30秒时间内有选手抢答，则显示器显示倒计时时间，并显示，保持到主持人将系统清除为止。 5：参赛选手在设定的时间内进行抢答有效，超过时间抢答无效，定时器停止工作，定时显示器显示00。 ……………………………………装………………………………………订…………………………………………线………………………………………
河南理工大学电子技术课程设计报告 三 人 抢 答 器 姓名：苗亚娟 学号：311008002103 专业班级：电气10-7班 指导老师：谢贝贝 所在学院：电气工程与自动化学院
目录 摘要 (2) 一、设计目的.............................................................................. 错误！未定义书签。 二、设计任务与要求 (3) 三、设计电路原理 (3) 1、抢答输入原理 2、抢答锁存原理 3、抢答判断原理 4、抢答显示原理 四、实验电路 (4) 1、电路框图 2、电路连线图 五、单元电路分析 (5) 1、抢答输入电路 2、抢答锁存电路 3、抢答显示电路 六、实物照相 (9) 七、设计总结参考文献 (10) 参考文献 (11)
摘要 当代社会，有各式各样的知识竞赛，抢答器也成为了一种很常见的装置。在知识比赛中，特别是做抢答题目的时候，在抢答过程中，为了知道哪一组或哪一位选手先答题，必须要设计一个系统来完成这个任务。因为在抢答过程中，靠视觉是很难判断出哪组先答题。对设计要求认真分析后，又考虑到自己动手焊板子的能力不是很强，就选择了三人智能抢答器的精简装置来进行设计，即仅通过LED显示灯来判别是哪一个参赛者抢答成功。本次设计将主体电路分为了抢答按钮、抢答锁存、抢答显示三个部分。抢答输入部分由三个抢答按钮和一个清零复位按钮组成；抢答锁存电路由与非门和JK触发器组成；抢答显示电路由三个发光二级管组成。该设计仅用四块数字芯片便实现了数显抢答的功能，与其他抢答器电路相比，有结构简单、成本低、制作方便、实用可靠、成本极低的优点。本文详细介绍了抢答器的设计方案和功能，并对电路原理进行了一定的分析。另外通过仿真和调试过程，让自己对所学知识得到进一步的理解，同时阐释了该设计存在的一些不足之处。 关键词：抢答锁存 LED 芯片
西安邮电学院 数字电路课程设计报告书 ——数字抢答器 学院名称：电子工程学院 学生姓名： 专业名称： 班级： 实习时间： 数字电路课程设计 ------------数字抢答器 一、课程设计题目 数字式抢答器 二、设计任务和要求 1．抢答器同时可供4路参赛选手同时抢答，分别用4个按钮S0~S3来控制。
2. 设置一个主持人开关，用来控制抢答的开始和结束。 3. 抢答器具有锁存与显示功能。即选手按动按钮，锁存相应的编号，并在数码管上显示，选手抢答实行优先锁存，优先抢答选手的编号一直保持到主持人将系统清除为止。 4. 抢答器具有定时抢答功能，且一次抢答的时间为10秒。当主持人启动"开始"键后，定时器采用倒计时计数到0。 5. 参赛选手在设定的时间内进行抢答，抢答有效，定时器停止工作，绿灯亮，数码管上显示选手的编号和剩余抢答的时间，并保持到主持人将系统清除为止。 6. 如果定时时间已到（计数至0），有人抢答，则为超时抢答。红灯亮，并在数码管管上显示该抢答选手。 7.如果主持人未启动“开始”键，有人抢答，为提前抢答。显示其号码，此时红灯亮提示。 三、数字抢答器总体方案 1. 接通电源后，主持人将开关拨到"高电平"状态，抢答器处于禁止状态，编号显示器显示为0,定时器显示为0。此时, 若有人抢答, 为违规抢答数码管显示其编号, 并红灯警告.定时器显示不变。 2.主持人将开关置于”开始”状态，宣布"开始"抢答，抢答器工作, 定时器倒计时, 选手在定时时间内抢答时，抢答器完成, 编号锁存, 编号显示, 绿灯亮表示抢答有效。
3.若在10秒内无人抢答，10秒后抢答器自动锁定，计数器停止计数，抢答无效。如果再次抢答必须由主持人再次操作"开始"状态开关。 四、单元电路设计 1.抢答器电路的设计 (即完成锁存和显示功能) （1）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74LS75来实现,当74LS75的4，13号管角的信号为使能端，当为“0”时，它将保持原来的状态： 74LS75的管脚图和真值表： 有一组队员按下开关后，Q1，Q2，Q3，Q4中有一个信号为0，则它们四个通过与门后的信号为0，接入E12和E34,7475实现锁存功能，保持状态不变。 对于译码电路，当那个队员抢上后，要显示他的组号，必须把次信号转换为二进制代码。其关系为： 由上真值表知： A= ~Q0 + ~Q2； B= ~Q1+ ~Q2；
数字竞赛抢答器课程设计Verilog语言实现
可编程器件与应用课程设计报告 姓名：XXX 学号：XXXXXXXXXX 专业班级：信息XXX 题目：数字式竞赛抢答器 指导老师：
一、绪论 背景： 随着电子技术的发展，可编程逻辑器件（PLD）的出现，使得电子系统的设计者利用EDA（电子设计自动化）软件，就可以独立设计自己的专用集成电路（ASIC）器件。可编程逻辑器件是一种半导体集成器件的半成品。在可编程逻辑器件的芯片中按一定方式（阵列形式或单元阵列形式）制作了大量的门、触发器等基本逻辑器件，对这些基本器件适当地连接，就可以完成某个电路或系统的功能。 数字式竞赛抢答器控制系统是工厂、学校和电视台等单位举办各种智力竞赛等娱乐活动中经常使用的重要基础设备之一。目前设计抢答器的方法很多，例如用传统的PCB板设计、用PIC 设计或者用单片机设计。而用Verilog可以更加快速、灵活地设计出符合各种要求的抢答器，优于其他设计方法，使设计过程达到高度自动化。本文介绍的4路数字式竞赛抢答器基于Verilog 语言、以EDA技术作为开发手段、采用CPLD （复杂的可编程逻辑器件）作为控制核心设计而成。与传统设计相比较，不仅简化了接口和控制，
也提高了系统的整体性能和工作可靠性，具有电路简单、成本低廉、操作方便、灵敏可靠等优点。意义： 数字式竞赛抢答器作为一种电子产品，早已广泛应用于各种智力和知识竞赛场合，但目前所使用的抢答器存在分立元件使用较多，造成每路的成本偏高，而现代电子技术的发展要求电子电路朝数字化、集成化方向发展，因此设计出数字化全集成电路的多路抢答器是现代电子技术发展的要求。 二、实现方案 设计要求： 1、设计一个可容纳4组参赛的数字式抢答器，每组设一个按钮，供抢答使用。 2、抢答器具有第一信号鉴别和锁存功能，使除第一抢答者外的按钮不起作用。 3、设置一个主持人“复位”按钮。 4、主持人复位后，开始抢答，第一信号鉴别锁存电路得到信号后，有指示灯显示抢答组别，扬声器发出2~3秒的音响。 5、设置一个计分电路，每组开始预置5分，由主持人记分，答对一次加1分，答错一次减1分。
数字电路课程设计——抢答器的设计 一、实验目的： 四路数字抢答器的设计 二、实验要求： 1. 抢答器同时供4名选手抢答，分别用4个按钮D１~ D４表示。 2. 设置一个系统清除和抢答控制开关S，该开关由主持人控制。 3. 抢答器具有锁存与显示功能。即选手按动按钮，锁存相应的编号， 并在LED数码管上显示，选手抢答实行优先锁存，优先抢答选手的 编号一直保持到主持人将系统清除为止。 4. 抢答器具有定时抢答功能，且一次抢答的时间由主持人设定（如 10秒）。当主持人启动"开始"键后，定时器进行计时（0~9）。 5. 参赛选手在设定的时间内进行抢答，抢答有效，定时器停止工作， 显示器上显示选手的编号和抢答的时间,绿灯亮，并保持到主持人将 系统清除为止。 6. 如果定时时间已到，无人抢答，本次抢答无效，禁止抢答，定时 显示器上显示9,显示抢答人组号的数码管此时显示无用字符，且红 灯亮。 7．在主持人未启动“开始”键前，如有抢答者则其对应的红灯亮，同时数码管显示其号码。 8、选做功能:要求不仅要显示组号,还要显示抢答的次序。 三、实验框图及总体设计： 如图所示为总体方框图。其工作原理为：接通电源后，主持人
开关开始时接地处于禁止状态，编号显示器灭灯，开关灯灭，定时器显示设定时间；主持人将开关置“开始"端，宣布"开始"，开关灯亮，抢答器工作，同时定时器倒计时。选手犯规提前抢答时，抢答器完成：编号锁存、编号显示以及对应红灯亮。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。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将开关接地并重新复位。 数字抢答器框图： 四、主要单元电路设计： 所用器材:
毕业设计设计任务书 设计题目: 基于PLC四路抢答器的设计 设计要求: 1. 抢答器可同时供四组选手参加比赛 2. 主持人有三个控制按钮，用来控制抢答开始、复位和答题计时的开始。 3．每当主持人发出开始抢答指令后，那组选手最先按下抢答按钮，则数码管1就显示该组的编号，同时绿色指示灯亮，音响电路给出信箱提示信号（持续3S），以指示抢答成功，并对其后的抢答信号不再响应。选手答题完毕后，由主持人按下复位按钮，系统才能开始下一轮抢答。 4．违规抢答：若选手在未开时抢答试题时抢答了，则视为违规，违规时数码管1显示其编号，同时红灯亮，音响电路发出声响。 5．抢答限时：当主持人按下开始按钮后，定时器T0开始计时（设定30S）。若30S时限到仍无人抢答，则黄灯亮、音响电路3发出声响，以示选手放弃该题。 6．答题限时：在抢答成功后，主持人按下答题计时开始按钮，同时数码管2、3上显示答题倒计时时间（该时间设定为50S），选手必须在设定的时间内完成答题。否则，音响电路发出答题超时报警信号 设计进度要求: 第一、二周：确定题目,查阅资料，根据要求分析抢答器的设计、工作原理。 第三、四周：根据工作原理画流程图并编译梯形图，并进行硬件设计。 第五、六周：对软件设计，进行上机调试,找出问题,进行修改,并改进设计。 第七、八周：撰写论文,毕业答辩。 指导教师（签名）
摘要 近年来随着科技的飞速发展， PLC的应用不断地走向深入，同时带动传统的控制检测技术的不断更新，可编程控制器由于其优良的控制性能，极高的可靠性，在各行各业中的应用日益广泛普及。对于抢答器其广泛用于电视台、商业机构、企事业工会组织、俱乐部及学校等单位组织举办各种知识、技术竞赛及文娱活动时作抢答之用，为竞赛增添了刺激性、娱乐性，在一定程度上丰富了人们的业余生活，并且给人的视觉效果非常好，是各单位开展素质教育、精神文明、娱乐活动的必备产品。 本次设计是利用PLC（Programmable Logic Controller）对PLC控制的四路智力抢答器进行控制。首先，选择这个题目之后，我对本次设计进行了全面的思考。使自己对本次设计有一个大致的总体思路，然后仔细分析PLC控制的四路智力抢答器的工作原理，以及它的一些工作过程，分析后得出它主要需要完成主持人的控制、选手的抢答、报警、计时及输出显示功能等。考虑到只是PLC控制的四路智力抢答器则输出端口需要25个，输入端口需要7个，由于PLC具有可靠性高、体积小、通用性、使用方便等优点，因此，我决定选用SIMATIC S7-200 系列的CPU226和数字量扩展模块EM223作为本次设计的PLC。具有方便灵活，维护使用方便等特点。 关键词：智力控制，四路抢答器， PLC