四路抢答器的设计制作

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）控制电路图按下未按下“开始”按钮前，CD4511BLANKING引脚为低电平，CD4511不工作，可防止抢答者提前按键。

摘要和关键词本文主要围绕四路选手抢答电路的设计和制作而展开叙述的,叙述了电路设计的过程。

该电路主要包括电源电路、抢答显示电路、倒计时电路和脉冲电路构成。

电源电路提供稳定的5V电源，抢答显示电路能够锁存抢先获得抢答权的选手编号,倒计时电路能够对选手答题时间进行控制，脉冲电路为电路提供秒脉冲信号。

关键词:抢答电路仿真电路板倒计时目录一.绪论..。

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11.1 设计任务与要求.。

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11.2 设计方案.。

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1二。

模块设计及仿真..。

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22。

1 仿真软件介绍。

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22.2 电源电路的设计和仿真...。

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32.3 抢答显示电路。

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42.4 定时电路.....。

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52。

5 脉冲电路..。

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(5)三. 元件及封装选择。

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63.1 74LS279锁存器。

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63.2 优先编码器 74LS148。

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.7 3.3 555定时器。

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..9 3.4 译码器及应用.。

EAD实训课程设计报告课题基于multisim的四路抢答器设计教师专业13电气工程及其自动化学号姓名2016、4、28一．设计题目基于Multisim四路抢答器设计二．主要内容设计4人数字式竞赛抢答器三．具体要求（1）在给定5V直流电源电压的条件下设计一个可以容纳四组参赛者的抢答器，组成设定一个抢答按钮供参赛者使用。

（2）设置一个系统清零和抢答控制开关K（该开关由主持人控制），当开关K被抢按下时，抢答开始（允许抢答），打开后抢答电路清零。

（3）抢答器具有一个抢答信号的鉴别、锁存及显示功能。

即有抢答信号输入（参赛者的开关中任意一个开关被按下）时，锁存相应的编号，并在LED数码管上显示出来，同时扬声器发生声响。

此时再按其他任何一个抢答器开关均无效，优先抢答选手的编号一直保持不变，直到主持人将系统清除为止。

四．进度安排第一天上午：介绍设计所用仿真软件；布置任务，明确课程设计的完整功能和要求。

下午：图书馆查阅资料。

第二天全天：消化课题,了解设计要求，明确被设计系统的全部功能。

第三天全天：确定总体设计方案，画出系统的原理框图。

第四天全天：绘制单元电路并对单元电路进行仿真。

第五天全天：分析电路，对原设计电路不断修改，获得最佳设计方案。

第六天上午：完成整体设计并仿真验证。

下午：准备课程设计报告。

第七天上午：对课程设计进行现场运行检查，给出实践操作成绩。

五．成绩评定成绩分为三部分：考勤占30%，实践操作占40%，课程设计报告占30%基于Multisim四路抢答器设计一．设计内容基于Multisim四路抢答器设计二．设计目的及要求1．掌握抢答器的工作原理及其设计方法2. 学会用Multisim10软件操作实验内容3. 掌握设计性试验的实验方法基本要求：(1)在给定5V直流电源电压的条件下设计一个可以容纳四组参赛者的抢答器，每组设定一个抢答按钮供参赛者使用。

(2)设置一个系统清零和抢答控制开关K（该开关由主持人控制），当开关K被按下时，抢答开始（允许抢答），打开后抢答电路清零。

吉林建筑大学电气与电子信息工程学院数字电子技术课程设计报告设计题目：四路竞赛抢答电路专业班级：信工131班学生姓名：学号：指导老师：设计时间：前言关于这次设计的用于多人竞赛抢答的器件，在现实生活中很常见，尤其是在随着各种智益电视节目的不断发展，越来越多的竞赛抢答器被用在了其中，这种抢答器的好处是不仅能够锻炼参赛选手的反应能力，而且能增加节目现场的紧张、活跃气氛，让观众看得更有情趣。

可见抢答器在现实生活中确实很实用，运用前景非抢答器的设计与制作智力竞赛是一种生动活泼的教育形式和方法，通过抢答和必答两种方式能引起参赛者和观众的极大兴趣，并且能在极短时间内，使人们增加一些科学知识和生活常识。

常广泛。

在知识竞赛中，特别是做抢答题时，在抢答过程中，为了知道哪一组或哪一位选手先答题，必须要有一个系统来完成这个任务。

如果在抢答中，只靠人的视觉是很难判断出哪组先答题。

这次设计就是用几个触发器以及三极管巧妙的设计抢答器，使以上问题得以解决，即使两组的抢答时间相差几微秒，也可分辨出哪组优先答题。

本文主要介绍了抢答器的工作原理及设计，以及它的实际用途。

目录前言 (4)一 . 课程设计目的 (5)二 . 课程设计题目与内容 (5)三 . 系统设计方案 (7)四 . 电路工作原理 (8)五 . 单元电路设计参数计算及元器件选择 (11)六 . 完整电路图 (16)七 .需要的元器件清单： (17)八 . 总结与体会 (18)九 . 参考文献 (20)一、课程设计目的：数字电子技术课程设计是数字电子技术课程的实践性教学环节，是对学生学习数字电子技术的综合性训练，这种训练是通过学生独立进行某一课题的设计、安装和调试来完成的，训练学生综合运用学过的数字电子技术的基本知识，独立设计比较复杂的数字电路的能力。

通过数字电路课程设计使学生做到：1、综合运用电子设计课程中所学到的理论知识，独立完成一个设计课题。

2、通过查阅手册和文献资料，培养学生独立分析和解决实际问题的能力。

四路抢答器课程设计设计参考一、数码抢答器1.设计要求（1）8个参赛选手，用0~7号表示，抢答赛中，锁定并显示最先抢答选手号。

（2）报警提醒主持人等功能。

（3）主持人控制电路。

2．课题涵盖的知识点编码器、锁存器、脉冲发生器、译码器、三极管的开关特性应用等知识。

3．设计课题中部分单元电路的原理说明（1图1.1 数码抢答器的整机工作原理构图数码抢答器的整机工作原理构图如图1.1所示。

图1.2 数码抢答器实验板。

图1.3提供了一种供参考用的整机电路图。

电路组成如下：U1组成8线3线编码器，U3、U7A形成锁存脉冲，其中C1有延时作用，74LS175锁存编码信号，S9为主持人复位开关，U6、SMG1组成译码显示电路，U5、U7B组成报警电路。

图1.2 数码抢答器实验板（2）编码器按照预先的约定用文字、数码、图形等字符或图片表示特定对象的过程统称为编码，如学生的学号、考号、邮编等都属于编码，但在数字、微机、单片机等系统中，多利用多位的二进制数码0和1按照某种预先约定的规律排列，组成不同的数码，表示某一具体特定事物或含义，之所以编为二进制码是因为二进制数便于进行存储、运算等各种数字信号处理，而且电路实现简单。

在本项目中为了便于锁存、显示抢答的选手号，可利用二进制编码器将8位选手的按键号编为3信二进制数码。

编码器可以用小规模集成电路设计而成，也可以直接用中规模集成电路如8线-3线编码器74148来实现。

此电路如有74147还可以有10个输入抢答端。

（3）译码显示器本项目可采用七段数码显示译码器。

其作用是将8421BCD码译码后通过数码管显示出来，译码是编码的逆过程。

数码管是由发光二极管显示字段的显示器件，在数字电路和单片机中广泛采用的是七段数码管，这种数码管的显示字段各对应一个发光二极管，根据发光二极管在数码管内部的连接形状不同分为共阴极和共阳极两种。

可编辑修改图1.3 供参考用的整机电路图精品文档驱动共阴数码管的显示译码器可采用MC14511，其功能表如表1.1。

设计方案设计题目：四路抢答器设计与制作院系航空电子电气工程学院专业航空电子信息班级航电1301班学号201300021047姓名陈剑指导老师李雪二〇一五年10月22日一、总体设计思路（一）、设计任务与要求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和四个发光二极管表示。

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，并在发光二极管和数码管上显示，同时扬声器发出报警声响提示。

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，定时器进行增计时，同时扬声器发出短暂的声响，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）、四路抢答器总体方框图如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。

总体设计框图二、设计方法和技术来源路线1、熟悉掌握单片机开发流程2、根据要求查阅资料，完成硬件电路图的设计3、软件流程图设计，编写软件程序4、进行软硬件仿真测试5、请教指导老师、帮助解决出现的问题和困难6、完善电路，使电路性能达到设计要求三、设计需要的工具设备1、笔记本电脑2、Office办公元件、keil软件、potues软件、Altium Designer软件3、单片机开发板一块4、万用表四、成果理想效果系统框图、硬件电路图、仿真图、程序，硬件调试成功五、依据技术规范或标准设计方案严格按照国家关于电子产品的设计，电子产品工艺、节能环保等标准设计。

基于Multisim的四路抢答器实验报告说明抢答器是一种在教学、培训等活动中广泛使用的设备。

它可以让学生在课堂上进行互动，提高课堂效率和教学质量。

本实验采用Multisim软件实现了一种四路抢答器。

本文将介绍该抢答器的设计、测试和结果分析。

设计相应材料本实验所需材料如下：1. Multisim软件2. 按钮模块4个3. 7段数码管显示模块4个4. 计时器555电路芯片1个5. 与非门芯片1个6. 逻辑门芯片1个7. LED灯4个8. 蜂鸣器1个9. 电阻若干10. 导线若干电路图本抢答器的电路图如下图所示：其中，K1、K2、K3、K4为四个按键模块，D1、D2、D3、D4为四个7段数码管显示模块。

各个按键模块设置不同的按键编码，同时通过复用7段数码管显示模块，使得仅有一个数码管被激活。

计时器555芯片与与非门芯片共同实现了抢答器的计时和逻辑判断操作，逻辑门芯片和LED灯与蜂鸣器一起完成最终的音光提示。

测试与结果分析本抢答器的测试结果表明，它可以较好地完成四路抢答的功能。

当按下某一路按键时，该路数码管会显示相应的编码，同时其他三个数码管被关闭。

此时，计时器开始计时。

如果其他三个按键先于该键被按下，相应按键模块被锁定，LED灯亮起，蜂鸣器发出声音。

如果该键在其中任意一路键按下后被按下，则该键模块被锁定，相应的LED灯亮起，蜂鸣器发出声音，同时计时器停止。

在进行多次测试后，抢答器表现出了较为稳定的性能。

总结本实验采用Multisim软件实现了一种四路抢答器。

通过计时器、逻辑门、LED灯和蜂鸣器等多个模块的组合，实现了对多路按键的响应和妥善处理。

这种抢答器具有简单明了、易于使用和功能完备等特点，适用于各种现场教育、培训和竞赛场合中。

课程设计说明书2015-2016 学年第 1 学期学院：专业：学生姓名：学号：31课程设计题目：4路抢答器（含直流电源）制作指导教师：日期：2015-12-18目录1、课程设计目的 (3)2、课程设计内容和要求2.1、设计内容 (3)2.2、设计要求 (3)3、设计方案 (3)3.1.1、设计电路功能的分析 (3)3.1.2、方案论证 (4)3.2、主要芯片介绍 (4)3.3、抢答电路设计 (8)3.4、显示电路设计 (9)3.5、555震荡电路设计 (9)3.6、电源电路 (10)3.7、时钟电路 (10)3.8、违规控制 (11)3.9、整体电路 (11)4、课程设计总结 (12)5、参考文献 (12)1 课程设计的目的1，了解抢答器电路设计的基本实现原理；2，掌握时序逻辑电路的逻辑功能和使用方法；3、Protues仿真。

2 课程设计的设计和要求2.1 设计内容1，查阅所用器件技术资料，详细说明设计的抢答器电路工作流程；2，抢答器电路采用与编码器、译码器、定时器、电阻、电容、与或非门等电子器件构成，参加组数为四组。

3，电路可以实现由选手按键先后判断谁获得答题权；抢答成功时点亮相应的指示灯，且抢答成功选手号数在数码管上显示。

4，主持人没有按抢答开始按键时，若有人抢答，抢答无效，且该选手直接取消抢答资格；5, 抢答开始后有20S抢答倒计时，成功抢答后要有60S回答问题倒计时。

2.2 设计要求基本要求：(1) 在抢答开始后，若有参赛者按下抢答按钮，能准确判断出最先按下抢答按钮的参赛选手，并把其编号显示出来。

(2) 成功抢答后，若再有人按下抢答按钮，抢答状态不发生改变。

(3)具有复位功能，按下复位按钮，可进入下一次抢答准备阶段。

(4)要完成作品的仿真演示（用proteus仿真软件实现）和实物制作（万能板上焊接电路），且作品设计中只能用编码器、译码器、定时器、电阻、电容、与或非门等基本器件或芯片，不可以用单片机或PLC等控制器。

目录一、实验目的 (3)二、设计要求与内容 (3)三、设计原理3.1总体设计方案 (3)3.1.1设计思路 (3)3.1.2总电路框图 (3)3.2各模块设计方案及原理3.2.1抢答器 (3)3.2.2计时器 (5)四、电路仿真4.1倒计时电路 (6)4.2抢答器 (6)五、实验结果与析 (7)六、主要元器件 (8)七、实习总结 (9)四路数字抢答器一、实验目的结合我们所学的有关电子线路课程，综合实现四路抢答器的设计。

二、设计要求与内容（1）要求实现ABCD四路抢答器的设计，每一组都具有独立的抢答按键，要求某路抢答后，其他三路抢答无效；（2）某路抢答信号到达后，指示该路已抢答的独立灯发光，发出提示音，并用数码管显示抢答的组号（以ABCD表示）；（3）裁判桌上的公共通道号显示（以ABCD表示）；（4）抢答时间的定时与报警，具体实现可自拟。

扩展内容：①记录某路的抢答次数或抢到得次数；②记录某路的分数；③路数的扩展。

三、设计原理及过程3.1总体设计方案3.1.1设计思路①要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。

得到第一信号后其他组的抢答信号无效，并且第一信号在主持人发出抢答命令后才有效。

②第一信号发出后，用编码、译码及数码显示电路显示抢答者的组别，发光二极管亮。

③主持人按下抢答按钮后，开始30秒倒计时，在此时间内抢答有效，若30秒内无人抢答，主持人清零后开始新一轮抢答。

3.1.2总电路框图3.2各模块设计方案及原理3.2.1抢答电路抢答电路实现选手抢答并锁存，同时发光二极管发光，数码显示。

使用优先编码器74LS148和锁存器74LS279来完成。

该电路主要完成两个功能：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（采用七段数字数码显示管）；二是禁止其他选手按键，其按键无效。

工作过程：开关S 处于清除端时，RS 触发器R 、S 端均为0，使译码器74LS48的优先编码工作标志端位0，处于工作状态。

单片机的四路电子抢答器设计设计四路电子抢答器可以用单片机来实现。

抢答器通常包括主控板、显示屏、按键模块、信号输入模块和声音模块，下面我将详细介绍设计过程。

一、系统硬件设计部分：1.主控板：使用单片机作为主控处理器，常见的有51系列、AVR系列和STM32系列等。

根据所选单片机的引脚分配情况，设计电路板布线。

2.显示屏：使用液晶显示屏来显示题目和选手答案情况。

选择适合的液晶显示屏，并连接到主控板上。

3.按键模块：设置每个选手的抢答按键，可以使用带有独立按键的矩阵键盘模块，也可以使用独立的按键和扩展IO口。

4.信号输入模块：接收抢答信号，可以使用红外接收器模块，当选手按下抢答键时发射红外信号，由红外接收器模块接收。

也可以选择其他合适的接收方式。

5.声音模块：用于提醒和提示答题情况，可以使用蜂鸣器模块，通过主控板控制发声。

二、系统软件设计部分：1.初始化：在主控板上编写程序，进行硬件初始化，包括液晶屏初始化、按键模块初始化、红外接收模块初始化等操作。

2.题目显示：通过液晶显示屏展示当前抢答题目。

3.抢答检测：主控板通过循环扫描检测按键状态，当检测到一些按键按下时，记录该选手抢答，并停止其他选手的抢答。

4.抢答结果显示：通过液晶显示屏显示抢答结果，标识各个选手的抢答顺序。

5.声音提示：根据抢答结果，通过蜂鸣器模块进行声音提示，例如正确答案和错误答案的不同提示音。

6.重复抢答：在抢答过程中，如果有选手重复抢答，可以通过程序进行判断并作相应的提示。

7.复位操作：可以设置一个复位按钮，用于清除抢答结果和重新开始抢答。

三、系统工作流程：1.开机初始化：主控板上电初始化，配置各个模块，显示“待机”状态。

2.显示题目：主控板从题库中读取题目内容，并通过液晶显示屏展示给选手。

3.抢答：选手按下抢答按钮，主控板检测到按键状态变化并记录抢答情况。

4.显示抢答结果：主控板通过液晶显示屏显示抢答结果，标识各个选手的抢答顺序。

设智力测验时分四个组，每一组前面放一个按钮，当某一组先按下按钮时，其对应的指示灯亮，电铃响，此时其它按钮均失效。

这样，先按下按钮的那一组，就抢到了“答题权”。

这就“四路智力抢答器”的“抢答”功能。

设计“四路智力抢答器”的关键：四路信号优先择一，拒绝其余。

四路抢答器PLC梯形图设计如果用逻辑门来实现的话，可以用五个四输入与非门和一级输出驱动电路来实现。

但在这里仅介绍用PLC“程序”来实现“四路智力抢答器”逻辑功能的方法：1、将如下程序语句写入PLC中：“0 LD X0 1 ANI Y1 2 ANI Y2 3 ANI Y3 4 OUT Y0 5 LD X1 6 ANI Y0 7 ANI Y2 8 ANI Y3 9 OUT Y1 10 LD X2 11 ANI Y0 12 ANI Y1 13 ANI Y3 14 OUT Y2 15 LD X3 16 ANI Y0 17 ANI Y1 18 ANI Y2 19 OUT Y3 20 END”2、按照I/O分配接线图接线。

I/O分配接线图如图3所示，图中P0—P3为四个按钮，X0—X3为输入继电器接口，Y0—Y3为输出继电器接口，COM为输入继电器的公共端，在内部已接电源负极，COM1为输出继电器分区的公共端，应接24V直流电源的正极。

千万注意不能将COM和COM1连接在，否则，将造成电源短路，烧坏保险丝。

因本实验台本身没有电铃，所以电铃在图中未画出，实际应用时可用相应的输出接继电器再控制电铃。

3、接线完毕，检查无误方可机运行。

运行调试时，应验证“程序”否具有“抢答”功能，即在按下一键有效的情况下，看看其它键否失效，如果这样，说明“程序”正确的，否则，就要查一查原因，看什么问题。

4、为了帮助初学者了解“四路智力抢答器”的工作原理，特附上梯形图如图4所示。

4路智力抢答器及原理电路图1(设计目的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，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，如果要是让抢答者用举手等方法，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。

比赛中为了准确、公正、直观地判断出第一抢答者，这就要有一种抢答设备作为裁判员，这就必然离不开抢答器。

在数字电路设计的过程中具体的目的如下:1)巩固和加深对电子电路基本知识的理解，提高综合运用本课程所学知识的能力。

2)培养根据设计需要选学参考书籍，查阅相关手册、图表和文献资料的自学能力，并掌握抢答器的基本原理，掌握4D锁存器、计数器、555定时器的工作原理和使用方法。

3)通过电路方案的分析、论证和比较，设计计算和选取元器件、电路组装、调试和检测等环节，初步掌握简单实用电路的分析方法和工程设计方法。

4)学会简单电路的实验调试和性能指标的测试方法，提高学生动手能力和进行数字电子电路实验的基本技能，学会使用Multisim仿真软件。

2(设计要求及方案论证2(1设计要求(1)四组参赛者在进行抢答时(用4组彩灯代表)，当抢先者按下面前的按钮时，抢答器能准确地判断出抢先者，并以声、光为标志。

要求声响、光亮时间为9秒后自动熄灭。

(2)抢答器应具有互锁功能，某组抢答后能自动封锁其他各组进行抢答。

(3)抢答器应具有限时(抢答时间、回答问题时间)的功能。

限时档次分别为30秒、60秒、90秒;时间到时应发出声响。

同时，时间数据要用数码管显示出来。

(4)抢答者犯规或违章时，应自动发出警告信号，以提示灯光闪为标志。

(5)系统应具有一个总复位开关。

12(2方案论证方案一，用优先编码器74LS148和74LS279锁存器实现抢答和锁存功能，用加法器74LS160实现计数功能，但此方案电路繁琐复杂，不做选用。

方案二，用4D触发器74LS175实现抢答并锁存功能，用计数器74LS192实现定时功能，此方案电路相对简单，并且74LS192可以实现减数倒计时功能，所以选用方案二。

四路优先简易抢答器设计1．设计目的（1）掌握用门电路和计数显示芯片完成四路抢答器的设计方法。

（2）对设计的数字电路进行仿真和调试。

2．设计任务四路优先简易抢答器，是通过逻辑电路判断哪一个预定状态优先发生的一个装置，具体要求如下：（1）4个S1、S2、S3、S4为抢答输入开关，一个控制开关S5，LED数码管为抢答成功显示。

（2）在按下控制开关S5时，再按下S1、S2、S3、S4是处于无效的状态；以及在无人按下抢答开关时的状态，这两种情况下LED数码管显示均为字符“5”。

（3）开关S1、S2、S3、S4中有一个按下时，对应LED数码管显示出相应的数字“1”、“2”、“3”、“4”，并且被锁存起来，而其他的开关再按则无效。

（4）按下控制开关S5时，电路恢复为等待抢答状态，S5开关复位时准备下一次抢答。

（5）信号发生器产生的时基信号CP周期，应大于一次手动触键开关后的抖动时间，否则抢答器就不能锁定。

3．设计要求（1）合理的设计硬件电路，说明工作原理及设计过程，画出相关的电路原理图（运用Multisim电路仿真软件）；（2）选择常用的电器元件（说明电器元件选择的过程和依据）；(3) 对电路进行局部或整体仿真分析；（4）按照规范要求，按时提交课程设计报告（打印或手写），并完成相应答辩。

4．参考资料（l）李立主编. 电工学实验指导. 北京：高等教育出版社，2005（2）高吉祥主编.电子技术基础实验与课程设计. 北京：电子工业出版社，2004 （3）谢云，等编著.现代电子技术实践课程指导.北京：机械工业出版社，2003四路优先抢答器设计报告目录一、任务设计与要求 (4)二、设计方案与论证 (5)二、电路设计计算与分析 (6)3.1555定时器 (6)3.1.1 555定时器构成的多谐振荡器 (9)3.2 8线—3线优先编码器74LS148集成电路芯片 (11)3.3 四D触发器74LS175 (15)3.4 关于竞争现象 (17)3.5整体仿真 (21)四、总结与心得 (22)五、附录 (24)六、参考文献 (25)一、任务设计与要求四路优先简易抢答器，是通过逻辑电路判断哪一个预定状态优先发生的一个装置，具体要求如下：（1）4个S1、S2、S3、S4为抢答输入开关，一个控制开关S5，LED数码管为抢答成功显示。

单片机四路抢答器的设计一、设计需求分析在设计四路抢答器之前，我们首先需要明确其功能需求。

1、能够同时支持四路选手进行抢答。

2、当有选手按下抢答按钮时，能够迅速锁定并显示抢答者的编号。

3、具备倒计时功能，在规定时间内无人抢答则显示超时。

4、要有声音提示，如抢答成功、违规抢答、倒计时结束等。

二、硬件设计1、单片机选择我们选用常见的 51 系列单片机，如 STC89C52 单片机。

它具有性能稳定、价格低廉、编程方便等优点。

2、输入模块使用四个独立按键作为四路选手的抢答按钮，分别连接到单片机的四个 I/O 口。

3、显示模块采用数码管显示抢答者的编号和倒计时时间。

可以选择共阴极或共阳极数码管，通过单片机的 I/O 口进行驱动。

4、声音模块使用蜂鸣器来实现声音提示功能。

通过单片机控制蜂鸣器的通断，产生不同频率的声音。

5、电源模块为整个系统提供稳定的电源，可以使用 5V 直流电源适配器。

三、软件设计1、编程语言选择 C 语言进行编程，C 语言具有语法简洁、可读性强、可移植性好等优点。

2、主程序流程系统初始化后，进入等待抢答状态。

当有选手按下抢答按钮时，判断是否违规抢答（即在倒计时未结束前抢答）。

如果是合法抢答，锁定抢答者编号并显示，同时发出抢答成功的声音提示；如果是违规抢答，则发出违规提示音并显示违规者编号。

在抢答成功后，开始倒计时，倒计时结束时发出超时提示音。

3、中断处理利用单片机的外部中断功能，实现对抢答按钮按下事件的快速响应。

4、计时与显示程序通过定时器实现倒计时功能，并将剩余时间实时显示在数码管上。

四、系统调试1、硬件调试首先检查电路连接是否正确，有无短路、断路等情况。

然后测量各个电源点的电压是否正常，确保硬件工作在稳定的状态。

2、软件调试将编写好的程序下载到单片机中，通过单步调试、断点调试等方式，检查程序的执行流程和逻辑是否正确。

同时观察数码管显示和蜂鸣器发声是否符合预期。

五、设计优化与拓展1、增加更多的抢答通道，以满足更多选手参与的需求。