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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 。
烟台大学单片机课程设计说明书课题：八路抢答器学生姓名：学号：院系：机电汽车工程学院专业：机械设计制造及其自动化指导老师：同组成员：组长：20 年06 月07 日目录1 概述 (2)2设计任务 (2)3 系统总体方案 (3)4 硬件设计 (4)4.1 控制系统所需硬件 (4)4.2 硬件原理介绍 (4)5 软件设计 (7)5.1 软件总体设计 (7)5.2 程序流程图 (8)6 Proteus软件仿真 (12)6.1 Keil软件 (12)6.2在Proteus软件 (12)7小结 (14)8心得体会 (15)附1：源程序代码 (16)附2：参考文献 (24)1 .概述8路智能抢答器的设计现如今，各种智力知识竞赛已经成为人们的一种娱乐形式，人们在答题的过程中不仅可以享受到乐趣，还可以学到一些科学知识和生活常识。
然而在抢答过程中，单靠视觉是很难判断出哪组最先完成抢答操作。
为了辨别哪一组或哪一位选手获得答题权，必须要设计一个智能抢答控制系统——智能抢答器。
抢答器作为一种电子产品，已被人们所熟知并广泛应用于各种智力知识竞赛场合。
抢答器在竞赛中有很大用处，通过抢答器的指示灯显示，数码管显示和警示蜂鸣等手段，能准确，公正，直观地判断出第1抢答者并协助比赛的顺利进行。
但是，目前使用的抢答器大多数都采用了逻辑电路进行设计，分立元件较多，造成抢答器的成本较高。
此外一般抢答器由模拟电路，数字电路或二者结合组成，其智能化程度低，故障率高，显示简单。
现代电子技术的发展要求电子电路朝数字化，集成化方向发展，因此设计出全集成电路的多路抢答器是现代电子技术发展的要求。
2 .设计任务本设计要求学生结合现有的实际条件，以单片机为控制核心，设计一个8路智能抢答器。
要求实现的功能如下：1) 抢答器可同时供8名选手或8个代表队比赛，分别用8个按键S1～S8进行抢答。
2) 主持人可以通过智能抢答器的按键设定每道题的抢答时间和回答时间。
3) 具有清零和非法抢答控制功能，并由主持人操纵，避免选手在主持人说“开始”前提前抢答，违反规则。
数字抢答器电路设计一、设计题目八路竞赛抢答器二、课程设计目的1、培养数字电路的设计能力。
2、掌握抢答器电脑设计方法。
三、设计内容和要求3.1 设计内容⒈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S0、S1、S2、S3、S4、S5、S6、S7。
⒉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。
⒊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。
4.用中小规模集成电路组成智力竞赛抢答器电路，画出各单元电路图和总体逻辑框图，正确描述各单元功能，合理选用电路器件，画出完整的电路设计图以及写出设计总结报告3.2 设计要求⒈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30s)。
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，同时蜂鸣器发出声响。
⒉参赛选手在设定的时间内抢答，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。
⒊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。
四、设计总体框如图（一）所示为八路智力竞赛抢答器的总体方框图。
其工作原理如下：抢答器系统原理框图如上所示。
它由主体电路和扩展电路两部分组成，主体电路完成基本抢答后，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，扩展电路完成定时抢答的功能五、单元电路设计方案和原理说明⒈抢答器电路设计其原理说明：(1)、抢答电路的功能有两个：一是能分辨出选手按键的先后，并锁存优先抢答者的编号，供译码显示译码电路用；二是要使其它选手按键操作无效。
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。
题目: 8路数字抢答器目录一、相关介绍-------------------------------------------二、实验目的-------------------------------------------------三、设计要求及内容----------------------------------------四、设计及原理----------------------------------------------4.1 总体方案设计----------------------------------------4.1.1 设计思路-----------------------------------------4.1.2 原理框图----------------------------------------- 4.2 单元模块及说明-------------------------------------4.2.1 倒计时模块--------------------------------------4.2.2 抢答模块-----------------------------------------五、仿真调试过程中的部分显示------------------------六、实验结果显示------------------------------------------七、设计体验及收获---------------------------------------八、附录------------------------------------------------------8.1 总原理图-----------------------------------------8.2 相关元件引脚图--------------------------------8.3 元件清单-----------------------------------------九、参考资料-----------------------------------------------一、相关介绍初始条件: 要求对数字电路里555电路的运用有所了解, 同时熟悉计数电路和译码电路的运用, 还要能够运用protel软件进行电路的仿真,能够运用multisim软禁多自己设计的电路进行仿真, 检验自己所设计的电路是否正确。
数电课程设计八路智力竞赛抢答器设计课程设计任务书题目: 八路智力竞赛抢答器设计初始条件：◆教材：《电子线路设计·实验·测试》第三版谢自美主编华中科技大学出版社◆元器件：74LS48三片，72LS192两片，74LS279、74LS148、74LS00、74LS11、555各一片，数码管三个，发光二极管一个，开关、电阻、电容若干，面包板，导线若干◆仿真：Proteus仿真软件要求完成的主要任务: （包括课程设计工作量及其技术要求，以及说明书撰写等具体要求）◆多路智力竞赛抢答器功能要求：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，她们的编号分别是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（编号显示数码管灭灯）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，编号立即锁存，并在LED数码管上显示出选手的编号，同时扬声器给出音响提示。
另外，要封锁输入电路，禁止其它选手抢答。
优先抢答选手的编号一直保持到主持人将系统清零为止。
扩展功能：1．抢答器具有定时抢答的功能，且一次抢答的时间能够由主持人设定。
当节目支持人按下“开始”按钮后，要求定时器立即倒计时，并在显示器上显示，同时扬声器发出短暂的声响，声响持续时间0.5s左右。
2．参赛选手在设定的时间内抢答，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。
3．如果定时抢答的时间已到，却没有选手抢答，则本次抢答无效，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.报告要求：课程设计的内容要求用A4纸打印，且页数不得少于20页。
时间安排：第20周理论设计、实验室安装调试地点安排：鉴主15楼通信实验室一指导教师签名：年月日系主任（或责任教师）签名：年月日摘要在各种智力竞赛场合，抢答器是必不可少的最公正的用具。
1、需求分析：本设计要求完成8路抢答器设计，控制8个知识竞赛的抢答按钮，控制用数字显示抢到的台，抢答台上用LED显示抢到/未抢到，手动复位，等功能，我们采用89S52单片机做为主控CPU，外接一个7段共阴极数码管来显示抢到的台，接8个LED来显示是否抢到台，8个按键用来抢答，用单片机的复位脚来直接控制复位。
此设计关键问题是判断是哪个强到的台，抢到台以后其他选手在复位前抢答无效。
我们在这设计时采用循环等待判断的方法，可以使软件设计简单，复位我们也采用单片机的复位脚来控制，可以近一步简化软件设计。
2、总体方案设计硬件总体框图:软件结构图：3. 详细设计1）Protel电路原理图：总图：按键电路：8个独立按键连接到P1脚，平时没按下时为P1脚为高电平，一旦有按键按下，P1脚的P1.0—P1.7就会有相应的引脚被拉底。
此时软件就可以检测判断是那个按键按下。
数码管显示电路：为了显示抢答到的选手好，设计中采用了一个共阴极数码管接到P0，因为P0为开漏的，所以加了一个排阻进行拉高，电路如下：LED显示：为了让选手知道自己抢到或未抢到，设计中在P2口连接了8个LED，平时P2口为高电平，LED熄灭，当有选手按键后，软件设计让相应的LED点亮，电路如下：复位电路采用了单片机的复位端，这样设计可以简化软件的量，使程序更加简洁化。
元件清单：Part Type Designator Footprint 1K R910K RES12.000MHZ Y122u C130p C230p C380C52 U1 DIP-40470 R5470 R4470 R7470 R6470 R3470 R8470 R1470 R2DPY_7-SEG_DP DS1LED L ED4LED L ED1LED L ED2LED L ED3LED L ED6LED L ED8LED L ED5LED L ED7SW-PB Reset软件流程图：程序清单：/****************************************************************************** ****************************** Copyright(c) 2007 贵州大学** 文件描述：8路抢答器** 当前版本：V1.0** 作者: 彭凌华** 完成时间：2007/12/1** 适应芯片: * 89c52******************************************************************************* *************************/#include <A T89X52.H>#define uchar unsigned char#define uint unsigned intcode unsigned char ledmap[]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f,0x77,0x7c,0x39,0x5e,0x79,0x71}; //数码管显示值void main(void){uchar Key;while ( P1==0xff);//等待按键Key=P1;switch(Key){case 0xfe: P0=ledmap[0];P2^0=0;break; //按键1case 0xfd: P0=ledmap[1];P2^1=0;break; //按键2case 0xfb: P0=ledmap[2];P2^2=0;break; //按键3case 0xf7: P0=ledmap[3];P2^3=0;break; //按键4case 0xef: P0=ledmap[4];P2^4=0;break; //按键5case 0xdf: P0=ledmap[5];P2^5=0;break; //按键6case 0xbf: P0=ledmap[6];P2^6=0;break; //按键7case 0x7f: P0=ledmap[7];P2^7=0;break; //按键8default:break;}while(1); //等待复位}元件布局图：。
八路竞赛抢答器的设计方案一，设计题目、目的及要求1.1设计题目8路抢答器的设计1.2设计目的1、熟悉74ls148、74ls28、74ls29的功能和应用掌握其工作原理，并熟练运用它们。
2、熟悉面包板的使用。
3、掌握数字抢答器的工作原理以及制作方法。
4、增强动手能力，把握严谨的工作态度。
5、熟练运用所学习的模电及数电知识。
1.3设计要求1、八个选手或代表队参加比赛，编号0，1，2，3，4，5，6，7，各用一个抢答按钮，其编号与参赛者的号码一致。
此外，一个按钮给主持人用来清零；2、抢答器具有数据锁存功能，并将所锁存的数据用数码管显示出来；3、数码管不显示后动作选手编号，只显示先动作选手编号，并保持到主持人清零为止；4、选手只有在主持人说开始抢答后才能开始抢答拨动开关。
5、并且抢答结束后裁判没有清零，选手不得动自己的开关。
二、方案设计2.1、总体设计思路按照题目的要求，经过自己的思考与分析以后，将思路确定。
要满足题目所说的，要能完成抢答功能，当某一个选手输入后，屏幕上能显示出该选手的号码，同时通过锁存能限制其他选手的抢答，并且自己抢答后，由于锁存效果也不能反悔。
当抢答开始时，主持人未说开始抢答时，裁判的开关置于清零端，由于此时数码管处于灭灯状态，所以无论选手如何操作，数码管也不会有数据显示，由此想到用裁判来控制清零端，当裁判清零时，即可清除数码管上的数字，并且由于开始时屏幕上不能有显示，所以当裁判置于开始端的时候，数码管译码器的灭灯输入端依然是灭灯输入，只有当选手触发时才能改变电平，输入内容。
另外锁存端必然是反馈锁存，所以要使用后面芯片的信号来反馈给前面的芯片的使能端以控制其使能输入，由此阻断其他选手的输入信号。
锁存后如果没有其他信号去解锁，系统就处于禁止工作状态不能再工作，所以想到要用裁判清零来控制使能端，在消除数码管显示的同时来解锁使能端，让电路恢复其功能。
2.2、方案设计2.2.1 设计方案1（个人方案）根据以上思路，决定使用以下流程图作为本次课程设计的方案，基本能实现抢答器的功能，可以完成说明书上的要求。
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。
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号码。
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内抢答，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秒内有选手进行抢答，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。
摘要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。
但抢答器的使用频率较低，且有的要么制作复杂，要么可靠性低。
作为一个单位，如果专门购一台抢答器虽然在经济上可以承受，但每年使用的次数极少，往往因长期存放使（电子器件的）抢答器损坏，再购置的麻烦和及时性就会影响活动的开展，因此设计了本抢答器。
本设计是以八路抢答为基本理念。
考虑到依需设定限时回答的功能，利用80C51单片机及外围接口实现的抢答系统，利用单片机的定时器计数器定时和计数的原理，将软、硬件有机地结合起来，使得系统能够正确地进行计时，同时使数码管能够正确地显示时间。
用开关做键盘输出，扬声器发声提示。
同时系统能够实现：在抢答中，只有开始后抢答才有效，如果在开始抢答前抢答为无效；抢答限定时间和回答问题的时间可在1-99s 设定；可以显示是哪位选手有效抢答和无效抢答，正确按键后有音乐提示；抢答时间和回答问题时间倒记时显示，满时后系统计时自动复位及主控强制复位；按键锁定，在有效状态下，按键无效非法。
关键词：80C51，LED数码管，抢答器，计时目录前言..............................................................................第一章绪论 ....................................................................第二章设计要求、构思理论依据.......................................................2.1设计要求......................................................................2.2设计构思理论依据..............................................................第三章关键器件介绍 ................................................................3.1数码管简介....................................................................3.2555定时器简介 ................................................................第四章电路设计 .................................................... 错误！未定义书签4.1抢答电路....................................................... 错误！未定义书签4.2音响电路 ......................................................................4.3时序电路....................................................... 错误！未定义书签第五章电路实验及调试............................................... 错误！未定义书签5.1焊接........................................................... 错误！未定义书签5.2调试出现的问题及解决方法....................................... 错误！未定义书签总结..............................................................................参考文献.......................................................... 错误！未定义书签前言进入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。
8路抢答器电路设计一、前言抢答器是一种常见的电子竞赛设备，它可以用于各种比赛中，如知识竞赛、游戏竞赛等。
本文将介绍一种8路抢答器电路设计方案。
二、电路原理8路抢答器电路主要由以下部分组成：1. 信号发生器：用于产生触发信号，触发抢答器工作。
2. 抢答器控制模块：用于控制抢答器的工作状态，包括开始、停止、重置等功能。
3. 抢答器显示模块：用于显示哪个选手先按下了按钮。
4. 按钮模块：每个选手都有一个按钮，用于按下后触发抢答器工作。
三、硬件设计1. 信号发生器信号发生器可以采用 NE555 定时器芯片来实现。
NE555 可以产生稳定的方波信号，频率可通过改变 RC 确定。
在本设计中，我们将频率设置为 1kHz。
此外，在输出端加上一个 NPN 晶体管来放大输出信号，并驱动后面的控制模块和显示模块。
2. 抢答器控制模块控制模块采用 AT89C2051 单片机来实现。
AT89C2051 是一种低功耗、高性能的 8 位 CMOS 微控制器，具有 2K 字节的 Flash 可编程存储器、128 字节的 RAM 和 15 个 I/O 引脚。
在本设计中，我们将使用其中的定时器和外部中断功能。
定时器用于计时选手按下按钮到触发信号到达控制模块的时间差，以确定哪个选手先按下了按钮。
外部中断用于检测选手是否按下了按钮。
3. 抢答器显示模块显示模块采用共阳极数码管来实现。
由于本设计只需要显示哪个选手先按下了按钮，因此只需要一个数码管即可。
同时，为了方便区分哪个选手是第几名，我们在数码管前面加上一个 LED 灯来指示当前是第几名选手。
4. 按钮模块按钮模块采用常闭型按钮开关来实现。
每个选手都有一个按钮开关，当选手按下自己的按钮后，抢答器就会开始工作。
四、软件设计1. AT89C2051 端口配置在软件设计之前，需要先配置 AT89C2051 的端口。
由于本设计使用了定时器和外部中断功能，因此需要配置相应的引脚。
具体配置如下：P1.0：用于控制信号发生器的触发信号输出。
八路智能抢答器的设计抢答器是一种可以自动进行答题的设备，通常用于游戏节目或教育培训中。
八路智能抢答器是一种智能化的抢答器设计，能够自动抢答，并且可以与其他设备进行交互。
设计思路：1.硬件设计：抢答器需要具备触摸屏和显示屏，以供用户输入和显示答题信息。
同时，还需要有一组按钮作为抢答按钮，并且需要内置一个麦克风用于语音识别和交互。
此外，还需要内置一个无线通信模块（如蓝牙或无线局域网）以与其他设备进行通信，如主持人的电脑或其他抢答器。
2.软件设计：抢答器的控制软件需要实现以下功能：用户输入答案、显示答题信息、抢答逻辑控制、语音识别等。
软件还需要与其他设备进行通信，以及与主持人电脑或其他抢答器进行数据同步和分数计算等。
3.网络交互：抢答器需要具备一定的网络交互能力，以支持与主持人电脑或其他抢答器的通信。
通过网络交互，可以实现抢答的分数计算和排名显示等功能。
4.电源管理：考虑到抢答器可能需要工作几个小时，需要设计一个合适的电源管理系统，以确保抢答器可以持续供电，并支持充电功能。
具体实现步骤：1.硬件设计：通过选择合适的触摸屏、显示屏、按钮、麦克风和无线通信模块等组件，设计一个符合需求的抢答器硬件。
同时，需要考虑外壳的设计，以便用户可以方便地携带和使用抢答器。
2.软件开发：使用适当的编程语言和开发平台，开发抢答器的控制软件。
软件需要能够接收用户的答案输入、识别语音输入、控制抢答逻辑、与其他设备进行通信等功能。
此外，还需要设计一个清晰友好的用户界面，以便用户可以方便地使用抢答器。
3.网络交互：通过选择合适的无线通信模块，并使用相应的网络协议，实现抢答器与其他设备的通信。
主持人的电脑或其他抢答器可以通过网络向抢答器发送题目信息，并接收抢答器的答案和分数等数据。
4.电源管理：设计一个智能的电源管理系统，以确保抢答器可以持续工作，并支持充电功能。
可以使用高容量锂电池作为电源，并添加电池管理芯片，以提高电池的使用寿命和安全性。
8路智力抢答抢课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能掌握8路智力抢答器的原理和操作方法。
2. 学生能理解并运用与抢答器相关的电子技术基础知识，如电路组成、信号传输等。
3. 学生能了解抢答器在现实生活中的应用，并与相关学科知识进行联系。
技能目标：1. 学生能独立完成8路智力抢答器的组装和调试。
2. 学生能通过实际操作，培养动手能力、团队协作能力和问题解决能力。
3. 学生能运用已学知识，设计并改进抢答器系统，提高创新能力。
情感态度价值观目标：1. 学生通过参与课程，培养对科学技术的兴趣和热爱，激发学习积极性。
2. 学生在团队协作中，学会尊重他人，培养良好的沟通能力和团队精神。
3. 学生通过实践，认识到知识在实际生活中的应用，培养学以致用的意识。
课程性质：本课程为实践性较强的课程，结合电子技术基础知识，培养学生动手能力和创新能力。
学生特点：八年级学生已具备一定的电子技术基础知识，具备初步的动手能力，对新鲜事物充满好奇心。
教学要求：注重理论与实践相结合，鼓励学生动手实践，培养创新能力。
在教学过程中，关注学生的个体差异，因材施教，使学生在轻松愉快的氛围中学习。
通过课程目标的分解和教学设计，使学生在完成具体学习成果的过程中，达到课程目标的预期效果。
二、教学内容1. 教学大纲：（1）抢答器原理介绍：讲解抢答器的基本工作原理，如信号输入、处理和输出等。
（2）电子元件认知：介绍抢答器中常用的电子元件，如按钮、开关、集成电路等。
（3）电路组装与调试：教授如何根据电路图组装抢答器，并进行调试。
（4）抢答器应用拓展：探讨抢答器在生活中的应用，以及与其他学科的联系。
2. 教学内容安排与进度：（1）第一课时：抢答器原理介绍，电子元件认知。
（2）第二课时：电路图分析，电路组装与调试。
（3）第三课时：抢答器应用拓展，讨论与总结。
3. 教材章节与内容：（1）教材第十五章：电子技术基础，涉及抢答器原理和电子元件等内容。
（2）教材第十六章：电路设计与组装，涉及抢答器电路图分析和组装调试等内容。
基于单片机的八路抢答器设计方案第一章抢答器设计功能分析1.1 数字抢答器的概述对于抢答器我们大家来说都不陌生, 它是用于很多竞赛场合, 真正实现先抢先答, 让最先抢到题的选手来回答问题。
抢答器不仅考验选手的反应速度同时也要求选手具备足够的知识面和一定的勇气。
选手们都站在同一个起跑线上, 体现了公平公正的原则。
1.2 设计任务与要求1.基本要求:给主持人设置一个开关, 用来控制系统的清零（编号显示数码管灭灯）和抢答器的开始。
抢答器具有数据锁存和显示的功能。
抢答开始后, 若有选手按动抢答器按钮, 编号立即锁存, 并在LED数码上显示选手的编号, 同时扬声器给出音响提示。
此外, 要封锁输入电路, 禁止其他选手抢答。
1.发挥部分:2.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。
3.参加选手在设定的时间内抢答, 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, 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。
选手如果在主持人按开始键之前违规抢答, 系统报警, LED显示违规选手号码和FF, 直到主持人按下停止键。
第二章抢答器方案论证抢答器的实现方式有种多样, 通过纯电子器件搭建电路实现, 如优先编码器, 锁存器, 555定时器译码器等, 纯电子器件实现没有软件参与, 调试简单, 但是它不易于扩展和修改, 而且电路结构复杂, 调试困难电子, 电子器件管脚很多, 实际搭建起来费时费力, 焊接很容易出错。
于是, 我想到了用单片机实现。
单片机体积小价格低, 应用方便, 稳定可靠。
单片机将很多任务交给了软件编程去实现, 大大简化了外围硬件电路, 使外围电路的实现简单方便。
电子线路设计报告题目: 八路智力竞赛抢答器设计姓名: 王文通专业: 电子信息科学与技术班级: 0313411 学号: 031341123 指导教师: 谭建军2015 年 7 月 5 日湖北民族学院信息工程学院目录一课程设计题目 (2)二任务和要求 (2)三总体方案的选择 (2)四单元电路的功能介绍 (4)五电路设计 (5)六仿真设计 (8)七分析和总结 (11)附录一源程序 (13)八路智力竞赛抢答器设计一、课程设计题目（一）、题目：八路智力竞赛抢答器设计（二）、设计目的：作为一个八路抢答器实现的功能，应该是在八位选手进行抢答时能够准确的锁定第一位抢答选手的号数，并且准确的显示出来，它的显示结果不会因为别的选手的抢答而影响它的显示。
只有在主持人按下重新开始的开关后，系统重新启动，原先抢答上的号数也不在显示，所有系统清零，新的一轮抢答开始。
二、任务和要求（1）抢答器设计要求1.抢答器可以实现基本抢答；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。
2．给节目主持人设置一个控制开关，用来控制系统的清零（编号显示数码管灭灯）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，编号立即锁存，并在LED数码管上显示出选手的编号，同时扬声器给出音响提示。
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。
4．具有倒计时的功能，能实现30s倒计时。
三、总体方案的选择（1）总体方案的设计针对题目设计要求，经过分析与思考，拟定以下二种方案：方案一：该方案是将抢答按钮先直接与锁存器而不是优先编码器相连，将最先抢答的选手的编号锁定，再依次经过优先编码器、译码器和七段显示器，最后显示的是抢答选手的编号，经过优先编码器后的信号到单稳态触发器，单稳态触发器又与报警电路直接连接，所以显示编号的同时可以发出报警信号。
课程设计说明书一、课题名称……………………………………………………页码二、内容摘要……………………………………………………页码三、设计内容及要求……………………………………………页码四、方案论证及比较……………………………………………页码五、单元电路的设计、参数计算和器件选择…………………页码六、完整的电路图及工作原理…………………………………页码七、设计特点及实用价值………………………………………页码八、总结与心得体会……………………………………………页码九、元器件清单…………………………………………………页码十、参考文献……………………………………………………页码附录（图）…………………………………………………………页码一、课题名称8路智力竞赛抢答器的设计二、内容摘要主要包括数码显示八路抢答器电路的组成、设计及功能，电路采用74系列常用集成电路进行设计。
该抢答器除具有基本的抢答、锁存功能外，还具有定时抢答功能，时间定为30S，时间计时用LED 显示，时间到扬声器发出2S声响，抢答功能失效。
主持人通过控制开关，控制清零（编号显示数码管灭灯）和抢答的开始，开始后系统将自动倒计时30秒。
若在规定的时间内有人抢答，则计时将自动停止；若规定的时间到并且无人抢答，则系统中的蜂鸣器将发响持续2秒，提示主持人本轮抢答无效，实现报警功能，抢答功能失效。
该抢答器主要运用到了编码器、计数器、锁存器和定时器：它采用74LS148来实现抢答器的选号，采用74LS74芯片实现对号码的锁存，采用74LS192实现十进制的减法计数，采用555芯片产生秒脉冲信号来共同实现倒计时功能。
三、设计内容及要求1、可同时供8名选手参加比赛；2、他们的编号分别是0、1、2……..7；各用一个抢答按钮，按纽编号与选手编号相对应；3、主持人手持一控制开关，用来控制清零（编号显示数码管灭灯）和抢答的开始；4、抢答器具有数据锁存和显示的功能；5、抢答器具有定时抢答功能，时间定为30S，时间计时用LED显示，时间到扬声器发出2S声响，抢答功能失效。
四、方案论证及比较方案一：所有选手公用一个数码显示管，在选手抢答前，控制开关K为低电平导通使抢答模块的D触发器复位输出低电平，禁止数码显示管工作。
倒计时模块：计数器由两片74ls192十进制计数器组成预置30；当主持人打开控制开关K（高电平导通），抢答模块D触发器正常工作， 8线-3线优先编码器选通输入端ET为0，允许编码，等待数据输入，定时模块开始倒计时。
在倒计时30秒内若有选手抢答，抢答信号通过编码器进入触发器锁存并显示选手序号，同时使8线-3线优先编码器选通输入端ET为1暂停工作，并发出信号TH使定时模块停止倒计时，倒计时显示数码管灭灯。
若没有选手抢答，倒计时30秒后定时模块数码管灭灯并发出信号QD使抢答模块停止工作，同时扬声器工作,74ls192继续工作2s后死的扬声器停止工作。
脉冲模块由555定时器连接成多谐振荡器为定时模块提供频率为1HZ的脉冲信号。
至此第一轮抢答结束。
主持人按下控制开关（低电平导通）回到抢答前的状态为下一轮抢答做准备。
主持人再次打开控制开关（高电平导通）则进入下一轮的抢答。
优点：完全符合设计要求，实现了要求的所有功能。
结构布局简单，元件采用74ls系列价格便宜容易在市场上买到方案二：抢答模块：每个选手都有独立的数码显示管用来显示自己的编号，选手通过8线-3线优先编码器进行抢答，抢答信号选通选手自己的数码显示管使之显示并使定时模块停止工作。
脉冲模块：采用555定时器连接成多谐振荡器产生1Hz的脉冲定时模块为定时模块提供脉冲。
定时模块：计数器由两片74ls192十进制计数器组成预置30进行倒计时，计时结束使抢答模块结束工作，扬声器工作持续2s采用74ls191计数器计数到2时使扬声器停止工作。
优点：功能都符合设计要求，定时模块的倒计时采用192扬声器采用191互不影响独立性好，可以独立设计模块，器件很容易在市场上买到。
缺点：电路元件比较多，结构复杂，组合后的电路稳定性差，，元件较多成本较高。
方案三：本方案采用单片机完成，当主持人宣布抢答开始的时候，按下开始按钮，此时电路进入抢答状态，选手的输入采用了扫描式的输入，之后把相应的信息送往单片机，再由单片机输出到显示输出电路中。
此时有人第一按下相应的抢答按钮，经过单片机的控制选择，在八段显示器上显示相应的号码，并锁存，同时禁止其他按钮的输入。
优点：总体结构简单使用单片机硬件不需要太多器件集成缺点：对单片机不熟悉，有复杂的软件编程，相比较而言价格比较昂贵确定方案经过三个方案的优缺点对比我们最终采用了方案三。
在方案二对比方案一：方案二选用了八个数码管显示抢答选手的编号，抢答信号通过8线-3线优先编码器编码后必须进行译码分别选通抢答选手的数码显示管，这样方案二就比方案一多了很多器件并且使连线错综复杂，而且数码显示管在主界面上，显得比较复杂不清晰，器件的增加也会使得电路不稳定。
方案一相比较而言满足设计的要求并且原件更少，布局也比较直观明了，连线更方便，焊接更可靠，成本更低且比较容易实现，所以最终选用了方案一。
五、单元电路的设计、参数计算和器件选择5.1抢答模块电路设计功能：功能有三个，一是选手抢答后能选出最先按键的选手并锁存编号，供译码显示电路用，同时阻止以后选手的信号进入；二是当信号进入并显示之后产生信号TH使定时模块停止工作；三是接受计时结束后产生的信号QD使抢答模块电路停止工作；设计：74LS148对最先抢答的信号进行编码，并进入74触发器锁存，148es端口产生的低电平信号经过非门作为出发起的脉冲并锁存作为有输入时的标志信号，并反馈至148的et端使148停止工作。
锁存信号通过7448译码器送至数码管显示，其中7448的灭灯输入端接标志信号，使之只有当有信号输入时数码管才工作，其他时间数码管灭灯。
另外当有抢答信号输入时将产生的标志信号输出至定时模块端口号为TH使定时模块停止工作。
抢答模块的复位信号由来自主持人控制开关的低电平和定时模块时间到时产生的低电平反馈信号（qd端口）组合而成，形成低电平接至触发器的复位端口clr使抢答模块停止工作。
器件：单元电路由74LS148（8线—3线优先编码器）、非门、与门、74ls74 D触发器、7448N（七段显示译码器)、数码管组成8线—3线优先编码器正好适合8个选手输入信号，也是比较常见且价格便宜的器件模块工作中需要锁存信号，74ls74 D触发器能锁存需要的信号，并有复位端符合要求。
数码显示最常见的也就是7448N（七段显示译码器)和共阴极数码管，价格便宜且比较容易买到5.2脉冲模块功能：脉冲模块产生1HZ的脉冲信号，为定时模块提供脉冲电路图（见附录）设计主要由555定时器连接成多谐振荡器器件：555定时器是我们课程中所学的内容，常见便宜5.3定时模块功能：主要功能有个：第一，当主持人打开控制开关则开始倒计时30秒30秒结束后停止工作。
第二，倒计时结束控制扬声器工作2S。
第三，倒计时结速时产生信号QD使抢答模块结束工作。
第四，接受抢答模块产生的TH信号并停止工作。
电路图：（见附录）设计：主持人没有按下开关前，对两片192连接成的100进制计数器预置数30，因为脉冲是1HZ的，所以计数到0时间是30秒。
主持人按下开关倒计时开始，计数到0则高位的192产生借位信号BO通过非门成为高电平信号BO非并进行锁存使扬声器工作。
BO非信号和来自抢答模块的TH信号通过或门进行锁存作为灭灯信号送至7448的灭灯输入端使数码管停止工作。
扬声器工作2s后接受个位192的QB信号的非（低电平）使锁存器复位，扬声器停止工作。
当计数没有结束但有来自抢答模块的TH信号时产生7448的灭灯输入信号，使数码管灭灯。
灭灯信号和来自抢答信号的TH做与即作为倒计时结束后的反馈信号QD（低电平）使抢答模块停止工作。
器件：主要有192 74触发器扬声器 7448 数码管与门或门非门192可以方便组成100进制的计数器并且可以将个位思维分别显示出来所以是最佳的选择六、完整的电路图及工作原理电路图：（见附录）工作原理：首先是各个选手分别对应的按钮编号是S0、S1、S2、S3、S4、S5、S6、S7，抢答后显示器上显示的分别是0、1、2、3、4、5、6、7。
然后是主持人对整个电路系统清零，将开关置于“清零”的位置，输出低电平，分为两路：一路与抢答模块中锁存器的复位相连，使输出端触发器输出为低电平，1D所输出的低电平经与门反馈给74LS148的EI端子，编码器不工作，因此抢答模块显示器灭灯无显示，实现了清零；另一路低电平输出到定时模块74LS192的LOAD端，而CR端也是低电平，所以得对应显示器输出预置的30。
当主持人说“开始”并将开关置于“开始”位置后，输出为高电平，Z则抢答模块正常工作等待定时开始倒计时当任意一个选手抢答时，例如5号抢答时，74LS148五号端子输入低电平有效，此时EI为低电平有效，表征编码器在正常工作。
编码输出A2A1A0为010经74LS74锁存，q非端输出为101，经译码显示编号为5。
与此同时，1Q 所输出的高电平反馈回编码器的是能输入端，使其停止工作。
此时，其他选手若再按动按钮也无对应输出，这就保证了抢答者优先性以及抢答电路的准确性。
另外，…………………………使计数器停止工作若没有选手按动按钮，，74LS148也输出高电平，1d锁存为低电平1Q端输出低电平至74LS48的灭灯输入RI/RBO端，使得信号经74LS48到显示器上时无显示；若到定时部分计数器倒计时到00还无选手按动按钮的话，十位74LS192的借位输出端输出高电平反馈回定时模块的2个锁存器使扬声器工作………………………………图清零（见附录）图抢答5号（见附录）图无抢答（见附录）七、设计特点及实用价值八、总结与心得体会通过这次课程设计，我学会了许多课本上学不到的东西，同时也加强了我动手、思考和解决问题的能力，知识与实践的结合能力，受益匪浅。
而在课程设计过程中，我觉得是对课本知识的巩固和加强，由于课本上的知识很多，同时平时课间又没有好好的运用额理解个个元件的功能，而且考试的内容有限，所以在这次课程设计过程中，了解很多元件的功能，对其在电路中的使用有更多的认识。
从前的学习过程过于浮浅，只是流于表面的理解，而现在要做课程设计，就不得不要求我们对所用到的知识有更深层次的理解。
因为课程设计的内容比及书本中的理论知识而言，更接近于现实生活，而理论到实践的转化往往是一个艰难的过程，它犹如一只拦路虎，横更在我们的面前。
但是我们毫不畏惧，因为我们相信我们能行。
通过这次课程设计使我懂得了理论与实际相结合是很重要的，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，才能真正为社会服务，从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。
