8路抢答器电路的设计调试

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 。

八路智力抢答器的制作与调试请按照所给原理图及元器件，制作一个八路智力抢答器。

要求：1分析电路图原理，进行计算机绘图设计PCB板。

目标：１熟悉焊接技术。

２掌握数字集成资料查询，识别，测试与选取方法：显示译码器，数码显示的识别与选取：电子产品电路的安装，测试与检测方法。

３了解元器件布局的工艺要求４了解连线的布局要求。

电路原理图：元器件清单：电路原理图分析：（1）当按下开关S１时，D１被导通使CD4511芯片的A端输入1，其余B，C,D分别输入0，即0001所对应的数码显示管显示1，则共阴极数码管的b,c端分别为1，其余a,d,e,f,g端分别为0.（2）当按下开关S２时，D２被导通使CD4511芯片的B端输入1，其余A,C,D分别为0，即0010所对应的数码显示管显示2，则共阴极数码管的a,b,g,e,d端分别为1，其余c,f端分别为0.（3）当按下开关S3时，D３和D４同时导通使CD4511芯片的A端和B端输入为１，其余C，D端分别输入为０，即001１所对应的数码显示管显示３，则共阴极数码管的a,b,g,c,d端分别为1，其余e,f端分别为0.（4）当按下开关S4时，D5被导通使CD4511芯片的C端输入1，其余A,B,D分别为0，即0100所对应的数码显示管显示4，则共阴极数码管的b,c,g,f端分别为1，其余a,d端为0.（5）当按下开关S5时，D6和D7同时导通使CD4511芯片的A端和C端输入为１，其余B，D端分别输入为０，即010１所对应的数码显示管显示5，则共阴极数码管的a,f,g,c,d端分别为1，其余e,b端分别为0.(6) 当按下开关S6时，D8和D9被导通使CD4511芯片的B和C端输入1，其余A,D分别为0，即0110所对应的数码显示管显示6，则共阴极数码管的a,f,g,e,d,c 端分别为1，其余b端分别为0.(7) 当按下开关S7时，D10,D11和D12被导通使CD4511芯片的A,B和C端输入1，其余D分别为0，即0111所对应的数码显示管显示7，则共阴极数码管的a,b,c 端分别为1，其余d,e,f,g端分别为0.(8) 当按下开关S8时，使CD4511芯片的D端输入1，其余A,B，C,分别输入0，即1000所对应的数码显示管显示8，则共阴极数码管的a,b,c,d,e,f,g端分别1为1.PCB板图：知识链接一．焊接技术：1、锡焊工具与材料(1)、焊接材料焊接材料包括焊料(俗称焊锡)和焊剂。

电子技术课程设计8路抢答器一、设计任务与要求1. 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。

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LED 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。

二、总体框图如图1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；主持人将开关置“开始”状态，宣布“开始”，抢答器工作，扬声器给出声响提示（或者提示灯给出显示）。

选手进行抢答时，抢答器将完成：优先判断、编号锁存、编号显示、扬声器（显示灯）提示等操作。

当一轮抢答之后，禁止二次抢答。

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。

上面的总体框图是我认为的最佳方案。

具体的说明：抢答器按钮就是输入一些高低电平信号，此实验是低电平有效。

优先编码电路用来把输入的高低电平信号编码，74LS148优先编码器及8—3编码器，输出3位2进制数，以代表不同的低电平信号。

锁存器用D触发器，因为D触发器结构和功能都比较简单，方便使用。

D 触发器使用4个，第四个除用来输出2进制数的最高位外，还用于控制信号的锁定，即触发或锁定触发器的工作状态。

数码显示器用DCD—七段数码显示管，即有4个输入信号的管子，能表示0到9十个数，而且输入的二进制数正好和十进制数一一对应。

主持人控制开关就是一个开关，用来清零和开始工作。

控制电路比较复杂，除了第四个触发器和主持人的开关外，还需要8个抢答器按钮组成的8输入与非门和第四个触发器用一个与门共同组成一个控制电路来控制信号的传输和锁定。

报警显示电路，由于没有报警器，所以选择一个LED灯来表示信号的锁定。

为了使更明显一些，给LED灯加了个连续脉冲信号，以使灯能够按我们需要的频率一闪一闪。

实习任务十一：八路抢答器的组装与调试班次姓名得分一、实训目的：1. 熟悉二进制、编码、译码原理并能分析八路抢答器原理和根据电路原理图进行组装和调试。

2. 灵活运用点焊法对元件进行焊接。

3. 掌握三极管引脚识别和好坏检测并能识别集成电路的引脚和简单的好坏判断。

4. 会利用组装图对元件引脚进行整形。

二、知识准备1. 电路原理：八路抢答器电路原理图如图所示：电路分为编码电路、译码电路、蜂鸣器电路、数码显示电路、优先所存电路几部分。

编码真值表：编码电路由组成；蜂鸣器电路由组成；译码及数码显示由组成；优先锁存由组成。

附：CD4511控制脚功能：BI：4脚是消隐输入控制端，当BI=0 时，不管其它输入端状态如何，七段数码管均处于熄灭（消隐）状态，不显示数字。

LT：3脚是测试输入端，当BI=1，LT=0 时，译码输出全为1，不管输入DCBA 状态如何，七段均发亮，显示“8”。

它主要用来检测数码管是否损坏。

LE：锁定控制端，当LE=0时，允许译码输出。

LE=1时译码器是锁定保持状态，译码器输出被保持在LE=0时的数值。

A1、A2、A3、A4、为8421BCD码输入端。

a、b、c、d、e、f、g：为译码输出端，输出为高电平1有效。

CD4511的内部有上拉电阻，在输入端与数码管笔段端接上限流电阻就可工作。

数码管引脚图：三、实训过程：1. 列元件清单，对进行元件识别和检测二极管三极管电容器：黑笔接地为正向；红笔接地为反向。

蜂鸣器的检测：正极加正电压，负极加负电压，蜂鸣器应该有叫声；否则损坏。

（×1挡）数码管的检测：3脚加负电压，其它脚分别加正电压，相应的笔画应发光，否则有损坏。

2. 按组装图和PCB图灵活运用点焊法焊接元件。

3. 焊接好的作品交由指导老师验收合格后方可通电实验。

4.参数测试：电阻参数：电压参数：(无按键按下时)电源电压：三极管各脚电压：e ; b ;c ;电流参数：整机电流：。

电路实验8路抢答器的实训报告一、实验目的1.了解8路抢答器的组成和原理2.掌握8路抢答器的电路制作和调试技能3.实践运用起来熟练掌握了8路抢答器的使用方法。

二、实验器材和器件1. 电磁继电器8只2. 开关按键8个3. 蜂鸣器1只4. 电源模块1个5. 电子万用表6. 面包板和导线等三、实验原理8路抢答器的原理和电路结构如下图：如图所示，由8个电磁继电器K1-K8、8个普通开关按键S1-S8组成，当按下某一个开关按键时，相应的电磁继电器就会被触发，它的一个常闭触点被切换为常开触点。

此时旁边的普通开关按键的功能就失效了，而它的常闭触点得到电源的正电压为其继电器线圈提供持续的电流，使得它一直有效，直到驱动相应的蜂鸣器响起为止。

四、实验步骤1. 根据上面的原理图，在面包板上搭起8路抢答器电路的原理图，把8个开关按键和一个蜂鸣器接在对应的接口上，并连好电源。

2. 按下某一个开关按键，如S1，触发继电器K1，并把常开触点切换为常闭触点接通继电器K1的电流，此时蜂鸣器关闭。

4. 依次按下其它的开关按键，相应的继电器触发，而前面的继电器也随之失效，直到最后一个开关按键全部按下，最后的蜂鸣器响起，此时整个电路工作正常。

五、实验结论通过对8路抢答器的实验，可得出以下结论：1. 8路抢答器采用电磁继电器控制开关触点实现抢答功能，效果较稳定可靠。

3. 实际应用中可以根据具体需求再进一步改进电路，在电路中增加判断优先级的功能，实现更加多样化的使用效果。

六、实验感想本次实验中，我通过学习和制作8路抢答器电路，不仅对电磁继电器控制开关的工作原理有了更深入的理解，而且还对实践操作中常见的错误很快找到解决办法，感觉到自己又提高了一步。

在今后的学习和工作中，我将不断探索和实践，更加熟练地应用电路知识，为自己的未来事业奠定一个坚实的基础。

1 前言1.1主要功能介绍（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S1~S8）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，同时蜂鸣器发出间歇式声响（持续时间为0.5秒），主持人清零后，声音提示停止。

（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S1~S8实现。

（4）有抢答信号输入（开关S1~S8中的任意一个开关被按下）时，并显示出相对应的组别。

此时再按其他任何一个抢答器开关均无效，指示灯依旧“保持” 第一个开关按下时所对应的状态不变。

1.2扩展功能介绍（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）。

当节目主持人启动“开始”键后，要求定时器立即减计时，并用显示器显示，同时扬声器发出短暂的声响，声响持续时间0.5秒左右。

（2）参加选手在设定的时间抢答，抢答有效，定时器停止工作，显示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。

（4）当选手抢答完后，主持人可根据相关题的加减分对选手进行加分或减分。

2总体方案设计此次课程设计我们有两套方案一是硬件部分主要由单片机、74LS373锁存器、LED显示器、声音报警器和其它基本外围电子电路组成软件部分则采用51系列单片机通用C语言精心设计编写。

它所具有的功能包括：抢答器同时供8名选手或8个代表队比赛，当开关S按下，抢答器发出0.5秒的报警声系统开始进行计时，选手可进行抢答，当计时30秒之后若没人抢答，则系统发出警报并禁止抢答，定时显示数码管上显示00字样，之后等待开关S按下，系统复位；若在30秒有选手进行抢答，此时扬声器会发出3秒时间的警报，同时在定时显示数码管上显示选手抢答时间(以秒为最小单位)，编号显示数码管上显示抢答选手编号，显示器上的状态直到开关S按下将系统复位为止；系统复位时所有的数码管不显示任何的数据。

八路抢答器电路设计1第一篇：八路抢答器电路设计1八路定时抢答器的设计一、设计题目八路智力竞赛抢答器二﹑设计要求1.抢答器同时供8名选手或8个代表队比赛，分别用8个按键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。

选手按动按钮，锁存相应的编号，并在LED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。

三﹑设计方案我们组在经过一番讨论之后，决定在完成基本的抢答功能的前提下对其进行进一步的功能扩展。

加入了定时和报警的功能，这样我们的电路就由抢答电路﹑定时电路﹑报警电路和最重要的时序控制电路四部分组成，抢答器就具有了其他的功能。

例如由主持人设定抢答时间（定时电路），定时器倒计时，选手在规定时间内抢答，按键有效则定时器停止工作显示器显示选手编号并阻止其后选手的编号（抢答电路）。

超过抢答时间无人抢答则报警器短暂发声（报警电路），并锁存电路。

拓展之后的逻辑框图组成如下：四﹑各部分具体设计及原理分析1﹑主体部分抢答电路参考电路如图一所示。

该电路完成两个功能：一是分辨出选手按键的先后，并锁存优先抢答者的编号，同时译码显示电路显示编号；二是禁止其他选手按键操作无效。

工作过程：开关S置于“清除”端时，RS触发器的端均为０，４个触发器输出置０，使74LS148的＝０，使之处于工作状态。

当开关S置于“开始”时，抢答器处于等待工作状态，当有选手按下按键时（如按下S5），74LS148的输出经RS锁存后，1Q=1, =1,74LS48处于工作状态，４Q３Q２Q=101,经译码显示为“５”。

此外，1Ｑ＝１，使74LS148 ＝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，74LS148的此时由于仍为１Ｑ＝１，使＝１，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。

电子系统课程设计姓名：___________ 周康学号：___________ 24号_______________专业班级：_________ 嵌入式10指导教师：一=朱水金设计题目：八路抢答器完成时间：2013年07月01日功能(20%实训(60%设计报告(20%总评简易难度(10%控制方式(10%原理图(10%装配图(10%元器件焊接(10%自控质量(10%功能实现(10%质量评估(10%格式(5%内容(15%应用科学学院电子系统课程设计数字抢答器由主体电路与扩展电路组成。

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。

经过布线、焊接、调试等工作后数字抢答器成形。

单片机体积小价格低，应用方便，稳定可靠。

单片机系统的硬件结构给予了抢答系统“身躯”，而单片机的应用程序赋予了其新的“生命”，使其在传统的抢答器面前具有电路简单、成本低、运行可靠等特色。

关键字：抢答电路报警电路倒计时电路目录第一章八路抢答器的概述及制作要求 (4)1.1 数字抢答器的概述 (4)1.2 设计任务与要求 (4)第二章单片机芯片的选择及抢答器方案 (5)2.1单片机芯片的选择 (5)2.2模块性能分析 (7)第三章硬件电路设计 (8)3.1总体设计 (8)3.2外部振荡电路 (9)3.3复位电路的设计 (9)3.4显示电路的设计 (9)3.5按钮输入电路的设计 (9)3.6报警电路的设计 (9)第四章系统软件设计 (12)4.1抢答器流程图 (12)4.2抢答器程序 (12)-1 -第五章产品的样品 (25)4.1实物图 (12)4.2 PCB 版图 (12)4.1实物焊接图 (12)结束语 (25)参考文献 (28)引言：单片机的发展史单片机诞生于20世纪70年代末，经历了SCM MCU SoC三大阶段。

1.SCM即单片微型计算机(Single Chip Microcomputer )阶段，主要是寻求最佳的单片形态嵌入式系统的最佳体系结构。

8路抢答器电路的设计与调试
一、项目制作目的
(1)了解并掌握8路抢答器电路的设计与调试方法。

（2）掌握用仿真软件进行实际电路的设计与调试方法。

二、项目要求
（1）设计的电路应能完成满足项目题目的要求。

（2）绘出8路抢答器电路的设计框图。

（3）完成8路抢答器电路的设计图并进行仿真调试。

（4）完成8路抢答器电路的模拟接线安装。

三、项目步骤
1、8路抢答器的功能
8路抢答器电路利用集成锁存译码器的锁存功能，可以实现优先抢答以及数字显示功能，其具体要求如下：
（1）可供8位选手进行抢答，各用一个抢答按钮，按钮编号从1-8，按钮编号与抢答选手编号对应。

（2）抢答器具有数据锁存功能，并将锁存的数据用LED数码显示管显示出抢答成功者的编号。

（3）主持人具有手动控制功能，可以将抢答器手动清零复位，为下一次抢答做准备。

2、8路抢答器电路的组成
3、8路抢答器的工作原理（1）开关组电路
（2）触发锁存器电路
（3）编码器
U4
74LS147N
A 9
B 7
C 6D
14
31341522121118574639
10
（4）译码驱动及显示单元
（5）解锁电路
4、电路仿真调试。