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。
2.熟悉数字集成电路的设计和使用方法。
二、设计任务与要求
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、四人智力竞赛抢答器电路原理及设计
1、设计方案
抢答器具有锁存、定时、显示和报警功能。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。而在选手按键抢答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。抢答时间设定9秒，报警响声持续1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，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。
2、系统框图 当主持人宣布开始，定时电路开始秒脉冲电路的作用而进行倒记时，并通过译码器在显示器中显示。报警电路给出声音提示。当选手首先按某一开关键时，可通过触发锁存电路被触发并锁存，在输出端产生相应的开关电平信息，同时为防止其它开关随后触发而产生紊乱，最先产生的输出电平变化又反过来将触发电路锁定。然后在译码器中译码，将触发器输出的数据转换为数码管需要的逻辑状态。最后在显示电路中显示出所按键选手的号码。若有多个开关同时按下时，则在它们之间存在着随机竞争的问题，结果可能是它们中的任一个产生有效输出。如图1.
图1系统框图
3、方案比较
方案1：采用CD4511芯片作为抢答信号的触发、锁存和译码输出。这样虽然比较简便，但实际在实现锁存功能时比较繁琐难实现。
方案2：采用
D 触发器和译码器来完成抢答部分。虽然元件较多，但在实现锁存功能时可以简单的实现。
经过对比两方案的优缺点，决定采用抢答信号锁存简单实现的方案2。然后利用软件Multisim 来进行仿真调试，再进行逐步改进。
4、单元电路设计及元器件选择 （1）抢答电路
电路如图2所示。该电路完成两个功能：一是分辨出选手按键的先后，并锁定74LS175的功能真值表即优先抢答者的编号，同时译码显示电路显示选手编号；二是要使其他选手随后的按键操作无效。
图2 抢答电路
其工作原理为：当主持人控制开关处于“清除”时，D触发器的清零端为低电平，使D 触发器被强制清零，输入的抢答信号无效。当主持人将开关拨到“开始”时，D触发器Q非端前一状态为高电平，四个Q非端与在一起为高电平，再和抢答按键信号和借位信号与在一起给D触发器的脉冲端，当没人抢答时，抢答信号为低电平，与门U11输出端为低电平给D 触发器脉冲端，当一有人抢答时，抢答信号为高电平，并和U2的输出信号和借位信号与在一起，使得U11输出端为高电平给D触发器，于是D触发器就有一个上升沿，使得抢答信号经D触发器触发锁存再经过译码器74ls48译码，把相应的信号显示在数码管上。另外，当选手松开按键后，D触发器的Q非前一状态为低电平，与在一起后给与门U11,使得U11的输出端为低电平给D触发器，则D触发器的脉冲输入端恢复原来状态，从而使得其他选手按键的输入信号不会被接收。这就保证了抢答者的优先性及抢答电路的准确性。当选手回答完毕，主持人控制开关S是抢答电路复位，以便进行下一轮抢答。
（2）定时电路
节目主持人通过按复位键来进行抢答倒计时。如图3。定时9秒，把74LS192
对应的9，10，1，15四个端子预置为“1001”。计数器的时钟脉冲由秒脉冲电路555提供。当复位开关按下时，给74ls192一个低电平，从而开始倒计时，每来一个脉冲信号进行减计数一次。当有选手抢答或借位信号时，就使得74ls192的输入脉冲变成低电平，从而实现倒计时的停止。再按复位键时，再一次倒计时。
图3 定时电路
（3）报警电路
由74ls121和蜂鸣器构成的报警电路，但仿真中没有74ls121，因此用功能相同的MONOSTABLE VIRTUAL（后文简称A1）来代替仿真，如图4所示。其中A1的脉冲输入端是由复位信号和Q非的与信号和借位信号与在一起来提供的。当其中一个信号为低电平时，使得A1得到一个下降沿脉冲，从而使A1的Q端输出一个宽度为一秒的高电平，那么蜂鸣器就会响一秒。反之，电路停振，蜂鸣器不响。
图4 报警电路
（4）时序控制电路
时序控制电路是抢答器设计的关键，它要完成以下三项功能：
1）主持人将控制开关拨到“开始”位置时，扬声器发声，抢答电路和定时电路进入正常抢答工作状态。
图5 抢答与定时时序控制电路
2）当参赛选手按动抢答键时，扬声器发声，抢答电路和定时电路停止工作。
3）当设定的抢答时间到，无人抢答时，扬声器发声，同时抢答电路和定时电路停止工作。
根据上面的功能要求，设计的时序控制电路如图5所示。
图5中，U2与门74ls21作为抢答的控制信号；U12与门74ls11和U13与门74ls21的作用是控制时钟信号CP的放行与禁止；U11与门74ls11的作用是控制74LS175的输人脉端，U10的作用是控制74ls121的输入脉冲端。工作原理是：主持人控制开关从“清除”位置拨到“开始”位置时，74LS175的输出 Q！=1，U2输出为1，借位信号为1，则U12输出为1，使U13输出为1，则时钟信号CP能够加到74LS192的时钟输入端，定时电路进行递减计时。同时，在定时时间未到时，则“定时到信号”为1，U11和U13的输出为1，使 74LS175和74ls192处于正常工作状态，从而实现功能（1）的要求。当选手在定时时间内按动抢答键时，Q！＝0，U2输出为0，封锁 CP信号，则U12输出为0，使U13输出为0，定时器停止倒计时处于保持工作状态；同时,U11的输出为1使D触发器触发而输出信号，也使U10输出为0，给了74ls121一个上升沿，使74LS121处于工作状态给蜂鸣器一个一秒的高电平，从
图6 总电路图四、成品调试
把电路焊好后，首先是对照电路图逐一检查电路有没有漏焊，经检查发现有几个管脚没接，于是细心地接上。然后用万用表逐一检查有没有虚焊或线路断路或线路短路，但没发现有虚焊等问题。下一步就接通电源调试，但电路完全没反应，然后用电源逐个模块进行检查，发现有些管脚还没接上，于是在对照电路图细心地检查，改进后再进行接电调试，先测试脉冲的输出，正常，如图9和图10。但下一步发现倒计时是从“6”开始，然后查找74ls192的相关资料才知道其输出端不只是数字“9”才有“1001”出现，在“6”的时候也是这样（我把“1001”两边的“1”用或门或在一起作为反馈信号），所以修改电路图把74ls192的反馈信号改接到其借位信号输出端，再进行调试，这次欣喜地发现功能已经实现了，最后完善一下电路，宣告成品大功告成。
图9 555输出脉冲图1074ls121
输出脉冲
五、设计过程中的问题和解决办法
（1）在设计方案时，遇到了信号不能锁存的问题。经过查找资料，了解如何通过D触发器的输出信号来反馈回D触发器的脉冲端来进行锁存。
（2）在仿真时遇到了555不能仿真和没仿真元件74ls121的问题。通过翻阅书本了解555如何准确使用和上网搜索74ls121的代替元件来解决。
（3）当焊完电路调试时，数码管没显示。于是对照电路图来逐一检查，发现有些管脚没接上。例如数码管的接地端没接地、74ls192的CLR脚没接地等等。
六、设计成品的优点与不足
优点：元器件较少，功能满足要求
不足：
（1）在设计时，用了D触发器来进行抢答信号的筛选和锁存，在同时按下S0和S1时（其同时按下的几率较小，其可精确到微秒甚至纳秒级，但情况还是会存在的）会显示“3”，而按S2时也会显示“3”，所以显示“3”的几率大一点，但几率很小。
改良：可改用编码器和锁存器来代替D触发器。
（2）电路跳线较多，使得电路板外观不好。
改良：焊线路前应细心考虑元件的排布和线路的连接。
七、心得体会
这一课程设计使我们将课堂上的理论知识有了进步的了解，并增强了对数字电子技术这门课程的兴趣。了解了更多电子元件的工作原理，如：74LS121、74LS48、74ls192等。但同时也暴露出我在知识上掌握不足等缺点。其次在此次设计过程中由于我们频繁的使用一电子设计软件如：Multisim等，因此使我熟悉了软件的使用，同时在电脑的电子设计和绘图操作上有了进一步提高。加上在设计过程中遇到了一些问题，使得我得查找相关资料，从而增长知识的同时增强解决问题和动手的能力，锻炼我做事细心、用心、耐心的能耐。这一课程设计，使我向更高的精神和知识层次迈向一大步。所以在以后的学习生活中，我会努力学习，培养自己独立思考的能力，积极参加多种设计活动，培养自己的综合能力，从而使得自己成为一个有综合能力的人才而更加适应社会。
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
锁存器的信号置零。而不是像方案一那样使用max/min端。
对以上两个方案进行比较可以发现，两个方案均能理论上实现电路的功能，但是从实际情况看，CD4042比较少见，很难买到这个芯片，而74ls175则很常
RC同样见，比较容易买到。而在实际情况中，虽然74ls190的max/min端和0
RC只有半个周期的变化，并不能将时钟信号置零，而max/min 是借位端，当时0
有一个周期的变化，所以用max/min比较合适。宗上所述，选择第一个方案比较合理。
2、电路流程图；Array
整个电路如上图所示，主要分为两部分，一个是倒计时部分，一个是抢答电路，其中抢答器电路由锁存器电路，编码器电路，译码器电路，数码管显示电路组成，其中锁存器电路可用1khz脉冲电路作为其时钟端输入脉冲，倒计时电路由倒计时芯片，编码器电路路，数码管显示电路，倒计时采样1hz的脉冲作为时钟信号输入端。单稳态电路可以控制蜂鸣器鸣叫的时间，按要求可设置为1秒钟。
3、单元电路设计；
（1）、锁存器电路的设计
锁存器电路采用以74ls175为中心的锁存器系统，当4个抢答输入端中出现低电平输入时信号时，锁存器立即锁存，禁止抢答，其原本为4个高电平的输出端也变成3高一低，可以利用一个4输入与非门将其与非，再接一个非门后，可以与74ls175的时钟信号相与非，使得CLK端的输入信号为底电平，从而阻止其
余选手的抢答，从而达到锁存的目的74ls175的真值表如下：
锁存器的单元电路设计如下：
（2）、编码器电路的设计
编码器采样74ls148作为编码芯片，将输入的信号进行编码，然后输出2二进制码，由于74ls175为优先编码其，故需要将其未用到的高优先级的端和74ls175的输出的4与非端进行连接，避免在无人抢答时输出型号。74ls148的真值表如右图：
编码器电路如下：
（3）、译码器电路和数码管显示电路的设计
抢答部分和倒计时部分的译码器均采用74ls48芯片，而数码管则选择与之相对应的7段共阴数码管搭配，为避免电路过小，可在译码器与数码管间接上拉电阻以增大电流，上拉电阻选用1k的9针排阻。译码器电路和数码管显示电路设计如下：
74ls48的真值表如下：
（4）、倒计时电路的设计
倒计时电路采用74ls190作为倒计时芯片，并将其输入端置九，clk信号输入端采样1hz的信号输入，同时可利用其借位输出端MAX\MIN来控制抢答端，并且可以让电路在到零时保持。74ls190真值表如下：
倒计时单元电路如下：
（5）、时钟电路的设计
在本电路中需要两种时钟脉冲，一种是给74ls175提供的1khz 脉冲信号，另一种是给倒计时电路74ls190提供的1hz ，根据555多谐振荡器的频率计算公式：
2
ln )2(1
21C R R f +=
可以求得1hz 的电路电阻均取47k ，电容取10uf ，而1khz 电路的电阻取4.7k ，电容取0.1uf 。
（6）、单稳态电路及蜂鸣器的设计
为保证蜂鸣器鸣叫时间为一秒，可以使用单稳态触发电路来实现，单稳态电路的芯片可以选择74ls123。根据74ls123的暂稳态计算公式：
)7.01(28.0T
T T W R C R T +
= 我们可以选择R 为36k ，C 为100uf ，则在误差许可范围内，鸣叫时间大约是1秒。74ls123的真值表如下：
蜂鸣器采用有源蜂鸣器，为避免单稳态电路输出端电流不足，可以使用一个NPN 三极管来驱动蜂鸣器鸣叫。
单稳态电路及蜂鸣器电路如下：
4、电路工作原理;
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。
5、整体电路。（具体清晰电路请详见附件）
四、电路和程序调试过程与结果：
先按照设计图各个单元电路进行仿真，并对各个电路的性能及波形进行测
RC端虽然在倒试，发现电路的缺点和不足之处，例如74ls190的借位输出端0
计时到0时有低电平出现，但是时间只有半个周期，无法与信号与非，故不能用来和锁存触发器，必须用max\min代替。当调试好各个单元电路时，对各个电路进行连接组装，连接好后对电路总的性能进行调试，看各部分的功能能达到要求。
本电路在连接后，经测试，各部分的功能均能实现，显示正确
五、总结
本电路使用了锁存器，编码器，译码器数码管等构成倒计时电路使用了74ls190等电路实现倒计时，并利用使能端及门电路，实现各项锁存，鸣叫，清零等功能，总结如下：
优点：电路功能原理清晰，各项功能均达到了要求，显示准确，反应灵敏，无竞争冒险现象，基本满足了普通竞赛的抢答要求。
缺点：如果长按住按钮不放，主持人清零后将能获得抢答权，且由于编码器电路是优先编码器，所以如果两人抢答时间间隔在1ms以内，将出现编号靠前的选手获得抢答权的情况。
改进：可以更改促发器的类型，如使用jk触发器代替，则长按无效，或者在抢答端添加一个发光二极管，当有人作弊，二极管就会亮，从而阻止选手长按按钮的缺陷。
心得体会：通过这次课程设计，我对于数字电路知识有了更深的了解，尤其是对数字逻辑芯片的性能和使用方面的知识有了进一步的研究。同时实物的制作也提升了我的动手能力，实践能力得到了一定的锻炼，加深了我对数字电路设计方面的兴趣。理论与实践得到了很好的结合。
一，抢答器介绍：
抢答器适用于各类知识竞赛，文娱综艺节目，尤其是各类知识竞赛，除了了可以把各抢答组号，违例组号，抢答规定时限，大体时间倒计时等在仪器等在仪器面板上显示外，还可以接大屏幕显示屏显给观众，既可以活跃现场气氛，又便于监督，做到公平竞争。例如：三星智力快车等大家耳熟能详的节目。
二，功能要求：
（1）本例中的抢答器最多可供4名参赛选手使用，编号为1~4号，各队分别用一个按钮（分别为S1~S4）控制，并设置一个由主持人控制的系统清零，加分控制开关S，倒计时开关。
（2）抢答器具有数据锁存功能，并将锁存数据用LED数码管显示出来，同时蜂鸣器发出声响，主持人清零后，声音提示停止。
（3）抢答器先后的分辨率为1ms.
（4）开关S作为清零及抢答器控制开关，当开关S被按下时，抢答电路清零，松开后则允许抢答。输入抢答信号由抢答按钮开关S1~S4实现。
（5）有抢答器信号输入（开关S1~S4中任意一个开关被按下）时，显示出对应的组别号码，此时再按下其他任何一个开关无效，指示灯依旧“保持”第一开关按下时所对应的状态不变。
（6）加分电路由主持人控制，每次加分为一分，如果一人答错，则由剩下的人再抢答，直至回答正确为止，倒计时电路是20秒倒计时电路。
三，总电路：
四，使用说明：
在总电路中，为了方便看图，我只画出了一号的号码显示电路，计分电路，声音发生电路。二号，三号，四号，可以同理画出。KeyA, KeyB, KeyC, KeyD分别表示四个选手台上的抢答按钮，KeyE表示由主持人控制的清零按钮。X9为号码显示电路，X6为声音发生电路。在X1的下面是计分电路，四个按钮也是由主持人控制的，每按下一次加一分。最下面是倒计时电路。游戏规则是：主持人说出题目后，按下倒计时电路，四位选手抢答，当某位选手按下按钮，其前面的灯亮起，并发出报警声，松开开关报警声停止，但灯继续亮着。选手要在规定时间内回答出答案，当回答完毕后，主持人按下KeyE，清零，灯灭。
五，各部分电路具体分析：
A:20秒倒计时电路
本电路用二片74169可逆计数器级联而成，通过ABCD引脚可以设定几秒计时，再通过数码显示管显示出数字。当QA,QB,QC,QD都为0时，计数器重置再次进行计数。
B：声音发生电路
数字逻辑课程设计报告 学校：诚毅学院专业：计算机0991 指导老师：刘扬课题：四路抢答器姓名：乔飞学号：2009957007
多路智能竞赛抢答器设计 一、设计内容及要求： 设计内容：本课题要求设计一台可供4名选手参加比赛的智力竞赛抢答器。 设计要求： 1.基本功能 (1)抢答器同时供4名选手或4个代表队比赛，分别用4个按钮S0 ~ S3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。用来控制系统清零（编号显示数码管灭灯）和抢答的开始。 (3)抢答器具有锁存与显示功能。即抢答开始后，选手按动按钮，锁存相应的编号，并在编号显示器上显示该编号。同时封锁输入编码电路，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除为止。 2．扩展功能（选做） (1)抢答器具有定时抢答功能。要求定时器开始倒计时，并用定时显示器显示倒计时时间，同时扬声器发出音响，音响持续0.5秒。 (2)参赛选手在设定时间（9秒）内抢答，抢答有效，扬声器发出音响，音响持续0.5秒，同时定时器停止倒计时，编号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。 (3)如果定时抢答时间已到，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0.5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。 二、抢答器的组成框图 定时抢答器的总体框图如图1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。扩展电路完成定时抢答的功能。 图1所示的定时抢答器的工作过程是：接通电源时，节目主持人将开关置于“清除”位置，抢答器处于禁止工作状态，编号显示器灭灯，定时显示器显示设定的时间，当节目主持人宣布抢答题目后，说一声“抢答开始”，同时将控制开关拨到“开始”位置，扬声器给出声响提示，抢答器处于工作状态，定时器倒计时。当定时时间到，却没有选手抢答时，系统报警，并封锁输入电路，禁止选手超时后抢答。当选手在定时时间内按动抢答键时，抢答器要完成以下四项工作：
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：
设计题目：智力竞赛电子抢答器 设计要求及技术指标: 1、抢答器电路分为抢答电路设计和必答电路设计。 2、抢答电路设计具体要求： （1）抢答组数分为四组，序号为1~4。 （2）优先判断与指示电路设计。 （3）主持人清除上次抢答结果的电路设计。 （4）主持人给选手打分电路与选手得分累计显示电路设计。 3、必答电路设计具体要求： （1）30秒必答倒计时电路设计。 （2）超时短暂报警。 第 1 章电路设计简介 1 原理电路设计： 1.1 电路总体工作框图 图1：课程设计的总体框图
整个电路框图如上图所示，主要可分为三个部分，第一部分为四路选手抢搭电路，这部分电路主要采用了四个74LS595来实现四位选手仅选可选通一路的功能实现，并结合使用多个四路与非门(即74LS10)来实现其对计时电路的控制。第二部分为计时电路，其通过两个级联的74LS161与555定时器来实现计时功能，并通过其对于声音警示电路控制。第三部分为选手计分电路，需用了可加可减的74LS192来实现对于选手的加减积分功能。整个电路在学校提供的开发板上，其中所需使用的LED灯、按钮按照开发板作相应的调整。 第 2 章硬件电路的组成 1电路工作原理 当第一位选手按下按钮，74LS373锁存器构成的选通电路就会将低电平传至二极管led的负极，此时若有其他选手再按下按钮，其会导致74LS373处于锁存数据状态，从而使已经亮的小灯不会受到其他选手按钮的影响，另一方面已经选通一路会通过锁存器阻止其他路数据的传入。另一方面四位按钮通过控制74LS161来实现对计时电路的控制，以使得当有选手按下按钮时计时才开始。 计时电路由两个异步清零的模十计数器构成，对其清零通过对于其清零端与使能端置低电平完成，而两位已内置好74LS48的数码管通过与74LS161的输出管脚来实现时间的显示。因为电路要求30秒计时，所以使用计时十位的74LS161的低两位作为是否到达30s的判断信号，当Q1、Q0均为1的时候就是到达30s，此时通过与非门输出来控制扬声器以及停止计时。 选手计分电路通过使用可加可减的74LS192来完成，当其5管脚为上升沿是，其数值加一；而当4管脚为上升沿时，其数值减一。而上升的产生则通过使用电源、地与一个按钮完成。选手分数的显示通过使74LS192的输出管脚与已内置好74LS48的数码管相连来完成。 总体电路的设计思路如上，后期搭建电路过程中依据实际情况做了小幅调整，当整体思路未变。 1.1总体电路原理图如下:
电子技术 课程设计 题目：八路抢答器的设计 学院（系): 专业班级：电子132 学生姓名：学生学号：13446413 指导教师： 设计时间：2015年6 月22日 2015年7月15日
电子技术课程设计任务书2 学院电子（怀）132 班同学：
计算机教研室指导教师_
目录 摘要-------------------------------------------------------------------------------------1 1八路抢答器-----------------------------------------------------------------------------------------2 1.1前言------------------------------------------------------------------------------------------------2 1.2八路抢答器功能-----------------------------------------2 2系统的组成及工作原理--------------------------------------2 2.1系统组成框图--------------------------------------------------------------------------------- 3 2.2系统的工作原理------------------------------------------------------------------------------ 3 3电路设计--------------------------------------------------- 4 3.1方案的选择------------------------------------------------------------------------------------ 4 3.1.1方案一---------------------------------------------------------------------------------------4 3.1.2方案二---------------------------------------------------------------------------------------5 3.1.3方案的选择---------------------------------------------------------------------------------5 3.2单元电路的设计------------------------------------------------------------------------------ 5 3.2.1抢答电路的设计---------------------------------------------------------------------------5 3.2.2定时电路的设计-------------------------------------------------------------------------11 3.2.3触发器电路的设计----------------------------------------------------------------------13 3.2.4多谐振荡器电路的设计----------------------------------------------------------------15 3.2.5秒脉冲产生电路的设计----------------------------------------------------------------16 4性能的测试------------------------------------------------17 5体会与总结------------------------------------------------------------------------------------- 18 参考文献-------------------------------------------------------------------------------------------18 附录：元器件列表----------------------------------------------------------------------------- 19
4路抢答器的设计 绪论： 随着经济水平的不断提高，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，智力竞赛是一种生动活泼的教育方式，人们在物质文明得到满足的同时更注重精神文明的追求，各种节目不断涌现，提高节目的质量尤为重要。本次设计是针对活动中用到的抢答器而设计的。抢答器是为竞赛参赛者答题时进行抢答而设计的一种优先判决器电路，广泛应用于各种知识竞赛、文娱活动等场合。通过抢答和必答两种答题方式能引起参赛者和观众的极大兴趣，并且能在极短的时间内，使人们迅速增加一些科学知识和生活常识。 现在的抢答器有着数字化，智能化的方向发展，这就必然提高了抢答器的成本。鉴于现在小规模的知识竞赛越来越多，操作简单，经济实用的小型抢答器必将大有市场本文设计的抢答器，电路简单，成本较低，操作方便，灵敏可靠，具有较高的推广价值。 抢答器在竞赛中有很大用处,它能准确、公正、直观地判断出第1抢答者。通过抢答器的指示灯显示手段指示出第1抢答者[1]。本论文设计宗旨在培养学生综合模拟、数字电路知识，解决电子信息方面常见实际问题的能力，掌握一般电子电路设计方法与设计步骤。促使学生积累实际电子制作经验，准备走向更复杂更实用的应用领域。目的在于巩固基础、注重设计、培养技能、追求创新、走向实用。 功能简介：参加竞赛者对主持人提出的问题要在短时间内作出判断，并按下抢答按键回答问题。当第一个人按下按键后，同时电路将其他抢答按键封锁，使其不起作用。主持人有开时间和复位键，按下开时间后才能开始抢答，否者犯规。抢答前主持人操作开关使抢答有效，显示灯全熄灭。当四人中有人抢答有效时，其对应的显示灯亮，此时其余的开关不起作用，即其对应的显示灯灭。
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)
数电课程设计——抢答器 1220223 16 左杉2014.6.25 设计目的 掌握四人智力竞赛抢答器电路的设计方法。 设计任务与要求 （1）4名选手编号为：1，2，3，4。各有一个抢答按钮S0 ~ S4表示。，按钮的编号与选手的编号对应。 （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）和抢答的开始控制开关S。 （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。 一．抢答器的基本功能 1.设计一个抢答器，可同时供四名选手或四个代表队参加比赛，编号为一，二，三，四，各用一个抢答按钮，分别用四个开关表示。 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，并且给出出声响提示，封锁输入电路，实现优先锁存，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零为止。 二．使用元件 芯片：74ls75，74ls147，74ls48，74ls08，74ls04，74ls00 其他器件：5个单刀单掷开关，一个7段数码管，一个蜂鸣器，一个三极管，导线若干。 三．具体原理为 1）抢答器电路 该部分主要是由74LS75实现的，此元件是低端有效。当四个选手抢答时，输入的信号为“1”，用74LS20将这四个选手在75芯片对应的非输出端与主持人的主控开关相与非，接入75的使能端（E0/1和E2/3），这样就通过“0”，把75锁定，完成锁定功能。
利用74L S175制作的八路抢答器
电子课程设计报告题目名称：八路抢答器设计 姓名： 专业： 班级学号： 同组人： 指导教师： 南昌航空大学计算机学院 2008年 06 月 26 日仅供学习与交流，如有侵权请联系网站删除谢谢2
摘要 在市场上可能有很多的八路数显智力竞赛抢答器，但是本论文将提供一种新的八路数显智力竞赛抢答器设计方案，设置复位标志位便于区分不同原因引发的复位,作为一种新技术被越来越多的新型单片机所采纳。但本论文中的八路数显智力竞赛抢答器只是利用到最基本的复位方式。 经过考虑我们选择了74LS175芯片做八路抢答器。它的俗名是4D触发器。选择它是因为它具有D触发器的性质，有存储功能。本设计主要考虑了该芯片经CP脉冲，在不同的情况下对它有维持阻塞作用。在设计方案中。要设计八路抢答器，我们就选择了两个784LS175的芯片，因为每个芯片有四路。本抢答器拥有复位清零作用。并且有数码管显示选手的号码。方便。 关键字：I.抢答器…II.维持阻塞…III.存储功能，IV优先编码。 仅供学习与交流，如有侵权请联系网站删除谢谢3
目录 摘要.................................................... (2) . 前言…………………………………………………………………….... .4 第一章抢答器的概述 (5) 1.1 设计要求 (5) 1.2抢答器的用途及要求 (5) 第二章电路设计原理及单元模块 (5) 2.1 74LS175的功能表内部结构及管脚图 (5) 2.2完成抢答器的置位及指示电路及其原理 (7) 2.3阻塞电路及其原理 (9) 2.4时钟脉冲的控制及其原 理 (11) 2.5电路设计总原理图 (12) 第三章安装与调试 (13) 3.1电路的安装调试 (13) 3.2电路的测试 (13) 第四章实验结论 (14) 参考文献 (15) 附录………………………………………………………………….…. .15 仅供学习与交流，如有侵权请联系网站删除谢谢4
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。
课程设计任务书 学生姓名：专业班级： 指导教师：工作单位：信息工程学院 题目: 多路数字定时抢答器设计 初始条件： 本课程设计，要求用集成电路：74LSl48，74LS279，74LS48，74LSl92，NE555，74LS00，74LSl21和其它器件等，实现八路定时抢答功能。用蜂鸣器作声电器件，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其技术要求，以及说明书撰写等具体要求） 1、课程设计工作量：1周内完成对多路数字定时抢答器的设计、仿真、装配与调试。 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。 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，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；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，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。 ⑤确定设计方案，按功能模块的划分选择元、器件和中小规模集成电路，设计分电路，画出 总体电路原理图，阐述基本原理。 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。 指导教师签名：年月日 系主任（或责任教师）签名：年月日
课程设计说明书 题目：多路抢答器设计 二级学院机械工程学院 年级专业14级机械设计制造及其自动化学号1401210012 学生姓名曾骏 指导教师洪云 教师职称讲师
目录 摘要 (1) 一、绪论 (1) 1、单片机抢答器的背景 (1) 2、单片机的应用 (2) 3、抢答器的应用 (3) 二、方案设计 (4) 1、总方案设计 (4) 2、基本功能 (4) 3、扩展功能 (5) 三、硬件电路设计 (6) 1、单片机的选择 (6) 2、各模块设计 (7) 2.1、单片机最小系统 (7) 2.2、抢答按键电路 (8) 2.3、显示器电路 (8) 2.4、蜂鸣器音频输出电路 (9) 四、软件设计 (10) 1、程序设计 (10) 2、主程序设计 (11) 五、心得体会 (12) 附录 1.程序清单 (13) 2.硬件图 (23) 六、参考文献 (24)
摘要 此次设计使用AT89C51单片机为核心控制元件,设计一个简易的抢答器，与数码管、报警器等构成八路抢答器，利用了单片机的延时电路、按键复位电路、时钟电路、定时/中断电路等。设计的抢答器具有实时显示抢答选手的号码和抢答时间的特点，而复位电路，则使其能再开始新的一轮答题和比赛，与此同时还利用汇编语言编程，使其能够实现一些基本的功能。 本次设计系统实用性强、判断精确、操作简单、扩展功能强等。它的功能实现是比赛开始，主持人读完题之后按下总开关，则计时开始，此时数码管开始进行1s的减计时，直到有一个选手按下抢答按钮，这时对应的数码管上会显示出该选手的编号和抢答所用的时间，同时该选手的报警器也会发出声音，来提示有人抢答本题。如果在规定的30s时间内没有选手做出抢答，则此题作废，即开始重新一轮的抢答。 关键词：单片机、抢答器、数码管、报警器 一、绪论 1、单片机抢答器的背景 二十世纪跨越了三个“电”的时代，即电气时代、电子时代和现已进入的电脑时代。这种电脑，通常是指个人计算机，简称PC机。它由主机、键盘、显示器等组成。还有一类计算机，大多数人却不怎么熟悉。这种计算机就是把智能赋予各种机械的单片机（亦称微控制器）。单片机的最小系统只用了一片集成电路，即可进行简单运算和控制。因为它体积小，通常都藏在被控机械的“肚子”里。它在整个装置中，起着有如人脑的作用，要是它出了毛病，那么整个装置就将瘫痪。现在，这种单片机的使用领域已十分广泛，如智能仪表、实时工控、通讯设备、导航系统、家用电器等。各种产品一旦用上了单片机，就能起到使产品升级换代的功效，常在产品名称前冠以形容词--“智能型”。如智能型洗衣机等。现在有些工厂的技术人员或其它业余电子开发者搞出来的某些产品，不是电路太复杂，就是功能太简单且极易被仿制。究其原因，可能就卡在产品未使用单片机或其它可编程逻辑器件上。
数字四路抢答器设计方案 一、设计任务 设计并制作一个四路抢答器。 二、设计要求 1.抢答器供4人比赛用，分别有A，B，C，D表示。 2.当按下清零开关时电路复位，这时可以进行下一轮比赛。 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，在LCD数码管上显示， 且蜂呜器发出声音。 注：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。 三、设计方案与总体设计 1.本设计主要由COMS系列数字集成电路CD4511、CD4001、NE555等组成。 2.其工作原理为：接通电源后，将开关拨到”清除”状态，抢答器处于禁止状态,编号显示器不亮；将开关置于“开始”状态，抢答器开始工作。在抢答时，抢答器完成：优先判断、编号锁存、编号显示、蜂呜发音。当一轮抢答之后，如果再次抢答必须再次操作“清除”和“开始”状态开关抢答器才能工作。 四、单元电路设计 1.开关、编码电路 电路中，R1、R2、R3、R4、用于分压，当任一开关按下时，相应的输出为高电平，否则为低电平。电路直接把每个开关对应的BCD8421码中为“1”的隔着二极管连到对应的线上（只有一个为高电平的可省略二极管）,其中二极管的作用是防止短路。当某个开关按下时,与它相连的输出线将为高电平,其它输出线为低电平,输出既为这个开关的8421码（BCD码）。 2.编码表 （1）这部分电路要求将编码电路送入8421码,译为十进制数（对应各个抢答者的编号）并驱动七段数码显示管显示出答题者的编号。CD4511是一块BCD-十进制译码/驱动器，并带有锁存埠。其引脚排列图如图所示：
CD4511引脚排列图： (2)显示电路如下： 3.控制电路 （1）这部分电路的作用完成三个任务：一是分辨出选手按键的先后，并锁存优先抢答者的编号，同时译码显示电路显示编号；二是使其它选手按键操作无效；三是防止提前按键。（2）控制电路图
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。
课程设计报告 题目数字抢答器设计 课程名称数字电子技术院部名称龙蟠学院 专业自动化 班级M11自动化学生姓名王栋明 学号1121112015指导教师赵国树 金陵科技学院教务处制
目录 第一章设计要求 (5) 第二章总体参考方案 2.1 总体参考方案框图 (5) 2.2 总体参考时序逻辑 (6) 第三章单元电路设计 3.1 定时电路 3.1.1 电路设计 (6) 3.1.2 元件说明 (7) 3.2 开关阵列电路 3.2.1 电路设计 (8) 3.3 门控电路 3.3.1 电路设计 (8) 3.2.2 元件说明 (9) 3.4 编码电路 3.4.1 电路设计 (11) 3.4.2 元件说明 (12) 3.5 报警电路 3.5.1 电路设计 (13) 3.5.2 元件说明 (13) 3.6 显示电路
3.6.1 电路设计 (13) 3.6.2 元件说明 (13) 第四章整体电路图 (15) 第五章各部分功能的实现 5.1 按下S1启动定时30S，开始抢答，LED灯亮 (15) 5.2 某位选手抢答有效 (16) 5.3 清零、灭灯、复位 (16) 第六章心得体会
第一章设计要求 1. 数字抢答器应具有数码锁存、显示功能，抢答组数分为八组，即序号0、1、 2、3、4、5、6、7，优先抢答者按动本组开关，组号立即锁存到LED显示器上，同时封锁其它组号。 2. 系统设置外部清除键，按动清除键，LED显示器自动清零灭灯。 3. 数字抢答器定时为30秒，启动起始键后，要求：①30秒定时器开始工作； ②蜂鸣器要短暂报警；③发光二极管亮灯。 4. 抢答者在30秒内抢答，抢答有效，终止定时；30秒定时到，无抢答者本次抢答无效，系统短暂报警，发光二极管灭灯。 第二章总体参考方案 2.1、总体参考方案框图 2.2、总体参考时序逻辑 它包括定时电路、门控电路、译码显示电路、8线-3线优先编码器、RS锁存器和报警电路等六个部分组成。其中定时电路、门控电路、译码显示电路及8线-3线优先编码器三部分的时序配合尤为重要，当启动外部操作开关（起始键）时，定时器开始工作，同时打开门控电路，输出有效，8线-3线优先编码器等待
目录 一、摘要 (1) 二、设计目的 (1) 三、设计任务及要求 (1) 1.设计要求 (1) 2.设计任务 (2) 四、八路抢答器电路的设计及原理 (2) 1.设计思路 (2) 2.总电路框图 (3) 3.各模块设计方案及原理说明 (3) 3.1抢答电路 (3) 3.230秒倒计时电路 (10) 3.3报警电路 (17) 五、抢答器的总电路 (23) 六、设计心得 (24) 附录 附录1 元件明细表 (26) 附录2 元件报价表 (27) 参考文献 (28) 完整电路示图 (29)
8路抢答器 一、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。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Multisim10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。 二、设计目的 本电子设计，主要为了实现以下目的： 1.增强对数字电子技术的了解与掌握； 2.学习相关软件的使用方法； 3.熟悉优先编码器、触发器、计数器、译码电路等的应用方法； 4.熟悉时序电路的设计方法； 5.具备简单电路的设计能力。 三、设计的任务及要求 1.设计一抢答器，设计要求如下： 1)设计一个智力竞赛抢答器，可同时供8名选手或8个代表队参赛，他们的选号分别是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）和抢答器的开始。 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，其对应的灯被
华北科技学院 课程设计说明书 班级：电子 B071姓名：郭亚立设计题目：四路智能抢答器 设计时间：2010.1.9至 2010.1.22学号：200703014138 指导教师：杜志伟 评语： 评阅成绩：评阅老师：
华北科技学院课程设计报告 四路抢答器设计报告 目录 一、设计任务和要求： ...................................................................................................................- 3 - 1.1设计任务 ..................................................................................................................................- 3 - 1.2设计要求 ..................................................................................................................................- 3 - 二、设计方案的选择与论证...........................................................................................................- 4 - 2.1方案的选择、论证 ..................................................................................................................- 4 - 2.2设计总方案 ..............................................................................................................................- 4 - 三、电路设计计算与分析.................................................................................................................- 5 - 3.1抢答器控制电路设计 ..............................................................................................................- 5 - 3.1.1优先编码器 74LS148 .....................................................................................................- 7 - 3.1.2锁存器 74LS279 ............................................................................................................- 9 - 3.1.374LS121 单稳态触发器： (10) 3.2定时时间电路的设计 (10) 3.2.1计数器 74LS192 (12) 3.3控制电路和报警电路 (13) 3.3.1振荡电路 (17)
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
数字电路课程设计 数字抢答器 设计报告 姓名： 学号： 专业：电子信息工程系 指导教师： 2012年04 月18 日
八路数字抢答器 一、设计目的及任务 1．设计的目的 通过八路数字抢答器的设计实验，要求大家回顾所学数字电子技术的基础理论和基础实验，掌握组合电路、时序电路、编程器件和任意集成电路的综合使用及设计方法，熟悉掌握优先编码器、触发器、计数器、单脉冲触发器、555电路、译码/驱动电路的应用方法，熟悉掌握时序电路的设计方法。达到数字实验课程大纲所要求掌握的基本内容。 2.设计的任务及要求 （1）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个代表队参赛，他们的选号分别是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）和抢答器的开始。 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主持人将系统清零为止。（2）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（如30秒）。当节目支持人启动“开始”键后，要求定时器立即减计时，并用显示器显示。 ②参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。 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。 二、电路设计总方案及原理框图 1. 设计思路 （1）本题的根本任务是准确判断出第一抢答者的信号并将其锁存。实现这一功能可选择使用触发器或锁存器等。在得到第一信号之后应立即将电路的输入封锁，即使其他组的抢答信号无效。同时还必须注意，第一抢答信号应该在主持人发出抢答命令之后才有效。