黄河科技学院课程设计(论文)
目录
摘要 . (2)
1设计意义及要求 . (3)
1.1设计意义 . (3)
1.2设计要求 . (3)
2方案设计 . (4)
2.1设计思路 . (4)
2.1.1模块化设计框架图 (4)
2.1.2各个模块的实现 (4)
2.1.3关于实现功能拓展的设计思路 (5)
2.2总体功能框图 (5)
2.3元器件清单 (6)
3硬件设计 . (7)
3.1元器件及其作用 (7)
3.2原理图设计 (8)
4 软件设计 (9)
4.1软件设计思路 (9)
4.2C 语言源程序 (10)
5软件仿真调试 . (20)
6总结 . (21)
7参考文献 . (22)
摘要
数字技术作为当今世界上发展最快的一门科学，已被广泛地应用于计算机、自动控制、电子测量仪表、通信等各个领域。例如，在生活中，很多关于智力竞赛的电视节目的抢答环节就很好的应用了数字技术。
关于竞赛抢答器的设计，最重要的是完成当参赛选手们可以开始抢答后，每次只可能有一个人抢答成功这一功能。本实验设计中，以八位竞赛抢答器为例，从设计思路、方案的选择与论证、设计基本原理以及仿真结果等系统的介绍这种抢答器实现相应功能的全部过程，并会在实现基本功能的基础上实现部分的拓展功能。
关键字：单片机、抢答器、89C51、C语言
八路竞赛抢答器设计
1设计意义及要求
1.1设计意义
在很多关于智力竞赛的电视节目上，经常会出现抢答环节，参赛选手们
在得到主持人发出的特定口令之后，都会争先恐后地按下抢答器，但每次抢
答环节只有可能产生一位抢答成功的选手，同时可以断定这位参赛选手肯定
是反应最快按下抢答器的。设计一个功能类似的八位抢答器不仅能够让大家
进一步了解这种抢答器的工作原理，而且还能在功能上提出一些好的想法和
思想，甚至可以实现部分新的功能，如果人们不断的进行具有创新性的设计实
验，也许过不久那些竞赛类的电视的抢答模式就会发生一定的改变和创新，
从而增加了节目的观赏性，进一步丰富大家的娱乐生活。
1.2设计要求
1.以单片机为核心，设计一个八位竞赛抢答器：同时供八位选手或八个
代表队比赛，分别用 8 个按钮（ 1 号-8 号）表示。
2.设置一个系统清除和抢答器控制开关 S，开关有主持人控制。
3.抢答器具有锁存与显示功能，即选手按按钮，锁存相应的编号，并在
优先抢答器选手的编号一直保持主持人将系统清楚为止。
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，同时扬声器发出短暂的声
响，持续时间 0.5S 左右。
5.参赛选手在设定的时间内进行抢答，抢答有效，定时器工作停止，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。
2方案设计
2.1设计思路
2.1.1模块化设计框架图
脉冲发
生器
数据锁存数据编码数据显
部分部分示部分开关控制数
据的输入
图 2-1 模块化设计框架图
2.1.2各个模块的实现
（1）脉冲发生器的实现
根据本实验的具体要求，锁存器需要有脉冲信号的输入，及需要有相应的
脉冲发生器。
（2）数据锁存部分的实现
实验设计要求是制作一个八位竞赛抢答器，需要对代表八位参赛选手的状
态（“ 0”或“ 1”）进行相应的锁存，为了电路的简化，应该采用 D 触发
器来实现锁存功能，则对于要实现对八位数据的锁存这一功能，可以使用两
块集成了四个 D触发器的 74LS175芯片。
（3）数据编码部分的实现
编码部分是对锁存的数据进行编码，由于只有八个参赛选手，故只需要用
八个不同的数字便可以代表所有的参赛选手，只要采用能对八位数据进行编
码并能有八种或八种以上的输出的编码器即可达到要求。
（4）数据显示部分的实现
对于这样的一个仅需要显示数字的设计，很容易联想到使用七段数码管来
实现的数字的显示，而且七段数码管可以显示 16 种不同的输出，对于这种只需要有不少于八种的输出的设计来说，七段数码管完全可以达到要求。一般的七段数码管有 10 个数据输入端，所以需要有相应的译码器对输送过来的编码后的数据进行译码操作，并且这种译码器的选择必须结合数码管是共阴还是共阳的情况而定。
2.1.3关于实现功能拓展的设计思路
（1）实验设计的基本要求中没有提到主持人实现清零后，数码管该显
示什么，这样在设计过程中我们就可以有多重选择了，本设计中设计的是让
主持人清零之后，数码管显示 F FF。
这一功能可以通过基本的门电路来实现，把主持人和参赛选手接入的信号
作为输入信号，通过门电路整合，使得到的输出信号来控制数据显示部分。
（2）设计要求中没有提到参赛选手提前抢答会造成犯规的这一功能，
理论上会存在有参赛选手犯规的情况的发生，这样实际中增加一个抢答犯规
的功能是有一定的必要性的，同样要实现这一功能，可以通过门电路的组合，收集主持人和参赛选手接入的信号，把输出信号接到一个报警装置上，实现
当主持人还未发出开始抢答指令的时候，若有参赛选手抢答了，报警装置会
报警的功能。
2.2总体功能框图
下图所示为总体方框图。其工作原理为：接通电源后，主持人将开关断开，抢答器处于禁止状态，定时器显示设定时间；主持人将开关接通，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
抢答按钮编码电路锁存电路译码电路显示电路
主持人控控制电路报警电路
制开关
秒脉冲定时电路译码电路显示电路
2.2 总体功能框图
2.3元器件清单
仿真图中所需要的各种元器件如表 2.3
表 2.3元器件清单
元件名称型号数量/个用途
单片机AT89C511控制核心
晶振12MHZ1晶振电路
电容22uF3晶振电路
排阻Respack81上位电阻
电阻10k1复位电路
电源+5v3提供电源
拨码开关BUTTON_113发出信号
数码管7SEG-MPX4-BLUE1显示电路
3硬件设计
3.1元器件及其作用
在八位抢答器的设计中，我主要用到了AT89C51型号单片机、晶振、电容、排阻、电阻、电源、拨码开关、7SEG-MPX4-BLUE数码管等元器件。芯片是由ISIS 7 PROFESSIONAL仿真软件系统提供（ AT89C51）。它主要由 CPU，存储器和管脚组成。所谓排阻就是若干个参数完全相同的电阻，它们的一个引脚都连到一起，
作为公共引脚。其余引脚正常引出。所以如果一个排阻是由n 个电阻构成的，那么它就有n+1 只引脚，一般来说，最左边的那个是公共引脚。它在排阻上
一般用一个色点标出来。排阻一般应用在数字电路上，比如：作为某个并行
口的上拉或者下拉电阻用。使用排阻比用若干只固定电阻更方便。排阻有 a 型和 b 型的区别。 a 型排阻的引脚总是奇数的。它的左端有一个公共端（用
白色的圆点表示），常见的排阻有4、7、8 个电阻，所以引脚共有 5 或 8 或 9个。 B 型排阻的引脚总是偶数的。它没有公共端，常见的排阻有 4 个电阻，所以引脚共有 8 个。
图 3.1 AT89C51 单片机图示及引脚排列
3.2原理图设计
根据设计要求及用protues 仿真软件做出八位竞赛抢答器电路图如下：
4软件设计
4.1软件设计思路
当主持人启动“开始”键后，定时器进行减计时，同时扬声器发出短暂
的声响，持续时间 0.5S 左右。参赛选手在设定的时间内进行抢答，抢答有效，定时器工作停止，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。如果定时时间已到，无人抢答，系统报警并禁止抢答。
N
提醒发声
Y
倒计时结束 ?
Y
按键发声
倒计时开始
倒计时显示
倒计时大于5s?
Y
N
停止键按下 ?
Y
程序初始化
准备状态，显示FFF
开始键按下？
N
N
抢答键按下 ?
Y
按键发声
显示抢答号，剩余时间
N
非法抢答 ?
按键发声
显示法规号码
停止键按下 ?
Y
N
4.2 C语言源程序
#include
#define uchar unsigned char
#define uint unsigned int
char s;
uchar num=0;
char time=20; //抢答时间
char datitime=30;// 答题限时时间
uint tt,t1;//T0,T1定时器定一秒时
bit flag,s_flag=1,b_flag,fall_flag;// 标志位
bit K_startcountflag,K_timecountflag;// 时间调整标志位sbit K0=P3^0;
sbit beep=P3^7;//蜂鸣器
sbit rled=P3^1;// 指示灯
sbit K1=P1^0;
sbit K2=P1^1;
sbit K3=P1^2;
sbit K4=P1^3;
sbit K5=P1^4;
sbit K6=P1^5;
sbit K7=P1^6;
sbit K8=P1^7;
sbit K_Time=P3^2;// 答题计时键
sbit K_startcount=P3^3;//开始抢答时间调整键
sbit K_timecount=P3^4;//答题计时时间调整键
void delay(uchar ms)
{
uchar y;
for(;ms>0;ms--)
for(y=120;y>0;y--);
}
uchar code tabledu[]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,
0x66,0x6d,0x7d,0x07,
0x7f,0x6f,0x77,0x7c,
0x39,0x5e,0x79,0x71
};
uchar code tablewe[]={0XFE,0XFD,0XFB,0XF7};
void T0_Init(void)
{
TMOD=0X01;
TH0=(65536-2000)/256;
TL0=(65536-2000)%256;
TL1=(65536-2000)%256;
ET0=1;
ET1=1;
EA=1;
P0=0;
}
void Key_Scan(void)// 开始键扫描
{
if(K0==0)
{
delay(10);
if(K0==0)
{
while(!K0);
TR0=1;
s=time;
tt=0;
flag=1;
s_flag=1;
b_flag=1;
num=0;
beep=1;
rled=1;
fall_flag=0;// 清除违规标志位
K_startcountflag=0;
K_timecountflag=0;
}
}
}
void Scan(void)// 八路热键扫描 ( 哪个键先按下 , 哪个优先级最高 ) {
if(K1==0)
{
delay(10);
if(K1==0)
{
while(!K1);
num=1;// 数码管显示 1 号"1"
TR0=0;// 关闭定时器 0, 时间停止
TR1=1;// 打开定时器 1, 使扬声器响一声
s_flag=0;// 关闭开始键标志位 , 使再按其他七个键不会响应}
}
if(K2==0)// 下面七个键的处理同上
delay(10);
if(K2==0)
{
while(!K2);
num=2;
TR0=0;
TR1=1;
s_flag=0;// 重要}
}
if(K3==0)
{
delay(10);
if(K3==0)
{
while(!K3);
num=3;
TR0=0;
TR1=1;
s_flag=0;
}
}
if(K4==0)
{
delay(10);
if(K4==0)
{
while(!K4);
num=4;
TR0=0;
TR1=1;
s_flag=0;
}
}
if(K5==0)
{
delay(10);
if(K5==0)
{
while(!K5);
num=5;
TR0=0;
TR1=1;
s_flag=0;
}
if(K6==0)
{
delay(10);
if(K6==0)
{
while(!K6);
num=6;
TR0=0;
TR1=1;
s_flag=0;
}
}
if(K7==0)
{
delay(10);
if(K7==0)
{
while(!K7);
num=7;
TR0=0;
TR1=1;
s_flag=0;
}
}
if(K8==0)
{
delay(10);
if(K8==0)
{
while(!K8);
num=8;
TR0=0;
TR1=1;
s_flag=0;
}
}
}
void display(void)
{
if(flag==1)// 开始键按下 , 开始计时抢答
{
if(num!=0) // 如果有人抢答 , 则显示相应的几号
{
P2=tablewe[0];
delay(2);
P0=0;
P2=0XFF;
}
else// 否则没人抢答 , 则前面不显示几号
{
P0=0;
P2=0XFF;
}
P0=tabledu[s/10];// 下面为显示抢答倒计时
P2=tablewe[2];
delay(2);
P0=0;
P2=0XFF;
P0=tabledu[s%10];
P2=tablewe[3];
delay(2);
P2=0XFF;
P0=0;
}
else // 如果开始键没有按下 , 则显示 F FF( 若有违规者 , 则显示违规号码及 FF) 或时间调整{
if(fall_flag==1)// 违规显示
{
if(num!=0)
{
P0=tabledu[num]; // 显示几号违规了
P2=tablewe[0];
delay(2);
P0=0;
P2=0XFF;
P0=tabledu[15];// 下面显示 FF, 表示违规了
P2=tablewe[2];
delay(2);
P0=0;// 消隐
P2=0XFF;
P0=tabledu[15];
P2=tablewe[3];
delay(2);
P0=0;
P2=0XFF;
}
else
{
P0=0;
P2=0XFF;
}
}
else// 没有人违规才显示调整时间
{
if(K_startcountflag==1)
{
P0=0X6D;// 第一位数码管显示 "5(S)"(表示抢答时间调整)
P2=tablewe[0];
delay(2);
P0=0;
P2=0XFF;
P0=tabledu[time/10]; //下面显示调整的抢答时间
P2=tablewe[2];
delay(2);
P0=0;
P2=0XFF;
P0=tabledu[time%10];
P2=tablewe[3];
delay(2);
P0=0;
P2=0XFF;
}
else if(K_timecountflag==1)
{
P0=0X07;// 第一位与第二位数码管合起来显示"T", 表示答题时间调整
P2=tablewe[0];
delay(2);
P0=0;
P2=0XFF;
P0=0X31;
P2=tablewe[1];
delay(2);
P0=0;
P2=0XFF;
P0=tabledu[datitime/10];
P2=tablewe[2];
delay(2);
P2=0XFF;
P0=tabledu[datitime%10];
P2=tablewe[3];
delay(2);
P0=0;
P2=0XFF;
}
else// 否则显示 F FF
{
P0=tabledu[15];
P2=tablewe[0];
delay(2);
P0=0;
P0=tabledu[15];
P2=tablewe[2];
delay(2);
P0=0;// 消隐
P2=0XFF;
P0=tabledu[15];
P2=tablewe[3];
delay(2);
P0=0;
P2=0XFF;
}
}
}
}
void Time_Scan(void)// 调整时间键扫描
{
if(K_startcount==0)// 抢答时间调整
{
delay(10);
if(K_startcount==0)
{
while(!K_startcount);
time++;
if(time==50)
{
time=20;
}
K_startcountflag=1;// 将抢答时间标志位置1
K_timecountflag=0;// 同时关闭答题时间标志位}
if(K_timecount==0)// 答题时间调整
{
delay(10);
if(K_timecount==0)
{
while(!K_timecount);
datitime++;
if(datitime==60)
{
datitime=30;
}
K_timecountflag=1;
K_startcountflag=0;
}
}
}
void main(void)
{
T0_Init();
while(1)
{
Key_Scan();// 开始键扫描
if((flag==0)&(s_flag==1))// 当开始键没按下及没有人违规时才可进行时间调整
{
Time_Scan();
}
if((flag==1)&(s_flag==0))// 当开始键按下及有人抢答才进行开始回答计时倒计时
{
if(K_Time==0)
{
delay(10);
if(K_Time==0)
{
while(!K_Time);
s=datitime;
TR0=1;
tt=0;
TR1=1;
}
}
}
if((flag==0)&(s_flag==1))// 违规
Scan();
if(num!=0)// 开始键没有按下时 , 有人按下了抢答器 , 则置违规标志位
{
fall_flag=1;
rled=0;
}
}
if((flag==1)&(s_flag==1))// 如果开始键按下且抢答键没有人按下, 则进行八路抢答键扫描
{
Scan();
}
display();// 显示到数码管上
}
}
void timer0(void) interrupt 1
{
TH0=(65536-2000)/256;//2ms
TL0=(65536-2000)%256;
if(b_flag)// 开始 (START)键按下 , 嘟一声 ( 长 1 秒), 表示开始抢答
{
beep=~beep;
}
else
beep=1;
if(s<5)// 抢答时间快到报警 , 隔 1 秒响一声且红灯闪烁 , 响三声
{
if(s%2==0)
{
b_flag=1;
rled=0;
}
else
{
b_flag=0;
rled=1;
}
}
tt++;
if(tt==500)//1 秒
{
tt=0;
s--;
b_flag=0; // 关闭开始键按下响一秒的嘟声
{
s=20;
TR0=0;
flag=0;// 显示FFF
s_flag=1;
num=0;
rled=1;
}
}
}
void timer1(void) interrupt 3// 定时器 1 处理有人按下抢答器嘟一声( 长 1 秒 ) {
TH1=(65536-2000)/256;
TL1=(65536-2000)%256;
beep=~beep;
t1++;
if(t1==500)
{
t1=0;
TR1=0;
}
}
5软件仿真调试
在软件硬件都已连接设计好以后，我们需要用Keil 、preoteus软件对其进行仿真调试。软件调试是通过对程序的编译、连接、执行来发现程序中
存在的语法错误与逻辑错误并加以排除纠正的过程。
图5.1 keil调试结果图
Keil 、preoteus联调效果图
单片机课程设计专业电气工程及其自动化 指导教师 学生颜良堂 学号B16 题目8 位竞赛抢答器的设计 2013 年 12 月 25 日
目录 一、设计任务与要求. (3) 二、方案设计与论证 (3) 方案一： (3) 方案二： (4) 三、单元电路的设计 (4) 芯片的选择及工作原理 (4) 系统的硬件构成及功能 (4) 四、软件的设计 (5) 主程序流程图 (6) 主程序 (6) 子程序 (7) 1、开始、复位程序 (7) 2、中断程序 . (8) 3、选手键盘扫描程序. (9) 4、数码管显示程序.12 5、抢答时间设计程序.13 6、延时子程序.13 五、仿真与调试. (14) 抢答器调试结果. (14) 六、结论与心得 (16) 附件 1：电路图 (16) 附件 2：源程序 (17) 附、参考文献? (24)
一、设计任务与要求 以单片机为核心，设计一个8 位竞赛抢答器：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。 设置一个系统清除和抢答控制开关S，开关由主持人控制。 抢答器具有锁存与显示功能。即选手按按钮，锁存相应的编号，并在优先抢答选手 的编号一直保持到主持人将系统清除为止。 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，同时扬声器发出短暂的声响，声 响持续的时间为左右。 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。 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。 通过键盘改变抢答的时间，原理与闹钟时间的设定相同，将定时时间的变量置为全局 变量后，通过键盘扫描程序使每按下一次按键，时间加1（超过30 时置 0 ）。同时单片机不断进行按键扫描，当参赛选手的按键按下时，用于产生时钟信号的定时计数器停 止计数，同时将选手编号（按键号）和抢答时间分别显示在LED 上。 二、方案设计与论证 方案一：
设计总结 1、设计思路是整个设计的灵魂拿下每个课题能有一个非常清晰的设计思路是至关重要的。只有对课题的充分理解，对各种器件的熟练掌握，勾画出基本的设计图是成功的关键，必须多花时间在设计上才能为后续工作提，供更扎实的基础。翻阅各种资料，上网查询填补所需知识的空白是必要的。 2、焊接制作必须精益求精焊接必须精益求精，一丝不苟，一点的差错都可能导致实验结果错误，因此必须准确无误还要工整，这样才能在调试中能比较轻松进行，也是整个电路可看性更好。 3、调试调试工作是个精细工作。在调试过程中，有些问题是芯片本身损坏引起的，也有些是因为焊接问题引起的等因此排查过程需要特别有耐心，通过对芯片功能的检验，对焊点的检查最后检查出问题所在。当最后解决问题时，电路的正确是非常振奋，也很有成就感和满足感。 4、建议设计的作品主要是用cd4511 系列集成芯片来完成的，在焊接的过程中由于芯片的引脚过多，布线工作不是很方便。有时候还因为某一跟线没有焊牢，造成电路的不稳定，这些都是有待改进的。 5、不足实验效率低，焊接水平不足导致电路稳定性不高，布线比较混乱，这些都有待提高。总之，在设计过程中学到了许多。作为现代的大学生，如果仅停留在以往的层次上，是远远跟不上时代的步伐，也无法使自己立足在竞争如此激烈的社会里，通过此次实习，看到了自己的水平和差距，学要在今后的学习中又进一步的提高。 心得体会 通过本次课程设计，把我们在课堂上学到的数字电路知识运用到实际当中。如各种常见芯片的功能，各种组合逻辑电路和时序逻辑电路的设计，在此次设计中，当然也遇到了许多问题，毕竟这是第一次设计一个很实际的硬件的器件。在进行一个综合性的硬件设计时，要全面考虑问题，如想用其他信号来控制一个信号，就要考虑到和这个信号直接或间接关系的信号，必须是最重要相关的信号，然后用真值表来解决他们的关系，通过门电路来实现。这一个星期的课程设计，让我真正理解了书本上知识，也让我知道我们课本上的知识在实际中怎么应用，理论联系实际，。通过此次设计，我对理论知识的学习有了很大的兴趣，现在我可以主动的去学习，我明白自己该学习那个方面，重点是什么。我也掌握的了在理论中遇到问题，应该怎样去解决，在实际中遇到迷团应该怎样去检查调试。虽然最后我没调试出我们想要的结果，但是经过这次课程设计让我们更巩固了我们的专业知识和焊接技能。在这次设计过程中还了解到在设计的时候不仅是设计好，更重要的是想方设法在功能实现的同时降低成本。
基于proteus仿真的8位竞赛抢答器的设计 【摘要】本系统是在protues上进行仿真实现8位竞赛抢答器系统。该抢答器选用当前的主流芯片AT89C51作为核心，通过外围的接口实现抢答功能。利用单片机的定时器/计数器定时和计数功能，用按键通过开关电路输入各路的抢答信号，经单片机的处理，输出控制信号，通过软、硬件的结合，从而实现单片机控制的抢答器系统。 【关键词】8位竞赛抢答器；AT89C51；存储模块、显示模块、抢答开关模块 0.引言 随着经济和文化事业发展的需要，在很多公开竞争的场合要求有公共的竞争裁决，诸如证券、股票交易及各种竞赛抢答，因此抢答器应运而生。抢答器一般是由很多电路组成的，线路复杂，可靠性不高，功能也相对比较简单，特别是当抢答要求的路数较多的情况下，实现起来会很困难。因此，设计一个易于使用和区分的抢答器成了非常迫切的任务。 单片机以其功耗小、智能化著称，所以我们设计了以AT89C51单片机为核心的新型智能抢答器，在保留抢答器的基本功能的同时又增加的数码管显示电路使本抢答器系统具有使用性强、判断精确、操作简单、扩展功能强等优点。因此。可以广泛应用于各种知识竞赛、文艺活动等场合。 1.基本功能介绍 （1）主持人通过设置一个开关，用来控制系统的清零（编号显示数码管灭灯）和抢答器的开始。 （2）抢答器具有数据锁存和显示的功能。抢答开始后，若有选手按动抢答器按钮，编号立即锁存，并在LED数码上显示选手的编号，同时扬声器给出音响提示。 （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）。且参加选手在设定的时间内抢答，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，却没有选手抢答时，本次抢答无效，系统短暂报警，并封锁输入电路，禁止选手超时后抢答，时间显示器上显示00。 （4）选手如果在主持人按开始键之前违规抢答，系统报警，LED显示违规选手号码和FF，直到主持人按下停止键。 2.硬件电路设计
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)
《数字电子技术》课程设计报告 8路智力抢答器 设计与制作 设计要求： 1、可同时供8名选手或8个代表队参加比赛； 2、主持人控制系统的清零（编号显示数码管灭灯）和抢答 的开始； 3、抢答器具有数据锁存和显示的功能； 4、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； 5、具有报警功能。 成绩：评阅人： XX科技学院理学院
8路智力抢答器 设计与制作 8路智力抢答器是一种用数字电路技术实现由主持人控制、定时抢答、报警功能的装置。他是在规定的时间内进行抢答。一旦有人抢答，显示器上会同时显示抢答时间和抢答选手号码。当超出规定时间时，即使抢答，不会显示选手号码。 8路智力抢答器包括组合逻辑电路和时序电路。通过此次设计与制作，进一步的了解各种在制作中用到的中小规模集成电路的作用及实用方法.且由于8路智力抢答器包括组合逻辑电路和时叙电路.通过它可以进一步学习与掌握各种组合逻辑电路与时序电路的原理与使用方法。 一、设计要求 （一）设计指标 1、计一个智力竞赛抢答器，可同时供8名选手或8个代表队参加比赛，他们的编号分别是0、1、 2、 3、 4、 5、 6、7，各用一个抢答按钮，按钮的编号与选手的编号相对应，分别是S0——S7。 2、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。 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，编号立即锁存，并在LED数码管行显示出选手的编号，
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零为止。 4、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30s）。当节目主持人启动“开始”键后，要求定时器立即减计时，并用显示器显示，同时扬声器发出短暂的声响。 5、参赛选手在设定的时间内抢答，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。 6、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，系统短暂报警，并封锁输入电路，禁止选手超时后抢答，时间显示器上显示00。 （二）设计要求 1、画出电路原理图（或仿真电路图）； 2、元器件及参数选择； 3、电路仿真与调试； （三）制作要求自行装配和调试，并能发现问题和解决问题。 （四）编写设计报告写出设计与制作的全过程，附上有关资料和图纸，有心得体会。 二、原理框图 抢答器系统原理框图如下所示。它由主体电路和扩展电路两部分组成，主体电路完成基本抢答后，选手按动抢答键时，能显示选手的编号，同时能封锁输入电路，禁止其他选手抢答，扩展电路完成定时
湖北经济学院 数字电子技术课程设计报告 课题名称：数字电子技术课程设计指导教师： 学生班级： 学生姓名： 学号： 学生院系： 2012年4月
设计任务 一、基本功能 1、设计一个智力竞赛抢答器，可同时供8名选手或8个代表队参加比赛，分别用八个抢答按钮So、S1、S 2、S 3、S 4、S 5、S 6、S7表示。 2、设置一个由主持人控制的控制开关，用来控制系统清零和抢答。 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，编号立即锁存，并在LED数码管上显示出选手的编号，同时蜂鸣器给出音响提示。此外，要封锁输入电路，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零为止。 二、扩展功能 1、抢答器具有定时抢答的功能，抢答时间为30秒。当节目主持人启动“开始”键后，要求定时器立即减计时，并用显示器显示，同时扬声器发出声响，声响持续时间为0.5秒左右。 2、参赛选手在设定的时间内抢答，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。 3、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，系统短暂报警，并封锁输入电路，禁止选手超时后抢答，时间显示器上显示00。
设计报告 一、设计目的 1、学习数字电路中的优先编码器，锁存器，计数器，时序控制电路，多谐振荡器等单元电路的综合运用。 2、掌握各芯片的逻辑功能及使用方法。 3、了解面包板结构及其接线方法。 4、了解数字抢答器的组成及工作原理。 5、熟悉数字抢答器的设计与制作。 二、设计步骤 1、画出原理框； 2、根据原理框图，把框图中每个部分电路设计出来，画出电路图； 3、仿真调试； 4、搜集元器件； 5、搭建电路，实现功能。 三、具体设计过程 1、画出原理框图
数字电子技术课程设计 题目: 八路智力竞赛抢答器设计 姓名: 专业: 电子科学与技术 班级: 122班
学号: 指导教师: 20 年月日 安徽科技学院理学院
八路智力竞赛抢答器设计 一、课程设计题目（与实习目的） （一）、题目：八路智力竞赛抢答器设计 （二）、实习目的： 1．进一步掌握数字电路课程所学的理论知识。 2．熟悉几种常用集成数字芯片的功能和应用，并掌握其工作原理，进一步学会使用其进行电路设计。 3．了解数字系统设计的基本思想和方法，学会科学分析和解决问题。 4．培养认真严谨的工作作风和实事求是的工作态度。 5．数点课程实验是大学中为我们提供的唯一一次动手实践的机会，增强动手实践的能力。 二、任务和要求 实现抢答器的方法很多，如EPROM编程、RAM编程、单板机、单片机等，都可以组成抢答器系统。 （1）抢答器设计要求 设计一个抢答器，基本要求： 1. 抢答器可以实现基本抢答；可同时供8名选手或8个代表队参加比赛，他们 的编号分别是0、1、2、3、4、5、6、7，各用一个抢答按钮，按钮的编号与 选手的编号相对应，分别是S0、S1、S2、S3、S4、S5、S6、S7。 2．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。 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，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零为止。 三、总体方案的选择 （1）总体方案的设计 针对题目设计要求，经过分析与思考，拟定以下二种方案： 方案一：该方案是将抢答按钮先直接与锁存器而不是优先编码器相连，将最先抢答的选手的编号锁定，再依次经过优先编码器、译码器和七段显示器，最后显示的是抢答选手的编号，经过优先编码器后的信号到单稳态触发器，单稳态触发器又与报警电路直接连接，所以显示编号的同时可以发出报警信号。另外由主持人控制开关和其他部分电路通过门电路实现对抢答电路、定时电路和报警部分电路的控制。 主体框图如下：
电子课程设计报告4511型八路数显抢答器 学生姓名： 专业： 班级： 学号： 指导教师： 同组成员： 时间：
第一章绪论 1.1关于4511型数显抢答器 八路智能抢答器主要由数字优先编码电路、锁存/译码/驱动电路于一体的CD4511集成电路、数码显示电路和报警电路组成。优先编码电路、C D4511集成电路将参赛队的输入信号在数码显示管上输出，用报警电路对时间进行严格控制，这样就构成了八路智能抢答器电路。 八路数字抢答器电路包括抢答，编码，优先，锁存，数显，复位及抢答键。抢答器数字优先编码电路由D1-D12组成，实现数字的编码。CD4511是一块含BCD-7段锁存/译码/驱动电路于一体的集成电路。抢答器报警电路由NE555接成音多谐振荡器构成。抢答器数码显示电路由数码管组成，输入的BCD码自动地由 CD4511内部电路译码成十进制数在数码管上显示。 1.2 选题的目的和意义 通过这次课程设计,让我了解到了八路智能抢答器的结构组成和工作原理，同时了解焊接的方法和技巧。 1.3 课题研究的内容 八路智能抢答器是采用了CD4511集成芯片来实现功能要求的，在抢答过程中，每个选手都有一个抢答按钮。在主持人按下复位键宣布抢答开始的时候，选手就开始进行抢答，在指定时间内选手进行抢答，数码显示屏上会显示最先抢答选手的编号。如果主持人没有按下开始键而选手就抢答视为犯规，数码显示屏显示犯规者的编号，扬声器持续发生。主持人可按复位键，新一轮抢答开始。
第2章抢答器的系统概述 2.1 系统的主要功能简介 4511型八路数显抢答器的主要功能有如下三点： 1. 可同时供8名选手参加比赛，其相应的编码分别是0、1、2、3、4、5、6、7，各用一个抢答按钮，按钮的编号与选手的编号相对应。 2.给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。 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，编号立即锁存，并在LED数码管上显示出选手的编号。 2.2 抢答器的工作过程 1、开始上电之后，主持人按复位键，抢答开始。如有选手按下抢答键，报警电路会发出讯响声，并且数码显示电路上会显示成功抢答的选手的编号。 2、当有选手抢答成功之后，系统就进行了优先锁存，其他抢答选手抢答无效。 3、如果主持人未按下复位键，而有人按了抢答按键，此次抢答无效，只有当主持人按下了复位键，选手才能进行顺利抢答。 总而言之，本课题利用简单逻辑数字电路设计了智能抢答器，该抢答器具有基本的强大功能，提高了系统的可靠性、简化了电路结构、节约了成本，但是此抢答器功能还不够强大，还有很多功能无法实现，需要我们继续学习和研究。
郑州电力职业技术学院毕业生设计 题目：八人抢答器课程设计 系别：电力工程系 专业：供用电技术 班级：09供电三班 学号： 姓名：张华永 设计成绩指导教师赤娜 答辩成绩主答辩教师 综合成绩答辩委员会主任 目录 一引言 (4) 1.1 设计要求 (4) 1.2 功能要求 (4) 1.3 功能介
绍 (4) 二方案设计与论证 (4) 2.1 各部分电路简述 (4) 2.2 设计方案简述 (5) 三系统分析与设计 (5) 3.1 抢答器电路设计与相关元器件 (5) 3.2 定时电路设计与相关元器件 (7) 3.3 报警电路设计与相关元器件 (9) 3.4 时序电路与相关元器件 (9) 3.5 智力抢答器电路原理图 (10)
3.6 元器件清单 (11) 设计总结体会 (13) 参考文献 (14) 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。人们对它的认识也逐步加深。人们也利用了电子技术以及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。抢答器是竞赛问题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LED显示器显示出来，同时还要封锁电路以防其他选手再抢答。当选手答题完成后，主持人将系统恢复至零。 关键词：抢答；计时；锁存 一引言 （一）设计要求 1.设计一个智力抢答器,可同时供8名选手或8个代表队参加比赛. 他们的编号分别是1、2、3、4、5、6、7、8，各用一个抢答按钮，按钮的编号与选手的编号相对应，分别是S0、S1、S2、S3、S4、S5、S6、S7。
数字电子技术课程设计 题目:八路智力竞赛抢答器设计 姓名: 专业:电子科学与技术 班级: 122班
学号: 指导教师: 20 年月日 安徽科技学院理学院
八路智力竞赛抢答器设计 一、课程设计题目（与实习目的） （一）、题目：八路智力竞赛抢答器设计 （二）、实习目的： 1．进一步掌握数字电路课程所学的理论知识。 2．熟悉几种常用集成数字芯片的功能和应用，并掌握其工作原理，进一步学会使用其进行电路设计。 3．了解数字系统设计的基本思想和方法，学会科学分析和解决问题。 4．培养认真严谨的工作作风和实事求是的工作态度。 5．数点课程实验是大学中为我们提供的唯一一次动手实践的机会，增强动手实践的能力。 二、任务和要求 实现抢答器的方法很多，如EPROM编程、RAM编程、单板机、单片机等，都可以组成抢答器系统。 （1）抢答器设计要求 设计一个抢答器，基本要求： 1. 抢答器可以实现基本抢答；可同时供8名选手或8个代表队参加比赛，他们 的编号分别是0、1、2、3、4、5、6、7，各用一个抢答按钮，按钮的编号与 选手的编号相对应，分别是S0、S1、S2、S3、S4、S5、S6、S7。 2．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。 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，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零为止。 三、总体方案的选择 （1）总体方案的设计 针对题目设计要求，经过分析与思考，拟定以下二种方案： 方案一：该方案是将抢答按钮先直接与锁存器而不是优先编码器相连，将最先抢答的选手的编号锁定，再依次经过优先编码器、译码器和七段显示器，最后显示的是抢答选手的编号，经过优先编码器后的信号到单稳态触发器，单稳态触发器又与报警电路直接连接，所以显示编号的同时可以发出报警信号。另外由主持人控制开关和其他部分电路通过门电路实现对抢答电路、定时电路和报警部分电路的控制。 主体框图如下：
八位智力抢答器的设计与制作开题报告 一、开题报告背景和意义 智力竞赛是一种能锻炼人的头脑开发人的IQ的一种大众化游戏，也起到娱乐的作用。现在智力竞赛越来越被多数人喜爱和娱乐，像中央卫视的三星智力快车、金苹果、幸运50等等多档智力竞赛节目都拥有大批的忠实观众。而且国内外各地电视台、工厂、学校等单位也会常常举办类似的智力竞赛活动，然而智力竞赛抢答器是必要设备。 在有些地方举行的各种智力竞赛游戏中我们经常看到有抢答的环节，举办方大多数采用让选手通过举答题板的方法或者是举手的方式判断选手的答题权，这在某种程度上会因为主持人的主观误断造成比赛的不公平性。所以，我们就需要一种具备自动锁存，置位，清零等功能智能抢答器来解决这些问题。 二、开题报告任务的主要内容 1．设计一个智力抢答器，可同时供多名选手参加比赛，对应多个抢答按钮。 2．主持人设置一个控制开关，用来控制系统得清零（显示数码灭）和抢答开始。 3．抢答器具有数据锁存功能，抢答开始后，若有选手抢答，编号立即锁存，LED 显示选手编号。同时扬声器给出音响提示，此外，要封锁输入电路。 4．（扩展功能）定时抢答，主持人设定时间，启动开始后，定时器立即减计时，并用显示器显示。 5．参赛选手在设定的时间内抢答，抢答有效，定时器停止工作，显示选手编号和抢答时刻的时间，并保持到主持人将系统清零为止。 6．如果定时抢答的时间已到，却没有选手抢答，本次抢答无效，并封锁输入电路，报警，禁止超时抢答。 三、已具备条件 熟练protell99se软件的使用，已学过模拟电子技术、数字电子技术和电路基本知识等课程。还有电子元对基本电路的简单设计，器件的选型、安装、焊接与调试。
目录 1. 原理分析（by 张潇） (2) 1.1 设计任务 (2) 1.2 性能指标 (2) 1.3 工作原理 (2) 2. 方案选择（by 张潇） (3) 2.1 方案设定 (3) 2.2 方案比较 (3) 2.3 方案选择 (3) 3. 电路原理图绘制及仿真（by 王倩） (3) 3.1 所需元器件型号及数量 (3) 3.2 电路原理图 (4) 3.3 电路仿真结果 (5) 4. Pcb图绘制（by 朱文广） (5) 4.1 pcb绘制步骤 (5) 4.2 pcb绘制原则 (5) 4.3 8路抢答器pcb图 (7) 5. 综合调试（by 朱文广） (7) 5.1 软件调试 (7) 5.2 硬件调试 (9) 6. 总结（by 王倩） (10) 附录1：电路仿真图 (11) 附录2: 8路抢答器完整程序 (12)
1.1 设计任务 以单片机为核心，设计一个8位竞赛抢答器，同时供8名选手或8个代表队比赛。 设置一个系统清除和抢答控制开关S，开关由主持人控制。 抢答器具有锁存与显示功能。即选手按按钮，锁存相应的编号，并在优先抢答选手的编号一直保持到主持人将系统清除为止。 抢答器具有定时抢答功能，且一次抢答的时间可由主持人设定。 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。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。 1.2 性能指标 电源电压：直流5V±10% 选手组数：2-8组 初始抢答倒计时：20s 初始回答倒计时：30s 倒计时范围：1-99s可设 倒计时提示时间：最后5s 1.3 工作原理 八路数字抢答器原理框图如图1所示，其工作原理为：接通电源后，主持人未按下开始抢答，抢答器处于禁止状态，数码管显示“----”；主持人宣布“开始”同时按下开始抢答按键，抢答倒计时开始计时，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，回答倒计时开始计时、禁止二次抢答、数码管显示抢答选手编号以及回答剩余时间。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。 图1 八路抢答器原理框图
系别：电子工程系 班级：电子101 学号：23 姓名：李光杰 指导老师：佘明辉2011年6月23日星期四
八路智力竞赛抢答器设计 一．实验目的 掌握抢答器的工作原理及其设计方法。 学会用Multisim8软件操作实验内容。 掌握设计性试验的实验方法 二．实验要求 八路智力竞赛抢答器功能要求： 基本功能： 1．设计一个智力竞赛抢答器，可同时供8名选手或8个代表队参加比赛，他们的编号分别是0、1、2、3、4、5、6、7，各用一个抢答按钮，按钮的编号与选手的编号相对应，分别是S0、S1、S2、S3、S4、S5、S6、S7。 2．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。 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，编号立即锁存，并在LED数码管上显示出选手的编号。此外，要封锁输入电路，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零为止。 扩展功能： 1．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。当节目支持人按下“开始”按钮后，要求定时器立即倒计时，并在显示器上显示。 2．参赛选手在设定的时间内抢答，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。 3．如果定时抢答的时间已到，却没有选手抢答，则本次抢答无效，系统封锁输入电路，禁止选手超时后抢答，时间显示器上显示00. 三．实验原理 根据对功能要求的简要分析，将定时抢答器电路分为主题电路和扩展电路两部分。主体电路完成基本的抢答功能，即开始抢答后，当选手按动抢答器按钮
电子工艺实习报告 1.实验内容： 学习电子工艺理论，包括焊接技术、常用器件和八路抢答器原理等等； 在练习板上进行焊接练习，包括至少四十个电阻（包括立式和卧式）、四十根导线（包括硬线和软线）；根据所学内容和所给材料焊接八路抢答器并验收。 2.实验目的： 初步了解和学习电子工艺的相关知识理论，通过实际焊接提高动手能力，加深对知识的理解，为以后的专业学习打好基础。 3.焊接技术： ·电烙铁分为外热式、内热式、恒温式和吸锡器电烙铁，握法分为正握法、反握法、握笔法三种。镀锡防止氧化，使用后保持电烙铁清洁挂 锡，以防再次加热时出现氧化。 ·焊料：易熔的金属合金又称焊锡丝，特点是熔点比被焊物的熔点低，450度以上称硬焊料，450度以下称软焊料。作用是将被焊物连接在 一起。 ·焊剂包括松香、焊油、镪水等，作用是清除被焊物表面氧化物及杂质，保证焊锡及被焊物之间发生合金反应。 ·焊接工艺要求：焊接的机械强度要足够；焊接可靠，保证导电性能良好；焊点表面要光滑清洁，不能出现焊点表面粗糙、拉尖、毛刺等现 象。 ·操作要领：焊接时烙铁与引线、印制板、铜箔之间的接触位置关系； 焊接的温度和时间要掌握好；焊接时被焊物要固定；焊料使用要适量，将焊锡丝和电烙铁同时作用于被焊物两端，当焊料的扩散范围达到要 求后，迅速拿开烙铁和焊锡丝，拿开焊锡丝的时间不得迟于拿开烙铁 的时间；焊点重焊时必须与上次的焊锡一同溶化，并溶为一体时才能 把电烙铁移开；剪掉多余引线。 ·拆焊：依据情况分为用烙铁直接解焊、采用专用工具、采用吸锡烙铁或吸锡器、利用铜丝编织的屏蔽线电缆或较粗的多股导线用为吸锡材 料等方法。 4.对元器件焊接要求： 遵循先小后大，先低后高，先轻后重，先内后外的原则；电阻标记方向一致、高低一致；电容标记方向要容易看，先焊无极性电容再焊有极性的；二极管正负极性一致、高低一致；集成芯片先弄清引脚顺序，再焊对角然后依次从左到右从上到下焊起，时间不超过3秒。 5.元器件的装配工艺及绘制电路板图： ·元器件的插装方法分为卧式和立式； ·布局布线：布置均匀，密度一致，横平竖直，不许斜排或交叉重排，避免相互干扰； ·上下级输出输入要紧接。 6.工业生产焊接技术：包括浸焊、波峰焊、再流焊。 7.焊接技术的发展。 8.元器件介绍：
单片机课程设计报告 题目：电子抢答器系统设计 学院：电气信息学院 专业：通信工程 姓名： 学号： 指导老师：孙晓玲 一、设计任务 设计一个八路的电子抢答器系统，实现功能为：可供8个选手使用，可显示30s 倒计时，并可显示出抢到的选手号，并伴有提示音。 要求：(1)设计出硬件电路； (2)设计出软件编程方法，并写出源代码； (3)用PROTEUS进行仿真； 二、方案设计 1.设置一个定时开关，开关按下后开始30s倒计时，在定时开关按下之前进行抢答无效，使用两位数码管显示倒计时。 2.在30s内，等待八个按钮中任意一个按下，按下后使用一位数码管显示按下的选手号，同时蜂鸣器发出响声。 3.一旦有选手按下后，其他选手再按下均无效，同时30s倒计时停止计时，等待复位信号。 三、硬件设计 （一）选用AT89C51单片机芯片 单片机（SCM）是单片微型计算机（Single Chip Microcomputer）的简称。它是把中央处理器CPU、随机存储器RAM、只读存储器ROM、I/O接口电路、定时/计数器以及输入输出适配器都集成在一块芯片上，构成一个完整的微型计算机。它的最大优点是体积小，可放在仪表内部。但存储量小，输入输出适配器简单，功能较低。目前，单片机在民用和工业测控领域得到最广泛的应用，早已深深地融入人们的生活中。 简单的说，用单片机系统来设计抢答器，实现两组的抢答时间即使是相差几微秒，也可分辨出哪组优先答题。
P0端口（P0.0-P0.7）：P0口为一个8位漏级开路双向I/O口，每脚可吸收8TTL门电流。当P1口的管脚第一次写1时，被定义为高阻输入。P0能够用于外部程序数据存储器，它可以被定义为数据/地址的第八位。在FIASH编程时，P0 口作为原码输入口，当FIASH进行校验时，P0输出原码，此时P0外部必须被拉高。 P1端口（P1.0-P1.7）：P1口是一个内部提供上拉电阻的8位双向I/O口，P1口缓冲器能接收输出4TTL门电流。P1口管脚写入1后，被内部上拉为高电平，可用作输入，P1口被外部下拉为低电平时，将输出电流，这是由于内部上拉的缘故。在FLASH 编程和校验时，P1口作为第八位地址接收。 P2端口（P2.0-P2.7）：P2口为一个内部上拉电阻的8位双向I/O口，P2口缓冲器可接收，输出4个TTL门电流，当P2口被写“1”时，其管脚被内部上拉电阻拉高，且作为输入。并因此作为输入时，P2口的管脚被外部拉低，将输出电流。这是由于内部上拉的缘故。P2口当用于外部程序存储器或16位地址外部数据存储器进行存取时，P2口输出地址的高八位。在给出地址“1”时，它利用内部上拉优势，当对外部八位地址数据存储器进行读写时，P2口输出其特殊功能寄存器的内容。P2口在FLASH编程和校验时接收高八位地址信号和控制信号。P3端口（P3.0-P3.7）： P3口管脚是一个带有内部上拉电阻的8位的双向I/O端口，可接收输出4个TTL 门电流。当P3口写入“1”后，它们被内部上拉为高电平， 并用作输入。作为输入端时，由于外部下拉为低电平，P3口将输出电流（ILL）。（二）关键电路 1.时钟电路 一般选用石英晶体振荡器。此电路在加电大约延迟10ms后振荡器起振,在XTAL2引脚产生幅度为3V左右的正弦波时钟信号,其振荡频率主要由石英晶振的频率确定。电路中两个电容 C1,C2的作用有两个:一是帮助振荡器起振;二是对振荡器的频率进行微调。C1,C2的典型值为30PF。 单片机在工作时,由内部振荡器产生或由外直接输入的送至内部控制逻辑单元的 时钟信号的周期称为时钟周期。其大小是时钟信号频率的倒数,常用fosc表示。如时钟频率为12MHz,即fosc=12MHz,则时钟周期为1/12μs。 2.复位电路 AT89C51的复位由外部的复位电路实现。复位电路通常采用上电自动复位和按钮复位两种方式。本次设计采用按钮复位方式。 单片机的第9脚RST为硬件复位端，只要持续4个机器周期的高电平即可实现复位，硬件复位后的各状态可知寄存器以及存储器的值都恢复到了初始值。 3.数码管显示电路 本次课程设计采用了7SEG-MPX2-CC 的两位7段共阴极数码管，用来显示30s倒计时，和7SEG-MPX1-CC的一位7段共阴极数码管，用来显示抢答中的选手号码。位选端分别与P2口的第七位，第六位以及第零位相接。同时7段数码管线段通过上拉电阻接power，实现数码管的点亮。 4.报警电路 这里能利用程序来控制单片机P3.7口线反复输出高电平或低电平，即在该口线上产生一定频率的矩形波，接上扬声器就能发出一定频率的声音，再利用延时程序控制“高”“低”电平的持续时间，就能改变输出频率，从而改变音调，使扬声器发出不同的声音。 5.按钮输入电路
目录摘要 (2) 1 设计意义及要求 (3) 1.1 设计意义 (3) 1.2 设计要求 (3) 4 4 4 4 5 5 6 7 7 8 49 9 4.2 C语言源程序 (10) 5 软件仿真调试 (20) 6 总结 (21) 7 参考文献 (22)
摘要 数字技术作为当今世界上发展最快的一门科学，已被广泛地应用于计算机、自动控制、电子测量仪表、通信等各个领域。例如，在生活中，很多关于智力竞赛的电视节目的抢答环节就很好的应用了数字技术。 关于竞赛抢答器的设计，最重要的是完成当参赛选手们可以开始抢答后，每次只可能有一个人抢答成功这一功能。本实验设计中，以八位竞赛抢答器
八路竞赛抢答器设计 1 设计意义及要求 1.1 设计意义 在很多关于智力竞赛的电视节目上，经常会出现抢答环节，参赛选手们 30秒），当主持人启动“开始”键后，定时器进行减计时，同时扬声器发出短暂的声响，持续时间0.5S左右。 5.参赛选手在设定的时间内进行抢答，抢答有效，定时器工作停止，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。
2 方案设计 2.1 设计思路 2.1.1 模块化设计框架图 块集成了四个D触发器的74LS175芯片。 （3）数据编码部分的实现 编码部分是对锁存的数据进行编码，由于只有八个参赛选手，故只需要用八个不同的数字便可以代表所有的参赛选手，只要采用能对八位数据进行编码并能有八种或八种以上的输出的编码器即可达到要求。 （4）数据显示部分的实现 对于这样的一个仅需要显示数字的设计，很容易联想到使用七段数码管来
八路抢答器设计与制作 一、电路功能 1．主持人控制抢答器工作。 2．抢答有效时间为主持人按下按键后5秒内，其他时间按动抢答键无效。 3．抢答选手编号为0、1、2、3、4、5、6、7。抢答开始后，若五秒内有人抢答，则由LED数码管显示最先抢答选手编号，否则无显示。 4．抢答开始后由蜂鸣器发出5声1秒的提示音，若在5秒内有人抢答，蜂鸣器立刻停止提示音。并显示抢答选手编号。 二、电路基本参数 输入电压Vcc=5v 三、电路原理框图 图3-1 八路抢答器组成电路 四、设计要求 5．有八个抢答按键，一个主持人控制按键。 6．抢答有效时间为主持人按下按键后5秒内，其他时间按动抢答键无效。 7．抢答选手编号为0、1、2、3、4、5、6、7。抢答开始后，若五秒内有人抢答，则由LED数码管显示最先抢答选手编号，否则无显示。 8．抢答开始后由蜂鸣器发出5声1秒的提示音，若在5秒内有人抢答，蜂鸣器立刻停止提示音。
五、 电路原理图及工作原理介绍 电路原理图如图2-1所示。 图2-1八路抢答器原理图 图中70K K -为8个抢答按键。74LS148为8线/3线优先编码器，其逻辑功能如表2-1所示。8路输入信号70D D -以及编码输出信号70A A -均为负逻辑。EI 为使能控制端，低电平有效，当EI=0时，正常编码，否则所有输出端均为高电平。当EI=0时，且70D D -有输出时，0s =G ，否则1s =G ，可见GS 为低电平时74LS148正常编码且有输入。当EI=0时，且70D D -无输入时，EO=0,可见EO 为低电平时表示74LS148正常编码且无输入。 74LS279为4RS 触发器，输入信号低电平有效。其中，第一和第三RS 触发器有两个置1端。看8K 为主持人控制键，按下8K 将第一至第三RS 触发器复位，将第四RS 触发器置1。在正常抢答期间，74LS279作为锁存器，将编码输出70A A -和GS 锁存，其中02A A -反相输出，从而将负逻辑编码变为正逻辑，GS 同相输出。最后，编码信号经7段显示译码器74LS48译码由LED 显示抢答选手编号。74LS48内部有2K 上拉电阻，可直接驱动共阴LED ，不需要串联限流电阻。 由555定时器构成多谐振荡电路，震荡周期S C R R T 1)(7.011110≈+=,占空比 %7.66211 1011 10≈++= R R R R D 。该信号既是倒计数电路的时钟脉冲，又是蜂鸣器的发声的 定时脉冲。由74LS192构成5秒倒计时电路。主持人按下8K 时，计数器置为6，然后开始倒计数，经6个脉冲后，计数值为0，以后保持0不变，除非主持人再次按下8K 置数，因为计数器最高输出D Q 端与异步清零端CLR 相连，当计数器为0时若继续倒计数，则D Q =1，使计数器清零。 主持人按下按键8K 复位后，计数器输出为6，前5个计数脉冲到来后，计数器输出分别为5、4、3、2、1，或门1G 输出高电平，若无人抢答，则与非门2G 打开，时钟
《数字电子技术基础》课程设计题目：八路抢答器
一、计设计任务及要求： 1.设计多路竞赛抢答器 2.抢答器至少控制6 人抢答； 3.设置一个主持人控制开关，控制抢答器的开始与清零； 4.抢答器具有锁存和显示第一个抢答者的编号，并禁止其他人抢答的功能； 5.具有30 秒倒计时显示抢答的时间控制，时间到禁止所有人抢答； 二、方案设计及论证： 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。设置一个系统清除和抢答控制开关S，该开关由老师控制。抢答器具有锁存与显示功能。 即学生按动按钮，锁存相应的编号，并在LED数码管上显示。学生抢答实行优先锁存，优先抢答学生的编号一直保持到老师将系统清除为止。抢答器具有定时抢答功能，且一次抢答的时间由老师设定（如30秒）。当老师启动"开始"键后，定时器进行减计时。学生在设定的时间内进行抢答，抢答有效，定时器停止工作，显示器上显示学生的编号和抢答的时间，并保持到老师将系统清除为止。如果定时时间已到，无人抢答，本次抢答无效，系统禁止抢答，定时显示器上显示00。 设计方案简述 1.定时抢答器的总体框图如下图所示，它由主体电路和扩展电路两部分组成。 主体电路完成基本的抢答功能，即开始抢答后，当学生按动抢答键时，能显示学生的编号，同时能封锁输入电路，禁止其他选手抢答，扩展电路完成定时抢答的功能。 2.定时抢答器的工作过程是：接通电源时，老师将开关置于“消除”位置，抢 答器处于禁止工作状态，编号显示器灭灯，定时器倒计时，当定时时间到，却没有学生抢答时，系统报警，并封锁输入电路，禁止学生超时后抢答。当学生在定时时间内按动抢答键时，抢答器要完成以下四项工作：优先编码电路立即分辨出抢答者的编号，并由锁存器进行锁存，然后由译码显示电路显示编号；控制电路要对输入编码电路进行封锁，避免其他学生再次进行抢答；控制电路要使定时器停止工作，时间显示器上显示剩余的抢答时间，并保持到老师将系统消零为止，当学生将问题回答完毕，老师操作控制开关，使系统回复到禁止工作状态，以便进行下一轮抢答。
课程设计报告 课程名称：单片机课程设计 报告题目：8位竞赛抢答器的设计学生姓名： 所在学院：信息科学与工程学院专业班级： 学生学号： 指导教师： 2013 年12月25日
课程设计任务书
摘要 抢答器作为一种工具，已广泛应用于各种智力和知识竞赛场合。但抢答器的使用频率较低，且有的要么制作复杂，要么可靠性低。作为一个单位，如果专门购一台抢答器虽然在经济上可以承受，但每年使用的次数极少，往往因长期存放使（电子器件的）抢答器损坏，再购置的麻烦和及时性就会影响活动的开展，因此设计了本抢答器。 本设计是以八路抢答为基本理念。考虑到依需设定限时回答的功能，利用AT89C52单片机及外围接口实现的抢答系统，利用单片机的定时器/计数器定时和记数的原理，将软、硬件有机地结合起来，使得系统能够正确地进行计时，同时使数码管能够正确地显示时间。用开关做键盘输出，扬声器发生提示。同时系统能够实现：在抢答中，只有开始后抢答才有效，如果在开始抢答前抢答为无效；抢答限定时间和回答问题的时间可在1-30s设定；可以显示是哪位选手有效抢答，正确按键后有5s的音乐提示（即扬声器发出响声）；抢答时间和回答问题时间倒记时显示，满时后系统计时自动复位及主控强制复位；按键锁定，在有效状态下，按键无效非法。 关键词：89c52；电路；显示；按键
目录 一、概述 (1) 二、方案设计 (1) 三、硬件电路设计 (2) 1、抢答器的电路框图 (2) 2、单元电路 (3) 2.1、抢答器电路 (3) 2.2、时序控制电路 (3) 2.3、复位电路 (3) 3、时钟震荡电路 (3) 4、报警电路 (3) 四、软件设计 (4) 1、系统主程序 (4) 2、系统程序 (5) 五、结论与心得 (10) 六、参考文献 (10)