数字逻辑课程设计十路抢答器

数字电路课程设计一、设计任务和要求：1. 抢答器同时供4名选手抢答，抢答器具有定时抢答功能，且一次抢答的时间为10秒。

当主持人启动"开始"键后，定时器进行计时（0~9）。

2. 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，并在数码管上显示，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。

3. 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,绿灯亮，并保持到主持人将系统清除为止。

4. 在“抢答开始”命令发出后，超出规定时间无人抢答，定时显示器上显示9,显示抢答人组号的数码管此时显示无用字符，且红灯亮。

5．在“抢答开始”命令前抢答者，显示违规抢答者序号:红灯亮。

二、总体方案选择：工作原理如框图所示：接通电源后，主持人开关开始时接地处于禁止状态，编号显示器显示0，定时器显示时间（0）；此时,若有人抢答, 为违规抢答,LED显示器显示其编号,并红灯警告.定时器显示不变;主持人将开关置“开始"端，宣布"开始"，抢答器工作，同时定时器计时,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。

若在10秒内无人抢答，10秒到后抢答器自动锁定，计数器停止计数，抢答无效，且红灯亮。

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。

数字抢答器框图：抢答按钮优先编码锁存器译码电路译码显示电路主持人控控制电路制开关秒脉冲产生定时电路译码电路显示电路三,单元电路设计所用器材芯片数量芯片数量555一片74LS161一片74LS75一片74LS32一片74LS48两片74LS20 一片74L04 一片七段显示管两个74L08一片发光二极管2个74L000 一个电阻6个电容:0.01uf 4.7uf 各一个面包板一块该电路完成两个功能：一是分辨出抢答的先后，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。

巧妙制作十路数显无线抢答器该无线数显抢答器采用PT2262和PT2272编码电路为核心元件，设计巧妙，结构简单，制作容易，体积小巧。

由于按钮与显示主机没有电线连接，使用和收藏都非常方便。

一、电路的结构原理下图是抢答发射器电路原理图，由无线发射模块FS和编码IC PT2262等元件组成，电路中，S0为4位编码开关，与PT2262的数据端DO～D3连接，当其置ON位时，将编码电路的数据端接高电位，不同的发射器，开关的位置状态都不同，由此决定发射机的分组号码。

同时，这里把编码电路PT2262的地址端A7、A8接高电平，其余悬空处理。

按下发射器的按钮开关后，发射器发射模块和编码电路接通电源，向外发射编码信号。

下图是数显接收电路的原理图，由无线接收模块JS和解码IC PT2272、BCD译码驱动电路CD4511、LED数码管、音乐IC等组成。

电路中，CD4511是一只有锁存功能的7段BCD译码驱动电路，可直接驱动LED数码发光二极管发光显示。

A、B、C、D是它的BCD 编码输入端，当4个输出端都为低电平0000时，显示为0，当输出为0001时，显示为1，由于它们直接与解码电路PT2272的DO～D3连接，就可通过对抢答发射器的数据端进行BCD编码，接收电路解码后就会从DO～D3端输出对应的BCD码，由CD4511译码驱动LED数码管，实现从0-9十个组别的号码显示，当BCD码超过1001后，CD4511七段显示熄灭。

电路中将解码IC PT2272的地址编码端A7、A8通过4只二极管D1、D2、D3、D4 分别与数据端的DO～D3连接，这样，当DO～D3输出为高电平时，解码lCPT2272的地址码与抢答器发射机的地址码一致，地址端A7、A8为高电平，其余端悬空，只要有抢答发射器按钮按下，数显接收电路就可接收到发出来的编码信号，由于发射机数据编码是本组的组号编码，四个输出端总有一个为低电位，接收电路的解码器在接收信号后会输出相同的。

十路抢答器设计报告一、设计方案论证1、电路原理框图如下2、工作原理接通电源后，主持人按下清零开关，倒计时从30Sk开始倒计时，在倒计时进行内抢答器处于允许状态，十位选手可以抢答，当有选手按下按键，将发出一声声响，同时LED亮，显示管将显示第一位选手编号，发出同时反馈回一信号将锁存器锁定，禁止其他选手抢答。

当30s内无人按下按键，倒计时为0时，锁存器锁定，此时无法再抢答。

主持人再次按下清零键，重新计时。

二、电路设计1、倒计时电路（如图）两块74LS192实现减法计数，通过译码电路74LS48显示到数码管上，其时钟信号由时钟产生电路提供。

74192的预置数控制端实现预置数30s。

清零按键弹起后，计数器开始减法计数工作，并将时间显示在共阴极七段数码显示管DPY_7-SEG 上，当有人抢答时，停止计数并显示此时的倒计时时间；如果没有人抢答，且倒计时时间到时，输出低电平到时序控制电路，锁存器锁定，以后选手抢答无效。

2、555时钟信号电路在倒计时电路我们需要1HZ频率的方波，根据公式f=1.44/[(R1+2R2)*C],我们可以计算得R1=15K,R2=68K,C=10uf。

电路如下3、抢答电路设计在倒计时进行时，当选手按下按键后，通过74ls147（10-4编码）进行编码后输入74ls373锁存器，再经过7404反相器取反输入74ls48，译码输入数码管显示。

同时经过7432或门反馈回一信号到74373的LE端，当有抢答时LE变成低电平，74373锁存，禁止其他信号。

4、报警电路经过74147编码后，经过7408引出一信号，当有人抢答时为输出搞电平，驱动LED和蜂鸣器。

三、proteus仿真图经过proteus软件仿真，能实现所有功能，仿真图见附录一四、制作调试过程中出现的问题及解决1、制作成实物后，首次测试时发现倒计时显示乱码，无法倒计时。

解决方法：首先对照检查线路，是否有短路，断路。

排除线路问题后，又检查555的脉冲输出是否正常，结果正常。

目录1.绪论 (2)2.需求分析 (3)3.理论设计 (3)3.1．抢答器控制电路设计 (3)3.2．定时电路 (5)3.3．犯规罚下电路 (5)3.4．时序控制电路设计 (6)4.原理电路图 (6)5.选器件 (8)5.1．元器件清单 (8)5.2．元器件的功能 (8)6. 实际连线图 (11)7.调试过程 (12)8.结论 (13)9.结束语 (13)参考文献 (14)1.绪论随着电子产品的不断发展，数字电子的应用越来越广泛。

在现今社会各种智力竞赛也层出不穷，为了更加具有公平性，抢答器是必不可少的。

它是一名公正的裁判员。

因此它的发展也是比较快的，从一开始的光具有抢答锁定功能的一个电路，到现在的具有倒计时、定时、报警等。

多功能的技术合并，都足以说明其多功用及发展的快速。

抢答器的主要任务是从若干名参赛选手中确定出最先的抢答者，并要求在规定的时间内回答问题。

根据我所学的数字电子技术的知识，设计了一种比较简单的抢答器，没有特别多的，复杂的元器件。

它是一个可供三个参赛组进行智力竞赛的电路装置，本抢答电路主要有五部分组成：抢答判别电路、显示电路、时序控制电路、定时和犯规罚下电路。

当有某一参赛者首先按下抢答开关时，显示其号码、相应显示灯亮并伴有声响。

此时，抢答不在接其他参赛组的出入信号；用控制电路和主持人开关启动报警电路相连，电路具有回答问题时间控制功能。

本文介绍了抢答器的设计方案、各相关元器件的功能及在设计过程中所做的改进。

2.需求分析模拟电子抢答器是竞赛问答中一种常用的必备装置，根据系统功能及技术要求，要完成题目要求的逻辑功能的数字逻辑控制系统，至少应包括以下几个部分：抢答判别部分、显示部分、时序控制部分定时电路和犯规罚下部分、主持人控制部分。

各部分功能如下：①.抢答判别部分：立刻分辨出抢答者的编号，并进行锁存，然后由译码显示电路显示编号。

②.显示电路：一方面要显示优先抢答的编号；另一方面要进行计时抢答。

数电课程设计：10路抢答器鄢志伟************电子B班一、课程设计任务与要求1. 抢答器同时供10名选手或10个代表队比赛，分别用10个按钮J1 ~ J10表示。

2. 设置一个系统清除和抢答控制开关J11，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、课程设计目的本次课程设计主要是配合《模拟电子技术》和《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。

三、课程设计初始条件1．复习编码器、十进制加/减计数器的工作原理。

2．分析与设计时序控制电路。

3. 画出定时抢答器的整机逻辑电路图4.要求用集成电路：74LS00与非门、CD4511译码器和其它器件等，实现了10路定时抢答功能。

四、方案说明：对于多路抢答器的设计方案有很多，方案1：由优先编码器编码器加上控制、锁存、译码电路等构成。

尽管从理论上优先编码器对各路信号的优先级别有所不同，但实际上抢答时间的同时性不可能精确到ns的数量级。

方案2：考虑抢答器的公平性，要求每一录得抢答几率应该相等，而不应该有优先的现象（理论上优先编码器确实有优先的现象，尽管这种现象的发生几率非常小）。

那么可以采用8D锁存器，8D锁存器对输出的控制是用电平信号锁存方式。

如果将输出状态的组合连接到输出控制线，使锁存器一旦响应了第一个变化的端口，则输出控制线关闭了对其他输入信号的反映，这样就可以使8D锁存器仅对第一个输入做出响应。

要是抢答器复位，可以在输出控制端口的组合电路中加入按键复位信号。

综合上述两种方案，最后决定用CD4511中的译码和复位功能，控制输入端有一个输入就发出报警和数码显示。

这种方案更加简单和容易实现。

五、课程设计原理（1）设计原理图见图1所示。

西安邮电学院数字电路课程设计报告书——数字抢答器学院名称：电子工程学院学生姓名：专业名称：班级：实习时间：数字电路课程设计------------数字抢答器一、课程设计题目数字式抢答器二、设计任务和要求1．抢答器同时可供4路参赛选手同时抢答，分别用4个按钮S0~S3来控制。

2. 设置一个主持人开关，用来控制抢答的开始和结束。

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，并在数码管上显示，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，且一次抢答的时间为10秒。

当主持人启动"开始"键后，定时器采用倒计时计数到0。

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，绿灯亮，数码管上显示选手的编号和剩余抢答的时间，并保持到主持人将系统清除为止。

6. 如果定时时间已到（计数至0），有人抢答，则为超时抢答。

红灯亮，并在数码管管上显示该抢答选手。

7.如果主持人未启动“开始”键，有人抢答，为提前抢答。

显示其号码，此时红灯亮提示。

三、数字抢答器总体方案1. 接通电源后，主持人将开关拨到"高电平"状态，抢答器处于禁止状态，编号显示器显示为0,定时器显示为0。

此时, 若有人抢答, 为违规抢答数码管显示其编号,并红灯警告.定时器显示不变。

2.主持人将开关置于”开始”状态，宣布"开始"抢答，抢答器工作, 定时器倒计时, 选手在定时时间内抢答时，抢答器完成, 编号锁存, 编号显示, 绿灯亮表示抢答有效。

3.若在10秒内无人抢答，10秒后抢答器自动锁定，计数器停止计数，抢答无效。

如果再次抢答必须由主持人再次操作"开始"状态开关。

四、单元电路设计1.抢答器电路的设计 (即完成锁存和显示功能)（1）抢答, 锁存电路:在这一部分，最主要的是锁存电路，锁存电路主要由74LS75来实现,当74LS75的4，13号管角的信号为使能端，当为“0”时，它将保持原来的状态：74LS75的管脚图和真值表：7475功能表D0Q0D1Q3Vcc有一组队员按下开关后，Q1，Q2，Q3，Q4中有一个信号为0，则它们四个通过与门后的信号为0，接入E12和E34,7475实现锁存功能，保持状态不变。

个人收集整理仅供参考学习数字逻辑系统课程设计项目：十路智力竞赛抢答器班级：09 电子 A班姓名：刘金梁学号：0915211039题目及要求：题目 4 多路智力竞赛抢答器一、任务设计一个多路智力竞赛抢答器.二、设计要求1、基本要求（1）设计一个4路（1～4）智力竞赛抢答器，主持人可控制系统地清零和抢答地开始，控制电路可实现最快抢答选手按键抢答地判别和锁定功能，并禁止后续其他选手抢答. b5E2RGbCAP（2）抢答选手确定后给出一声音响地提示和选手编号地显示，抢答选手地编号显示保持到系统被清零为止 .2、发挥部分（1）扩展为 10 路（ 1～ 10）智力竞赛抢答器 .（2）设计抢答最长时间（ 30 秒）限制和倒计时显示 .1)根据题目要求设计系统总框图及总原理图如下：下面分模块对各个部分进行方案选取和论证：1.抢答按钮抢答顾名思义就是要求快速，方便，故选用微动开关，而不选用别扭地拨动开关 .2.译码电路及数码显示译码电路主要有两种，一种是用芯片进行译码，比如74ls148(8-3 译码器 ), 可用两片组合成 16-4 译码器，选取其中 10 路.下图为四路采用 148 进行译码地范例p1EanqFDPw另一种是利用加二极管防止反向然后直接连接到4511等七段显示译码器如下图个人认为第二种方法更简单、便捷，故采取第二种.3.锁存器锁存器采用74ls74 Ｄ触发器，经过４个或门处理当有按键按下去地时候置高，从而 D 触发器 5 端输出为高电平反馈到4511 地 5 端（使能端），从而实现锁定功能. DXDiTa9E3d4.报警电路因为要求抢答报警时只能响一声，故用555 另配合电阻、电容可形成大约 1 秒单稳触发器，因为低脉冲地时候触发而按键按下置高，故需加一反向器，用或非 74ls02 也可 .T=RC*ln3=1.1RC，故电阻取10u 电阻取 100k.5. 减数及译码电路要产生 1hz 地秒脉冲，同样选用555 定时器，接法如下电路，故选用电容100u ，则计算出=14.3k ，选用R1=4.3K,R2=5K.减计数芯片选用十进制74ls192, 接法如下，把秒脉冲输入到底下那片地 4 脚，计数十次后在13脚会产生一个脉冲，输入到上面那片，而上面那片从3减到 0 后 13 脚也产生一个负脉冲输入74ls74 地清零端，并使 74 地输出负端接到计数器地置数端使之一直置数，认为倒计时结束，显示部分仍用4511 译码显示RTCrpUDGiT6.主持人开关主持人同样采用微动开关，可控制系统地清零和抢答地开始 1 抢答地开始 2 清零2) 系统仿真仿真时，仿真结果达到了设计目标，由Proteus 仿真结果达到了设计目标，可以实现当主持人按下开始开关，就开始30s 倒计时，倒计时地时候，有人抢答后号码锁存住一直显示，蜂鸣器发出报警，并且重置倒计时. 超时未抢答仍然锁定后禁止抢答直到主持人清零. 仿真图如下：5PCzVD7HxA3) 印制版图地设计本次选用 Altium Designer Release 10来布置电路板以学习另外地布板软件，其中画地原理图如下：jLBHrnAILg个人收集整理仅供参考学习由于这次走线较多，故采用双面板，也可以锻炼下4) 心得体会做完板后调试发现抢答时数字不能锁定（怀疑 D 触发器输出），仔细检查仔细检查发现那根线腐蚀断掉那端没有连接好4511 地 5 脚），仔细检查发现那根线腐蚀断掉了，连好之后就能锁定 .定时部分也出现问题 :数码管显示地数连好之后就能锁定.定时部分也出现问题 : 字不完整，经检查发现有虚焊地现象，修改之后也就显示完整数字了.还有些器件封装出错，导致又多加了几根跳线 .现在调试结果基本上达到要求，实际电路和仿真电路相差不大 .通过这次课程设计我不仅更加学会软件地应用熟悉Altium Designer 软件地应用，还学会使用了Proteus软件对电路进行仿真，通过查找资料巩固了数电知识，虽然 PCB 图画地不够完美，跳线也多，但相信经过这次地磨炼之后，对今后地学习会有很大地帮助 .xHAQX74J0X版权申明本文部分内容，包括文字、图片、以及设计等在网上搜集整理.版权为个人所有This article includes some parts, including text,pictures, and design. Copyright is personalownership. LDAYtRyKfE用户可将本文地内容或服务用于个人学习、研究或欣赏，以及其他非商业性或非盈利性用途，但同时应遵守著作权法及其他相关法律地规定，不得侵犯本网站及相关权利人地合法权利. 除此以外，将本文任何内容或服务用于其他用途时，须征得本人及相关权利人地书面许可，并支付报酬. Zzz6ZB2LtkUsers may use the contents or services of thisarticle for personal study, research or appreciation, andother non-commercial or non-profit purposes, but at thesame time, they shall abide by the provisions of copyrightlaw and other relevant laws, and shall not infringe uponthe legitimate rights of this website and its relevantobligees. In addition, when any content or service of thisarticle is used for other purposes, written permission and remuneration shall be obtained from the person concernedand the relevant obligee.dvzfvkwMI1转载或引用本文内容必须是以新闻性或资料性公共免费信息为使用目地地合理、善意引用，不得对本文内容原意进行曲解、修改，并自负版权等法律责任. rqyn14ZNXIReproduction or quotation of the content of thisarticle must be reasonable and good-faith citation for the个人收集整理仅供参考学习use of news or informative public free information. It shall not misinterpret or modify the original intention of the content of this article, and shall bear legal liability such as copyright.EmxvxOtOco。

课题二数字式抢答器一．数字式抢答器功能概述在举办各种智力竞赛活动中，常常需要确定随是第一个抢答的人。

数字式抢答器利用电子器件可以准确的解决这一问题。

数字式抢答器允许抢答者在规定的时间范围内进行抢答，可以用数字显示抢先者的序号，并配有相应的灯光指示和声报警功能；对犯规抢答者（指在抢答开始命令下达前抢答者），除用声、光报警外，还应显示出犯规者的序号；若规定抢答时间已过，要告示任何输入的抢答信号均无效，除非重新下达抢答命令。

二．任务和要求设计一个数字式抢答器，具体要求如下：1．要求至少控制四人抢答，允许抢答时间为10秒，输入抢答信号是在“抢答开始”命令后的规定时间内，显示抢先抢答者的序号，绿灯亮。

2．在“抢答开始”命令前抢答者，显示违规抢答者的序号；红灯亮。

3．在“抢答开始”命令发出后，超过规定的时间无人抢答，显示无用字符（可自行确定）。

4．选做：不仅能显示抢答者的序号并且能显示抢答次序。

三．原理电路和程序设计(一)总体设计电路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，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,当一轮抢答之后，定时器停止、禁止二次抢答、定时器显示零。

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(二)部分电路介绍1、抢答器电路参考电路如下图所示。

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，当有选手将键按下时74L148的四个输出相与控制74L75的使能端，使其锁存并且让它和开关相与去控制红灯亮，保证报警电路通。

十路抢答器实验报告09电子B 鄢志伟0915212024 一、设计方案选取与论证对于多路抢答器的设计方案有很多，倒计时部分主要方案为由NE555产生1s的脉冲配合74ls192减计数。

主要是抢答部分设计的不同。

本实验采用的方案为：抢答器部分由74HC148优先编码器编码器进行编码，CD4511译码，74LS74的D触发器控制译码器锁存端。

尽管从理论上优先编码器对各路信号的优先级别有所不同，但实际上抢答时间的同时性不可能精确到ns的数量级。

所以调试电路时，时序问题要考虑清楚。

原理框图：二、单元电路设计1、抢答部分电路：该部分电路主要就是编码、译码、抢答锁存报警，而抢答锁存报警则为电路核心。

各路开关均为四脚按键开关，在正常工作状态下，任意按下一路按键，在74ls148的输入端编码，由于74ls148在编码状态下时，GS 输出口为高电平，EO输出口会变为低电平，利用两芯片的该输出口接74ls32或门去控制蜂鸣器，即抢答时只要有按键按下，148工作，蜂鸣器发出声响提示。

十位编码74ls148芯片的A2口接非门电平反向之后控制十位数码管显示1。

十位编码器的A1和各位编码器的A0作为74ls00与非门的输入，输出接数码管个位数码管的A。

其他路同理完成编码和译码电路设计。

考虑倒计时部分需要显示30s倒计时，即数码管需要译码输出，译码和锁存端LS=0;在抢答时将四个数码管同时锁存。

考虑148的GS端正常工作为高电平，在有一路抢答时，两芯片的GS端通过00与非门后会出现一个高电平脉冲，以此作为74ls74D触发器的CLC触发Q有低变为高电平控制CD4511锁存。

2、倒计时部分电路：该部分电路设计方案较少，主要区别就在于1HZ的脉冲产生。

可以用晶振或用NE555芯片构成多谐振荡。

在本次设计中采用555，通过芯片外围电路电阻电容参数的选择实现1HZ脉冲。

NE555的1脚是电路地GND；8脚是正电源端Ucc，工作电压范围为5~18V；2脚是低触发端TR；3脚是输出端OUT；4脚是主复位端R；5脚是控制电压端Uc；6脚是高触发端TH；7脚放电端DISC。