抢答器的设计与制作

抢答器设计实验报告抢答器设计实验报告一、引言在现代教育中，互动性和参与度是学生学习的重要因素。

为了提高课堂的活跃程度和学生的参与度，我们设计了一种抢答器。

本实验报告将介绍抢答器的设计原理、实验过程和结果分析。

二、设计原理抢答器的设计基于无线电频率识别技术。

抢答器由两部分组成：主机和抢答器设备。

主机通过无线电频率识别技术与抢答器设备进行通信，实现答题者的抢答功能。

三、实验过程1. 材料准备我们准备了一台电脑、一块Arduino开发板、一块无线电频率识别模块、若干个按钮开关和一些导线。

2. 硬件连接我们将Arduino开发板与无线电频率识别模块通过导线连接，并将按钮开关分别连接到Arduino开发板上。

3. 软件编程我们使用Arduino开发环境编写了控制程序。

程序主要实现了无线电频率识别模块的初始化、按钮开关的状态检测和与主机的通信功能。

4. 抢答器设备制作我们将按钮开关固定在一个小盒子上，连接好导线，并将无线电频率识别模块放置在盒子内。

5. 实验验证我们进行了一系列实验来验证抢答器的功能。

首先，我们将主机与抢答器设备进行配对。

然后，我们进行了多次抢答实验，记录了每个学生的抢答时间和正确率。

四、结果分析通过实验，我们发现抢答器在提高课堂互动性和学生参与度方面有着显著的效果。

抢答器能够快速准确地记录学生的抢答时间，并通过主机进行统计分析。

我们还发现，学生在使用抢答器后更加积极主动地参与课堂讨论，提高了他们的学习兴趣和主动性。

然而，我们也发现了一些问题。

由于抢答器设备的制作过程较为复杂，需要一定的技术支持和时间投入。

此外，抢答器的使用也需要一定的操作技巧，对于一些不熟悉技术的教师和学生来说可能存在一定的学习成本。

五、结论抢答器作为一种课堂互动工具，能够有效提高学生的参与度和学习效果。

然而，在推广和应用抢答器时，需要考虑到设备制作和操作技巧等方面的问题。

未来，我们可以进一步改进抢答器的设计，使其更加简单易用，以满足更广泛的教育需求。

智力竞赛抢答器的设计与制作二零一三年五月浙江工商职业技术学院工学院毕业设计智力竞赛抢答器的设计与制作摘要：单片机把我们带入了智能化的电子时代，许多繁琐的系统若由单片机进行设计，便能收到电路更简单、功能更齐全的良好效果。

本设计是以八路电子竞赛抢答器为基本理念，把AT89C51单片机作为抢答器控制中心，将软、硬件有机地结合起来，利用单片机的定时器/计数器定时功能完成计时，在选手抢答时间内，完成优先判断，编号锁存，编号显示，时间显示，声光提示等功能。

抢答器在智力竞赛和竞争性的游戏中公平、公正的特性得到充分体现。

关键词：单片机；抢答器；LED显示浙江工商职业技术学院工学院毕业设计目录1 绪论 (1)1.1 抢答器的概述 (1)1.2 设计要求及目的 (1)1.3 设计系统要点 (1)2 硬件电路设计 (2)2.1 系统原理框图 (2)2.2 单片机控制电路 (2)2.3 时钟电路、复位电路 (3)2.4 显示电路设计 (5)2.5 键盘扫描电路的设计 (7)2.6 抢答电路 (8)2.7 报警电路的设计 (8)2.8 电源电路设计 (9)3 系统软件设计 (10)3.1 主程序框图 (10)3.2 显示子程序流程图 (11)3.3 键盘子程序框图 (12)3.4 定时中断子程序框图 (13)3.5 外中断子程序框图 (13)4 八路抢答器制作及调试 (14)4.1 电路板的设计与制作 (14)4.2 系统调试 (14)总结 (15)谢辞 (16)参考文献 (17)附录A 原理图 (18)附录B PCB板图 (19)附录C 程序 (20)附录D 元件清单 (23)1 绪论1.1 抢答器的概述单片机把我们带入了智能化的电子领域，许多繁琐的系统由单片机进行设计，便能收到电路更简单、功能更齐全的良好效果。

若把经典的电子系统当作一个僵死的电子系统，那么智能化的现代电子系统则是一个具有“生命”的电子系统。

而随着微控制技术的进步，单片机应用到各个电子系统中已成一种趋势。

课题抢答器的设计、制作与调试一．任务用数字集成电路设计一款抢答器，要求具有8路抢答输入，能用8个不同的数字显示每一路抢答结果，输出具有唯一性和时序性。

完成上述任务，可以自行加入扩展功能。

二．教学目的通过本课题练习，提高学生制作的综合能力，使学生了解一个产品的设计制作全过程。

从要求入手，开始构思、设计，到仿真，绘图，直至最后做出成品。

由于有些课程学生还没有开设，或开设较晚，所以不同班级的学生有可能在效果上有所差别。

三．教学流程设计：根据设计要求查找资料、绘出框图，以及各部分单元电路。

仿真：用Multisim软件进行仿真测试。

绘图：要求用protel 99绘制原理图和PCB图电路制作调试：用面包板搭接电路，直至调试成功。

四．设计思路1．产品构思：根据要求，我们可以把抢答器划分成几个功能部分抢答器基本功能组成：2．元件选择：根据基本功能，我们可以选择如下数字集成电路⏹ 74LS373 1个 （8D 锁存器） ⏹ 74LS30 1个 （8输入与非门） ⏹ 74LS147 1个 （10-4线优先编码器） ⏹ 74LS1481个 （8-3线优先编码器）⏹ 74LS04 1个 （6反向器） ⏹ CD4511 1个 （4线-7段锁存译码器/驱动器） ⏹ 74LS32 1个（4-2输入或门）⏹ 74LS47 1个 （4线-7段锁存译码器/驱动器） ⏹ 74LS48 1个 （4线-7段锁存译码器/驱动器）3．元件参数的查询通过元件手册查找数字集成电路的功能及参数。

在本机C 盘根目录下的元件手册中查找。

基本查询项目：工作电压、拉电流 和灌电流能力、管脚封装与排列及 功能表。

以下为主要元件管脚图和 功能表。

右图为共阴8段数码管管脚图g f — a b本数码管需要与74LS48共阴驱动/译码器搭配使用。

如果是共阳8段数码管，则管脚位置相同，只是COM端由接低电平改为接高电平。

同时与74LS47共阳驱动/译码器搭配使用。

74LS147管脚图VCC /Y3 /IN3 /IN2 /IN1 /IN9 /Y0/IN4 /IN5 /IN6 /IN7 /IN8 /Y2 /Y1 GND/IN1——/IN9：编码输入（低电平有效），都为高电平时，为十进制0/Y0——/Y3：编码输出端（低电平有效）74LS148管脚图VCC Y S/Y EX/IN3 /IN2 /IN1 /IN0 /Y0/IN4 /IN5 /IN6 /IN7 /ST /Y2 /Y1 GND/IN0——/IN7：编码输入（低电平有效），都为高电平时，进行3线（421）二进制优先编码，即对最高位数据线进行编码。

六人抢答器设计一、题目：六人抢答器的设计二、要求：1.设计一个六人参加的智力抢答计时器。

2. 六组中任一组按下开关后，相应的指示灯亮，并有声响提示。

同时闭锁另外五组的电路输入，使其再按开关失去作用，以排除其它组的干扰。

3. 选手回答问题时，电路能自动为其倒计时，当到达限定时间时，有声响提示。

4. 主持人控制复位按钮。

三、电路原理1. 数字电路总体方框图如图1所示总体方框图。

其工作原理：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，当主持人将开关拨到“开始”状态时，宣布开始抢答。

定时器倒计时时，扬声器发声提示。

选手在规定的时间内抢答时，抢答完成。

当一轮抢答完成后，定时器停止工作。

如果再次抢答则要主持人再次操场作清除和开始状态。

2. 单元电路设计：（1）逻辑控制电路：该系统由清零装置和抢答装置两部分组成，分别由开关J和A，B，C，D，E，F 控制。

开关分别由主持人和六组参赛队操作。

在比赛开始前，主持人要将各触发器的状态统一清零，以保证电路正常工作。

此时主持人将开关J按下时，输入低电平，从而使输出端为高电平，而与二极管相接的三极管基极为低电平，三极管不导通，从而六个发光二极管不导通，所有的指示灯灭，从而实现清零。

本系统是利用D 触发器的异步复位端R D非实现清零功能的，其低电平有效。

在正常比赛时R D非和S D非均处于高电平。

对于开关A，B，C，D，E，F 常态时接地，比赛时按下开关，使该端为高电平，从而实现抢答。

（2）抢答器电路：电路图如2所示，设计电路有两个功能。

一是分辨出选手按键先后，最先抢答的指示灯亮，并且扬声器给出声响提示。

二是使其它选手再进行的按键操作无效。

由电路图可以看出，抢答器是由六个D 型触发器和与非门G1组成。

它的工作原理是：当A参赛组首先按下开关时，该端的输入信号为高电平，触发器F A的输入端D接收该信号使输出Q为高电平，相应的Q非为低电平，这个低电平信号同时送到与非门G1的输入端，与非门G1被封锁，使触发器的控制脉冲CP信号由于与非门封锁而被拒之门外，触发器F2，F3，Ｆ4，F5和F6因不具备CP脉冲信号而不接收开关B，C，Ｄ，Ｅ和Ｆ控制端送入的信号。

单片机课程设计三人抢答器在现代电子技术的快速发展中，抢答器作为一种常见的电子设备，广泛应用于各种竞赛、游戏和活动中。

本次课程设计的任务是设计一个三人抢答器，通过单片机的控制实现抢答功能，并具备相应的显示和提示功能。

一、设计要求1、有三个抢答按键，分别对应三位选手。

2、当有选手按下抢答键时，系统能锁定该选手，并在显示屏上显示其编号。

3、同时伴有声音提示，表示抢答成功。

4、抢答成功后，其他选手再按下抢答键无效。

二、硬件设计1、单片机选型我们选择了常见的 51 系列单片机，如 STC89C52 单片机。

它具有价格低廉、性能稳定、易于编程等优点。

2、按键输入使用三个独立按键作为抢答按键，分别连接到单片机的三个I/O 口。

通过检测这些 I/O 口的电平变化来判断是否有按键按下。

3、显示模块采用数码管作为显示模块，用于显示抢答成功选手的编号。

可以选择共阴或共阳数码管，通过单片机的 I/O 口控制数码管的段选和位选，实现数字的显示。

4、声音提示模块使用蜂鸣器作为声音提示装置，连接到单片机的一个 I/O 口。

当抢答成功时，单片机输出高电平驱动蜂鸣器发声。

5、电源模块为整个系统提供稳定的电源，可以使用 5V 直流电源适配器或者通过电池供电。

三、软件设计1、主程序流程系统初始化后，进入循环等待状态，不断检测三个抢答按键的状态。

当有按键按下时，进行相应的处理，包括锁定选手、显示编号、发声提示以及禁止其他选手抢答。

2、按键检测程序通过不断读取与按键连接的 I/O 口的电平状态，判断是否有按键按下。

为了消除按键抖动的影响，需要进行软件消抖处理。

3、显示程序根据抢答成功选手的编号，将对应的数字编码发送到数码管的段选和位选端口，实现数字的显示。

4、声音提示程序当抢答成功时，单片机控制与蜂鸣器连接的 I/O 口输出高电平，使蜂鸣器发声。

四、系统调试1、硬件调试首先检查电路连接是否正确，有无短路、断路等情况。

然后测量各个电源点的电压是否正常，确保硬件电路工作正常。

简易抢答器设计与制作
专业名称：电气自动化
班级：电气131
姓名:刘群
辅导老师：舒为清
简易抢答器的制作
（一）、项目名称：抢答器的制作
(二）、产品电路原理图:
(三)、产品功能介绍:
当无人抢答时，J1—J4均未被按下，D1—D4均为低电平，在时钟脉冲作用下，74LS175的输出端均为低电平，LED发光二极管不亮.当有人抢答时，如S1被按下时，D1输入端变为高电平，在时钟脉冲的作用下,Q1立即变为高电平，对应的发光二极管发光.
（四)、原件清单：
电阻510 LED灯芯片电容按钮
8 4 3 1 4
（五）、制作过程：
1：察看芯片引脚图并画好电路图。

2：按照画好的电路图把元件安放在电路板上并固定在电路板上.
3：用烙铁按照画好的电路图把原件连接在一起。

4，测试电路看看是否能实现四人抢答功能。

（六）产品实物图: 正面图
反面图
(七)、总结：
在这次电路焊接中让我学到了很多，多次的焊接让我的焊接技术有了很大的进步也让我知道了74LS175的芯片的作用，一开始我没有拿到元件就去焊接而是看一下别人是怎么摆放的根据他人的摆放的好的地方学过来用在自己的电路板上并加入自己的想话使自己的电路板更加好看，更加美观。

在这次焊接中也出现了一些问题，在焊接后面的芯片时有时和前面的线路有冲突，要改一下前面的电路，所以以后再焊接摆路线时要纵观全局。

抢答器的设计与制作（五篇范例）第一篇：抢答器的设计与制作抢答器的设计与制作抢答器是竞赛问答中一种常用的必备装置,从原理上讲,它是一种典型的数字电路,其中包括了组合逻辑电路和时序电路。

从有利于学习的角度考虑，这里主要介绍以中小规模集成电路和ＰＬＤ器件设计抢答器的方法。

1抢答器的基本组成及工作原理1.1抢答器的组成抢答器的一般构成框图如图1.1所示。

它主要由开关阵列电路、触发锁存电路、编码器、7段显示器几部分组成。

下面逐一给予介绍。

图1.1抢答器的组成框图（１）开关阵列电路该电路由多路开关所组成，每一竞赛者与一组开关相对应。

开关应为常开型，当按下开关时，开关闭合；当松开开关时，开关自动弹出断开。

（２）触发锁存电路当某一开关首先按下时，触发锁存电路被触发，在输出端产生相应的开关电平信息，同时为防止其它开关随后触发而产生紊乱，最先产生的输出电平变化又反过来将触发电路锁定。

若有多个开关同时按下时，则在它们之间存在着随机竞争的问题，结果可能是它们中的任一个产生有效输出。

（３）编码器编码器的作用是将某一开关信息转化为相应的8421BCD码，以提供数字显示电路所需要的编码输入。

（４）７段显示译码器译码驱动电路将编码器输出的8421BCD码转换为数码管需要的逻辑状态，并且为保证数码管正常工作提供足够的工作电流。

（５）数码显示器数码管通常有发光二极管（LED）数码管和液晶（LCD）数码管。

本设计提供的为LED数码管。

1.2抢答器的工作原理(1)开关阵列电路图1.2所示为８路开关阵列电路，从图上可以看出其结构非常简单。

电路中，Ｒ1～Ｒ8为上拉和限流电阻。

当任一开关按下时，相应的输出为低电平，否则为高电平。

图1.2开关阵列电路(2)触发锁存电路图1.3所示为８路触发锁存电路。

图中，74HC373为8D锁存器，一开始，当所有开关均未按下时，锁存器输出全为高电平，经８输入与非门和非门后的反馈信号仍为高电平，该信号作为锁存器使能端控制信号，使锁存器处于等待接收触发输入状态；当任一开关按下时，输出信号中必有一路为低电平，则反馈信号变为低电平，锁存器刚刚接收到的开关被锁存，这时其它开关信息的输入将被封锁。

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”。

多路抢答器的设计与制作多路抢答器是一种常见的电子设备，广泛应用于学校、培训机构、竞赛等场合。

其设计与制作涉及电子技术、程序设计等多个领域，具有一定的技术难度。

本文将从多路抢答器的原理、设计要点以及制作过程等方面进行详细探讨。

一、多路抢答器原理多路抢答器是通过电子设备实现对多个参与者进行快速抢答并记录得分的系统。

其原理主要包括信号输入与处理、得分记录以及显示等几个方面。

信号输入与处理是多路抢答器的核心部分。

常见的信号输入方式包括按键式和无线式两种。

按键式抢答器通过参与者按下相应按键来触发信号输入，而无线式则通过无线设备将参与者发出的信号传输到主控制单元。

得分记录是指在参与者快速抢答回答后，系统能够准确记录并显示其得分情况。

这需要在系统中设置相应的得分计算规则，并通过程序实现对参与者快速回答情况进行判断和计算。

显示部分主要包括显示屏幕和指示灯两种形式。

显示屏幕通常用于显示参与者的得分情况以及抢答的结果，而指示灯则用于指示参与者抢答的状态，如是否已经按下按键等。

二、多路抢答器设计要点设计多路抢答器需要考虑多个方面，包括系统稳定性、操作便捷性以及扩展性等。

系统稳定性是设计多路抢答器的首要要点。

在信号输入与处理部分，需要保证信号传输的稳定性和准确性。

对于按键式抢答器，按键需要具有良好的触发感和反馈感；对于无线式抢答器，无线传输设备需要具备稳定的信号传输能力。

操作便捷性是指多路抢答器在使用过程中操作简单、方便。

参与者能够快速准确地进行抢答回答，并能够清晰地看到自己和其他参与者的得分情况。

此外，系统还应提供一些辅助功能如倒计时提醒等，以提高整个系统的使用便捷性。

扩展性是指多路抢答器能够满足不同场合和不同规模比赛需求。

在设计上应考虑到系统模块化、可拓展性，以便根据实际需要进行扩展和改进。

例如，可以通过增加参与者数量、改变信号输入方式等方式来扩展系统的功能。

三、多路抢答器制作过程多路抢答器的制作过程可以分为硬件设计和软件编程两个阶段。