八路抢答器说明书

计算机11 届数字电路课程设计八路智力竞赛抢答器学生姓名胡茁成学号 5011207218所属学院信息工程学院专业计算机科学与技术班级计算机11-2日期 2009年7月4日塔里木大学教务处制一、课题名称：八路智力竞赛抢答器二、内容摘要：摘要：本文主要介绍用数电知识设计八路抢答器。

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，并与主持人开关相连接，即构成了抢答器的主体电路。

经过布线、接线、调试等工作后数字抢答器成形。

借助较少的外围元件完成抢答的整个过程，设计制作了八路抢答器，设计编程简单，容易理解掌握，且工作稳定可靠。

总体电路简单，易于制作。

可供8人或8个代表队抢答，并用7段数码管显示首先抢答者的组别号码，有人抢答后自动闭锁其他各路输入，禁止其他人抢答，使其他组的开关失去作用，而显示最先按下抢答键的组别号。

只有当主持人按下复位按键才能再次抢答。

关键字：抢答器；设计；稳定；再次三、设计内容及设计要求：1、抢答器最多可供8名选手参赛，编号为1～8号，各队分别用一个按钮（分别为S0～S7）控制，并设置一个系统清零和抢答控制开关S，该开关由主持人控制。

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，只能由主持人进行清零。

3、开关S作为清零及抢答控制开关（由主持人控制），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S0～S7实现。

四、试验器件清单：本设计所用的实验器材如下表所示。

五、设计的系统方案：1、构思抢答器需要达到的功能并结合自身的能力，列出了如图1所示的总体框架图。

图1 总体框架2、具体设计方案如下：① 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，编号显示器和指示灯灭灯，等主持人将开关置“开始”位置后，抢答器处于等待状态，此时可以进行抢答。

②抢答器完成：优先判断抢答的组号，并将编号进行锁存，然后通过译码器将编号显示在七段数码管上。

烟台大学51单片机课程设计说明书课题：八路抢答器学生姓名：王志林学号：201056501312院系：机电汽车工程学院指导老师：姜风国同组成员：张凤礼、张体栋、程事业、范光科2013 年 06 月 05 日目录1 设计任务 (2)2 系统总体方案 (2)3 硬件设计 (3)3.1 控制系统所需硬件 (3)3.2 硬件原理介绍 (4)4 软件设计 (6)4.1 软件总体设计 (6)4.2 程序流程图 (7)5 软件仿真...................................................................................... (9)5.1 Keil软件 (9)5.2在Proteus软件 (9)6小结 (10)附1：源程序代码 (11)附2：参考文献 (18)1 .设计任务本设计要求学生结合现有的实际条件，以51单片机为控制核心，设计一个8路智能抢答器。

要求实现以下功能：1) 有一主持人和8个参赛队员2) 当主持人按下抢答按键，参赛队员在10秒内可以抢答，并且抢答器开始倒计时。

剩余5秒时，如果仍无人抢答，则系统每1s报警一次。

如超出10秒则不能抢答；如抢答成功，则显示抢答队号。

3) 抢答成功则需在60秒内回答完成，如超出时间则抢答无效，显示无效指示。

如果60秒完成回答，则抢答成功，显示有效。

剩余5秒时，如果仍无人回答，则系统每1s报警一次。

4) 当主持人按下复位键时，系统回到初始状态。

5) 倒计时期间，如果主持人想终止倒计时，可以按下“停止”按键，系统会自动进入准备状态。

主要硬件设备：AT89C51单片机，8输入3态缓冲器/线驱动器74LS244,六反相驱动器7404，共阳极LED数码管等，12MHZ晶振，74LS04反相器，手动开关，按键若干，报警喇叭。

2.系统总体方案2.1整体方案设计该智能抢答器以AT89C51单片机为控制核心，控制精度较高，操作误差主要来自晶振自身所造成的误差。

基于74系列元件设计的八路抢答器使用说明书郑重提示：在连接和使用抢答器系统之前请仔细阅读此说明书的全部内容，确保使用过程中的安全。

一、概述本八路抢答器除具有基本的抢答功能外，还具有定时、计时和声音提示功能。

主持人通过时间预设开关预设供抢答的时间，系统将自动完成倒计时。

若在规定的时间内S1—S8有抢答，系统则将自动停止倒计时、显示最先抢答有效的选手编码并进行声音提示；若在规定的时间内无人抢答，则倒计时到0时系统也会进行声音提示，此后选手按键无效，本轮抢答以无人抢答告终。

二、系统组成抢答器系统组成如表1所示序号部件功能1 AC220V电源线连接市电和开关电源，给开关电源提供AC220V电源输入2A开关电源，为抢答器系统提供+5V2 开关电源 +5V3 +5V电源线连接开关电源输出和抢答器电路板的电源输入，该抢答器电路板提供+5V电源输入4 抢答器电路板为抢答器系统的核心，实现抢答、时间显示、选手显示、声音提示等功能5 电路板支撑螺钉由4支M4*20螺钉和4支M4螺母组成，可以支撑起抢答器电路板，便于抢答操作表1 抢答器系统组成各个部件图片如图1—图5所示。

图1 AC220V电源线图2 开关电源图3 +5V电源线图4 抢答器电路板图5 电路板支撑螺钉三、系统连接1、将4个螺钉分别从抢答器电路板四个角附近的圆孔穿过，将螺母从电路板的背面旋入螺钉，拧紧，这样在电路板使用时候可以稳固的放置在桌面上。

2、将AC220V电源线没有插销的一端与开关电源的L、N连接，用手捻拧紧。

3、将+5V电源线的红线一端与开关电源的+V端连接，另一端与抢答器电路板J1的VCC端（上端）连接；将黑线一端与开关电源的-V端连接，另一端与抢答器电路板J1的GND端（下端）连接。

经过以上步骤系统连接完毕，将AC220电源线的插头连接市电，抢答器即可使用。

连接完毕并通电时的状态如图6所示。

图6 抢答器系统正常工作状态注意：当系统上电后，开关电源的L、N端子有AC220V电压，开关电源外壳有AC110V电压，严禁碰触！关于开关电源的任何操作务必在将AC220V电源线与市电断开的情况下进行！四、抢答器电路板使用抢答器电路板示意图如图7所示，图中标明了使用中的关键元件。

湄洲湾职业技术学院八路抢答器说明书系别：电子工程系年级：09级专业：楼宇智能化工程技术姓名：林霖学号：0901030113导师：立琼职称：讲师2012年6月10日目录1. 前言- 1 -2. 系统设计参数要求- 2 -3. 系统设计- 3 -3.1系统设计总框图-3-3.2各模块原理说明-3-3.3系统总原理图说明-4-3.4系统印刷电路板制作图-4-3.5系统的操作说明-4-3.6系统操作注意事项-4-参考文献- 6 -致语- 7 -附录- 8 -附录1.电路总原理图-8-附录2.电路板制作图-10-附录3.电路元件清单-11-1. 前言21世纪，电子技术获得了飞速的发展，在其推动下，现代电子产品几乎渗透了社会的各个领域，有力地推动了社会生产力的发展和社会信息化程度的提高，同时也使现代电子产品性能进一步提高，产品更新换代的节奏也越来越快。

目前，单片机正朝着高性能和多品种方向发展趋势将是进一步向着CMOS化、低功耗、小体积、大容量、高性能、低价格和外围电路装化等几个方面发展。

单片机应用的重要意义还在于它从根本上改变了传统的控制系统设计思想和设计方法，广泛使用的各种智能IC卡，民用豪华轿车的安全保障系统，录像机、摄像机、全自动洗衣机的控制，以及程控玩具、电子宠物等等，这些都离不开单片机。

在当今社会生活中，竞争无处不在。

智力竞赛作为一种新颖的竞争方式出现在人们生活中。

而抢答器则作为智力竞赛中一种常见的答题方式。

抢答器作为一种竞争的手段，比的是参赛选手的应变能力和知识储备。

但是在这类比赛中，抢答器的先后和抢答器的时间设定，光凭裁判的主观判断是很容易出现误判的，难免会让人不服。

为了解决这个问题，需要一种能自动锁存，置位，清零功能的智能抢答器。

2. 系统设计参数要求系统设计的参数要求：（1）设计一个以AT89C51单片机为主的控制部件。

（2）具有复位、报警、加时抢答、倒数抢答、抢答时间设置的功能。

（3）电路供电电源5V。

目录一、引言.............................................................. 错误!未定义书签。

二、设计任务及系统功能简介................................................ 错误!未定义书签。

1．设计任务........................................................... 错误!未定义书签。

2．基本功能........................................................... 错误!未定义书签。

3.扩展功能............................................................ 错误!未定义书签。

三、数字抢答器总体设计.................................................... 错误!未定义书签。

1．设计系统框图....................................................... 错误!未定义书签。

)三、单元电路设计方案和原理说明............................................ 错误!未定义书签。

1.抢答器电路设计...................................................... 错误!未定义书签。

(1)抢答电路设计电路............................................... 错误!未定义书签。

(2) 电路说明...................................................... 错误!未定义书签。

（3）工作过程..................................................... 错误!未定义书签。

电路相关说明部分
一、功能简介
1、功能说明
抢答器可以根据抢答情况，显示优先抢答者的号数，同时蜂鸣器发声，表示抢答成功。

抢答器由抢答，编码，优先，锁存，数显及复位电路组成，它的组成原理图如图1所示。

2、电路原理简介
该抢答器电路可同时进行八路优先抢答。

按键按下后，蜂鸣器发声，同时（数码管）显示优先抢答者的号数，抢答成功后，再按按键，显示不会改变，除非按复位键。

复位后，显示清零，可继续抢答。

SB1～SB8 为抢答键；SB9 为复位键；CD4511 是一块含BCD—7 段锁存/译码/驱动电路于一体的集成电路，其中1、2、6、7 为BCD 码输入端，9～15 脚为显示输出端，3 脚（LT）为测试验出端，当"LT"为0 时，输出全为1，4 脚（BI）为消隐端，BI 为0 时输出全为0，5 脚(LE)为锁存允许端，当LE 由"0"变为"1"时，输出端保持LE 为0时的显示状态。

16 脚为电源正，8 脚为电源负。

555 及外围电路组成抢答器声响电路。

整个电路可以采用4.5-9V直流供电。

8路抢答器元件清单。

八路数/模电路抢答器说明书八路数字/模拟电路抢答器是本厂在牛年为大家新开发的产品，它采用数字/模拟电路设计而成，具有电路布局美观，设计合理精简，电路运行稳定，数码管发光明亮，声音悦耳等特点。

是一款与课本同步，值得学习、娱乐的好产品。

一、产品说明二、简单原理（1）硬件说明：该抢答器的主要数字处理芯片是74LS194，14513是它的数字驱动芯片，CD4060为数字处理芯片提供振荡脉冲，74LS194是数字电路课程的典型芯片，其功能表如下：三、装配说明1、当拿到本套件后，请对照“元件清单”逐一将数量清点一遍，并用万用表将各个元件测量一下，特别是瓷片电容，最好用数字万用表的电容档测量，若没有数字表，只有用万用表粗略估计测量一下，做到心中有数。

2、在焊接时请按先焊小元件，再焊大元件，最后再焊集成块的原则进行操作，元件尽量贴着底板“对号入座”不得将元件 插错，由于集成块74LS194、4060和14513是采用双排直插式结构，它的脚排列比较密集，如果要焊接：焊接时请用尖烙铁头进行快速焊接，如果一次焊不成功，应等冷却后再进行下一次焊接，以免烫坏集成块，焊完后应反复检查有无虚、假、错焊，有无拖锡短路造成故障，只要按上述要求焊接组装，一通电即可正常工作；如果不需要焊接，先将一排脚往里面拨一点（以防插不进去）再插到集成块插座中。

3、焊接电路板数码管时动作要快以免把数码管脚焊坏。

电源线红的焊在+焊盘上，黑线焊在-焊盘上。

焊好后通6V直流电压，一个精美的抢答器的组装成功了。

4、下面一排S1-S8是八路抢答按钮，S9、S10分别是抢答和归零按钮（主持人用）当主持人按下抢答按四、元件清单功能表芯片脚位方框图（2）原理简析：当74LS194接成功能表中框起来的第三项时，芯片只传输数据但二者是通过D触发器实现有时序的差异，且在有脉冲时下降沿到来时数据才传输，没有脉冲时数据保持上一次的原始状态不变，我们可利用这一点设计出抢答器。

烟台大学单片机课程设计说明书课题：抢答器院系：机电汽车工程学院专业：机械设计制造及其自动化指导老师：同组成员：刘鹏李谦蔺文学2013 年 06 月 01 日目录1 概述 (2)2设计任务 (2)3 系统总体方案 (3)4 硬件设计 (4)4.1 控制系统所需硬件 (4)4.2 硬件原理介绍 (4)5 软件设计 (7)5.1 软件总体设计 (7)5.2 程序流程图 (8)6 Proteus软件仿真 (12)6.1 Keil软件 (12)6.2在Proteus软件 (12)7小结 (14)8心得体会 (15)附1：源程序代码 (16)附2：参考文献 (24)1 .概述8路智能抢答器的设计现如今，各种智力知识竞赛已经成为人们的一种娱乐形式，人们在答题的过程中不仅可以享受到乐趣，还可以学到一些科学知识和生活常识。

然而在抢答过程中，单靠视觉是很难判断出哪组最先完成抢答操作。

为了辨别哪一组或哪一位选手获得答题权，必须要设计一个智能抢答控制系统——智能抢答器。

抢答器作为一种电子产品，已被人们所熟知并广泛应用于各种智力知识竞赛场合。

抢答器在竞赛中有很大用处，通过抢答器的指示灯显示，数码管显示和警示蜂鸣等手段，能准确，公正，直观地判断出第1抢答者并协助比赛的顺利进行。

但是，目前使用的抢答器大多数都采用了逻辑电路进行设计，分立元件较多，造成抢答器的成本较高。

此外一般抢答器由模拟电路，数字电路或二者结合组成，其智能化程度低，故障率高，显示简单。

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，因此设计出全集成电路的多路抢答器是现代电子技术发展的要求。

2 .设计任务本设计要求学生结合现有的实际条件，以单片机为控制核心，设计一个8路智能抢答器。

要求实现的功能如下：{课程设计要求○1有一个主持人和8个参赛队○2当主持人按下抢答器，参赛队在10秒内可抢答，超过10秒则不能抢答，如抢答成功，则显示抢答的队号○3抢答成功后必须在60秒内回答完成，如果超过时间则抢答无效，且显示无效指示。

湄洲湾职业技术学院八路数显抢答器说明书系别：电子工程系年级： 10级专业：电气自动化姓名：杨丽君学号：1001020238 导师姓名：陈辉煌职称：副教授2013年 5月 27日目录1前言 (1)2 系统设计技术参数要求 (2)3 系统设计 (2)3.1系统设计总体框图 03.2各模块原理说明 03.3系统总原理图说明 (1)3.4系统印刷电路板的制作图 (2)3.5系统的操作说明 (4)3.6系统操作注意事项 (2)参考文献 (5)致谢语 (6)附录1 系统总原理图 (7)附录2 程序 (8)附录3元件清单 (11)1前言在电视上和学校的一些活动中我们会经常看到智力抢答的节目，如果让参赛者用举手等方法来抢答，主持人很容易误判，会造成抢答的不公平。

因此为了比赛的准确、公正、并能直观地判断出谁是第一抢答者，利用电子产品的高准确性设计一个抢答器，此抢答器通常由数码显示、灯光、音响等多种手段指示出第一抢答者，防止不公平的现象发生，保证抢答的准确性和公平性。

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。

本设计是利用单片机AT89C52单片机及外围接口实现的抢答系统，主要是采用单片机的计数器和计数显示的原理，使得系统能够正确的显示30秒倒计时数字，同时使数码管能够正确的显示数位编号。

采用四角按钮开关作为键盘输出部分，蜂鸣器声响提示。

将硬件和软件结合从而系统实现：只有在主持人按下开始键后才有效，选手在主持人按开始抢答键之前抢答无效；抢答限定时间和回答时间设定为30秒倒计时，在限定时间内显示哪位选手有效抢答，有效抢答按键后有音乐提示，按键锁定，在此抢答有效状态下，选手再按键为无效非法。

2 系统设计技术参数要求1.电源电压：5V±10%。

2.键盘扫描，显示当前按键。

3.检测是否有参赛者违规操作，如果在主持人按下开始按键以前按下则利用蜂鸣器报警并显示参赛者编号。

4.当主持人按下开始按键后，计数器开始倒数，在30秒倒数结束之前如果有参赛者按下按键，则在数码管上显示参赛者编号。