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四路-抢答器课程设计-CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN课题题目：数字式4组竞赛抢答器的设计与制作一、课程设计目的本次课程设计主要是《数字电子技术》理论课程而设置的一门实践性课程，起到巩固所学知识，加强综合能力，培养电路设计能力，提高实验技术，启发创新思想的效果。
二、初始条件：本课程设计，要求用集成电路：74LSl48，74LS192,74LS175，74LS160,74LS00，74LS04，74LS20,74LS48,74LS32,555定时器和其它器件等，实现四路定时抢答功能。
三、要求完成的主要任务:1、可同时供4名选手（或代表队）参赛，其编号分别是1到4，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。
3、抢答器具有定时抢答的功能，且一次抢答的时间为10秒。
当主持人启动“开始”键后，要求定时器立即进行加计时，并用显示器显示。
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，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。
目录1 功能介绍 (3)主要功能介绍 (3)扩展功能介绍 (3)2总体方案设计.................................................. (3)3单元模块设计.................................................. (4)抢答器控制端电路功能介绍 (4)定时时间电路 (5)控制电路和报警电路 (5)振荡电路 (6)4主要芯片介绍 (7)优先编码器 74LS148 (7)计数器74LS192 (8)5四人抢答器仿真.............................................. (9)6系统调试...................................................... (9)7参考文献 (11)1功能介绍主要功能介绍（1）抢答器最多可供4名选手参赛，编号为1~4号，各队分别用一个按钮（分别为J1、J2、J3、J5）控制，并设置一个系统清零和抢答控制开关J4,J7，该开关由主持人控制。
4路抢答器课程设计报告课程设计报告：4路抢答器一、设计背景和目标抢答器是一种常见的教学装置，用于增强学生参与课堂互动和竞争的积极性。
为了提高现有抢答器的性能和功能，本次设计决定设计一款4路抢答器，以满足现代教育教学的需求。
本设计旨在通过增加抢答器的路数，提高课堂互动和竞争的效果，促进学生参与讨论和思考，培养学生的团队合作和竞争精神。
二、需求分析1.提高路数：既有的抢答器系统只能支持单一路数，不利于多个学生同时参与抢答活动，因此设计4路抢答器，以支持更多学生参与抢答。
2.精准识别：抢答器需要准确识别学生按下按钮的时间顺序，并显示该学生抢答的排名，以减少争议和纠纷。
3.考虑后续扩展：设计的抢答器具备一定的可扩展性，以满足未来可能增加的路数需求。
4.易于使用：抢答器的使用应简单方便，对教师和学生来说操作简单、直观。
三、系统设计1.硬件部分：抢答器由中控主机和多个答题器组成。
中控主机负责控制答题器的启动、暂停和排名显示，答题器则用于学生参与抢答。
中控主机需要具备多路输入和输出接口，以支持多个答题器的同时工作。
2.软件部分：中控主机需要具备按键扫描、计时、显示学生抢答排名等功能。
答题器则需要具备按键输入和与中控主机的通信功能。
四、应用场景本款4路抢答器适用于中小学课堂教学。
教师可以通过抢答器让学生在课堂上积极回答问题，增强学生对知识点的理解和记忆。
在团队竞赛中，抢答器也可以作为评分工具，用于记录团队的答题水平。
五、教学效果和可操作性评价1.教学效果：抢答器可以增强学生的参与度和互动性，培养学生的团队合作和竞争精神，促进学生思考和讨论，提高教学效果。
2.可操作性评价：抢答器的设计考虑到了简单方便的操作，教师和学生只需按下按钮即可完成相应操作，无需复杂的设置和操作过程，易于上手和使用。
六、结论本次设计的4路抢答器满足了现代教育教学的需求，提高了学生参与度和互动性。
通过抢答竞赛，可以培养学生的竞争意识和思考能力。
四位抢答器课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能够理解四位抢答器的电路原理，掌握基本电子元件的功能及其在电路中的作用。
2. 学生能够描述四位抢答器的工作过程，解释其抢答功能的实现原理。
3. 学生能够运用所学知识分析并解决四位抢答器在实际应用中可能出现的问题。
技能目标：1. 学生能够独立完成四位抢答器的组装和调试，培养动手实践能力。
2. 学生能够运用逻辑思维和问题解决策略，对四位抢答器进行故障排查和维修。
3. 学生能够通过团队合作，共同完成四位抢答器的设计和优化，提高沟通与协作能力。
情感态度价值观目标：1. 学生能够对电子技术产生兴趣，激发学习热情，培养积极探索的精神。
2. 学生能够在实践中体验成功与失败，培养面对挫折的勇气和解决问题的信心。
3. 学生能够认识到团队协作的重要性，培养集体荣誉感和责任感。
课程性质：本课程为电子技术实践课程，注重培养学生的动手能力、逻辑思维能力和团队协作能力。
学生特点：六年级学生，具备一定的电子技术基础，好奇心强，喜欢动手实践，但注意力集中时间有限。
教学要求：教师需结合学生特点，采用启发式教学，引导学生主动探究，注重实践操作，提高学生的参与度和兴趣。
同时，关注学生的个体差异，给予不同层次的学生适当指导，确保课程目标的实现。
通过课程学习，使学生能够将所学知识应用于实际操作中，提高综合运用能力。
二、教学内容本课程教学内容主要包括以下几部分：1. 电子元件认识：介绍四位抢答器中所用到的电子元件，如按钮、LED灯、晶体管、继电器等，使学生了解各元件的作用和特点。
2. 电路原理分析：讲解四位抢答器的电路原理，包括基本电路图、触发电路、锁存电路和译码显示电路等，帮助学生掌握抢答器的工作原理。
3. 组装与调试：指导学生进行四位抢答器的组装，学习焊接技术，学会使用万用表等调试工具，进行电路调试，确保抢答器的正常工作。
4. 故障排查与维修：教授学生如何分析四位抢答器可能出现的故障，掌握排查故障的方法，学会简单的维修技巧。
数字电子技术基础课程设计二、设计任务与要求1、设计任务设计一个由四人参加的智力竞赛抢答电路，当主持人宣布“开始”，显示出首先作出判断的参加竞赛者。
功能：（1）清零功能：可用触发器的异步复位端实现，由主持人控制。
（2）抢答键控功能：可用触发器和门电路实现。
（3）显示功能：可用发光二极管显示，用蜂呜器发声。
2、设计要求（1）选择适当的元器件，设计该电路。
以实现上述功能。
（2）利用Protel99绘制其电路原理图。
（3）对每个元器件选择合适的封装，形成网络表文件。
（4）选择正确的布线规则，形成该电路的PCB板图三、总体方案设计1、抢答器结构框图抢答器的结构框图如下图所示，主要由开关按钮、触发锁存电路、脉冲信号发生器、LED显示电路和蜂鸣器报警电路组成。
2、总体方案设计采用74LS175为主芯片的设计方案抢答器的电路设计图使用Protel绘制，结果如图2 所示。
图2抢答器电路设计方案该电路由四D触发器、与非门及脉冲触发电路等组成。
74LS175为四D触发器，其内部具有四个独立的D 触发器。
74LS20为四输入端的与非门，一块芯片中有两个独立的与非门。
74LS00为二输入端的与非门，在一块芯片中有4个独立的与非门。
优先判决电路用来判断哪一个预定状态优先发生的电路，如判断知识竞赛中谁先抢答。
当有选手抢答时，首先锁存，阻止其他选手抢答，然后编码对应的LED灯变亮同时蜂鸣器产生音响。
主持人按钮实现复位，开始下一题抢答。
3、电路工作原理电路上电后，按下复位按键S5实现清零功能，/Q1~ /Q4输出高电平，与之相连接的指示用的四个LED全熄灭。
同时以Q1〜Q4作为输入的或非门输出为高电平，经非门输出低电平，蜂鸣器不响；经与门使脉冲正常输入。
松开复位键，电路进入准备状态。
假设有按键S3 （3号选手）被按下，Q3输出变为高电平，/Q3变为低电平。
从而导致对应得LED被点亮，或非门的输出将由高变成低电平，经非门变为高电平使蜂鸣器鸣叫。
四路数字抢答器课程设计四路数字抢答器是一种在教学活动中广泛使用的设备，它不仅可以增加课堂的趣味性，还能提高学生的参与度和思考能力。
本文将详细介绍四路数字抢答器的设计原理、功能特点以及在教学中的应用。
四路数字抢答器是由四个独立的按钮组成，每个按钮上的数字代表一个选项或答案。
在教学中，老师可以设定问题或选择题，并通过按下相应的按钮来抢答。
系统会根据按钮的先后顺序确定回答问题的学生，并显示正确答案或给出相应的提示，以便进行评价和讲解。
四路数字抢答器的设计原理是基于无线通信技术。
设备通过无线信号与接收器进行信息传输，实现快速、准确的答题抢答功能。
同时，它还具备多个功能键，如开始、结束、重置等，在教学中提供了更多的操作便利。
四路数字抢答器具有多种功能特点，首先是全自动抢答，无需手动记录答题顺序，减少出错率。
其次，它支持多人同时抢答，可以满足大班级或团队竞赛的需求。
此外，抢答器还可以通过显示屏实时显示抢答结果，让学生们能够清晰地了解自己的答题情况。
在教学中，四路数字抢答器具有广泛的应用价值。
首先，它可以用于课堂互动环节，激发学生的学习兴趣和积极性。
教师可以设计各类问题，如知识点回顾、思考题、快速测验等，引导学生积极思考并主动参与。
其次，抢答器可以用于小组竞赛，增加学生之间的协作和竞争，培养他们的团队合作精神。
最后，它还可以用于考试复习，通过模拟考试环节，测试学生对知识点掌握的程度，发现并弥补薄弱环节。
总之，四路数字抢答器作为一种先进的教学辅助工具，不仅可以提高教学效果，还能增加课堂的趣味性。
教师在应用抢答器时，需要根据不同的教学目的和教学内容，灵活运用，借助抢答器的功能特点，提高教学质量，激发学生的学习兴趣和积极性。
同时，抢答器也需要与其他教学手段相结合，形成多样化的教学模式，使教育教学更加丰富多彩。
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。
四路抢答器课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生理解并掌握四路抢答器的基本工作原理；2. 学生能够描述四路抢答器的电路组成及其功能；3. 学生掌握数字电路中基本逻辑门的使用，并了解其在抢答器中的应用。
技能目标：1. 学生能够独立完成四路抢答器的电路搭建；2. 学生能够通过实际操作，解决抢答器电路中出现的问题；3. 学生能够运用所学知识，设计简单的数字电路。
情感态度价值观目标：1. 学生培养对电子技术的兴趣，提高学习主动性和积极性；2. 学生在团队合作中，学会相互尊重、沟通与协作；3. 学生在课程学习过程中，树立正确的价值观，认识到科技发展对国家和社会的重要性。
课程性质：本课程属于电子技术领域，结合物理知识与实际操作，提高学生的动手能力和解决问题的能力。
学生特点：初三学生，具备一定的物理知识和动手能力，对电子技术有一定的好奇心。
教学要求：结合学生特点，注重理论与实践相结合，鼓励学生动手实践，提高学生的创新意识和团队协作能力。
通过课程目标的分解，将预期学习成果具体化，便于后续教学设计和评估。
二、教学内容1. 数字电路基础知识- 逻辑门原理及种类（与门、或门、非门等）- 四路抢答器电路原理2. 四路抢答器电路组成- 抢答信号发生器- 逻辑判断电路- 锁定电路- 指示灯电路3. 电路搭建与调试- 数字电路元件的识别与使用- 四路抢答器电路搭建方法- 电路调试技巧及故障排查4. 教学大纲- 第一章：数字电路基础知识（1课时）- 第二章：四路抢答器电路组成（1课时）- 第三章：电路搭建与调试（2课时）5. 教材关联- 《电子技术基础》第四章：数字电路基础- 《电子技术基础》第五章：数字电路应用实例教学内容安排和进度：第一周：数字电路基础知识学习，了解逻辑门原理及种类；第二周：学习四路抢答器电路组成，分析各部分功能；第三周：动手搭建四路抢答器电路，进行调试与故障排查；第四周：巩固所学知识，开展小组合作，设计并展示创新性数字电路作品。
设计四路抢答器课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生掌握四路抢答器的电路原理，理解并能够描述其工作过程。
2. 使学生了解抢答器中各个电子元件的功能和作用，如按钮、晶体管、继电器等。
3. 让学生掌握数字电路的基本知识，能够运用逻辑门设计简单的数字电路。
技能目标：1. 培养学生动手操作能力，能够独立完成四路抢答器的搭建和调试。
2. 提高学生的问题解决能力，能够分析并排除抢答器故障。
3. 培养学生的团队协作能力，通过小组合作完成抢答器的设计和制作。
情感态度价值观目标：1. 激发学生对电子技术的兴趣，培养其创新意识和探索精神。
2. 培养学生严谨的科学态度，注重实践操作的安全性和准确性。
3. 增强学生的竞争意识，培养良好的比赛道德和团队精神。
课程性质：本课程为电子技术实践课程，结合理论教学，注重培养学生的动手能力和实际操作技能。
学生特点：本课程面向初中生，学生对电子技术有一定的基础，好奇心强，喜欢动手操作。
教学要求：教师需提供详细的电路原理讲解，指导学生动手实践，注重培养学生的实际操作能力和问题解决能力。
在教学过程中，关注学生的个体差异，给予个性化指导。
通过课程学习，使学生能够将所学知识应用于实际项目中，提高其综合素养。
二、教学内容1. 电路基础知识回顾：包括电路的组成部分、电路图的识别、基本电路类型等，关联教材第二章内容。
2. 四路抢答器电路原理：详细讲解抢答器的电路构成、工作原理及各部分功能，关联教材第四章第三节。
- 按钮开关的作用与使用方法- 晶体管放大电路的原理- 继电器的工作原理及其在抢答器中的应用3. 数字电路基础：介绍与门、非门、或门等基本逻辑门的功能和应用，关联教材第五章内容。
4. 抢答器设计与制作：- 设计抢答器电路图，明确各元件连接方式- 动手搭建和调试抢答器，关联教材实验操作部分- 故障分析与排除，提高问题解决能力5. 抢答器应用与拓展：探讨抢答器在实际生活中的应用，如知识竞赛等，激发学生创新思维。
-课程设计说明书-石油化工学院课程设计任务书一、设计题目四路抢答器二、主要容及要求（1）当某台参赛者按下抢答开关时，由数码管显示该台编号并伴有声响。
此时，抢答器不再接收其他输入信号。
（2）电路具有定时功能。
要求回答问题的时间≤30秒（显示为29~00），时间显示采用倒计时方式。
当达到限定时间时，发出声响提示。
（3）具有计分功能。
每组参赛者起始分为100分，抢答后由主持人计分，答对1次加10分，否则减去10分（4）在复位状态下台号数码管不作任何显示（灭灯）。
提高要求：（5）答题时间还剩5s时，每秒发出提示声音。
三、进度安排1、掌握multisim仿真器软件的使用（5月25号）。
2、去图书馆和网上查找需要的资料，并整理好。
（5月26日）。
3、对课程设计的要求进行理解，初步设计。
（5月27日）。
4、整体设计开始，并逐步改进和调试。
（5月29日）5、完成设计并写课程设计说明书。
（5月30日）6、课题答辩（6月20日）四、总评成绩指导教师学生签名抢答器电路设计一、设计任务与要求1．可容纳四组参赛的数字式抢答器；2．当某台参赛者按下抢答开关时，由数码管显示该台编号并伴有声响。
此时，抢答器不再接收其他输入信号；3．电路具有定时功能。
要求回答问题的时间≤60秒（显示为00~59），时间显示采用倒计时方式。
当达到限定时间时，发出声响提示；4．具有计分功能。
要求能设定初始分值，能进行加减分5．在复位状态下台号数码管不作任何显示（灭灯）二、方案设计与论证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“清零”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，选手在定时时间抢答时，抢答器完成优先判断、编号锁存、编号显示。
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。
四路抢答器课程设计报告绪言为了加深对数字电子技术课程理论知识的理解，有效地提高动手能力，独立分析问题、解决问题能力，协调能力和创造性思维能力，树立严谨的科学作风，培养综合运用理论知识解决实际问题的能力。
现设计一个四人智能抢答器，通过电路的设计、安装、调试、整理资料等环节，初步掌握工程设计方法和组织实践的基本技能，逐步熟悉开展科学实践的程序和方法。
四人智力竞赛抢答器一、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。
由主持人控制，抢答前锁定抢答器，抢答时开启电路；用发光二极管LED显示哪个选手抢到。
2．设计要求（1）4名选手编号为：1，2，3，4。
各有一个抢答按钮和发光二极管，按钮和发光二极管的编号都与选手的编号对应，也分别为1，2，3，4。
（2）给主持人设置一个控制按钮，用来控制系统清零和抢答的开始。
（3）抢答器具有数据锁存功能。
抢答开始后，若有选手按动抢答按钮，该选手编号立即锁存，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。
、电路原理分析下图为供4人用的智力竞赛抢答装置电路，用以判断抢答优先权。
图中F1为4D触发器74LS175，它具有公共置0端和公共CP端；F2为双4输入与非门74LS20；F3是由74LS00组成的多谐振荡器；F4是由74LS74组成的4分频电路。
F3，F4组成抢答电路中的CP时钟脉冲源。
抢答开始时，由主持人清除信号，按下复位开关S5，74LS175的输出Q1~Q4全为0，所有发光二极管LED均熄灭。
当主持人宣布“抢答开始”后，首先做出判断的参赛者立即按下开关，对应的发光二极管点亮，同时，通过与非门F2送出的信号锁住其余3个抢答者的电路，不再接受其他信号，直到主持人再次清除信号为止。
四人智力抢答器原理图三、电路设计与单元电路分析1.电路设计电路由选手开关电路、主持人开关电路、触发锁存电路、时间脉冲电路、抢答鉴别电路和显示电路组成。
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。
连接电路并进行操作，观测抢答器的工作情况。
数字电路产品在生活中有着极其广泛的应用，包括计算机、数字通信、智能仪器仪表、自动控制及航天等领域中。
这些给人们带来了生活，工作等方面带来了极大的方便。
数字电路的发展，使得这门课程对于我们来说是很有必要学好。
数字电路设备实现简单，速度和可靠性好。
在这次的数字电路制作中，本人制作四路竞赛抢答器。
抢答器在比赛等场合中不可缺少的设备。
一、设计目的1.1 学习数字电路的优先编码器、锁存器、多谐振荡器、译码器、数据显示管的综合应用1.2 熟悉抢答器的工作原理1.3 了解数字系统设计，调试及故障排除方法。
二、设计要求2.1 该抢答器同时供4名选手比赛；2.2 设置一个系统清零和抢答器控制开关，该开关由主持人控制；2.3 抢答器具有锁存和显示功能，即选手按动按钮，锁存相应的编号，并在LED数码管上显示。
三、电路的总体结构3.1 电路的总体原理框图图1、设计原理框图抢答电路选用触发器74LS175 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（显示电路采用七段数字数码显示管）；二是禁止其他选手按键，其按键操作无效。
3.2 Multisim软件的简单介绍Multisim软件是一个专门用于电子线路仿真与设计的 EDA 工具软件。
作为Windows 下运行的个人桌面电子设计工具， Multisim 是一个完整的集成化设计环境。
Multisim计算机仿真与虚拟仪器技术可以很好地解决理论教学与实际动手实验相脱节的这一问题。
可以很方便地把刚刚学到的理论知识用计算机仿真真实的再现出来，并且可以用虚拟仪器技术创造出真正属于自己的仪表。
它具有直观的图形界面, 丰富的元器件，强大的仿真能力，丰富的测试仪器，完备的分析手段，独特的射频模块，强大的MCU模块，完善的后处理，详细的报告，兼容性好的信息转换特点。
所以NI Multisim软件电子学教学的首选软件工具。
四、电路的设计与元器件的原理4.1 抢答电路的设计设计电路如图所示。
电路选用触发器74LS175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（显示电路采用七段数字数码显示管）；二是禁止其他选手按键，其按键操作无效。
图3、抢答器的设计S打开时，74LS175输出置0，使7触发器工作标志端＝0，工作过程：开关5S置于key=A时，抢答器处于等待工作状态，当有使之处于工作状态。
当开关5选手将抢答按键按下时（如按下J4开关时），74LS175的输出经74ALS133M锁存后，CTR=1,RBO(图中4端) =1,七段显示电路74LS175处于工作状态，4Q3Q2Q=100,经译码显示为“4”。
此外，CTR＝１，使74LS175触发器工作标志端（图中5号端）＝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，74LS175的此时由于仍为CTR＝１，使优先编码工作标志端（图中5号端）＝１，所以74LS175仍处于禁止状态，确保不会出二次按键时输入信号，S开关重新置地端然后再保证了抢答者的优先性。
如有再次抢答需由主持人将6进行下一轮抢答。
4.2 74LS175芯片74LS175是四D触发器，是上升沿触发的边沿触发器。
D触发器的状态方程为：Q＝D，引脚功能及逻辑符号如图3所示，上升沿触发D触发器的功能如1+n表1所示。
D是数据输入端，是触发器状态更新的依据，QQ与为两个互补输出端。
通常把Q0=定为“1”=,Q1=，Q0=的状态定为触发器“0”状态；而把Q1状态。
图3 74LS175四D触发器引脚排列及逻辑符号表1 上升沿触发D触发器的功能输入输出D Q QL L HH H L4.3 74LS175工作原理图4 74LS175工作原理图表2 74LS175 的真值表输入输出'Sd'RdCPD1+n Q '1+n Q0 1 × × 1 0 1 0 × × 0 1 0 0 × × ∮ ∮ 1 1 ↑ 1 1 0 1 1 ↑ 0 011 1↓×n Q'n Q4.4 与门“与”运算是逻辑运算中的一种基本逻辑关系，它的逻辑描述是:当完成某一个事件的所有的条件都满足时，结果才会发生。
换句话说，只要所有的条件中有一个不满足，结果就不会发生。
下面通过逻辑函数的方法对“与”关系进行分析。
当有两个条件时，设两个条件为变量A、B，结果为变量Y则“与”关系可以表示为Y=AB用1来表示“满足”，用0来表示“不满足”、结果的“发生”用1来表示，结果的“不发生”用0来表示：当A=1时，根据“与”关系的描述，若B=0则Y=0;若B=1，则Y=1，说明当A=1时Y的逻辑值与B的逻辑值是相同的[21]。
当A=0时，无论B=0或B=1，根据“与”关系的描述，Y的逻辑值都是0，说明当A=0时Y的逻辑值与B的逻辑值无关，恒等于0[22]。
将两个条件的“与”关系进行放大，当有多个条件变量时，只要其中有一个条件变量的值等于0，无论其它条件变量的逻辑取值是多少，结果变量恒等于0[7]。
在数字电路中，表示“与”关系的逻辑电路称为与门，其中条件变量对应与门的输入端，结果变量对应与门的输出端.根据上面的函数分析可以看出，在与门中只要有一个输入端的输入信号为0(低电压)，该0信号就可以屏蔽掉其它输入端的输入信号，使得输出恒等于0(低电压)[17]。
利用与门的这种功能就可以实现智力竞赛抢答电路的屏蔽要求。
五、实验步骤5.1 检测与查阅器件用数字集成电路测试仪检测所用的集成电路。
通过查阅集成电路手册，标出图中各集成电路输入、输出端的引脚编号。
5.2 连接电路运用Multisim按图 2连接电路。
5.3实验过程<图5.1>、运行电路图5.1<图5.2>、手持人打开开关5S ，然后在打开6S ，万用表显示2.5V ，此时抢答器处于待命状态，选手可以进行抢答；图5.2<图5.3>、开关S打开，LED显示为1，说明选手1首先抢答，电压变为5V；1图5.3<图5.4>、开关S随后打开，选手2在第二时间抢答，然后引文75ALS133锁存2使其他开关无效；图5.4S断开，LED自动清零，电压返回2.5V；<图5.5>、主持人控制的6图5.5<图5.6>、主持人闭合开关6S ，选手断开4321S S S S 、、、进行下一轮的抢答；图5.6<图5.7>、抢答完毕，主持人断开5S ,实验结束。
图5.7六结论总结从该电路设计本身来说，由集成D触发器74LS175组成的抢答电路，电路设计较简单，器件易采购。
但需要外加CP工作脉冲(由于本文的重点是抢答，电路的设计，因此没有给出脉冲发生电路)。
相比而言，其他类型的触发器，比如基本RS触发器和JK触发器，同样可以用于抢答器电路的设计并且不需要外加CP工作脉冲，但电路中使用的门器件较多，结构复杂。
其次，从触发器的应用来说，只要电路设计中需要记忆单元，都可以用不同类型的触发器来实现，比如寄存器的设计，计数器的设计等等都需要触发器的参与。
触发器应用的资料有很多，读者如有兴趣可自行设计以加深对触发器功能以及其应用的理解。
七、收获心得本次数字电子线路课程设计过程，我学到了很多东西，通过四路抢答器的设计，不仅掌握了74LS175的工作原理，全面了解到抢答器的特点。
更是对一学期以来所学的电子方面的知识也重新学习和复习了一遍，也对自己在模拟电子方面的能力有了更客观的认识和评价。
在这次设计过程中，从最基本的查原件，找资料做起，了解了完整的电子设计的一般步骤，也和同学们共同探讨，学到了很多课堂上学不到的东西，也遇到了各种各样从没有想到的问题，通过请教老师，和同学交流，搜索资料等各种方面解决它们，可以说是为我们以后再电子领域的发展做了一些有意的尝试，同时也使我增加了对电子方面知识的兴趣，也从中发现了自己的一些不足的地方，以后会多多改进。
最后，在这里也非常感谢指导老师，感谢你们的耐心指导，谢谢!八、参考文献[1] 周良权,方小乔编.数字电子技术.北京:高等教育出版社,1994[2] 康华光. 电子技术基础（数字部分）. 北京：高等教育出版社. 2000[3] 任为民. 数字电子电路学习和实验指导. 北京：广播电视大学出版社. 1992[4] 谢自美. 电子线路设计·实验·测试（第二版）. 华中科技大学出版社，2000[5] 侯大年.数字电子技术.北京:电子工业出版社,1999[6] 欧阳星明.数字逻辑.武汉:华中科技大学出版社，2000[7] 杨晓辉,张彤,姜俊海.智能抢答器的设计与制作. 长春大学学报 , 2000,06(24-25)[8] 周南良.数字逻辑.长沙:国防科技大学出版社,1992[9] 阎石. 数字电子电路. 北京：高等教育出版社. 2007[10] 解月珍.电子电路计算机辅助分析与设计,北京.北京邮电大学出版社.2001[11] 江国强.现代数字逻辑电路.北京:电子工业出版社,2002[12] 赵阳 .山东省农业管理千部学院学报 [J] 2007年第23卷第2期[13]刘建成. 电子线路试验教程. 北京气象出版社. 2004 年1月[14]蔡杏山. 零起步轻松学数字电路. 人民邮电出版社. 2006年 6月[15]王彩君/杨睿. 数字电路实验. 国防工业出版社. 2006年7月[16]王建新/姜萍. 电子线路实践教程. 科学出版社. 2003年9月。
