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控制要求1抢答器同时共8名选手或8个代表团比赛，分别用8个按钮SB1-SB8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抢答器具有锁存于显示功能。
即选手按动按钮，锁存相应的编号，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（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0.5秒。
5参赛选手在设定时间内进行抢答，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。
四设计梯形图程序0.01 0.00 CNTRD0 10.01 10.02 10.03 10.04 10.05 10.06 10.0710.0010.00根据系统控制0要求CN TR I/O 通0道0分配02设计弟形.64如下0510.06 10.070.01 0.00 CNTR0 0 10.01 10.°210.03 10.04 10.05 10.06 10.07 0.01 0.00 CNTR0 0 10.01 10.02 10.03 10.04 10.05 10.06 10.07段0 10.00-~0' 0.0刃0 切辟^00).。
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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：2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。
数字电路课程设计报告8路数字抢答器1.概述抢答器同时供8名选手或8个代表队比赛，分别用8个按钮S0 ~ S7表示。
另外设置系统清除开关一个，该开关由主持人控制。
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，扬声器发出声响提示，并在七段数码管上显示选手号码。
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零为止。
当主持人按下清除键后，参赛选手可以进行抢答，同时倒计时电路开始倒计时，抢答有效时，红灯亮，倒计时停止，显示器上显示选手的编号，并保持到主持人将系统清零为止。
2、8路数字抢答器各主要芯片介绍2.1、74LS14874LS148是一个8线—3线优先编码器。
74LS148外部管脚图、真值表如图所示：图一 74ls148 真值表由表不难看出，在0=S 电路正常工作状态下，允许70~I I 当中同时有几个输入端同时为低电平，即有编码输入信号。
7I 的优先权最高，0I 的优先权最低。
当07=I 时，无论其它输入端有无输入信号（表中以x 表示），输出端只给出7I 的编码，即000012=Y Y Y ，当74LS148的功能表输 入输 出S0I 1I 2I 3I 4I 5I 6I 7I2Y 1Y 0Y S Y EX Y1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 x x x x x x x x 1 1 1 1 1 1 1 1 x x x x x x x 0 x x x x x x 0 1 x x x x x 0 1 1 x x x x 0 1 1 1 x x x 0 1 1 1 1 x x 0 1 1 1 1 1 x 0 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 0 0 0 1 0 0 0 1 1 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1 0 1 0 0 1 0 1 0 1 1 0 1 1 0 1 0 1 1 1 1 0U CC Y EX Y S I 3 I 2 I 1 I 0 Y 0I 4I 5I 6I7S Y 2Y 1GND 图２ 74LS148管脚图16 9 74LS148 1 80167==I I 、时，无论其它输入端有无输入信号，只对6I 编码，即输出为001012=Y Y Y 。
智力竞赛抢答器前言随着各种智力竞赛越来越多，在答题的过程中一般要分为必答和抢答两种。
必答有时间的限制，到时间要警告。
而抢答则要求参赛者做好充分的准备，等主持人说完题目，参赛者开始抢答，谁先按钮，就由这个参赛者答题，但是很难确认谁先按的，因此使用抢答器来完成这一功能是很有必要的。
本设计是一个可供八个人抢答的多路抢答器。
可以显示优先抢者的序号，幷同时有音响提示。
幷具有倒计时功能。
当锁定时间到了的时候会有音响提示。
当一次抢答完毕，可由主持人按复位键重新开始下一次抢答。
我们在这里所设计的抢答器是一种比较简易的抢答器，没有使用特别多的复杂的元件。
从原理上来讲，它是一种典型的数字电路，其中包括了组合逻辑电路和时序电路。
它的特点是电路简单、制作方便、操作简单、性能可靠、适用于多种智力竞赛活动。
实验目的通过八路数字抢答器的设计实验，要求学生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。
1设计及原理1.1总体方案设计1.1.1设计思路★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。
★当电路形成第一抢答信号之后，用编码、译码及数码显示电路显示出抢答者的组别，也可以用发光二极管直接指示出组别。
★在主持人没有按下开始抢答按钮前，参赛者的抢答开关无效；当主持人按下开始抢答按钮后，开始进行30秒倒计时，此时，若有组别抢答，显示该组别并使抢答指示灯亮表示“已有人抢答”；当计时时间到，仍无组别抢答，则计时指示灯灭表示“时间已到”，主持人清零后开始新一轮抢答。
微机课程设计八路抢答器目录（1）课程设计题目；（2）课程设计任务与要求；（3）设计过程（包括方案论证、设计原理、创新点以及采用的新技术等）；（4）硬件系统框图与说明；（5）软件主要模块流程图与说明；（6）工作总结（包括自己的收获与体会；遇到的问题和解决的方法；技术实现技巧和创新点；作品存在的问题和改进设想等）；（7）附录1、源程序及程序注释2、原理图3、参考文献八路抢答器一、课程设计任务与要求：1、利用8255A，8086，8259等的硬件下，利用程序实现一个抢答器的功能；2、设计具有倒计时功能的计数器；3、设计具有在外界控制下可加分，并显示的功能；4、设计具有可以用来抢答的功能；二、设计过程1、倒计时子程序：选手在主持人按了开始键后抢答成功后，系统将调用子程序倒计时。
倒计时时先显示20秒，然后利用十位的1~0的循环，和个位的9~0的循环，使之依次显示19，18…01，00秒，便完成了抢答器的倒计时。
具体流程图如下：2、显示分数子程序：程序先得到当前选手的编号，根据编号得到该选手的分数。
用cx 记录该分数100的个数，首先赋值为0，然后将该分数与100比较，如大于100，则将该分数减100，100的个数cx加一，如小于100，则得到该分数100的个数cx，并得到该cx的LED字母，并输出到state[1]；然后用cx记录该分数10的个数，先赋值为0，然后将该分数与10比较，如大于10，则将该分数减10，10的个数cx 加一，如小于10，则得到该分数10的个数cx，并得到其LED字母，输出到state[2]；此时分数已为个位数，根据该个位数得到该分数个位的LED 字母，输出到state[3]。
具体流程图：三、硬件系统框图与说明将8个抢答按钮信号通过一个8位并行输入口接至微机中。
当主持人启动抢答过程后，微机通过该并行输入口循环对8路抢答信号进行采样。
当采样到那一组的抢答信号已经发出，则立即停止采样，并记录下该组的组号当8组均未按下抢答按钮时,送入到并行接口的8位抢答状态都是0,而当微机采样到这8位数据不为0时,则表示有一组获得了抢答机会,然后通过逐位查询个位状态,即可判断出哪一组抢答成功,最后利用并行输出接口将抢答成功的组号现实出来.在实验中,可以仅用一位7段数码管来显示抢答选手的组号.为了对抢答后的回答时间进行计时控制,可以利用一个可编程定时计时器，先置计数初值，再计时，当计时时间到后，由并行接口输出一个响铃信号提示抢答选手的回答时间已到。
8路抢答器电子设计八路定时抢答器的设计方案1.设计题目八路数字抢答器的设计2.设计目的3.设计要求3.1设计指标：抢答器可供8名选手或8个代表队比赛，分别用8个按钮S0~S7表示。
3.1.2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。
3.1.4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，声响持续的时间0.5秒左右。
3.1.6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。
3.2设计要求：3.2.1画出电路原理图。
3.2.2进行电路的仿真与调试。
4.设计方案多路智力竞赛抢答器的组成框该设计抢答器的电路主要是由抢答开关电路、触发电路、触发锁存电路、编码器、七段显示译码器几部分构成。
工作原理为：5.具体设计及原理图5.1抢答器电路的设计出（Q4—Q1）全部置０，使74LS48的BI的非＝０，显示器灯灭；74LS148的选通输入端ST的非=0，使之处于工作状态，此时锁存电路不工作。
当主持人把开关S置于\开始\时，优先编码器和锁存电路同时处于工作状态，即抢答器处于等待工作状态，等待输入端的信号输入，当有选手将键按下时（如按下S5），74LS148的输出Y2Y1Y0的非=010，YE某的非=0，经RS锁存后，CTR=1，BI的非=1，74LS279处于工作状态，Q4Q3Q2=101,74LS48处于工作状态，经74LS148译码后，显示器显示为\５\。
此外，CTR=1，使74LS148的ST的非为高电平，74LS148处于禁止工作状态，封锁其他按键的输入。
当按键松开即按下时，74LS148的YE某的非为高电平，但由于CTR维持高电平不变，所以74LS148仍处于禁止状态，确保不会出二次按键时输入信号，保证了抢答者的优先性以及抢答电路的准确性。
如有再次抢答需由主持人将Ｓ开关重新置“清除”，电路复位。
绪论进入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。
过去在举行的各种竞赛中我们经常看到有抢答的环节，举办方多数采用让选手通过举答题板的方法判断选手的答题权，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。
人们于是开始寻求一种能不依人的主观意愿来判断的设备来规范比赛。
因此，为了克服这种现象的惯性发生人们利用各种资源和条件设计出很多的抢答器，也使比赛更突显其公平公正的原则。
今天随着科技的不断进步抢答器的制作也更加追求精益求精，人们摆脱了耗费很多元件仅来实现用指示灯和一些电路来实现简单的抢答功能，使第一个抢答的参赛者的编号能通过指示灯显示出来，避免不合理的现象发生。
但这种电路不易于扩展，而且当有更高要求是酒无法实现，例如参赛人数的增加。
随着数字电路的发展，数字抢答器诞生了，它易于扩展，可靠性好，集成度高，而且费用低，功能更加多样话，是一种高效能的产品。
一、设计的目的及任务1、设计的目的多功能抢答器在当今社会有着广泛的应用有基本的抢答功能外，还具有定时、计时和报警功能。
主持人通过时间预设开关预设供抢答的时间，系统将完成自动倒计时。
若在规定的时间内有人抢答，则计时将自动停止；若在规定的时间内无人抢答，则系统中的蜂鸣器将发响，提示主持人本轮抢答无效，实现报警功能，若超过抢答时间则抢答无效。
2、设计的任务及要求（1）抢答器同时供8名选手比赛，分别用8个按钮S0 ~ S7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，扬声器发出声响提示，并在数码管上显示选手号码。
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。
二、电路设计总方案及原理框图电路总体框图如下所示:图1 数字抢答器系统框图如图所示电路包括主体电路和扩展电路两部分。
其中主体电路完成基本的抢答功能，即主持人按下控制开关后，当选手按动抢答键时，数码管显示选手编号，同时封锁输入电路，其他选手抢答无效。
扩展电路完成定时抢答的功能以及报警功能。
图1所示电路的工作过程是：接通电源后，主持人将控制开关置于“清除”处，此时抢答器处于禁止状态，选手不能进行抢答，定时显示器显示设定的时间（9s），当主持人将控制开关置于“开始”时，扬声器发出声响，抢答器处于工作状态，同时定时器开始倒计时。
当选手在定时时间内按动抢答键时，电路要完成以下功能：（1）优先编码电路判断抢答者的编号，并由锁存器进行锁存，然后通过译码显示电路在数码管上显示抢答者的编号；（2）扬声器发出短暂声响；（3）控制电路对其余输入编码进行封锁，禁止其他选手进行抢答；（4）控制电路要使定时器停止工作，数码管上显示剩余的抢答时间，当选手将问题回答完毕，主持人操作控制开关进行系统清零，使系统回复到禁止工作状态，以便进行下一轮抢答。
当定时时间到，却没有选手抢答时，系统将报警，并封锁输入电路，禁止选手超时后抢答。
[2]三、各单元电路的工作原理1、抢答器电路抢答电路的功能有两个：一是能分辨出选手按键的的先后，并锁存优先抢答者的编号，供译码显示电路用；二是要使其他选手的按键操作无效。
选用优先编码74LS148和RS锁存器74LS279可以完成上述功能，其电路组成如图3-1所示：图3.2.1 抢答电路其工作原理是：当主持人控制开关处于“清零”位置时，RS触发器的R端为低电平，输出端（4Q～1Q）全部为低电平。
于是74LS48的BI=0，显示器灭灯；74LS148的选通输入端ST=0，74LS148处于工作状态，此时锁存电路不工作。
当主持人将开关拨到“开始”位置时，优先编码电路和锁存电路同时处于工作状态，既抢答器处于等待工作状态，等待输入端I7、I6、I5、I4、I3、I2、I1、I输入信号，当有选手将键按下时（如按下S5），74LS148的输出Y2Y1Y=010，YEX=0，经RS锁存器后，CTR=1，BI=1，此时74LS279处于工作状态，4Q3Q2Q=101，经74LS48译码后，显示器显示出“5”。
此外，CTR=1，使74LS148的ST端为高电平，74LS148处于禁止工作状态，封锁了其它按键的输入。
当按下的键松开后，74LS148的YEX 高电平，但由于CTR维持高电平不变，所以74LS148仍处于禁止工作状态，其它按键的输入信号仍不会被接受。
这就保证了抢答者的优先性以及抢答电路的准确性。
当优先抢答者回答完问题后，主持人操作控制开关S，使抢答电路复位，以便进行下一轮抢答。
[1]2、定时电路74LS48的7，6，2，3引脚接受来自74LS192的输出信号并把它译码显示在数码管上。
74LS192的9，10，11，15引脚完成时间设定功能，本设计要求定时9秒， 555芯片完成产生秒脉冲的功能。
工作过程为：抢答开始前，74LS192的置数端为低电位，处于初始状态，数码管显示为9，5引脚接高电位。
抢答开始后，秒脉冲冲推动右边的芯片开始倒记时，同时右边芯片产生的信号做为左边芯片的CP信号推动左边的芯片倒记时，完成十进制的倒记时功能。
当有人抢答后1Q的输出为1，经过非门后变为0，通过与门屏蔽了秒信号，停止记时，完成显示抢答时间的功能。
当记到了9秒时，左边的芯片产生的定时到信号输出为低电位，也屏蔽了秒信号，使得数码管显示为0。
[1]图3.23、报警电路由555定时器和三极管构成的报警电路如图3.3所示：图3. 3 报警电路其中555构成多谐振荡器，振荡频率为：f 0=1/(R1+2R2)*C*ln2=1.43/(R1+2R2)*C其输出信号经三极管推动扬声器。
PR为控制信号，当PR为高电平时，多谐振荡器工作，反之，电路停振不再工作。
[1]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，（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以及图 3.2.1和图 3.2.2，设计的时序控制电路如图3.2.4所示：1 2 1312U1A74LS11D&211U3A74LS04D时钟信号2 11U4A74LS04D Bus BusCP 定时到信号1QU2A12374LS00D&_ST图3.2.4(A) 抢答与定时电路的时序控制电路图3.2.4(B) 报警电路的时序控制电路图中，门G1的作用是控制时钟信号CP的放行与禁止，门G2的作用是控制74LS148的输入使能端ST。
图3-4（a）的工作原理是：主持人控制开关从“清零”位置拨到“开始”位置时，来自于图3-1中的74LS279的输出CTR=0，经G3反相，A=1，则从555输出端来的时钟信号CP能够加到74LS192的CPD时钟输入端，定时电路进行递减计时，在定时时间未到时，来自于图3-2的74LS192的借位输出端BO2=1，门G2的输出ST=0，使74LS148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，CTR=1，经G3反相，A=0，封锁CP信号，定时器处于保持状态，门G2的输出ST=1，74LS148处于禁止工作状态，从而实现功能②的要求；当定时时间到时，来自于图3-2的74LS192的借位输出端BO2=0，门G2的输出ST=1，74LS148处于禁止工作状态，禁止选手进行抢答，门G1同时处于关门状态，封锁CP信号，使定时电路为00状态，从而实现功能③的要求，74LS121用于控制报警电路及发声的时间。
[2]四、电路仿真在proteus软件中进行电路仿真如下图五、电路的安装及调试通过实验原理图进行实物焊接，焊接时能深刻体会到焊接工艺的重要性：各个芯片的引脚功能不能混淆，必须了解各个芯片的使用方法，内部结构以及使用时的注意事项，该接电源的一定要接电源，该接地的一定要接地，且不能有悬空。
同时在电路板上要预先确定电源的正负端，便于区分及焊接。
正确焊接各芯片个管脚连接必须查阅各种资料并记录，以确保在焊接过程和调试过程中芯片不被烧坏，同时确保整个电路的正确性。
在焊接完后每块芯片都用万用表检测，看是否有短接等，还有焊接时要尽量使布线规范清晰明了，这样才有利于在调试过程中检查电路。
六、结论通过这次的课程设计，我学会了很多知识实习将理论与实践有机地结合，巩固了理论知识的掌握程度，为今后的发展提供了一次良好的学习环境。
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。
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。
参考文献：[1] 《数字电子技术基本教程》阎石主编。
- 清华大学出版社，2007.8[2] 《数字电路与课程设计》吕思忠、施齐云主编。
-哈尔滨工程大学出社，2001。
