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目录一、概述———————————————————————2二、设计任务书————————————————————2三、电路的组成及工作原理———————————————3四、设计步骤及方法——————————————————4五、安装与调试————————————————————8六、元件明细表———————————————————11七、总结——————————————————————11八、参考文献————————————————————11概述智力竞赛抢答计时器是一名计时的裁判员，它的任务是从若干名竞赛者中确定出.最先的抢答者，并要求参赛者在规定的时间内回答完问题。
设计任务书一、设计题目：智力竞赛抢答计时器二、技术要求：1.设计一个三人参加的智力竞赛抢答计时器。
2.当有某一参赛者首先按下抢答开关时，相应显示灯亮并伴有声响。
此时，抢答器不再接收其他输入信号。
3.电路具有控制回答问题时间的功能。
要求回答问题的时间小于100秒（显示为0~99），时间显示采用倒计时的方式。
当达到限定时间是，发出声响以示警告。
三、给定条件及元器件：1.要求电路主要选用中规模TTL集成电路CT74系列。
2.电源电压为5V。
3.用LED数码管显示时间。
四、设计内容：1.电路各部分的组成和工作原理。
2.元器件的选取及其电路图和功能。
1.整机电路图2.元件明细表3.参考文献4.在设计过程中遇到任何问题，其原因及解决办法的心得体会。
电路的组成及工作原理根据上面所说的功能要求，智力竞赛抢答计事系统的组成框图如下图所示。
它主要有六部分组成：图1 智力竞赛抢答计时器系统组成框图一、抢答器——是智力竞赛抢答器的核心。
当参赛者的任意一位首先按下抢答开关时，抢答器即刻接受该信号，指使相应发光极管亮（或音响电路发出声音），与此同时，封锁住其他参赛者的输入信号。
二、清零装置——供比赛开始前裁判员使用。
它能保证比赛前触发器统一清零，避免电路的误动作和抢答过程的不公平。
5.抢答器电路设计一.设计目的1.进一步熟悉和掌握数字电子电路的设计方法和步骤2.进一步将理论和实践相结合3.熟悉和掌握仿真软件的应用二、设计任务（内容）(1)可容纳八组参赛的数字式抢答器。
(2)电路具有第一抢答信号的鉴别与保持功能。
(3抢答优先者声光提示。
(4)回答计时与计分。
三、设计要求1．完成全电路的理论设计2．参数的计算和有关器件的选择3．对电路进行仿真4．撰写设计报告书一份；A3 图纸至少1张。
报告书要求写明以下主要内容（1）总体方案的选择和设计（2）各个单元电路的选择和设计（3）仿真的过程的实现参考资料[1]彭介华.电子技术课程设计指导[M].北京：高等教育出版社[2]孙梅生，李美莺，徐振英. 电子技术基础课程设计[M]. 北京：高等教育出版社[3]梁宗善. 电子技术基础课程设计[M]. 武汉：华中理工大学出版社[4]张玉璞，李庆常. 电子技术课程设计[M]. 北京：北京理工大学出版社[5]谢自美.电子线路设计·实验·测试（第二版）[M].武汉：华中科技大学出版社目录一、设计任务和要求 (1)二、设计方案 (3)三、电路设计计算与分析 (5)1.抢答电路设计 (5)2.限时电路设计 (10)3.报警电路设计 (14)4.时序控制电路设计 (15)5.计分电路设计 (15)6.整体电路的仿真与调试 (17)7.仿真时的问题与解决 (20)四、设计总结与心得 (21)五、设计元件清单 (22)六、参考文献 (22)一、设计任务和要求在智力竞赛时，常常需要选手反应快，限时抢答。
本次设计利用中小规模数字集成电路，设计多路抢答器，实现限时和计分功能。
多路优先抢答器功能要求：基本功能：1.涉及一个八路竞赛抢答器，可同时供8名参赛选手抢答用，他们的编号分别是1、2、3、4、5、6、7、8，各用一个抢答按钮，按钮的编号与选手的编号相对应，分别是J1、J2、J3、J4、J5、J6、j7、j8.2.给节目主持人设置一个控制开关，用来控制系统的清零（编码显示数码管灭灯）和开始。
电子技术综合训练设计报告题目：简易抢答器制作姓名：学号：班级：同组成员：指导教师：日期：电子技术综合训练任务书2目录课程设计任务书………………………………………………………………………摘要……………………………………………………………………………………1、实验目的……………………………………………………………………………2、设计要求与内容……………………………………………………………………3、设计及原理…………………………………………………………………………3.1 总体方案设计……………………………………………………………………3.1.1 设计思路………………………………………………………………………3.1.2 总电路框图……………………………………………………………………3.2 各模块设计方案及原理说明……………………………………………………3.2.1 抢答电路………………………………………………………………………3.2.2 倒计时电路…………………………………………………………………4、电路仿真…………………………………………………………………………4.1 抢答电路………………………………………………………………………4.2 倒计时电路……………………………………………………………………5、总结、体会和建议………………………………………………………………6、参考文献…………………………………………………………………………附录…………………………………………………………………………………1、总电路图…………………………………………………………………………2、元件引脚图………………………………………………………………………3、元器件清单………………………………………………………………………摘要随着科学技术的不断发展，促使人们学科学、学技术、学知识的手段多种多样。
抢答器作为一种工具，已广泛应用于各种智力和知识竞赛场合，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，那么也就必然离不开抢答器。
科技小制作——抢答器抢答器在学校开展知识抢答器类竞赛活动时发挥非常重要的作用。
然而这样一个看似神奇的抢答器我们完全可以利用身边的器材。
根据串联电路的特点自己制作，同样可以收到好的效果。
通过下面的实验自己感受一下吧！实验目的：1.了解简单的串联电路2.认识抢答器实验认知：抢答器：在竞赛、文体娱乐活动（抢答活动）中，能准确、公正、直观地判断出抢答者的机器。
通过抢答者的指示灯显示、数码显示和警示显示等手段指示出第一抢答者。
电路：是由电源、用电器、导线、电器元件等连接而成的电流通路。
电路中的元件或部件排列得使电流全部通过每一部件或元件而不分串联电路流的一种电路连接方式。
串联电路图串联是连接电路元件的基本方式之一。
将电路元件（如电阻、电容、电感等）逐个顺次收尾相连接。
将各用电器串联起来组成的电路叫串联电路。
串联电路中通过各用电器的电流都相等。
并联电路电压规律：并联电路中用导线连接在电源两极的任意两点间的电压相等；各电阻的电压与总电压相同。
实验步骤：1.实验准备认识实验器材：纸板、导线、蜂鸣器、海绵垫、电池盒、双面胶、接触式开关、发光二级管2.按照如右图形状折好纸板。
3.开关扣在海绵垫上，分别在电池盒、开关、蜂鸣器二极管背面贴上双面胶。
4.参照右图，分别把开关、电池盒和蜂鸣器粘在纸板上，电池盒上正极（红）导线相连，负极导线相连，在纸板上写上自己的名字，简单的抢答器就做好了。
按动开关你会听到嘀嘀的声音，同时二级管也会发光。
提示：蜂鸣器和发光二级管是有正负极之分的，其正极（红线）要与电池盒的正极（红线）连接，否则将不能正常工作。
知识拓展：本节实验的自制抢答器，反应的是一个基础并联电路的工作原理，和一般的抢答器是不一样的。
一般抢答器由单片机以及外围电路组成，分为八路十路等不同，八路和十路的差别是，抢答器背面的接口有几组，和外形没有关系。
抢答器的分类有很多：电子抢答器，电子抢答器的中心构造一般都是由单片机以及外围电路组成，其搭配的配件不同又分为，非语音非记分抢答器。
目录绪论在许多比赛活动中，为了准确、公正、直观地判断出第一抢答者，通常设置一台抢答器。
通过抢答器的数显，灯光和音响等手段指示出第一抢答者。
同时还可以设置定时、记分犯规及奖惩等多种功能。
本设计采用手动抢答的方式，有人抢答后，系统自动封锁其他人的抢答按钮，使其不能再抢答，从而实现抢答功能。
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。
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。
经过模拟仿真，下载到开发板等工作后数字抢答器成型。
本课程设计，要求用集成电路：74LSl48，74LS175，74LS160,74LS00，74LS04，74LS20 ,CD4511,555定时器和其它器件等，实现四路定时抢答功能。
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。
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。
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。
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。
关键字抢答电路定时电路报警电路时序控制电路的组成及方框图在总体方案的设计上，是通过了与不同原理的其它方案和起同样作用的不同元器件，以结构简单、功能完善和节约成本的原则进行的对比选择。
我们的课程设计的实验报告智力竞赛抢答器的设计与制作一．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。
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。
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，显示器上显示选手的编号和抢答的时间，并保持到主持人将系统清除为止6. 如果定时时间已到，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。
二、设计原理与参考电路1．数字抢答器总体方框图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；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、扬声器提示。
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。
2．单元电路设计本抢答器仅用两块数字芯片便实现了数显抢答的功能，与其他抢答器电路相比，有结构简单、成本低、制作方便的优点。
实用可靠、成本极低，十分适合学校教学使用。
设计原理图：原理图见上图所示，ＣＤ４５１１为常用的四－七段ＢＣＤ译码器，其ＬＴ为试灯脚；ＢＩ为消隐（灭灯）脚，ＬＴ和ＢＩ接高电平（电源）；ＬＥ端为选通脚，开始抢答前ＬＥ接低电平。
{1}、{2}、{6}、{7}脚为ＢＣＤ码输入端，{9}～{15}脚为七个输出端，直接驱动数码二极管显示器，接通电源开关Ｋ，数码管显示“０”。
实训项目一抢答器设计与制作一、实训目的1、熟悉低频电子线路相关知识，理解基本原理及应用方法；2、掌握抢答器电路的设计方法和主要参数；3、学会制作和调试分立元件与集成电路组成的低频电子电路；4、能够正确使用常用仪器仪表及工具。
二、设计指标1、设计抢答器电路，绘制电路图；2、利用Multisim仿真软件对电路进行仿真分析；3、制作并调试抢答器电路，实现抢答器电路的基本功能和扩展功能；4、利用Protel软件绘制抢答器线路板图。
三、技术要求1、在Multisim中进行抢答器电路仿真，并正确显示仿真结果；2、利用protel软件绘制线路板；3、生成PCB板图；4、制作、调试抢答器电路，实现电路功能。
四、实训内容（一）抢答器应用抢答器是一种应用非常广泛的电子设备，在各种竞赛、抢答场合中，它能迅速客观地分辨出最先获得发言权的选手。
（二）抢答器电路总体设计抢答器由主体电路与扩展电路组成。
主体电路完成基本的抢答功能，即开始抢答后，当选手按动抢答键时，能显示选手的编号，同时能封锁输入电路，禁止其他选手抢答。
主体电路包括优先编码电路、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。
扩展电路完成定时抢答的功能。
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。
1、基本功能（1）设计一个智力竞赛抢答器，可同时供8名选手或8个代表队参加比赛，他们的编号分别是0、1、2、3、4、5、6、7，各用一个抢答按钮，按钮的编号与选手的编号相对应，分别是S0、S1、S2、S3、S4、S5、S6、S7。
（2）给节目主持人设置一个控制开关，用来控制系统的清零（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功能。
抢答开始后，若有选手按动抢答按钮，编号立即锁存，并在LED数码管上显示出选手的编号，同时蜂鸣器给出音响提示。
此外，要封锁输入电路，禁止其他选手抢答。
优先抢答选手的编号一直保持到主持人将系统清零为止。
四路智力竞赛抢答器制作根据下图完成下列工作任务：1.参照下图正确组装电路；2.电路组装完毕后，对电路进行相关电路参数测量；3.根据检测结果分析故障原因，排除故障。
图7-19四路智力竞赛抢答器电路原理图操作步骤1.准备工具2.核对元器件数量与型号1)用万用表检测电阻阻值是否正确2)用万用表检测发光二极管极性用万用表R×10k档，当正向接入时，能使发光二极管导通，如果万用表指针向右偏转过半，同时二极管发出微弱的光电，表明正向介入，此时黑表笔为正极，红表笔为负极。
否则发光二极管存在质量问题。
3)用万用表检测按钮开关接点4)检测74LS175集成芯片正确判定74LS175集成芯片引脚功能与排列顺序。
图7-20集成芯片74LS175引脚及排列用万用表鉴别74LS175集成芯片质量方法：下表是74LS175集成芯片逻辑功C L R入，1Q、2Q、3Q、4Q用万用表测，应为0.4V以下，即逻辑0；输出端Q1、Q2、4用万用表表测用为3.6V左右，即逻辑1，是高电平输出。
若将输入端Q3、Q1D接地，CLR端悬空（逻辑1），CLK端由接地到悬空的瞬间，用万用表测输出端1Q、2Q应在0.4V以下（即逻辑0），用万用表测输出端Q1、Q2应为3.6V左右（即逻辑1），是高电平输出，则此集成块合格。
5)检测74LS20芯片74LS20芯片引脚及排列如下图所示。
图7-21集成芯片74LS20引脚及排列74LS20芯片测试方法同74LS175，根据它的逻辑功能来测量。
74LS20芯片就可判断其逻辑功能能是否正常。
6)检测74LS04芯片74LS04芯片引脚及排列如下图所示。
图7-22集成芯片74LS04引脚及排列74LS043.元器件布局本次任务采用万能板进行安装，首先应该在万能板上进行元器件布局。
元器件布局之前应该读懂电路原理图，在确认电气原理图没有问题之后进行元器件布局。
元器件布局应合理，接线尽可能少和短，确保电气性能优良。
实验一智力竞赛抢答显示系统一、学习目标1.学会用PLC来解决实际问题的思路。
2.掌握定时器的格式及编程方法。
3.学会用互锁和自锁电路为基础构成各输出电路。
4.熟悉PLC装置，FX系列可编程控制器的外部接线方法。
二、实验内容设计一个智力竞赛抢答显示系统，使用参加竞赛人分为儿童组、学生组、成人组,其中儿童两人，学生为一人，成人二人，主持人一人。
控制要求：当主持人按下SBO后,指示灯LO亮,表示抢答开始,参赛者方可开始按下按钮抢答,否则违例(此时抢答者桌面上灯闪烁)；为了公平，要求儿童组只需一人按下按钮，其对应的指示灯亮，而成人组需要二人同时按下二个按钮对应的指示灯才亮；当一个问题回答完毕，主持人按下SB1，一切状态回复；成年人一人违例抢答灯L3闪烁；当抢答开始后时间超过30秒，无人抢答，此时铃响，提示抢答时间已过，此题作废。
图5-29 抢答示意图l.设计程序根据系统的控制要求及PLC的1/0分配表，并设计好合适的程序。
2.设计接线图根据1/0分配表,连接系统接线图。
3.系统调试（1）输入程序。
按前面介绍的程序输入方法,用手持式编程器(或计算机)正确输入程序。
（2）系统调试。
按设计的系统接线图正确连接好输出设备,进行系统的调试,观察是否能按照控制要求抢答，否则，检查电路并修改、调试程序,直至能按控制要求显示。
三、所需的设备1．可编程控制器实验台（箱） 1台2．PC机或FX-20P-E编程器 1台3．编程电缆 1根4．连接导线若干四、训练内容抢答系统I/O分配表：类别元件元件号备注输入SB0 X000 抢答开始SB1 X001 返回原状SB11 X002 儿童抢答SB12 X003 儿童抢答SB21 X004 学生抢答SB31 X005 成人抢答SB32 X006 成人抢答输出L0 Y000 表示抢答已经开始灯L1 Y001 儿童抢答成功灯L2 Y002 学生抢答成功灯L3 Y003 成人抢答成功灯铃Y004 抢答时间已过铃I/O接线图参考梯形图参考梯形图儿童组抢答灯学生组抢答灯成人组抢答灯抢答开始灯无人抢答铃响振荡器儿童组抢答违例学生组抢答违例成人组抢答违例五、训练步骤1、输入程序（1）将编程电缆线连接到计算机和PLC的编程口。
