4路抢答器设计作业

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.。

江汉大学物理与信息工程学院课程设计报告课题名称：四路抢答器的设计(英文) : The Design of Four- routes Priority-answer Set专业：电子信息工程（光电信息工程）班级：学号：学生姓名：指导教师：2008年9 月26 日四路抢答器的设计一、设计任务及要求1、设计一个四路抢答器（有线控制）用通用板实现，当四组参赛者之一抢先按下开关时，抢答器能准确的判断出是哪一组抢答成功，指示灯显示抢答组别，扬声器发出声音。

2、抢答器具备鉴别第一个信号和锁存能，在主持人复位开始抢答后，将第一个抢答信号锁存，阻止其他信号输入，复位后开始新一轮抢答。

二、设计框图及整机概述整机设计框图如图1所示（Windows画图工具），参赛者按钮是四路单刀双掷开关，选择前接低电平；主电路由4个D触发器组成，D脚接开关，Q脚接输出；由TTL与非门形成特定电平控制边沿触发器的CP，使触发器暂时封锁；抢答成功通过发光二极管显示，同时蜂鸣器发出声音提示。

设计抢答器的关键是主电路和CP脉冲产生电路的方案确定，将在下面详细说明。

图1 四路抢答器设计框图三、单元电路的设计方案及原理说明 1、主电路的设计方案方案一:可以由编码器构成抢答部分，编码器有优先选择的特点，也可以达到抢答的效果，但它有不准确的缺点，如果两人同时抢答的话，那么，那么优先级比较高的选项会抢得机会。

而且编码后的结果为二进制编码，需经过一译码器才能显示，电路的可用性不高。

方案二:用边沿触发器实现抢答部分，可以由是否产生脉冲来封锁触发器。

当有人按下抢答按键时(即Di=“1”)，n i Q 和ni Q 有改变，n i Q 的状态与i D 的输入直接相关，再与脉冲经过若干与非门后，便可封锁后来的按键。

而且它比方案一更准确（能最大可能的区分抢答先后），而且可以直接由n i Q 与外部显示相连，这种方案既方便又准确，而且电路比较简单易于实现。

比较两套方案后，选择方案二。

EDA技术大作业（一）4路抢答器的设计1.设计要求利用基本逻辑门电路、组合逻辑电路和触发器，设计一个四人抢答器。

要求：1）四个参加者编号为A、B、C和D，对应组号为1~4，每个参加者控制一个按键，用其发出抢答信号。

2）主持人有一个控制按键，用于将系统清零，即数码显示管灯灭，并控制抢答开始。

3）参加者按抢答按钮，蜂鸣器响铃，对应的指示灯亮，同时数码管上显示最先抢答者的组号。

4）电路具有互锁功能，有人优先抢答后系统能自动关闭其他路的输入信号。

2.设计报告要求1）给出设计方案，画出设计电路框图，并对各个功能模块进行简单的描述。

2）在multiSIM 2001下绘制仿真电路图，并进行仿真验证。

提示：采用CMOS器件设计抢答器（也可以采用74LSXXX系列芯片）数码显示抢答器采用CMOS电路制作，由触发器、编译码电路、数码管、LED指示灯和蜂鸣器等组成，数码管用于显示抢答者的组号，电路框图如下图所示。

（1）数码显示抢答器框图（2）参考电路（仅供参考，请自己设计）这里采用CMOS器件4511、4013、4069、4072设计4路抢答器，图中J1~J4为抢答按钮，J5为复位按钮，4013为D触发器，4069为反相器，4072为4输入或门，4511为4线-七段锁存/译码/驱动器。

（3）仿真分析依次按下A、B、C、D键观察数码管显示状态和蜂鸣器的输出状态。

按下复位键R，观察数码管显示状态和蜂鸣器的输出状态。

南京航空航天大学金城学院本科生实验报告课程名称：EDA技术设计题名：4路抢答器的设计学生姓名：XXX班级学号：XXXXX2010年X月X日一、实验题目和要求二、设计框图三、设计电路图要求对电路图进行简单的功能描述四、仿真结果和分析五、对本课程的几点建议附：个人联系方式手机：E-mail：。

基于PLC控制的四路抢答器的设计一、引言抢答器是一种常见的教育设备，在课堂教学和知识竞赛中被广泛应用。

传统的抢答器通常是基于电路进行设计的，但是这种设计方式存在一些缺点，如电路复杂、布线不方便等。

基于PLC控制的抢答器能够解决这些问题，并具有更好的稳定性和可靠性。

本文将介绍基于PLC控制的四路抢答器的设计方案。

二、设计方案1.系统框图[插入系统框图的图片]2.抢答器按钮和指示灯每一个抢答器按钮和指示灯都由一个单独的PLC输入和输出模块控制。

当抢答器按钮按下时，对应的PLC输入模块会检测到信号，并发送给PLC。

PLC根据接收到的信号控制对应的PLC输出模块，点亮对应的指示灯。

3.PLC程序设计PLC程序设计是本设计方案的核心。

PLC程序主要包括以下几个部分：(1)输入检测：PLC程序会周期性地检测每个PLC输入模块的状态，判断是否有抢答器按钮按下。

(2)优先级判断：如果有多个抢答器按钮同时按下，PLC程序会根据预设的优先级判断规则选择一个抢答器。

(3)按钮控制：当PLC程序确定了一个抢答器之后，它会控制对应的PLC输出模块点亮指示灯，并且发送信号到其他AB型PLC输出模块，关闭其他抢答器的指示灯。

(4)时间控制：PLC程序还需要控制每个抢答器的抢答时间。

当一个抢答器的按钮按下时，PLC会启动一个定时器，经过设定的时间后，定时器会触发一个中断，关闭抢答器的指示灯，并将抢答器的状态恢复为可抢答状态。

(5)抢答器状态管理：PLC程序需要记录每个抢答器的状态，包括是否可抢答、是否已被抢答等。

4.抢答器面板设计抢答器面板应该设计简洁、美观，并且易于操作。

面板上应包括四个抢答器按钮和对应的指示灯。

每个按钮下方应标注按钮的编号。

指示灯应使用明亮的颜色，以便于学生和教师观察和识别。

三、总结基于PLC控制的四路抢答器设计方案能够有效解决传统抢答器设计中存在的问题，并且具有更好的稳定性和可靠性。

通过PLC程序的设计，抢答器的操作和控制变得更加灵活和方便。

四人智力抢答电路一、设计任务与要求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。

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（10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。

二、总体方案1.工作原理：本电路图是用D触发器和与非门组成的，555电路提供CP脉冲，主要提供给倒计时的脉冲。

1,2,3,4按钮为抢答者按钮，Space按钮为主持人复位按钮。

当没有人抢答时，按钮1,2,3,4均为高电平，这时芯片虽然有连续脉冲输入,但74LS373的输出端Q1-Q4均为1，发光二极管不亮，蜂鸣器输入端为高电平，所以发声。

当有人抢答时，例如1键被按下时，在CP脉冲作用下，Q1立即变为0，发光二极管被点亮，同时蜂鸣器发声，在经反向后，控制脉冲不能再作用到触发器，即使其他抢答者按下按钮也将不起作用。

倒计时结束时，在没人回答的情况下，74LS192芯片通过反馈给蜂鸣器，蜂鸣器再次发声。

无锡职业技术学院作业设计（论文）题目PLC 四路抢答器设计英文并列题目 PLC Project Of Four Responder院系控制技术学院班级控制21532 学生姓名苏兴业学号 2050153223 指导老师吴勇职称毕业设计（论文）开题报告作业设计（论文）任务书2015年 03 月 10 日目录第１章引言 (1)第2章基于三菱FX3U PLC的I/O地址 (1)第3章P L C主机的外部接线图 (2)第4章P L C程序总览及详解 (2)第5章结论 (5)第6章致谢 (5)第7章参考文献 (6)基于三菱PLC的四路抢答器系统设计摘要：随着PLC在工业中的大量应用，日常生活中也在不断商业化，PLC具有稳定可靠等特点，大大提高了生活中对控制系统的要求，保证了可靠性。

在比赛抢答过程中要求系统稳定无误，PLC恰好着有这样的优点。

关键词：PLC；抢答器；一、引言本课题来源于无锡职业技术学院PLC课程作业设计，要求基于三菱PLC设计一套四路抢答器控制系统，以满足比赛中的抢答过程。

此系统需满足以下要求：1.“主持人”控制【开始】【复位】按键，四位“选手”分别控制各自的【抢答】按键2.“主持人”【开始】倒计时10S系统自动复位，期间如果“选手”【抢答】停止倒计时，开始答题，规定只能一位抢答成功，答题结束后“主持人”【复位】系统重新开始3.如果“主持人”未【开始】“选手”开始抢答则报警2S后【复位】系统重新开始4.显示相应的倒计时二、基于三菱FX3U PLC的I/O地址输入：“主持人”【开始】X0 【复位】X5“选手”【A】X1 【B】X2 【C】X3 【D】X4 输出：“选手”【A】Y21 【B】Y22 【C】Y23 【D】Y24 【报警】Y25【倒计时】Y10-Y17三、PLC主机的外部接线图四、PLC程序总览及详解PLC程序详解：程序分为未开始抢答，开始抢答，倒计时三部分未开始抢答：四位选手在没有开始指令情况下闭合，运行23-36步指令，任意选手抢答，报警2S后自动断开复位开始抢答：主持人下达开始指令X1闭合，触发主控指令N0，关闭主控指令N1 触发计时器，在10S内任意选手可以抢答，进入步进指令S0，选手抢答成功后进入下一步步进指令S30，其他选手再抢答无效，同时断开计时器停止计时回答完毕后，主持人用X5驱动M7复位主控指令N0，同时复位计时器倒计时：主持人开始后，由M8013驱动计数器来计时，数码管显示程序由93步指令完成，用减法指令把本来加一程序变为减一程序，再由BCD指令输出完成倒计时的显示五、结论基于三菱PLC的四路抢答器作为一种实现高效、灵活的比赛设施今后必将得到迅速发展和普及应用。

一.四路抢答器设计1.1计任务和要求1.设计4路抢答器控制系统。

4路抢答时，抢答按钮依次为SB1、SB2、SB3、SB4，控制要求：任何一人按下对应的抢答按钮，其所对应的输出指示灯亮，且其余3路抢答按钮均失效；答题完毕后，主持人按复位按钮SB5，控制系统回到初始状态。

1.11方案选择.1.抢答器的组成框其工作原理为：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，定时显示器显示设定时间；主持人将开关置“开始”状态，宣布"开始"，抢答器处于工作状态，定时器倒计时，扬声器给出声响提示。

当定时时间到，却没有选手抢答时，系统报警，并封锁输入电路，禁止选手超时后抢答。

当选手在定时时间内抢答时，抢答器完成要完成以下四项工作：1）优先编码电路立即分辨出抢答者的编号，并由所存器进行所存，然后由译码显示电路显示编号；2）扬声器发出短暂声响，提醒节目主持人注意；3）控制电路要对输入编码电路进行封锁，避免其它选手再次进行抢答；4）控制电路要使定时器停止工作，时间显示器上显示剩余的抢答时间，并保持到主持人将系统清零为止。

当选手将问题回答完毕，主持人操作控制开关，使系统回复到禁止工作状态，以便进行下一轮抢答。

1.2元件选择及明细表1 73LS373 八D锁存器2 74LS148 优先编码器3 74LS48 七段译码显示器34 / 共阴极七段数码显示管5 74LS192 十进制可逆计数器6 NE555 555计时器7 74LS121 非重复触发单稳态触发器8 74LS04 非门9 74LS86 二输入异或门10 74LS11 三输入与门11 9013 三极管12 R1 510Ω13 R2 1KΩ与发光二极管相连14 R4 15KΩ 2 连接NE555的7脚与8脚15 R5 64KΩ 2 连接NE555的6脚与7脚16 R6 68KΩ 1 连接74LS121的11脚与VCC 17 C1 0.01uF 3 连接NE555的5脚与地18 C2 10uF 2 接NE555的6脚与地19 C3 100uF 1 用于扬声器电路20 D1 发光二极管 1 提示秒脉冲21 S0～S7 弹片开关 4 供选手抢答22 S8 单刀双掷开关/ 蜂鸣器三.主电路设计二控制电路2.1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。

四路抢答器的PLC控制毕业设计任务书设计题目：四路抢答器的PLC控制设计要求竞赛者若要回答主持人所提问题时，必须先按下桌上的抢答按钮（SB1—SB4）。

绿色指示灯亮后，须等主持人按下复位按钮SB5后，指示灯才熄灭；如果竞赛者在主持人打开 SA1开关10s内抢先按下按钮，电磁线圈将使彩球摇动，以示竞赛者得到一次幸运的机会；如果在主持人打开SA1 开关10s内无人抢答，则必须有声音警示，同时红色指示灯亮，以示竞赛者放弃该题；在竞赛者抢答成功后应限定一定的时间回答问题，根据题目难易可设定时间（如2 min）；当主持人打开SA2开关后计时开始，如果竞赛者在回答问题时超出设定时限，则红色指示灯亮并伴有声音提示，竞赛者停止回答问题。

设计任务画出该抢答系统示意图（A2） .画出PLC的I/O接线图（A2）画出梯形图（A2）说明工作原理。

编写30000字左右的设计说明书。

参考资料黄净主编，《电器及PLC控制技术》，机械工业出版社，2002.廖常初主编，《FX系列PLC编程及应用》，机械工业出版社，2006.扬长能、林小峰主编，《可编程序控制器例题习题及实验指导》，重庆大学出版社，2001. 前言在电气控制系统中，控制装置主要有两类：一类是传统的由继电器构成的控制系统；另一类是以微处理器为基础的可编程控制器。

但由于可编程控制器具有可靠性高、通用性强、程序设计简单及便于安装调试等优点。

它在工业中的各个领域中得到了广泛的应用。

可编程控制器的机型较多，但其基本结构和工作原理相同，基本指令、控制功能和编程方法类似。

本设计书以PLC控制的四路抢答器为例，主要介绍了可编程控制器的基础知识、基本结构、指令系统、程序设计、控制系统等知识。

本设计书结合了大量的图形，使设计一目了然。

最后给出了主要的流程图、梯形图、详细注释及助记符语言等。

本设计书参考了众多可编程序控制器教学用书，结合自己所掌握的知识，并在韩金玲教师的认真帮助下完成。

综合课程设计报告设计题目_智能定时抢答器的设计_设计电气工程及其自动化专业综合课程设计任务书(专题24) 系(部):机电工程系专业:电气工程及其自动化类:电气12-1一、设计目的1.精通PLC的硬件组成和各种指令的应用。

2.掌握小型PLC应用系统的设计步骤。

3.熟悉PLC开发系统的应用和软件调试过程。

4.通过分析和判断设计过程中的失误，进一步锻炼和培养学生的实践能力。

二、设计要求1.抢答器可供四组选手同时参加比赛。

2.主机有三个控制按钮，分别用于控制开始接听、复位和开始接听时间。

3.每当主持人发出开始抢答的指令时，该组选手首先按下抢答按钮，然后数码管1显示组号以表示抢答成功，不再响应随后的抢答信号。

选手回答完问题后，主持人按下复位按钮，系统可以开始下一轮答题。

4.抢答时限:主持人按下开始键，定时器T37开始计时(设定为30S)。

如果在30秒时限前没有人回答问题，选手将放弃提问。

5.抢答时限:抢答成功后，主持人按下抢答开始键，同时数码管2显示抢答倒计时时间(此时间设为9S)。

选手必须在规定时间内完成答题。

三。

总体规划3.1 PLC智能抢答器的工作原理我设计的PLC智能抢答器是适合四个人使用的四路抢答器。

现在以四通应答器为例。

竞赛主持人设置三个控制按钮，控制开始、复位和回答计时。

每当主持人发出开始答题的指令时，该组选手先按下抢答器的按键，然后数码管显示该组的号码表示答题成功，后续的答题信号没有对应。

选手回答完毕后，主持人按下重置键，系统开始下一轮答题。

当主机按下应答器的按钮时，定时器T37开始计数(设置为30秒)。

如果到了30秒的限制，没有人回答问题，说明选手放弃提问。

答题成功后，主持人按下答题计时按钮，数码管显示答题倒计时时间可根据需要调整。

这个设定是9秒，参赛者必须在设定的时间内完成回答。

3.2结构图中央处理器3.3控制系统I/O分配表3.4抢答器PLC控制系统的输入端口3.5硬件连接图根据系统要求和所需硬件，系统有7个数字输入点和14个输出点。

4路抢答器设计报告目录一．设计任务和要求11.1设计目的11.2设计任务21.3设计要求2二．设计的方案的选择与论证2三．电路设计计算与分析33.1锁存电路的设计33.2编码器电路的设计43.3译码器电路和数码管显示电路的设计53.4倒计时电路的设计73.5时钟电路的设计93.5整体电路（具体清晰电路请详见附件）9四．总结及心得10五．附录12六．参考资料12一．设计任务和要求1.1设计目的（1）掌握数字抢答器的设计方法。

（2）学会安装与调试由分立器件与集成电路组成的多级电子电路小系统。

1.2设计任务设计四路抢答器，具体要求如下：（1）主持人按动启动按钮，抢答开始，同时开始10秒的倒计时；（2）四名抢答选手编号分别为1-4，各自控制一个按钮进行抢答，有人按下时，扬声器给出声音提示，倒计时电路停止计时，同时显示抢答选手的,。

（3）选用7段LED做显示器。

1.3设计要求（1）合理的设计硬件电路，说明工作原理及设计过程，画出相关的电路原理图（运用Multisim电路仿真软件）；（2）选择常用的电器元件（说明电器元件选择的过程和依据）；（3）对电路进行局部或整体仿真分析；（4）按照规要求，按时提交课程设计报告（打印或手写），并完成相应答辩。

二．设计的方案的选择与论证抢答电路：使用74ls175作为锁存电路，当有人抢答时，利用锁存器的输出信号号将时钟脉冲置零，74ls175立即被锁存，同时蜂鸣器鸣叫，这时抢答无效，使用74ls148作为编码器，对输入的型号进行编码，输出4位的BCD码，再将这四位的BCD码输入共阳极数码管里显示出抢答者的编号。

主持人电路：；利用74ls190计数器作为倒计时的芯片，当主持人按下抢答按钮时，74ls190被置九，同时将显示上次抢到题目的选手编号的数码管清零，并开始倒计时，，并通过74ls47编码器将记时时间进行编码，并送到7段共阳极数码管，显示此时的时间。

假如在9秒有人抢答，则计数器停止倒计时，将锁存器锁存，禁止选手抢答，蜂鸣器鸣叫。