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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.。
电路组成及工作原理四路竞赛抢答器总电路原理图如图1所示。
图1 四路竞赛抢答器原理图1．抢答器电路原理：如图2，IO1，IO2，IO3，IO4分别为抢答器按钮的输入端，开始抢答，假设IO1抢答成功，通过四D触发器输出Q1=1，Q1’=0，而Q 2’=Q3’=Q4’=1,通过四输入与非门后，输出高电平，再经过反相器输出低电平，再经过两输入与非门，输出低电平，此时四D触发器处于保持状态，并且其他按钮的输入不起作用，IO1的抢答信号被锁存。
此时LED1发光并且蜂鸣器发出响声。
其他抢答按钮同理。
图2 抢答器部分电路图2.计时电路原理：计时电路为两片74LS160用置数法构成的31进制计数器，因为可以为了让答题者直观的看到30S这个时间点，所以设置了31进制的计数器。
两片的四个输入端均接低电平，两片的输出端分别接七段译码管直接显示数字，高位的74LS160芯片的Q1Q2接到一个二输入的与非门（U8A）输出到计数器的LD端、三输入与非门端、反相器端。
输出到LD端是为了构成31进制计数器，当高位变为3时，计数器置0。
输出到三输入与非门（U9A）和时钟脉冲、开关的电平信号一起输入到与非门中，这就是为什么能控制计时的开始与暂停了，当开关输入低电平时，无论是否有时钟信号，时钟均不发生改变，此时时钟信号为无效信号；而当开关输入高电平时，U8A输出也为高，因此，时钟信号为有效信号，因此，凭借这样的类似锁存的电路，就可以控制计时的开始与暂停。
而当时间到了30s时，U8A输出为低电平，时钟信号又成为无效信号，时间被停止在30s，此时将U8A信号通过一个反相器输出到蜂鸣器，蜂鸣器发出响声。
图3 计时器电路3.555函数发生器：输出高电平时间：T1=(R1+R2)Cln2 输出低电平时间：T2=R2Cln2 振荡周期：T=(R1+2R2)Cln2图4 555函数发生器。
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。
华北科技学院课程设计说明书班级：电子B071 ：郭亚立设计题目：四路智能抢答器设计时间： 2010.1.9 至 2010.1.22 学号： 8指导教师：杜志伟评语：评阅成绩：评阅老师：四路抢答器设计报告目录一、设计任务和要求：...................................................... - 3 -1.1设计任务 (3)1.2设计要求 (3)二、设计方案的选择与论证.................................................. - 4 -2.1方案的选择、论证 (4)2.2设计总方案 (4)三、电路设计计算与分析..................................................... - 5 -3.1抢答器控制电路设计 (5)3.1.1 优先编码器 74LS148................................................ - 7 -3.1.2 锁存器74LS279.................................................... - 9 -3.1.3 74LS121单稳态触发器：.......................................... - 10 -3.2定时时间电路的设计 (10)3.2.1 计数器74LS192................................................... - 12 -3.3控制电路和报警电路 (13)3.3.1 振荡电路......................................................... - 17 -3.4整体仿真 (19)四、总结及心得 ............................................................- 20 -五、附录 .................................................................- 22 -5.1主要元器件列表 (22)5.2总原理图 (23)六、参考文献 ..............................................................- 24 -一、设计任务和要求：1.1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。
数字显示4路抢答器数字显示4路抢答器题目：专业：班级：姓名：学号：指导老师：小组成员：成绩：电子技术课程设计数字显示四路抢答器本电气工程及其自动化本电气113班[1**********]38杨祺杰温宇轩刘强数字抢答器由主体电路与扩展电路组成。
优先编码电路、锁存器、译码电路将参赛队的输入信号在显示器上输出；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。
经过布线焊接、调试等工作后数字抢答器成形。
抢答器在比赛中有很大的用途，它能准确公正直观的判断出第一抢答者。
通过抢答器的指示灯显示，数码显示指示出第一抢答者。
本作品用了CD4511与CD4068等芯片的组合来完成抢答的功能实现。
开关阵列电路；触发锁存电路；解锁电路；编码电路；译码电路；显示电路；8输入端与非/与门。
目录 . ......................................................................... ................................... 2 一、引言 . ......................................................................... ......................... 3 二、设计目的 ........................................................................... ................ 3 三、整体设计 ........................................................................... ................. 3 3.1 设计任务与要求 (3)3.2 设计原理与参考电路 ................................................................. 3 四、数字显示4路抢答器总体设计电路 ................................................5 五、芯片功能介绍 ........................................................................... ....... 6 5.1显示译码器CD4511 ....................................................................... ..... 6 5.2八输入端与非/与门CD4068 . ....................................................... 7 六、元件清单列表 ........................................................................... ......... 8 七、性能测试与分析 ........................................................................... ..... 8 八、实验总结............................................................................ .. (9)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。
目录第一节课程设计目的 (3)1.1概述 (3)1.2设计要求 (3)第二节四路抢答器设计正文 (3)2.1总体设计 (3)2.1.1抢答器的工作原理 (3)2.1.2抢答器的总体设计 (4)2.2硬件电路详细设计 (4)2.2.180c51芯片 (4)2.2.2芯片的选择 (6)2.2.3复位电路的设计 (6)2.2.4晶振电路的设计 (7)2.2.5数码显示电路的设计 (8)2.2.6报警电路的设计 (8)2.2.7总电路的设计 (9)2.2.8 PCB版图的绘制 (10)2.3软件详细设计 (11)2.3.1主程序的设计 (11)2.3.2显示子程序的设计 (11)2.3.3定时器T0、T1中断服务程序的设计 (11)2.3.4抢答处理程序的设计 (11)2.3.5总程序 (12)第三节实验结果及结论 (18)第四节参考文献 (19)第一节课程设计目的1.1概述单片机原理及应用课程设计是学生综合运用所学知识，全面掌握单片微型计算机及其接口的工作原理、编程和使用方法的重要实践环节。
通过独立或协作提出并论证设计方案，进行软、硬件调试，最后获得正确的运行结果，可以加深和巩固对理论教学和实验教学内容的掌握，进一步建立计算机应用系统整体概念，初步掌握单片机软、硬件开发方法，为以后进行实际单片机软、硬件应用开发奠定良好的基础。
课程设计的主要内容：根据单片机原理及应用课程的要求，主要进行两个方面的设计，即单片机最小系统和接口技术应用设计。
其中，单片机最小系统主要要求学生熟悉单片机的内部结构和引脚功能、引脚的使用、复位电路、时钟电路、4个并行接口和一个串行接口的实际应用，从而可构成最小应用系统，并编程进行简单使用。
接口技术应用设计主要要求学生能综合运用单片机、存储器、常用接口芯片构成单片机应用系统，有针对性地进行软、硬件设计与开发。
1.2 设计要求：1、设置4个抢答台和四个抢答成功指示灯，1个比赛主持人开始按键和1个抢答指示灯及1个LED显示器。
目录1.绪论 12.电路设计方案及功能分析 2 2.1 设计目的 2 2.2 设计要求 2 2.3 系统基本方案 2 2.4电路详解32.4.1、51系列单片机最小系统 32.4.2、时钟电路 (3)2.4.3、复位电路 4 2.4.4、EA/VPP（31 脚）的功能和接法42.4.5、P0 口外接上拉电阻 (4)2.4.6、上拉电阻 (5)2.4.7、LED驱动电路 62.4.8、数码管 6 2.5电路分析92.6供电模块选择113.系统设计12 3.1 系统框图 (12)3.2 系统原理图 (13)3.3 Proteus 仿真134.系统调试及结果分析 (15)5.总结和体会156.遇到问题 (15)7.参考文献 (15)8.附录 (16)8.1 元件清单..................................... 错误！未定义书签。
8.2 程序161.绪论由于单片机技术在各个领域正得到越来越广泛的应用，世界上许多集成电路生产厂家相继推出了各种类型的单片机，在单片机家族的众多成员中MCS-52系列单片机以其优越的性能、成熟的技术及高可靠性和高性能价格比，迅速占领了工业测控和自动化工程应用的主要市场，成为国内单片机应用领域中的主流。
目前，可用于MCS-52系列单片机开发的硬件越来越多，与其配套的各类开发系统、各种软件也日趋完善，因此，可以极方便地利用现有资源，开发出用于不同目的的各类应用系统。
单片机最小系统是在以MCS-52单片机为基础上扩展，使其能更方便地运用于测试系统中，不仅具有控制方便、组态简单和灵活性大等优点，而且可以大幅度提高被测试的技术指标，从而能够大大提高产品的质量和数量。
单片机以其功能强、体积小、可靠性高、造价低和开发周期短等优点，称为在实时检测和自动控制领域中广泛应用的器件，在工业生产中称为必不可少的器件，尤其是在日常生活中发挥的作用也越来越大。
本毕业设计主要在STC89C52RC单片机上扩展I/O 口，复位电路，晶振电路，LED显示电路，数码管显示电路，蜂鸣器电路。
;实战四《简易四路抢答器》;该抢答器供不多于4个参赛队或者个人的抢答比赛场合使用。
每个参赛队的座位前;安装1只抢答按钮开关（用板上的S9、S10、S11、S12）和一个信号灯（D4、D5、D6、D7）。
;主持人座位前装一只复原开关（板上S3）、1只蜂鸣器（板上BUZ1）和一个抢答器工作状态;指示灯（D10),每当主持人口头发出号令之后.哪个队先按下座位上的按钮开关,该座位的信;号灯就先被点亮,同时封锁其他按钮开关的活动.并且熄灭主持人座位上的状态指示灯和发出;三声类似于电话振铃的提示声,以声明此次抢答动作已经完成.在主持人确认后,按下复原按钮;,状态指示灯重新点亮,并且同时发出"笛-笛-"声,为下一次抢答作好准备.;PIC单片机学习网陈学乾 ;程序文件名:"MCD-INTBUZ.ASM";******************************************************************** *;程序清单;******************************************************************** *tmr0 equ 1h ;定义定时器/计数器0寄存器地址status equ 3h ;定义状态寄存器地址option_reg equ 81h ;定义选项寄存器地址option_temp equ 0a6h ;（在BACK1）定义选项寄存器的备份寄存器的地址intcon equ 0bh ;定义中断控制寄存器地址portc equ 7h ;定义端口RC的数据寄存器地址trisc equ 87h ;定义端口RC的方向控制寄存器地址portb equ 06h ;定义端口RB的数据寄存器地址trisb equ 86h ;定义端口RB的方向控制寄存器地址c equ 0 ;定义进位标志位的位地址z equ 2 ;定义0标志位的位地址w equ 0 ;定义传送目标寄存器为W的指示位f equ 1 ;定义传送目标寄存器为RAM的指示位t0if equ 2 ;定义TMR0中断标志位的位地址t0ie equ 5 ;定义TMR0中断使能位的位地址inte equ 4 ;定义外部中断使能位的位地址intf equ 1 ;定义外部中断标志位的位地址count equ 20h ;定义一个计数器变量count1 equ 24h ;定义一个计数器变量count2 equ 25h ;定义一个计数器变量count3 equ 27h ;定义一个计数器变量count4 equ 28h ;定义一个计数器变量portb_b equ 21h ;为PORTC定义一个备份寄存器w_temp equ 7fh ;为W在体0和体1定义2个备份寄存器;w_temp equ 0ffh ;（若是16F873/4，则需保留FFH单元）status_temp equ 23h ;为STATUS定义一个备份寄存器rp0 equ 5h ;定义状态寄存器中的页选位RP0;******************复位向量和中断向量***********************org 000h ;nop ;设置一条ICD必须的空操作指令goto main ;org 0004h ;goto serv ;跳转到中断服务子程序;*******************主程序************************************mainbsf status,rp0 ;movlw 0 ;movwf trisc ;设置RC口全部为输出movlw 0ffh ;movwf trisb ;设置RB口全部为输入movlw 02h ;设置选项寄存器：上拉电阻启用；INT下降沿触发movwf option_reg ;分频器给TMR0；分频比1：8bcf status,rp0 ;movlw 90h ;movwf intcon ;开发INT中断clrf portc ;RC口灯全灭loopmovf portb,w ;读取RB口数据iorlw b'11100001' ;送RB口的数到备份寄存器并将除S9、S10、S11、S12以外的位全部送1movwf portb_b ;xorlw 0ffh ;没有键按下转LOOP继续检测btfsc status,z ;goto loop ;call delay10ms ;防抖动廷时movf portb,w ;iorlw b'11100001' ;xorwf portb_b,0 ;再次读取RB口的数据，与前一次读的数相同则键值有效btfsc status,z ;goto loop ;comf portb_b,w ;取反以便使被按下按键的位为1，其它位为0movwf portc ;送RC口显示call tone3t ;调用发声三次子程序loop1comf portb,w ;检测按键是否有松开andlw b'00011110' ;btfsc status,z ;goto loop ;松开了返回goto loop1 ;没松开继续检测;*********************中断服务子程序***************************** serv;********************保存护现场部分*******************************movwf w_temp ;保护Wswapf status,w ;保护STATUSclrf status ;选择体0movwf status_temp ;将STATUS存入体0的备份寄存器;********************* 调查中断源********************************** btfsc intcon,intf ;检查不是INT中断，返回goto intserv ;是！转到INT中断处理部分goto retfie0 ;;*********************INT中断处理部分****************************** intservclrf portc ;令全部灯熄灭bsf portc,7 ;点亮D10，表示就绪call tone630 ;调用高音子程序call delay ;调用1S廷时子程序call tone630 ;调用低音子程序bcf intcon,intf ;清除INT中断标志位;*************************恢复现场部分***************************** retfie0swapf status_temp,w ;恢复STATUSmovwf status ;swapf w_temp,f ;恢复Wswapf w_temp,w ;retfie ;中断返加;*************************低音调发生子程序（500HZ/50MS）************* tone500movlw .50 ;循环次数寄存器赋初值movwf count ;50=500HZx0.05Sx2t5lopbcf intcon,t0if ;清除TRM0溢出中断标志位movlw .131 ;给TMR0装入初值256-125=131movwf tmr0 ;启动定时器t5herebtfss intcon,t0if ;定时器溢出否goto t5here ;否!循环栓测movlw b'01000000' ;只将BIT6置位xorwf portc,f ;只将RC6(BUZ)脚电平反转,其余不变decfsz count,f ;循环次数递减,为0,跳一步goto t5lop ;不为0,跳回return ;返回;**************************高音调发生子程序(630HZ/50MS)*****************tone630movlw .63 ;循环次数寄存器赋初值movwf count1 ;63=630HZx0.05Sx2t6lopbcf intcon,t0if ;清除TRM0溢出中断标志位movlw .157 ;给TMR0装入初值157=256-99movwf tmr0 ;启动定时器t6herebtfss intcon,t0if ;定时器溢出否goto t6here ;否!循环栓测movlw b'01000000' ;只将BIT6置位xorwf portc,f ;只将RC6(BUZ)脚电平反转,其余不变decfsz count1,f ;循环次数递减,为0,跳一步goto t6lop ;不为0,跳回return ;返回;*********************发声1S子程序(1S=10x(50ms+50ms)*********** tonelsmovlw .10 ;循环次数寄存器赋初值movwf count2 ;t1lopcall tone500 ;调用低音子程序call tone630 ;调用高音子程序decfsz count2,f ;循环次数递减,为0,跳一步goto t1lop ;不为0,跳回return ;返回;*********************TMR0廷时子程序1S（1S=16x256x(256-12)US)******** delaybsf status,rp0 ;设置文件寄存器体1movf option_reg,w ;保护选项寄存器内容movwf option_temp ;movlw 07h ;重设选项寄存器；上拉电阻启用，INT 下降沿触发movwf option_reg ;分频器给TRM0；分频比值设为1：256 bcf status,rp0 ;恢复到文件寄存器体0movlw .16 ;循环利用TMROP定时16次movwf count3 ;溢出次数寄存器d1lopbcf intcon,t0if ;清除TMR0溢出中断标志位bcf intcon,t0ie ;清除TMR0溢出中断使能位movlw .12 ;给TMR0装入初值12=256-244movwf tmr0 ;启动定时器herebtfss intcon,t0if ;用查询法检测TMR0溢出否goto here ;否！返回decfsz count3,f ;是！溢出次数减1，为0，跳一步goto d1lop ;否！循环利用TMR0bsf status,rp0 ;设置文件寄存器体1movf option_temp,w ;恢复选项寄存器内容movwf option_reg ;bcf status,rp0 ;恢复到文件寄存器体0return ;返回;*************************断续发声3次报警子程序***********************tone3tmovlw .3 ;循环次数寄存器赋初值movwf count4 ;t3lopcall tonels ;调用发声1S子程序call delay ;调用廷时1S子程序decfsz count4,f ;循环次数递减,为0,跳一步goto t3lop ;不为0,跳回return ;返回;**************************软件廷时10MS子程序****************************delay10msmovlw .13 ;将外层循环参数值送到30Hmovwf 30h ;lp0movlw 0ffh ;将内层循环参数值送到31Hmovwf 31h ;lp1decfsz 31h,1 ;变量31H内容递减，若为0则跳跃 goto lp1 ;跳转到LP1decfsz 30h,1 ;变量30H内容递减，若为0则跳跃 goto lp0 ;跳转到LP0return ;返回主程序end ;源程序结束;***************************************************; 进入该实战演练的工序流程如下:; 1.创建源文件和编辑源文件;在此介绍一种不同于前面讲的创建源文件的方法,用Windows附件中的”记事本”; 这个为大家所熟知和好用的文件编辑器,并且可以方便的加入中文注释.不过有两点需要注意,一是注释前面的; 分号”;”必须用西文半角输入;二是必须用”.asm”扩展名存储到事先建立的一个专用子目录下.; 2.打开MPLAB集成开发环境:首先在WINDOWS环境下,选用开始>程序>Microchip MPLAB>MPLAB命令,启动MPLAB; 并进入MPLAB的桌面.; 3.创建项目:选用菜单File>New或Project>New Project,在事先建立的一个专用子目录下创建一个新项目,将; 用记事本创建的源文件加入到该项目中.; 4.建立项目中的目标文件:选择菜单Project >Build All(项目>建立所有文件),MPLAB将自动调用MPASM将项目; 文件管理下的源文件(.asm)汇编成十六进制的目标文件(.hex).; 5.ICD参数设置:通过菜单命令Project>Edit Project或者Option>Development Mode,将开发模式设置为; ”MPLAB ICD Debugger”,点击OK按钮,打开ICD的工作窗口,在调试阶段,可以按照说明书图2-10设置各项,但需注意; OSCILLATOR应设置为XT方式,尤其需要说明的是，选中“Enable Debug Mode”（使能调试模式）选项，在向目; 标单片机烧写机器码程序时，会将调试临控程序同时写入单片机的指定程序存储器区域，然后才允许用ICD方式调试。
摘要：本文主要介绍了多路智力竞赛抢答器。
它是由主体电路和扩展电路组成。
主体电路由抢答电路、定时电路组成。
优先编码电路、锁存器、译码电路将各输入信号在显示器上输出，用控制电路和主持人开关启动报警电路，以上为主体电路工作原理。
通过译码电路将秒脉冲信号在显示器上输出实现计时功能，构成扩展电路。
数电课程设计的编写是以实际动手研究为主线，以科学研究所研究到的所应用的实际技术为主要内容。
培养学生掌握电子技术的科学规律、技术，测量技术等研究方法使其具有独立动手研究的能力，以便在未来的工作中开拓创新。
抢答器是一种能使任何比赛及竞争性的游戏体现公平、公正的电子装备。
在比赛中为了准确、公正、直观地判断出第一抢答者，所设计的抢答器通常由数码显示指示出第一抢答者。
同时还应设计记分、犯规和奖惩记录等多种功能。
为了全面运用科学动手研究的技术方法，在加强的直接动手方法的同时，力求让我们在短时间里得以掌握先进科学技术：如本设计中所使用到的Protel99等技术手段，新工具。
也培养了自己理论联系实际、设计电路的能力及正确的的处理数据、分析。
本文主要介绍了数字电子技术是一门应用性很强的专业基础课,主要任务是在传授有关数字电子技术基本知识的基础上,培训分析和设计数字电路的能力。
为了更好地把理论教学和实践有机地结合在一起，让我们进一步的掌握数字电子技术的知识、提高电子电路设计、分析、制作和调试的基本技能，在课程中特意安排了数字电子技术实习。
关键词抢答器、锁存电路、编码电路、译码电路、数码显示目录一、设计任务及要求 (3)1．1任务 (3)1．2要求 (3)1．2. 1基本要求 (3)1．2．2扩展要求 (3)二、设计方案 (3)2．1电路的设计 (2)三、设计原理及实现 (4)3．1元器件清单 (4)3．2 电路的工作工程及其原理图 (4)3．3主要芯片的功能和工作原理 (5)四、电路制作与调试 (6)4．1电路制作及其PCB图 (6)4．2 电路调试 (7)五、设计结论及体会 (8)参考文献 (8)一、设计任务及要求1.1、任务：用元器件及印刷电路板设计并制作一个多路智力竞赛抢答器。
一功能要求
1.主持人提出问题按下抢答按钮（开始抢答）后，指示灯（绿色）亮，可以抢答；若10s内无人抢答，则有声音提示以及指示灯（红色）亮，说明该题无人抢答，且无法再进行抢答。
2.主持人提出问题按下抢答按钮（开始抢答）后，第一个按下按钮的信号有效，后按下的按钮信号无效；抢答成功后，开始抢答指示灯灭，抢答成功的组对应的指示灯亮。
3.主持人按下计时按钮，开始计时。
答题时间为60秒，若60秒内选手回答正确，则该轮抢答成功结束，若60秒内选手回答错误，或者回答时间超过60秒，回答无效，且回答时间超过60秒，指示灯（红色）亮以及有声音提示，本次抢答结束。
4.主持人提出问题在未按下抢答按钮（开始抢答）之前抢答，视为违规，违规者失去抢答资格。
5.主持人按复位键，全部复位。
三PLC接线图
四元件清单
万能板一块（9*15cm）、发光二极管7个（5个绿色、2个红色）、微动开关6个、蜂鸣器一个、共阴七段数码管1个（10个引脚）、2k（或1k）电阻16个、排针4排（公排针3排、母排针一排，每排40个）、公对母杜邦线一排（40根）。
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。
设计报告课程名称EDA技术实用教程任课教师黄慧设计题目数字式竞赛抢答器班级12自动化卓越班姓名学号李思聪1205032033郭一鸣1205031020孔德利1205031026 日期2014年11月11日一、设计目的1、学习使用实验箱中数码管显示、按键控制。
2、熟悉抢答器的工作原理。
3、了解数字系统设计，调试及故障排除方法。
二、设计要求1、四组参赛者进行抢答，当抢答组按下抢答按钮时，抢答器能准确的判断出抢答者。
2、抢答器可以容纳4组参赛者同时抢答，每组设置1个按钮供抢答者使用。
设置抢答使能信号，当此信号有效时，若参赛者按下抢答开关，则抢答器能判断出第一抢答者并指示该组抢答成功，其他组参赛者的抢答开关不起作用，若提前抢答则对相应的参赛者发出警报。
3、系统具有清零功能。
当清零信号有效时，抢答器对前一轮抢答的第一抢答者判断结果进行清零，恢复为初始状态。
4、数字式竞赛抢答器电路还具有计分功能。
如果抢答成功的参赛者满足得分条件则增加相应的分数，答错不扣分。
三、电路的总体方案及工作原理1、总体方案（1）方案一系统由三个主要模块组成，分别为第一判别电路、计分电路、显示电路。
其中第一判断电路主要完成最快抢答者的判断功能；计分电路则存储每组的分数，显示电路则显示抢答者的状态和各组的分数。
因此数字竞赛抢答器的输入信号包括复位信号CLR、抢答器使能信号EN、4级参赛者抢答按钮A\B\C\D及加分信号ADD，输出信号包括4组参赛者的状态显示LEDx（x表示参赛者编号）及其对应的得分SCOREx、抢答器抢答成功的组别显示等。
（2）方案二抢答电路选用优先编码器 74LS148 和锁存器 74LS297 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。
定时电路原理及设计：该部分主要由555定时器秒脉冲产生电路、十进制同步加减计数器74LS192减法计数电路、74LS48译码电路和1个7段数码管即相关电路组成。
智力抢答器智力抢答器是各种竞赛活动中不可或缺的电子设备，发展较快，从一开始的仅具有抢答锁定功能的一个电路，到现在的具有倒计时、定时、紫癜（或手动）抚慰、报警（即声响提示）、屏幕显示、按键发光等多种功能的技术融合。
因此，抢答器按设计功能要求的不同，可以分为很多种类。
1本抢答器的特征（1）在给定5V直流电源典雅的条件下设计一个可以容纳四组参赛者的抢答器，每组设置一个抢答按钮供参赛者使用，分别用4个按钮J1~J4表示。
（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，抢答器开始（允许抢答），打开后抢答电路清零。
（3）抢答器具有第一个抢答信号的鉴别、锁存及显示功能。
即有抢答信号输入（开关J1~J4中的任一个开关被按下）时，锁存相应的编号，并在LED数码管上显示出来，同时扬声器发出声响。
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。
2总体设计方案数字式智力抢答器一般包括门控制电路、抢答编码电路、译码电路、优先锁存电路、数显电路、声响报警电路。
其中，门控电路、抢答编码电路、译码电路是核心，用于完成各组抢答信号的识别、判断；数显电路、声响报警电路用于显示抢答的组号并同时用扬声器提醒；优先锁存电路用于判断、锁存参赛者的第一个抢答信号并使其他抢答信号无效。
功能要求电路设置系统清零和控制开关，因此需要一个门控电路。
其工作原理框如图1所示。
图1 四路智力抢答器工作原理图3.单元电路设计（1）译码、数显电路由于需要用LED数码管显示抢答的相应编号，因此选用常见的BCD----七段锁存/译码/驱动集成电路CD4511。
其工作的逻辑真值表如表1所示。
表1CD4511逻辑真值表将CD 4511的七段译码输出端分别与数码管的7个端口连接，由于CD4511输出端的电压为5V，而数码管的前向导通电压和开门电流分别为1.66V和5V，这时CD4511与数码管连接时中间需要加限流电阻。
智力竞赛抢答器的设计姓名：学号：单位：专业：指导老师：职称：摘要：本文介绍了以单片机80C51为核心芯片的智力竞赛抢答器的设计。
利用Keil C51平台编译程序，在Proteus中搭建硬件模型，配合编译好的软件，进行仿真调试。
在Protel中绘制PCB图，进行硬件制作，并调试成功。
最终实现的智力竞赛抢答器性能优良，操作简单，实用性强。
关键词：抢答器；80C51；程序控制; Proteus仿真The Design and Realization of Four-way Answering Device Abstract:The design of answering device of which the core chip is the microcontroller 80C51 is introduced in this article. Procedures are compiled by using Keil C51, hardware model built in Proteus,and the simulation debugged compiled with the software completed. The PCB chart is drew up in Protel, carring on the hardware manufacture and debuging successfully. The final answering device has good performance , simple operating mode and wide range of practical use.Key Words:Answer devices; 80C51; Procedures control;Proteus simulation引言随着现代电子电路的快速发展，以及电子行业对现有电子工程技术的不断需求，特别是对实际操作实践的电子人才的需求越来越多，所以加强学生动手能力、重视实践应该是电子发展需求的必然趋向。
华北科技学院课程设计说明书班级：电子B071 姓名：郭亚立设计题目：四路智能抢答器设计时间： 2010.1.9 至 2010.1.22 学号： ************ 指导教师：***评语：评阅成绩：评阅老师：四路抢答器设计报告目录一、设计任务和要求： ................................................................................................................... - 3 -1.1设计任务 (3)1.2设计要求 (3)二、设计方案的选择与论证 ........................................................................................................... - 4 -2.1方案的选择、论证 (4)2.2设计总方案 (4)三、电路设计计算与分析 ................................................................................................................. - 5 -3.1抢答器控制电路设计 (5)3.1.1 优先编码器74LS148 ..................................................................................................... - 7 -3.1.2 锁存器74LS279 ............................................................................................................ - 9 -3.1.3 74LS121单稳态触发器：.......................................................................................... - 10 -3.2定时时间电路的设计 (10)3.2.1 计数器74LS192 ............................................................................................................ - 12 -3.3控制电路和报警电路 (13)3.3.1 振荡电路....................................................................................................................... - 17 -3.4整体仿真 (19)四、总结及心得............................................................................................................................... - 20 -五、附录......................................................................................................................................... - 22 -5.1主要元器件列表 (22)5.2总原理图 (23)六、参考文献................................................................................................................................... - 24 -一、设计任务和要求：1.1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。
智力竞赛抢答器1 设计任务描述1.1设计题目：智力竞赛抢答器1.2 设计要求1.2.1 设计目的（1）掌握抢答器的构成、原理与设计方法；（2）熟悉集成电路的使用方法。
1.2.2 基本要求（1）要求实现四组抢答——一组抢答后，其余三组抢答无效；（2）本组抢答后，各组独立的灯光显示，抢答音响发声，并用数码管显示本组组号；（3）裁判桌上公共组别显示；（4）抢答时间定时电路。
1.2.3 发挥部分（1）答题时间定时电路；（2）抢答倒计时结束声响提示电路；（3）答题结束后声响提示电路；沈阳工程学院课程设计论文2 设计思路对于智力竞赛抢答器，似乎都不陌生，然而正是这些常见的我们认为简单的东西给我们提供了开拓眼界，增长知识的机会！2.1 基本思路要实现设计一个四路竞赛抢答器，当然要求有屏蔽功能，还要有各组独立的灯光显示，各自的数码显示。
基本要求满足后，需要进行发挥，比如，设计抢答倒计时和答题倒计时电路，当有裁判给出抢答指令后，抢答定时电路开始计时，当选手抢答到所答题目时答题定时电路开始计时，这些都可以用加法计数器也可以运用减法计数器来实现。
还可以增添裁判桌上的公共组别显示，用LED数码管实现。
2.2 控制触发各组抢答的过程可以利用触发器，因为抢答是一个瞬态过程，可以用常开开关的瞬态过程来控制触发器的CP，也可以用常开开关控制输入端，再加上门电路的控制返回来控制实现屏蔽，使其他人抢答无效。
2.3 灯光显示各组独立的灯光显示，当最先抢答的一组触发触发器的输入端，通过适当的门电路使发光二极管发光，同时使相应的七段译码显示器显示该组组号，从而可判别最先抢答的组别，由于屏蔽作用使得其他组别抢答无效，因此其他组别的灯光也不能显示，基本要求满足。
2.4公共组别显示裁判桌上的公共组别显示，由于有四组进行抢答，所以用LED数码管更直观更简洁。
要显示十进制数，需要对触发器的输出进行编码译码，因此要用到编码器和译码器，最后要运用七段显示器直观的显示结果。
华北科技学院课程设计说明书班级：电子 B071姓名：郭亚立设计题目：四路智能抢答器设计时间：2010.1.9至 2010.1.22学号：200703014138指导教师：杜志伟评语：评阅成绩：评阅老师：华北科技学院课程设计报告四路抢答器设计报告目录一、设计任务和要求： ...................................................................................................................- 3 -1.1设计任务 ..................................................................................................................................- 3 -1.2设计要求 ..................................................................................................................................- 3 -二、设计方案的选择与论证...........................................................................................................- 4 -2.1方案的选择、论证 ..................................................................................................................- 4 -2.2设计总方案 ..............................................................................................................................- 4 -三、电路设计计算与分析.................................................................................................................- 5 -3.1抢答器控制电路设计 ..............................................................................................................- 5 -3.1.1优先编码器 74LS148 .....................................................................................................- 7 -3.1.2锁存器 74LS279 ............................................................................................................- 9 -3.1.374LS121 单稳态触发器： (10)3.2定时时间电路的设计 (10)3.2.1计数器 74LS192 (12)3.3控制电路和报警电路 (13)3.3.1振荡电路 (17)华北科技学院课程设计报告3.4整体仿真 (19)四、总结及心得 (20)五、附录 (22)5.1主要元器件列表 (22)5.2总原理图 (23)六、参考文献 (24)一、设计任务和要求：1.1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。
用数字显示抢答倒计时间，由“ 9”倒计到“ 0”时，无人抢答，蜂鸣器鸣响。
选手抢答时，数码显示选手组号，同时蜂鸣器鸣响，倒计时停止。
1.2设计要求1) 4 名选手编号为： 1，2，3，4。
各有一个抢答按钮，按钮的编号与选手的编号对应，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（抢答显示数码管灭灯）和抢答的开始。
3)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，该选手编号立即锁存，并在抢答显示器上显示该编号，同时扬声器给出音响提示，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。
抢答器具有定时（15 秒）抢答的功能。
4)当主持人按下开始按钮后，定时器开始倒计时，定时显示器显示倒计时间，若无人抢答，倒计时结束时，扬声器响。
参赛选手在设定时间（15 秒）内抢答有效，抢答成功，扬声器响，同时定时器停止倒计时，抢答显示器上显示选手的编号，定时显示器上显示剩余抢答时间，并保持到主持人将系统清零为止。
5)如果抢答定时已到，却没有选手抢答时，本次抢答无效。
系统扬声器报警，并封锁输入编码电路，禁止选手超时后抢答，时间显示器显示 0。
6)用石英晶体振荡器产生频率为 1Hz 的脉冲信号，作为定时计数器的 CP信号。
二、设计方案的选择与论证2.1方案的选择、论证方案一：用一片四D触发器74LS175和四输入2 或非门CD4002实现。
四D 触发器输出经四输入或非门到四路抢答按键开关，加到触发器的四个输入端，同时经四输入或非门和反相器作为四 D触发器的时钟信号，四 D 触发器清零端经上拉电阻接电源，同时经过清零控制开关到地。
电路简单成本低，稍加扩展就能达到实用化。
方案二：用一片八线－三线优先编码器74LS148、四 RS触发器 74LS279和七段译码器 74LS48实现数显四路（八路）抢答器，电路稍显复杂，但功能较完善。
方案一电路简单能够满足要求，但是由于需要 4 个 4D触发器，接线繁琐，增加了电路设计与仿真的难度，方案二用集成器件，电路减小了体积，提高了稳定性，并且可以应用EDA 软件仿真、调试，易于进行功能扩展。
故采用方案二设计。
2.2设计总方案本设计电路主要由控制电路、脉冲产生电路、锁存电路、编码及译码显示电路、倒计时电路和报警产生电路组成。
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，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。
图 1. 四人智力竞赛抢答器框图三、电路设计计算与分析3.1抢答器控制电路设计设计电路见图 2 所示。
电路选用优先编码器74LS148 和锁存器 74LS279来完成。
抢答器控制电路是抢答器设计的关键，它要完成以下三项功能：1)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，同时译码显示电路显示编号（显示电路采用七段数字数码管显示）。
2)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。
3）当主持人清零后，可再次进行抢答。
工作过程：开关 J5 置于“清除”端时， RS触发器的 R、S 端均为 0，4 个触发器输出置0，使 74LS148的优先编码工作标志端（图中 5 号端） =0，使之处于工作状态。
当开关 J5 断开， J6 置于“开始”时，抢答器处于等待工作状态，当有选手将抢答按键按下时（如按下J2）， 74LS148的输出经 RS锁存后， CTR = 1,RBO(图中4 端) =1, 七段显示电路 74LS48处于工作状态，4Q3Q2Q= 010, 经译码显示为“ 2”。
此外， CTR=1，使 74LS148 优先编码工作标志端（图中 2 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，74LS148 的此时由于仍为CTR=1，使优先编码工作标志端为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。
如有再次抢答需由主持人将J5 开关重新置“清除”然后才可能进行。
仿真结果3.1.1优先编码器74LS14874LS148 为 8 线－ 3 线优先编码器，表3.1.1 为其真值表，下图为其管脚图。
华北科技学院课程设计报告Y 0 9 I1 16 VCCY 1 7 4 I 52 15Y SY 26I 63 14YEX48I74 74LS148 13I 3YEX14S(E) 5 12 I 2Y 2 6 11 I 1Y 1 7 10 I 0 Y s15GN D89Y 0(b)74LS148 管脚图表 3.1.1 74LS148 8 线— 3 线二进制编码器真值表74LS148 工作原理如下：该编码器有 8 个信号输入端， 3 个二进制码输出端。
此外，电路还设置了输入使能端 EI ，输出使能端 EO 和优先编码工作状态标志 GS 。
当 EI=0 时，编码器工作；而当 EI=1 时，则不论 8 个输入端为何种状态， 3 个输出端均为高电平，且优先标志端和输出使能端均为高电平， 编码器处于非工作状态。
这种情况被称为输入低电平有效，输出也为低电来有效的情况。
当 EI 为 0，且至少有一个输入端有编码请求信号（逻辑 0）时，优先编码工作状态标志 GS 为 0。
表明编码华北科技学院课程设计报告器于工作状，否1。
由功能表可知，在 8 个入端均无低平入信号和只有入0 端（先最低位）有低平入，A2A1A0均 111，出了入条件不同而出代相同的情况，可由GS的状加以区，当GS＝1 ，表示 8 个入端均无低平入，此A2A1A0=111非出； GS＝0 ， A2A1A0=111表示响入 0 端低平的出代（出）。
EO只有在 EI0，且所有入端都 1 ，出 0，它可与另一片同器件的EI 接，以便成更多入端的先器。
从功能表不看出，入先的次7，6，⋯⋯， 0。
入有效信号低平，当某一入端有低平入，且比它先高的入端无低平入，出端才出相的入端的代。
例如50。
且先比它高的入 6 和入 7 均 1 ，出代010，就是先器的工作原理。
3.1.2锁存器74LS279原理：在 74ls279 中，由于 4 回路中 2 回路置位端子两个，所以使用其一，整理两个置位入作 1 个使用，或将另一个入固定“H使”用。
