数字抢答器设计 Prepared on 24 November 2020
唐山学院
数字电子技术课程设计题目数字抢答器设计
系 (部) 信息工程系
班级 12电本班
姓名
学号 4120208xxx
指导教师马军爽樊艳
2014 年 6 月 30 日至 7 月 4 日共 1 周
2014年 7 月 3 日
目录
1 引言
抢答器是一种应用非常广泛的设备，无论是在学校、工厂、军队还是益智性电视节目都会举办各种各样的智力竞赛，都会用到抢答器。它能准确、公正、直观地判断出抢答者的座位号，也能显示出每个选手的抢答时间，使比赛大大增加了娱乐性的同时，也更加公平、公正。目前市场上已有各种各样的智力竞赛抢答器，但绝大多数是早期设计的，由模拟电路、数字电路或者模拟电路与数字电路相结合的产品。数字抢答器由主体电路与扩展电路组成。优先编码器、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。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编号并经数码管显示出来，同时给出声音提示，还要封锁电路，使其他选手再抢答则无效。当选手问答完成后，主持人将系统恢复。如果抢答时间已到，却没有选手抢答，则本次抢答无效，报警电路发出报警，禁止选手超时后抢答。本设计以六路抢答器为基本概念，从实际应用出发，利用multisim完成了原理图设计和电路仿真，由抢答电路、倒计时电路、报警电路组成。实现能同时供6人抢答的电路。
2 仿真软件介绍
Multisim
Multisim10是美国国家仪器（NI）有限公司推出的以Windows为基础的仿真工具，适用于板级的模拟、数字电路板的设计工作。它包含了电路原理图的图形输入、电路硬件描述语言输入方式，具有丰富的仿真分析能力。工程师们可以使用Multisim交互式地搭建电路原理图，并对电路进行仿真。Multisim提炼了SPICE仿真的复杂内容，这样工程师无需懂得深入的SPICE技术就可以很快地进行捕获、仿真和分析新的设计，这也使其更适合电子学教育。通过Multisim和虚拟仪器技术，PCB设计工程师和电子学教育工作者可以完成从理论到原理图捕获与仿真再到原型设计和测试这样一个完整的综合设计流程。
Multisim 10概述
目前在各高校教学中普遍使用，网上最为普遍的是Multisim ，NI于2007年08月26日发行NI系列电子电路设计软件，NI Multisim v 10作为其中一个组成部分包含于其中。有了Multisim 软件，就相当于拥有了一个设备齐全的实验室，可以非常方便的从事电路设计、仿真、分析工作。此软件可以提供以下便利：通过直观的电路图捕捉环境, 轻松设计电路；通过交互式SPICE仿真, 迅速了解电路行为；借助高级电路分析, 理解基本设计特征；通过一个工具链, 无缝地集成电路设计和虚拟测试；通过改进、整合设计流程, 减少建模错误并缩短上市时间。NI Multisim软件结合了直观的捕捉和功能强大的仿真，能够快速、轻松、高效地对电路进行设计和验证。凭借NI Multisim，可以立即创建具有完整组件库的电路图，并利用工业标准SPICE模拟器模仿电路行为。借助专业的高级SPICE分析和虚拟仪器，能在设计流程中提早对电路设计进行的迅速验证，从而缩短建模循环。与NI LabVIEW和SignalExpress软件的集成，完善了具有强大技术的设计流程，从而能够比较具有模拟数据的实现建模测量。
在搭建实际电路之前，采用Multisim10仿真软件进行虚拟测试，可使实验方法和实验手段现代化，扩展实验容量，使实验内容更完备，提高了实验效率，节省大量的实验资源。Multisim10软件有一个完整的集成化设计环境，它将原理图的创建、电路的测试分析、结的图表显示等全部集成到同一个电路窗口中。Multisim10软件进行设计仿真分析的基本步骤为：设计创建仿真电路原理图、电路图选项的设置、使用仿真仪器、Multisim10仿真。
界面基本操作
启动Multisim 10
图2-1 Multisim10界面
菜单工具
仪表工
电路窗
设计工具盒
激活电路
数据表格视图
图2-2 Multisim界面
使用注意事项
(1)不要长时间使软件处于仿真状态，以免死机；
(2)删除元件、仪器、连线等，一定要在断开仿真开关的情况下；
(3)注意数字地与模拟地的差别，使用标准符号；
(4)LED数码管的极性；
(5)分模块调试，最后综合调试。
3 设计及原理
设计目的
本课题的根本任务是准确判断出第一抢答者的信号将其锁存。实现这一功能可选择SR锁存器。在得到第一信号之后立即将电路的输入封锁，即使再有抢答信号也无效。同时还必须注意，第一抢答信号应在主持人发出抢答命令之后才有效。电路形成第一信号之后，用编码、译码及数码显示电路显示出抢答者号码。当主持人按下开始按钮后，开始进行9秒倒计时，开始抢答。当有抢答信号时，计时停止，当计时时间到0秒，若无人抢答，则本次抢答无效，禁止选手超时后抢答，报警器发出报警。主持人清零开始后才可重新开始抢答。
总体框图
定时抢答器的总体框图如下3-1：
图3-1 总体框图
工作原理
抢答器具有锁存、定时、显示和报警功能，由输入电路，判别电路，显示电路，秒脉冲发生器，计时电路和报警电路等组成。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。在选手按键以及抢答时间倒计时到时的时候都有报警以提醒主持人和选手。
电路包括主体电路和扩展电路两部分。其中主体电路完成基本的抢答功能，扩展电路完成定时抢答的功能以及报警功能。图3-1所示电路的工作过程是：接通电源后，主持人将控制开关置于“清除”处，此时抢答器处于禁止状态，选手不能进行抢答，定时显示器显示设定的时间为9s，当主持人将控制开关置于“开始”时，抢答器处于工作状态，同时定时器开始倒计时。当选手在定时时间内按动抢答键时，电路要完成以下功能：优先编码电路判断抢答者的编号，并由锁存器进行锁存，然后通过译码显示电路在数码管上显示抢答者的编号；扬声器发出短暂声响；控制电路对其余输入编码进行封锁，禁止其他选手进行抢答；控制电路要使定时器停止工作，数码管上显示剩余的抢答时间。当选手将问题回答完毕，主持人操作控制开关使系统回复到禁止工作状态，以便进行下一轮抢答。当定时时间到，却没有选手抢答时，系统将报警，并封锁输入电路，禁止选手超时后抢答。
4 单元设计方案
抢答电路的设计
抢答电路的功能有两个：一是能分辨出选手按键的的先后，并锁存优先抢答者的编号，供译码显示电路用；二是要使其他选手的按键操作无效。选用优先编码74LS148和RS锁存器74LS279可以完成上述功能。工作过程：开关S置于"清除"端时，RS触发器的R端均为0，触发器输出置0，使处于工作状态。当开关S 置于"开始"时，抢答器处于等待工作状态，当有选手将键按下时，的输出经RS 锁存，处于工作状态，Q4Q3Q2=101,经译码显示出来。此外，74LS148的ET为高电平1，处于禁止状态，封锁其他按键的输入。当按键松开即按下时，此时由于仍为ET为1，所以仍处于禁止状态，确保不会出二次按键时输入信号，保证了抢答者的优先性。当主持人将S开关重新置零，才可以进行下一轮抢答。
电路如图4-1所示：
图4-1 抢答电路
定时电路的设计
该部分主要由555定时器秒脉冲产生电路、74LS190，译码电路，7段数码管等相关电路组成。工作过程为：抢答开始前，74LS190置数端为低电位，处于初始状态，数码管显示为9，5引脚接高电位。抢答开始后，秒脉冲推动右边的芯片开始倒记时，同时右边芯片产生的信号做为左边芯片的CP信号推动左边的芯片倒记时，完成十进制的倒记时功能。当有人抢答后1Q的输出为1，经过非门后变为0，通过与门屏蔽了秒信号，停止记时，完成显示抢答时间的功能。当倒计时0秒时，左边的芯片产生的定时到信号输出为低电位，也屏蔽了秒信号，使得数码管显示为0。
定时电路如下：
图4-2 定时电路
报警电路的设计
采用555定时器和三极管构成的报警电路。其中555构成多谐振荡器，其输出信号经三极管推动蜂鸣器。
报警电路如下：
图4-3 报警电路
其输出信号经三极管推动扬声器。555芯片的4号管脚（RST）作为控制端，当4号管脚为低电平时，蜂鸣器发出声音；当4号管脚为高电平时，蜂鸣器不发声。
5 单元设计测试
抢答功能测试
图5-1 抢答电路
选手按下按键，数码器显示出选手的号码，图为3号选手按下按键时数码器的显示正确。
定时电路的测试
图5-2 定时电路
当主持人按下开始键，倒计时开始，从9秒开始倒计时，图为倒计时测试过程，显示正确。当主持人按下清零键时，显示器显示零。
禁止抢答电路的测试
图5-3 禁止抢答电路
当倒计时结束，仍无选手抢答，报警器报警，同时禁止选手抢答，如图，显示正确。
6 课程设计总结
通过这次课程设计，我对数字电路有了进一步的了解，在设计抢答器、报警器、定时器的过程中，我对各电路器件（如：与非门，74LS148，74LS279，555定时器和LED显像管等）及原理有了更深一层次的认识，既增强了我的理解能力，也使我能更好的运用所学的知识。电子技术是当前发展最快的学科之一，数字逻辑电路的设计方法在不断演变和发展，所以我们还需要不断地学习、探索、研究。
这次课程设计，我基本掌握了用Multisim仿真分析，且初步掌握了电子电路的设计方法，但由于自己水平有限，论述不够全面，存在着很多问题，在以后的学习中还需多加练习，熟练掌握，拓展自己的视野。
参考文献
[1] 王鸿明，段玉生.《电工与电子技术》.高等教育出版社，
[2] 阎石.《数字电子技术基础》.高等教育出版社，
[3] 吴俊芹.《电子技术实训与课程设计》.机械工业出版社，
[4] 王永军，李景华《数字逻辑与数字系统》.北京电子工业出版社，2006年
[5] 陈大钦.《电子计数基础实验---电子电路实验设计仿真》.北京高等教育出版社，2000年
附录
附录1 元器件清单
附录2 总体电路设计图
四人智能抢答器设计报告
目录 摘要---------------------------------------------------------------------------3前言---------------------------------------------------------------------------4第一章设计要求----------------------------------------------------------5 1.1设计任务-------------------------------------------------------------5 1.2基本要求-------------------------------------------------------------5 1.3选用器材-------------------------------------------------------------5 第二章系统工作原理------------------------------------------6 2.1系统的工作原理-----------------------------------------------------6 第三章电路设计--------------------------------------------------------------7 3.1方案的选择-----------------------------------------------------------7 3.1.1方案一----------------------------------------------------------7 3.1.2方案二----------------------------------------------------------7 3.1.3确定方案-------------------------------------------------------7 3.2单元电路设计--------------------------------------------------------8 3.2.1以锁存器为中心的编码显示电路----------------------------------------------8 3.2.2倒计时显示电路的设计---------------------------------------------8 3.2.3报警电路的设计---------------------------------------------9 3.2.4脉冲产生电路的设计----------------------------------------------10 3.3整体电路--------------------------------------------------------10 3.4 555多谐振荡器的脉冲波形图--------------------------------------------------------11 3.5电路元件选择--------------------------------------------------------12 第四章电路实验与调试---------------------------------------------------13 4.1焊接--------------------------------------------------------------------13 4.2调试中出现的问题及解决-----------------------------------------13 4.3P C B板图--------------------------------------------------------14 4.4焊接的实物图--------------------------------------------------------14 第五章设计总结-----------------------------------------------------------15 参考文献-----------------------------------------------------------15
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
课题名称：数显抢答器的设计
数字电子课程设计任务书
目录 1绪论 1.1 摘要 (4) 1.1 设计题目：抢答器电路设计 (4) 1.2 设计任务和要求 (4) 1.3 方案比较 (4) 2系统总体方案及硬件设计 (5) 2.1 系统总体方案 (5) 2.2 硬件设计 (6) 3软件设计 (12) 3.1 单元电路设计 (12) 3.1.1 抢答电路 (12) 3.1.2 定时电路 (14) 3.1.3 报警电路 (15) 3.1.4 时序控制电路 (15) 4课程设计体会 (17) 5参考文献 (18)
摘要 随着我国经济和文化事业的发展，在很多竞争场合要求有快速公正的竞争裁决，例如证券、股票交易及各种智力竞赛等。在现代社会生活中，智力竞赛更是作为一种生动活泼的教育形式和方法能够引起观众极大的兴趣。而在竞赛中往往分为几组参加，这时针对主持人提出的问题，各组一般要进行必答和抢答，对必答一般有时间限制，到时有声响提示；对于抢答，要判定哪组先按键，为了公正，这就要有一种逻辑电路抢答器作为裁判员。一般抢答器由很多门电路组成，线路复杂，可靠性低，特别是抢答路数增多时，实现起来更加困难。本文介绍了一种利用数字电路实现的抢答系统，具有很强的实用性。 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。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，并数码管上显示选手的编号，同时扬声器给出声音提示；同时封锁输入电路，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。抢答器具有定时抢答的功能，且一次抢答的时间为3秒。当主持人启动“开始”键后，要求定时器立即进行减计时，并用显示器显示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。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；如果定时抢答的时间已到，而没有选手抢答时，本次抢答无效，并封锁输入电路，禁止选手超时后抢答，定时显示器上显示0并闪烁。经过布线、焊接、调试等工作后数字抢答器成形。
摘要 现代生活中，数字电路产品与我们接触的是越来越平凡了，包括计算机、电子表、智能仪器表及其它很多领域中，它给我们带来的不仅是工作上的方便，而且也给我们的生活娱乐添滋加彩。这次EDA课程设计中，我做的是四人抢答器，基于设计要求，本文主要是从锁存器及计数器功能和VHDL语言着手，但侧重点在用VHDL语言上。首先简单介绍一下数字电路、EDA、VHDL等的有关知识，其次介绍了一下设计要求和我的设计构想，再运用VHDL语言特点，写出程序代码，最后是一些总结和抢答器部分实验电路图与倒计时设计的电路图和用MAX+PLUSII软件仿真的结果部分图附录等部分。 关键词：置位；复位；锁存；计数器；七段显示器；MAX+PLUSII；译码器 目录 摘要： (1) 引言: (2) 一、设计任务及要求: (2) 二、题目分析与整体构思: (2) 三、VHDL程序设计: (3) 四、心得体会及模型评价与推广: (5) 附录: (6) 参考文献: (10)
引言 数字电路主要是基于两个信号（我们可以简单的说是有电压和无电压），用数字信号完成对数字量进行算术运算和逻辑运算的电路我们称之为数字电路，它具有逻辑运算和逻辑处理等功能，数字电路可分为组合逻辑电路和时序逻辑电路。 EDA技术又称电子设计自动化，它是为解决自动控制系统设计而提出的，从70年代经历了计算机辅助设计（CAD），计算机辅助工程（CAE），电子系统设计自动化（ESDA）3个阶段。前两个阶段的EDA产品都只是个别或部分的解决了电子产品设计中的工程问题；第三代EDA工具根据工程设计中的瓶颈和矛盾对设计数据库实现了统一管理，并提出了并行设计环境概念，提供了独立于工艺和厂家的系统级的设计工具。 VHDL（VERY HIGH SPEED INTEGRA TED CIRCUIT HARDW ARE DESCRIPTION LANGUAGE）语言最早是有美国国防部提出的，它支持行为领域和结构领域的硬件描述，并且可以从最抽象的系统级一直到最精确的逻辑级，在描述数字系统时，可以使用前后一致的语义和语法跨越多个层次，并且使用跨越多个级别的混合描述模拟该系统。因此，它可以由高层次行为描述子系统及低层次详细实现子系统所组成的系统模拟。它有两个版本IEEEStd1076-1987[LRM87]和IEEEStd1076-1993[LRM93]，他们并不完全兼容，但做一些修改就可以兼容了。 许多公司都为VHDL开发出了编译和仿真软件，其中Max+plusII(或写成Maxplus2,或MP2) 是Altera公司推出的的第三代PLD开发系统(Altera第四代PLD开发系统被称为：QuartusII，主要用于设计新器件和大规模CPLD/FPGA).使用MAX+PLUSII的设计者不需精通器件内部的复杂结构。设计者可以用自己熟悉的设计工具（如原理图输入或硬件描述语言）建立设计，MAX+PLUSII把这些设计转自动换成最终所需的格式。其设计速度非常快。对于一般几千门的电路设计，使用MAX+PLUSII，从设计输入到器件编程完毕，用户拿到设计好的逻辑电路，大约只需几小时。设计处理一般在数分钟内内完成。特别是在原理图输入等方面。 一、设计任务及要求： 本设计要求做一个四人抢答器，并要求当有某一参赛者首先按下抢答开关时，相应 显示灯亮并报警，此时抢答器不再接受其他输入信号。电路具有回答问题时间控制功能。要求回答问题时间小于等于100s（显示0-99），时间采用倒计时方式。当到达限定时间，发出警告。 二、题目分析与整体构思： 对于一个四人抢答器，四个选手在电路中的起始控制作用是一样的，当裁判员宣布开始抢答时，谁先按下他前面的控制开关，他的灯就会亮，而且这时其他人再怎么按，也就不会亮了，说明每个人对其他人都有一个先发制人的作用，及每个人都在时间控制下，能锁存住其他选手的功能。当有一个指示灯亮了，计数器就开始从99开始倒计时，到0时还要警告声，这样计数器开始工作就是在指示灯的指示下工作。 可以设四个人分别为输入端A，B，C，D；因为四个输入端在VHDL中，要求四个输入端
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。
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；
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
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)
学号： 课程设计 题目八路数字抢答器 学院信息工程学院 专业通信工程 班级 姓名 指导教师 2010年 7月 9日
课程设计任务书 题目：八路数字抢答器 起始条件：要求对数字电路里555电路的运用有所了解，同时熟悉计数电路和译码电路的运用，还要能够运用Multisim软件进行电路的仿真。 要求完成的主要任务: 1．运用数字电路设计一个能够满足特定要求的八路抢答器 2．绘制电路原理图并进行仿真，要求在报告中画出正确的波形。3．按照所画的原理图，在仿真的基础上焊接实物并进行调试。 时间安排： 编号 任务时间 1 查资料、原理图设计3天 2 仿真电路并修改 3天 3 实物焊接与调试5天 4 报告撰写 2天 5 答辩1天 指导教师签名：年月日 系主任（或责任教师）签名：年月日
目录 课程设计任务书 (2) 摘要 (4) Abstract (5) 一、实验目的 (6) 二、设计要求与内容 (6) 三、设计及原理 (7) 3.1 总体方案设计 (7) 3.1.1 设计思路 (7) 3.1.2 总电路框图 (7) 3.2 各模块设计方案及原理说明 (8) 3.2.1 抢答电路 (8) 3.2.2 倒计时电路 (12) 四、电路仿真 (13) 4.1 抢答电路 (13) 4.2 倒计时电路 (15) 五、实验结果及分析 (17) 六、收获、体会和建议 (19) 附录 (21) 1.总电路图 (21) 2. 元件引脚图 (22) 3.元器件清单 (24) 主要参考文献 (25)
摘要 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,利用电子设计自动化( EDA)技术,用数字、模拟电子器件设计具有扩充功能的抢答器。该抢答器的设计利用Multisim11完成了原理图设计和电路仿真，具有数字显示、倒计时显示、编码译码功能，应用效果良好。 关键词: 电子设计自动化；数字电子技术；抢答器；仿真
菏泽学院蒋震机电工程学院 菏泽学院本科生课程设计（论文）任务书 设计（论文）题目儿童教授对决赛抢答器 院、系专业蒋震机电工程学院自动化学生姓名门学明学号 201017165 矚慫润厲钐瘗睞枥庑赖。 指导教师姓名侯建华职称副教授 注：1. 任务书由指导老师填写. 2. 任务书必须在第七学期第13周前下达给学生
目录 课程设计任务书 (1) 儿童、教授对决赛抢答器 (2) 摘要 (2) 关键词 (2) Children，Professor finals Responde (2) ABSTRACT (2) Key words (2) 1课程设计目的 (3) 1.1 课程设计使用的仪器和器件 (3) 1.1.1 定时器 (4) 1.1.2 三极管 (5) 1.2 PLC的简介…………………………………………………………………… 1.3 PLC的特点……………………………………………………………………… 2 课程设计方法和内容 (7) 2.1 封锁电路 (7) 2.2 定时电路 (9) 2.3 报警电路 (10) 2.4.程序源代码 (13) 3 儿童、教授对决赛抢答器总电路图………………………………………… 4 系统功能调试………………………………………………………………… 5 参考文献 (16)
儿童、教授对决赛抢答器 自动化专业学生门学明 指导教师侯建华 摘要： 抢答器是在知识竞赛、文体娱乐活动（抢答活动）中，能准确、公正、直观的判断出抢答者的机器。通过抢答者所处位置的指示灯显示、语音提醒、数字显示、警示显示等手段筛选出抢答违规者或一个抢答成功者。此设计一个抢答器，在抢答比赛中，儿童二人参赛且其中任一人按钮可抢得，学生一人组队。教授二人参加比赛且二人同时按钮才能抢得。主持人宣布开始后方可按抢答按钮。主持人台设复位按钮，抢得及违例由各分台灯指示。有人抢得时有幸运彩球转动，违例时有警报声。 关键词：封锁电路定时电路三极管 Children，Professor finals Responder Student majoring in Automation majormenxueming Tutor houjianhua ABSTRACT： Responder is a knowledge contest, sports and entertainment activities (Responder activities) in an accurate, fair and intuitive determine the answer in those machines. Answer by location through the lights display, voice reminders, digital display, warning display and other illegal means to filter out the answer or an answer winner. The design of a responder responder, in the game, children two contestants and any button can have a team of people, students. Professor two people to participate in the competition and the two people at the same time button to grab. The moderator announced before by the answer button. The host set reset button, grab and violation by the lamp indicator. Some people have a lucky ball rotation, violation when the sirens酽锕极額閉镇桧猪訣锥。 Key words：Blocking circuit Timing circuit Transistor
《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。