下载文档原格式
基于单片机8路抢答器的设计与实现引言：抢答器是一种用于比赛或考试中进行抢答的设备，它可以实现多个参与者同时抢答，实时显示最先抢答者的编号。
本文将介绍一种基于单片机的8路抢答器的设计与实现。
一、设计方案：1.硬件设计：本设计采用单片机作为主控制器，使用LED显示器显示抢答编号。
按键用于选择参与抢答的编号。
____________________+------------------，P1.0，，P1.1，，P1.2，，P1.3Infrared sensor ----- ------- ----- -----+------------------，P1.4，，P1.5，，P1.6，，P1.7LED display ----- ------- ----- -----+---------------+---------+---------+---------+---------+AVRMicrocontroller+---------------+---------+---------+2.软件设计：本设计的软件部分主要涉及中断、定时器、按键扫描和显示控制几个方面的内容。
(1)中断：使用外部中断响应红外传感器的触发信号，并处理中断程序。
(2)定时器：使用定时器来实现LED显示的时序控制，以达到流畅的显示效果。
(3)按键扫描：定时扫描按键，当一些按键按下时，触发相应的抢答编号。
(4)显示控制：根据抢答编号，通过对LED显示器的控制，实现编号的显示。
二、实现步骤：1.硬件部分的实现：(1)按照上述连接图的方式，将红外传感器和LED显示器与单片机进行连接。
(2)编写硬件程序，对红外传感器和LED显示器进行初始化配置。
2.软件部分的实现：(1)编写中断服务函数，用于响应红外传感器的触发信号，并完成相应的中断处理。
(2)编写定时器中断服务函数，用于控制LED显示的时序。
(3)编写按键扫描函数，用于检测按键是否按下，并触发相应的抢答编号。
八路智力竞赛抢答器在各种智力竞赛场合，抢答器是必不可少的最公正的用具。
在我们各种竞赛中我们也经常能看到有抢答的环节，某些举办方采用让选手通过举答题板的方法判断选手的答题权，这在某种程度上会因为主持人的主观误断造成比赛的不公平性，而抢答器的应用就能避免这种弊端。
随着科技的飞速发展，能够实现抢答器功能的方式有多种，可以采用模拟电路、数字电路或模拟与数字电路相结合的方式以及利用微电脑芯片作为核心部件进行逻辑控制及信号产生的单片机技术和C语言编程而设计的多路智力竞赛抢答器。
本设计将采用数字电路实现一八路智力竞赛抢答器。
1 八路智力竞赛抢答器的设计1.1 抢答器的功能要求基本功能：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。
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，并在LED数码管上显示出选手的编号。
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。
扩展功能：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。
当节目主持人按下“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。
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。
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00.1.2 整体设计思路根据对功能要求的简要分析，将定时抢答器电路分为主题电路和扩展电路两部分。
主体电路完成基本的抢答功能，即开始抢答后，当选手按动抢答器按钮时，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。
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 。
八路抢答器的方案设计书报告(1)1. 引言本文档是针对设计和实现八路抢答器系统的方案设计书报告。
在本文档中，将详细介绍八路抢答器系统的设计思路、功能需求、系统架构以及实施计划等内容。
2. 背景八路抢答器系统是一种用于答题竞赛或培训活动的设备，可以实现多人同时抢答并进行计分的功能。
该系统的设计旨在提高用户参与度和活动趣味性，同时也便于组织者进行评分和统计。
3. 功能需求八路抢答器系统的功能需求如下：•支持多人同时抢答：允许多个参与者同时按下抢答器进行答题。
•计分功能：系统能够准确记录参与者的答题顺序和答案是否正确，并实时计分。
•抢答器控制：提供抢答器的控制接口，包括按下和释放抢答键。
•显示功能：系统需要提供显示设备，以展示参与者的答题情况和当前的计分情况。
•结果统计和导出：系统能够统计答题情况，并支持将结果导出到外部文件。
4. 系统架构八路抢答器系统的整体架构如下图所示：系统架构图系统架构图系统由以下几个主要模块组成：•抢答器模块：包括八个抢答器设备和一个控制单元，负责接收抢答信号并控制计分逻辑。
•控制单元：负责控制整个系统的运行，并与其他模块进行通信。
•显示模块：提供显示设备，以展示参与者的答题情况和当前的计分情况。
•存储模块：负责存储答题结果和其他相关数据。
5. 实施计划根据以上的方案设计，八路抢答器系统的实施计划如下：1.硬件准备：根据系统架构，准备八个抢答器设备、一个控制单元和显示设备。
2.软件开发：根据系统功能需求，开发抢答器模块、控制单元模块、显示模块和存储模块的软件代码。
3.硬件搭建：将抢答器设备和控制单元连接起来，并连接显示设备。
4.软件集成：将开发完成的软件代码进行集成，并进行功能测试和性能优化。
5.系统测试：测试整个八路抢答器系统的功能和性能，并进行调试和优化。
6.部署和维护：将系统部署到目标环境中，并进行系统的维护和更新。
6. 总结本文档详细介绍了八路抢答器系统的方案设计。
通过对系统的功能需求进行分析和设计，我们可以确保系统能够满足用户的需求，并提供稳定和高效的抢答体验。
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。
1概述1.1开发背景智力竞赛是一种能锻炼人的头脑开发人的IQ的一种大众化游戏，也起到娱乐的作用。
现在智力竞赛越来越被多数人喜爱和娱乐，像中央卫视的三星智力快车、金苹果、幸运50等等多档智力竞赛节目都拥有大批的忠实观众。
而且国内外各地电视台、工厂、学校等单位也会常常举办类似的智力竞赛活动，然而智力竞赛抢答器是必要设备。
在有些地方举行的各种智力竞赛游戏中我们经常看到有抢答的环节，举办方大多数采用让选手通过举答题板的方法或者是举手的方式判断选手的答题权，这在某种程度上会因为主持人的主观误断造成比赛的不公平性。
因此为解决这个问题，本论文采用了单片机制作了一个低成本但又能满足学校等需要的八路数显智力竞赛抢答器，并能实现循环显示各组选手得分。
1.2方案论证与比较与普通抢答器相比，本作品有以下几方面优势：1、具有清零装置和抢答控制，可由主持人操纵避免有人在主持人说“开始”前提前抢答违反规则。
2、具有定时功能，在10秒内无人抢答表示所有参赛选手获参赛队对本题弃权。
3、10秒时仍无人抢答其报警电路工作表示抢答时间耗尽并禁止抢答。
4、抢答完成后，循环显示各组的得分情况。
2总体设计2.1设计目标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K1 ~K8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10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1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007.每抢答一次，主持人对其答案进行评分一次。
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。
数字电子技术基础课程设计-----八位计时抢答器一、设计理念智力竞赛是一种生动活泼的教育方式，在各种智力竞赛中，最最激烈的便是抢答环节的比赛。
抢答引起参赛者和观众极大地兴趣，在短时间内，参赛选手在主持人抢答的口令下达后开始抢答，充分体现出参赛者思维的活跃。
在这类比赛中，对于谁先谁后抢答，在什么时候抢答，如何限定抢答的规定时间等问题，如果单凭主持人主观的判断，就很容易出现误判。
所以我们就需要一种具备自动锁存、置位、清零等功能的只能抢答器来解决这些问题。
二、设计要求设计一个具备计时功能的八路抢答器，它所要实现的功能如下：1、给八位参赛选手分别配备一个抢答按钮，编号为K0、K1、K2、K3、K4、K5、K6、K7。
2、主持人可以主持抢答、计时的开始与清零。
3、抢答器可以显示出最先按下抢答键的选手编号。
4、抢答器具有60秒倒数计时功能。
抢答规则：主持人按下开始抢答键，选手可以开始抢答，同时计时器开始60秒钟倒计时，选手通过优先按键得到抢答机会后，在计时器所显示的剩下时间内完成抢答，否则扣分。
三、设计方案1、设计思路根据设计的要求，我们小组的设计思路如下：该抢答器由开关电路、触发电路、触发锁存电路、优先编码电路、译码电路、计时电路所组成。
2、具体电路的设计及其工作原理 （1）电源电路限于我们现成的电源只有9V 直流电源，但是我们的电路工作电压应该是5V 的稳压直流电源，我们通过利用7805芯片对9V 进行降压处理，形成直流5V 稳压电源。
（2）抢答电路工作原理：74LS148有8个信号输入端I0 ～ I7、3个二进制码输出端A0 ～A2、输入使能端EI、输出使能端EO和优先编码工作状态标志GS, 其功能如表1 所示。
由表可知, 当EI的非=0时, 编码器工作; EI的非=1, 则不论8个输入端为何种状态, A0、A1、A2 输出为1,15端和14端输出为1,编码器处于非工作状态。
（附74LS148引脚图与真值表）当抢答开关S0 ～S7 中的任意一个开关按下时,编码器输出相应按键对应的二进制代码,低电平有效。
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。
8路抢答器设计抢答器被广泛应用于交互式教学、竞赛、互动游戏等场合。
本文介绍一种基于单片机的8路抢答器设计方案。
1. 系统功能本设计实现以下功能：1. 设定问题和倒计时时间；2. 按下抢答器键后，选手答题；3. 答对或答错均计分，答错扣分；4. 显示当前排名和得分情况；5. 比赛结束后，显示最终排名和得分情况。
2. 系统硬件本设计采用STM32F103C8T6单片机作为主控制器，其主要特点是成本低廉、易于学习和上手。
硬件主要包括以下部分：1. 单片机板：采用STM32F103C8T6开发板，外接LCD显示屏；2. 抢答器：包括8个按键和8个LED指示灯，用于选手抢答和显示选手答题情况；3. 扫描电路：对抢答器按键进行扫描，获取选手输入。
本设计的软件分为如下模块：1. 初始化模块：对单片机系统进行初始化，包括外部时钟、GPIO端口等的配置；2. 显示模块：用于显示问题、倒计时、选手答题情况和最终排名和得分情况；3. 时钟模块：用于倒计时和计时，倒计时结束后停止答题；4. 抢答模块：用于接收选手抢答信息，并根据答题情况进行得分；5. 判断模块：用于判断选手答题是否正确；6. 得分模块：用于计算选手得分；7. 排名模块：用于计算选手最终得分和排名。
4. 抢答器操作流程5. 总结本设计实现了一种基于单片机的8路抢答器功能，并且硬件成本相对较低，易于制作。
软件上分模块化设计，便于扩展和修改。
但是由于时间和技术限制，还存在一些功能没有完善，比如数据记录、多轮比赛等功能。
此外，对于选手的选手答题有些限制，只能按照先后顺序抢答，如果需要加入随机抢答等功能，需要进行扩充。
八路抢答器设计方案3.1设计要点根据控制系统的工作原理和执行装置，可以将系统设计分为硬件和软件两大部分。
硬件设计部分，包括编写电路原理图、合理选择元器件、焊接各个元器件，然后对硬件性能进行调试、测试，以达到设计要求。
软件设计部分，首先在设计之前完成系统总框图和确定各个功能模块，然后进行具体设计，包括各模块的流程图，选择合适的编程语言和软件应用程序，进行编程设计等；最后是通过软件对程序进行调试、测试，以及仿真，以达到性能的最优化。
下面是软硬件设计方法确定的。
软件设计的方法与开发环境的选取有着直接的关系，本系统由于是采用51系列单片机，因此使用Keil C 语言进行开发。
此编程工具相比汇编语言具有结构化、适用围大、可移植性好等特点。
本系统软件设计采用模块化系统设计方法，先编写各个功能模块子程序，然后进行组合与调整，经过调试后，可以进行仿真测试，已达到设计功能要求。
为配合软件的灵活设计，硬件电路是采用结构化系统设计方法，该方法保证设计电路的标准化、模块化。
硬件电路的设计最重要的选择用于控制的单片机，再确定与之配套的外围芯片，使所设计的系统既经济又高性能。
硬件电路设计可以在焊接元器件之前画出详细电路图，标出芯片的型号、器件参数值，根据电路图在仿真软件上进行调试，发现设计错误时立即修改，高效，准确地完成硬件设计。
3.2 硬件设计本系统采用单片机作为整个控制核心。
控制系统主要由：显示模块、控制模块、报警模块、抢答模块组成。
工作时，该系统通过矩阵键盘输入抢答信号，经单片机的处理后，输出控制信号，利用一个4位数码管来完成显示功能并伴随蜂鸣器报警，用按键来让选手进行抢答，在数码管上显示哪一组先答题，从而实现整个抢答过程。
当主持人按下开始键时，向单片机P3.2引脚输入一个低电平信号，表示整个电路开始工作，此时数码管前两位显示选手编号（无人抢答显示00），后两位显示倒计时剩余时间。
若在25秒仍然无人抢答，蜂鸣器在最后5秒发出连续报警，提示抢答时间快要结束；若在30秒有人抢答，并且抢答成功，则将选手编号显示在数码管前两位上，后两位显示抢答剩余时间，同时蜂鸣器发出一声报警，提示其他没有抢答的选手此题已被人抢答成功。
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路抢答器课程设计
8路抢答器课程设计是一个专门针对8路抢答器，将其应用到教育环境的教学课程。
8路抢答器具有非凡的优势，可以让学生体验到以直观、准确信号方式快速作答的乐趣，而且可以延长学生的活力，特别是用于小学课堂活动时，更能增加学生的积极性，同时也有利于老师快速了解学生的课堂参与情况。
1）关于8路抢答器的基本介绍：主要介绍8路抢答器的构成，如抢答器设备，抢答器键盘、显示器等；
2）关于8路抢答器操作特点：这包括了其操作流程、使用说明，以及熟悉抢答器控制面板等操作要点；
3）关于8路抢答器应用技巧：这是一个关于如何在课堂使用抢答器的课程，教授如何有效运用，并介绍如何根据课堂需要，操纵8路抢答器来提高学习的高效性；
4）关于8路抢答器设计实际应用：这门课程将通过实际操作实验，使每个学生都能理解8路抢答器应用在教室中的积极作用，以及如何有效利用8路抢答器，进行多种具体的活动；
5）课堂练习：有利于学生熟悉具体的抢答器操作要点，深入理解如何有效地使用8路抢答器，并将其应用到课堂活动中；
8路抢答器课程设计应用范围非常广泛，不仅可以提高学生的学习效率，而且也有助于提升老师的教学质量。
有效利用8路抢答器，进行各类学习活动，可以大大改善学生的学习氛围。
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。
昆明工业职业技术学院课程设计设计题目：8路智力竞赛抢答器的设计班级：10级计算机控制技术学生姓名：学号：指导教师：白文忠职称：讲师指导小组组长：教学班负责人：提交日期：2012年月日8路智力竞赛抢答器的设计摘要本设计主要介绍用数电知识设计八路抢答器。
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，并与主持人开关相连接，即构成了抢答器的主体电路。
经过布线、接线、调试等工作后数字抢答器成形。
借助较少的外围元件完成抢答的整个过程，设计制作了八路抢答器，设计编程简单，工作稳定可靠。
可供8人或8个代表队抢答，并用7段数码管显示首先抢答者的组别号码，有人抢答后自动闭锁其他各路输入，禁止其他人抢答，使其他组的开关失去作用，而显示最先按下抢答键的组别号。
只有当主持人按下复位按键才能再次抢答。
关键词：八路抢答器；定时；计时；编码；译码AbstractThis design mainly introduces several electrical design with knowledge of eight way responder.Priority encoder circuit, latch, decodercircuit will be teams of the input signal in the display output, and host switch connected, which constitute the main circuit of the responder.After wiring, wiring, commissioning work forming digital answering device.With fewer peripheral component finish vies to answer first the entire process, design of eight way responder, programming is simple, stable and reliable work.For 8 or 8 teams vies to answer first, and the 7 digital tube display first responder group number, automatic locking other people answer after each input, no other answer, the other group switch out of action, and show the first pressing the answer key category.Only when the host press the reset button to again vies to answer first.Key words：Eight way responder；Timing；Time；Code；Decoding目录一、设计内容及设计要求(一)基本功能(二)扩展功能二、设计及原理(一)设计框图(二)设计原理三、抢答器的基本原理及电路的设计方法(一)抢答电路的的设计(二)定时电路的设计(三)报警电路的设计(四)时序控制电路的设计(五)整机电路的设计四、主要器件及功能(一)8线-3线优先编码器74LS148(二)十进制可逆计数器74LS192(三)七段数码管译码器驱动器74LS48(四)锁存器74LS148(五)555定时器五、元器件列表六、设计体会一、设计任务及设计要求（一）基本功能1.设计一个智力抢答器，可同时供8名选手或8个代表队参加比赛，其编号分别是0、1、2、3、4、5、6、7，个用一个抢答按钮，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。
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。
一、设计的内容设计一个8位数字抢答器。
二、设计的要求与数据设计要求包括：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。
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，系统通过一个指示灯报警并禁止抢答，定时显示器上显示00。
三、设计应完成的工作1. 利用各种电子器件设计8位数字抢答器；2. 利用DE2板对所设计的电路进行验证；3. 总结电路设计结果，撰写课程设计报告。
4 调试电路、改进实验2号楼214 2008/11/275 下载并检查实验2号楼214 2008/11/281 设计任务目的及要求1.1 设计目的通过课程设计，对数字逻辑的基本内容有进一步的了解，特别是时序逻辑电路的设计。
能把上学期学到的数字逻辑理论知识进行实践，操作。
在提高动手能力的同时对常用的集成芯片有一定的了解，在电路设计方面有感性的认识。
而且在进行电路设计的时候遇到问题，通过独立的思考有利于提高解决问题的能力。
在经过课程设计后，更明白数字逻辑电路设计的一般方法，以及在遇到困难怎么排除问题。
1.2 设计要求我选择的课程任务是设计一个8位数字抢答器。
设计要求包括：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。
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，系统通过一个指示灯报警并禁止抢答，定时显示器上显示00。
2 工作原理及设计方案抢答器是为竞赛参赛者答题时进行抢答而设计的一种优先判决器电路，竞赛者可以分为若干组，抢答时各组对主持人提出的问题要在最短的时间内做出判断，并按下抢答按键回答问题。
当第一个人按下按键后，则在显示器上显示该组的号码，同时电路将其他各组按键封锁，使其不起作用。
回答完问题后，由主持人将所有按键恢复，重新开始下一轮抢答。
抢答器具有定时抢答功能，且一次抢答的时间可以由主持人设定（如,30秒）。
当主持人启动"开始"键后，定时器进行减计时。
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。
如果定时时间已到，无人抢答，本次抢答无效，系统通过一个指示灯报警并禁止抢答，定时显示器上显示00。
因此要完成抢答器的逻辑功能，该电路至少应包括输入开关、数字显示、判别组控制以及组号锁存等部分。
2.1 原理框图图一原理框图2.2 设计思路1. 抢答器供8名选手比赛，分别用8个按钮S0 ~ S7表示。
这个功能只需要通过管脚分配把按钮分配到实验版上的拨动开SW0到SW7关，让每个选手拨动开关后产生相应的信号就可以了。
不同的选手拨动按钮发出信号通过74LS148编码器进行编码，编码后输出信号进行下一步的译码和锁存。
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。
在这里首先通过管脚分配把开关S分配到相应一个拨动开关，这个就是开关SW16。
该开关联系到一个相应的线路，这个线路通过与非门连接其他信号，从而达到清零的功能。
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，并在优先抢答选手的编号一直保持到主持人将系统清除为止。
74LS373具有锁存功能，可以在一个选手按下按钮后进行锁存，其他的选手不能在抢答。
锁存相应的编号时，由于编码器编的是从0到7，如果0号选手抢答，与清零的时候可能造成混淆，所以要加上加法器，对编码器的0到7都加上1。
加法器是用74LS83这样在后面的74LS47译码器上就可以显示1到8的号码。
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。
74LS192具有减法功能，通过使用74LS192可以对设定的时间进行自减。
只需要给定74LS192秒脉冲就可以。
同时74LS192结合74LS47可以对所设定的抢答时间和选手抢答的时间显示出来。
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。
选手进行抢答，通过编码器，锁存器，加法器，译码器，显示出来。
当某个选手抢答有效，通过74LS148编码器的GSN端口连接到控制清零端的与非门就可以进行禁止其他选手的抢答，同时把该选手的号码显示在数码管上，同时通过74LS148编码器的GSN端口可以停止74LS192的脉冲，从而让脉冲停止，达到显示抢答时间的效果。
6. 如果定时时间已到，无人抢答，本次抢答无效，系统通过一个指示灯报警并禁止抢答，定时显示器上显示00。
当时间到的时候，减法器74LS192的十位的LDN端口发出一个高电平，在这个端口上连接上一个显示灯，作为报警用。
同时减法器74LS192的十位的BON端口会发出一个低电平，可以连接到脉冲上，让脉冲停止，数码管上显示的是00.2.3 设计流程图图二流程图2.4 设计方案整体的电路可以分为两部分，一个是抢答电路，第二部分是定时，报警电路。
1 .抢答的部分：抢答器供8名选手比赛，分别用8个按钮S0 ~ S7表示。
通过管脚分配把按钮分配到实验版上的拨动开SW0到SW7关，让每个选手拨动开关后产生相应的信号。
不同的选手拨动按钮发出信号通过74LS148编码器进行编码，编码后输出信号进行下一步的译码和锁存。
设置一个系统清除和抢答控制开关S，开关由主持人控制。
通过管脚分配把开关S分配到相应一个拨动开关SW16。
该开关联系到一个相应的线路，这个线路通过与非门连接其他信号，从而达到清零的功能。
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，并在优先抢答选手的编号一直保持到主持人将系统清除为止。
74LS373具有锁存功能，可以在一个选手按下按钮后进行锁存，其他的选手不能在在有选手抢答后再进行抢答。
锁存相应的编号时，由于编码器编的是从0到7，如果0号选手抢答，与清零的时候可能造成混淆，所以要加上加法器，对编码器的0到7都加上1。
加法器是使用用74LS83，加1后在就可以在数码显示管上显示1到8的号码。
2. 定时抢答功能，和报警部分：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。
74LS192具有减法功能，通过使用74LS192可以对设定的时间进行自减。
74LS192进行工作的时候需要给定秒脉冲。
同时74LS192结合74LS47可以对所设定的抢答时间和选手抢答的时间显示出来。
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。
选手进行抢答，通过编码器，锁存器，加法器，译码器，显示出来。
当某个选手抢答有效，通过74LS148编码器的GSN端口连接到控制清零端的与非门就可以进行禁止其他选手的抢答，同时把该选手的号码显示在数码管上，同时通过74LS148编码器的GSN端口可以停止74LS192的脉冲，从而让脉冲停止，达到显示抢答时间的效果。
若定时时间已到，无人抢答，本次抢答无效，系统通过一个指示灯报警并禁止抢答，定时显示器上显示00。
当时间到的时候，减法器74LS192的十位的LDN端口发出一个高电平，在这个端口上连接上一个显示灯，作为报警用。
同时减法器74LS192的十位的BON端口会发出一个低电平，可以连接到脉冲上，让脉冲停止输到加法器上，那么数码管显示的是00。
3 单元电路设计与实现整个电路分为编码单元，锁存单元，加法器单元，设定抢答时间单元，和译码单元五个部分。
3.1 编码单元在选手按动按钮后，发出相应的信号。
使用74LS148对信号进行编码，优先判决器是由74LS148集成优先编码器等组成。
该编码器有8个信号输入端，3个二进制码输出端，输入使能端EI，输出使能端EO和优先编码工作状态标志GS。
其功能表如表5.24.1所示。
从功能表中可以看出当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，输出端均为“1”，且GS端和EO端为“1”，编码器处于非工作状态,这种情况被称为输入低电平有效。
图3 优先编码器74LS148功能表输入输出EI I0 I1 I2 I3 I4 I5 I6 I7A2 A1 A0 GS EO1 ×××××××× 1 1 1 1 10 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 00 ××××××× 0 0 0 0 0 10 ×××××× 0 1 0 0 1 0 10 ××××× 0 1 1 0 1 0 0 10 ×××× 0 1 1 1 0 1 1 0 10 ××× 0 1 1 1 1 1 0 0 0 10 ×× 0 1 1 1 1 1 1 0 1 0 10 × 0 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 10 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1（表中×代表任意状态）由74LS148集成优先编码器组成的优先判决器如图所示，当抢答开关S1—S7中的一个按下时，编码器输出相应按键对应的二进制代码，低电平有效。
编码器输出AO～A2、工作状态标志GS作为锁存器电路的输入信号，而输入使能端EI端应和锁存器电路的Q0端相联接，目的是为了在EI端为“1”时锁定编码器的输入电路，使其它输入开关不起作用。
