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题目：智能抢答器设计与制作目录第1章课程设计目的 (1)1.1 抢答器的特点及应用 (1)1.2 设计任务 (1)1.2.1 设计任务及目标 (1)1.2.2 主要参考器件 (2)第2章系统设计原理和方案分析 (3)2.1 电路组成原理 (3)2.2 设计思路 (3)2.3 设计方案 (4)第3章硬件电路设计和仿真 (5)3.1倒计时模块 (5)3.1.1 计时器的基本原理 (5)3.1.2 74LS192减法计数器 (6)3.1.3 秒脉冲发生器 (8)3.2 抢答器模块 (8)3.2.1 74LS148优先编码器 (8)3.2.2 锁存器的工作原理 (8)3.2.3 数码管驱动及显示电路 (10)3.3 总电路图仿真 (11)第4章硬件调试过程及解决方法 (12)第5章总结 (13)资料来源 (13)第1章课程设计目的1.1抢答器的特点及应用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。
而现在的抢答器有着数字化，智能化的方向发展，这就必然提高了抢答器的成本。
鉴于现在小规模的知识竞赛越来越多，操作简单，经济实用的小型抢答器必将大有市场。
本抢答器与其他抢答器电路相比较有分辨时间极短、结构清晰，成本低、制作方便等优点，并且还有防作弊功能。
因此，我们制作了这款简易四路抢答器屏弃了成本高，体积大，而且操作复杂。
我们采用了数字显示器直接指示，自动锁存显示结果，因而本抢答器具有显示直观，不需要人干预的特点。
而且在显示时抢答器会发出叮咚声使效果更为生动。
工厂、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。
本次设计主要利用常见的74LS系列集成电路芯片和555芯片，并通过划分功能模块进行各个部分的设计，最后完成了八路智力竞赛抢答器的设计。
1.2 设计任务1.2.1 设计任务及目标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。
由主持人控制，抢答前锁定抢答器，抢答时开启电路；用发光二极管LED显示哪个选手抢到。
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。
智能抢答器设计与制作-CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN题目：智能抢答器设计与制作目录第1章课程设计目的 (1)抢答器的特点及应用 (1)设计任务 (1)1.2.1 设计任务及目标 (1)1.2.2 主要参考器件 (2)第2章系统设计原理和方案分析 (3)电路组成原理 (3)设计思路 (3)设计方案 (4)第3章硬件电路设计和仿真 (5)倒计时模块 (5)3.1.1 计时器的基本原理 (5)74LS192减法计数器 (6)3.1.3 秒脉冲发生器 (8)抢答器模块 (8)74LS148优先编码器 (8)3.2.2 锁存器的工作原理 (8)3.2.3 数码管驱动及显示电路 (10)总电路图仿真 (11)第4章硬件调试过程及解决方法 (12)第5章总结 (13)资料来源 (13)第1章课程设计目的抢答器的特点及应用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。
而现在的抢答器有着数字化，智能化的方向发展，这就必然提高了抢答器的成本。
鉴于现在小规模的知识竞赛越来越多，操作简单，经济实用的小型抢答器必将大有市场。
本抢答器与其他抢答器电路相比较有分辨时间极短、结构清晰，成本低、制作方便等优点，并且还有防作弊功能。
因此，我们制作了这款简易四路抢答器屏弃了成本高，体积大，而且操作复杂。
我们采用了数字显示器直接指示，自动锁存显示结果，因而本抢答器具有显示直观，不需要人干预的特点。
而且在显示时抢答器会发出叮咚声使效果更为生动。
工厂、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。
本次设计主要利用常见的74LS 系列集成电路芯片和555芯片，并通过划分功能模块进行各个部分的设计，最后完成了八路智力竞赛抢答器的设计。
设计任务1.2.1 设计任务及目标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。
由主持人控制，抢答前锁定抢答器，抢答时开启电路；用发光二极管LED显示哪个选手抢到。
亀子信息耄控制工龄一、课程设计名称智力竞赛抢答器、内容摘要用74LS系列常用集成电路设计的智力竞赛抢答器，并详细分析电路工作原理。
抢答器作为一种电子产品，早已广泛应用于各种智力和知识竞赛场合，但目前所使用的抢答器存在分立元件使用较多，造成每路的成本偏高，而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，因此设计出数字化全集成电路的多路抢答器是现代电子技术发展的要求。
按照这一要求，并根据74LS373八路锁存器的功能特点，用74LS373和其它几块常用的74LS系列数字集成电路设计出了一数码显示八路抢答器电路，该电路具有成本低、元器件容易得到、路数多、数码直观显示、性能稳定等诸多优点。
三、设计内容及要求A、设计内容：设计一个8路智力竞赛抢答器。
我初步将系统分为3大功能模块：抢答电路即主电路、倒计时电路、报警电路。
可将倒计时电路分为一个十进制（实现十个数以内的倒计时）计数、译码、数码管显示电路；抢答电路（获得优先抢答选手的编号）分为8路抢答开关、数据锁存器、优先编码器、4511译码器、数码管显示电路；整个电路分为锁存控制、倒记时控制、报警控制。
数字抢答器总体方框图如图3-1所示为总体方框图。
其工作原理为：接通电源后，主持人将开关置“开始”状态，抢答器工作，定时器倒计时。
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。
图3-1抢答器的原理框图B、要求：1、给节目支持人设置一个控制开关，用来控制系统清零及抢答的开始。
2、抢答开始后当有某一选手首先按下抢答按钮时，选手编号立即被锁存，编号数码管显示选手编号并发出报警声响，此时抢答器不再接收其他的输入信号，优先抢答选手的编号一直保持到主持人将系统清零为止。
3、抢答器具有定时抢答的功能，且一次抢答时间由节目主持人设定。
课程设计题目智能抢答器的设计与制作学院自动化专业电气工程及其自动化班级姓名指导教师2011 年07 月05 日课程设计任务书题目: 智能抢答器的设计与制作初始条件：（1）可同时供8名选手抢答输入，每人一个开关；（2）稳定显示与输入开关编号相对应的数字0-7；（3）主持人一个开关以控制开始或显示清0（4）当有人抢答时，其对应编号立即显示并锁存，且其他选手被禁止选作: 设计具有定时抢答功能的电路，由主持人预先设定时间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）（1）设计任务及要求（2）方案比较及认证（3）系统框图，原理说明（4）硬件原理，完整电路图，采用器件的功能说明（5）调试记录及结果分析（6）对成果的评价及改进方法（7）总结（收获及体会）（8）参考资料（9）附录：器件表，芯片资料时间安排：6月27日——6月30日：明确课题，收集资料，方案确定，仿真7月1日——7月4日：硬件电路制作与调试7月5日——7月8日；报告撰写，交设计报告，答辩指导教师签名：年月日系主任（或责任教师）签名：年月目录摘要 (3)1设计内容及要求 (4)1.1设计内容 (4)1.1.1基本内容 (4)1.1.2扩展内容 (4)1.2 设计要求 (5)2电路设计方案 (5)2.1智能抢答器总体框图 (5)2.2单元电路的设计 (6)2.2.1基于RS锁存器的抢答电路 (6)2.2.2基于D锁存器的抢答电路 (8)2.2.3定时电路 (10)2.2.4方案的选择 (12)3电路仿真 (12)3.1仿真软件Multisim的介绍 (12)3.2用Multisim对电路进行仿真 (13)3.3仿真结果分析 (14)4电路扳的制作与调试 (14)4.1电路板的制作 (14)4.2电路板的制作过程中的调试 (15)5．总结 (16)5.1课题的实用价值 (16)5.2对课题的建议 (16)5.3个人心得体会 (17)6附录 (19)6.1元件表 (19)6.2芯片引脚图 (19)参考文献 (20)摘要抢答器作为一种电子产品，早已广泛应用于各种智力和知识竞赛场合，但目前所使用的抢答器存在分立元件使用较多，造成每路的成本偏高，而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，因此设计出数字化全集成电路的多路抢答器是现代电子技术发展的要求。
课程设计报告抢答器一、课程目标知识目标：1. 学生能够理解抢答器的原理，掌握其基本组成部分及功能。
2. 学生能够运用所学知识，设计并制作一个简单的抢答器电路。
3. 学生了解抢答器在现实生活中的应用，并能够分析其优缺点。
技能目标：1. 学生能够运用电子元件进行电路搭建，提高动手实践能力。
2. 学生能够通过小组合作，提高团队协作能力和沟通能力。
3. 学生能够运用所学知识解决实际问题，提高创新能力。
情感态度价值观目标：1. 学生对电子技术产生兴趣，培养探究精神和科学态度。
2. 学生在小组合作中，学会尊重他人意见，培养团队精神。
3. 学生通过实际操作，体会科技改变生活的意义，增强社会责任感。
课程性质：本课程为电子技术实践课，旨在让学生通过动手实践，掌握电子技术基本知识和技能。
学生特点：五年级学生，具备一定的电子技术基础，好奇心强，喜欢动手实践。
教学要求：结合学生特点，注重理论与实践相结合，提高学生动手实践能力，培养创新精神。
将课程目标分解为具体的学习成果，便于教学设计和评估。
二、教学内容本章节教学内容以抢答器设计与制作为主线，结合以下章节和内容展开：1. 电子元件的认识：- 介绍常用电子元件（如电阻、电容、二极管、三极管等）及其功能。
- 分析抢答器中所需电子元件的作用。
2. 抢答器原理与电路设计：- 讲解抢答器的基本原理，包括触发器、时钟电路等。
- 介绍抢答器电路的设计方法，引导学生思考如何实现抢答功能。
3. 电路搭建与调试：- 指导学生运用所学知识，搭建抢答器电路。
- 教授调试方法，分析可能出现的故障及解决办法。
4. 小组合作与展示：- 分组进行抢答器制作，培养学生的团队协作能力。
- 各小组展示作品，分享制作过程中的经验与收获。
教学内容安排与进度：1. 第1课时：电子元件的认识，抢答器原理讲解。
2. 第2课时：抢答器电路设计，小组讨论制定设计方案。
3. 第3课时：电路搭建与调试，教师巡回指导。
4. 第4课时：小组展示与评价，总结课程收获。
电工智力抢答器课程设计一、课程目标知识目标：1. 理解并掌握电工基础知识，包括电路元件、电路图识别及电路工作原理；2. 学习并掌握抢答器的电路设计、搭建及调试方法；3. 掌握常见电子元器件的功能、符号及使用方法。
技能目标：1. 能够正确识别和使用电工工具、仪器；2. 能够独立设计并搭建简单的抢答器电路；3. 能够运用所学知识解决实际问题，具备一定的创新能力和动手操作能力。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对电工学科的兴趣，激发学习热情；2. 培养学生的团队协作精神，学会与人沟通、交流；3. 培养学生严谨的科学态度和良好的学习习惯，提高自信心和自主学习能力。
课程性质：本课程为实践性较强的电工技术课程，注重理论联系实际，培养学生的动手操作能力和创新能力。
学生特点：学生为初中年级，具有一定的物理基础和动手能力，对新鲜事物充满好奇，但注意力集中时间较短。
教学要求：结合学生特点，课程设计应注重实践操作，以学生为主体，充分调动学生的积极性，引导他们主动探究、发现问题、解决问题。
将目标分解为具体的学习成果，以便后续的教学设计和评估。
二、教学内容1. 电工基础知识：- 电路元件：电阻、电容、电感、二极管、三极管等；- 电路图识别：电路原理图、安装图、接线图等；- 电路工作原理：串联、并联、混联电路特点及计算。
2. 抢答器电路设计：- 抢答器工作原理及电路组成；- 抢答器电路图设计：触发器、计时器、指示灯等；- 电路搭建：选择合适的电子元器件，进行电路搭建。
3. 抢答器电路调试与优化：- 调试方法：静态调试、动态调试；- 优化方案：提高抢答速度、降低误触发率；- 故障分析与排除：常见故障原因及解决方法。
4. 教学内容的安排与进度：- 第一课时：电工基础知识学习；- 第二课时：抢答器电路设计；- 第三课时：抢答器电路搭建与调试；- 第四课时：抢答器电路优化与故障分析。
教学内容参考教材章节：- 第一章：电工基础知识；- 第二章：电路设计与搭建；- 第三章：电路调试与优化。
电子技术课程设计--智力竞赛抢答器设计报告智力竞赛抢答器设计报告目录一．设计任务和要求----------------------------------------------（2）1.1设计任务------------------------------------------------（2）1.2设计要求------------------------------------------------（2）1.3设计目的------------------------------------------------（2）二．设计方案的选择与论证---------------------------------- （2）2.1设计思路------------------------------------------------（2）2.1.1基本功能---------------------------------------------（3）2.1.2 扩展功能--------------------------------------------（3）2.1.3 抢答器的组成框图--------------------------------（3）2.2方案论证------------------------------------------------（5）三．电路设计计算与分析----------------------------------------（5）3.1单元电路的设计及原理分析------------------------（5）3.1.1抢答电路的设计------------------------------------（5）3.1.2定时电路的设计------------------------------------（8）3.1.3声响电路的设计------------------------------------（8）3.1.4时序控制电路设计---------------------------------（9）3.2电路仿真图-------------------------------------------- (11)3.2.1抢答模块电路仿真图----------------------------- (11)3.2.2 定时模块电路仿真图---------------------------- (12)3.2.3整体电路仿真图-----------------------------------(12)3.3电路元器件参数的选择----------------------------- (12)四. 总结及心得---------------------------------------------------- (20)五．附录------------------------------------------------------------ (22)附录一.元件清单------------------------------------------ (22)附录二.电路原理图(另见A3纸) --------------------------(22)六．参考文献------------------------------------------------------ (23)2一．设计任务和要求1.1设计任务：利用所学的数字电子电路的知识设计一个可供四组参赛者进行比赛的智力竞赛抢答器。
电工多人抢答器课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生理解电工多人抢答器的电路原理，掌握其基本构成和功能。
2. 使学生掌握抢答器中各个电子元件的作用，并能正确识别和使用。
3. 让学生了解抢答器的设计制作过程，熟悉相关电路图的绘制方法。
技能目标：1. 培养学生运用所学知识，设计并制作出一个简单的电工多人抢答器。
2. 提高学生动手操作能力，能够独立完成抢答器的组装和调试。
3. 培养学生团队协作能力，学会在项目中合理分工、协同工作。
情感态度价值观目标：1. 激发学生对电子技术的兴趣，培养其探索精神和创新意识。
2. 培养学生认真负责的态度，养成严谨细致的操作习惯。
3. 引导学生关注现代科技发展，认识到电工电子技术在生活中的重要作用。
课程性质：本课程为实践性较强的课程，结合理论知识，注重培养学生的动手操作能力和实际应用能力。
学生特点：学生在本年级已具备一定的电工电子知识基础，具有较强的求知欲和动手能力，但部分学生可能对团队协作能力有待提高。
教学要求：教师需结合学生特点，采用任务驱动法，引导学生自主探究、合作学习，注重理论与实践相结合，确保学生能够达到预期学习成果。
同时，关注学生个体差异，给予个性化指导，使全体学生都能在课程中收获成长。
二、教学内容本课程教学内容主要包括以下几部分：1. 抢答器电路原理：讲解抢答器的基本原理，如信号传输、电路控制等，使学生理解其工作过程。
2. 电子元件识别与使用：介绍抢答器中常用的电子元件，如按钮、继电器、LED灯等，并让学生学会正确使用这些元件。
3. 电路图绘制：教授学生如何绘制抢答器电路图，掌握电路图的符号和表示方法。
4. 抢答器设计与制作：根据课程目标，制定详细的抢答器设计制作步骤，指导学生完成设计、组装和调试。
5. 教学大纲：（1）第一课时：抢答器电路原理学习，电子元件识别。
（2）第二课时：电路图绘制，抢答器设计初步讨论。
（3）第三课时：抢答器制作，分组进行组装和调试。
淮海工学院课程设计报告书课程名称：电子技术课程设计A 题目：智能抢答器系（院）：电子工程学院学期：专业班级：姓名：学号：1 设计任务智力竞赛是一种生动活泼的教育形式和方法，通过抢答和必答两种方式能引起参加竞赛者和观众的极大兴趣，并能在极短的时间内，使人们增加一些必要的知识。
进行智力竞赛时一般分为若干组，各组回答主持人提出的问题，问题又分为必答及抢答两种，必答时有时间限制，到时要告警，回答问题正确与否，由主持人判定为是加分还是减分。
成绩评定结果用电子装置显示。
抢答时，要判定哪组抢得，并有声音及指示灯显示。
用TTL或CMOS集成电路设计智力竞赛逻辑控制电路，具体要求如下：(1)抢答组数为4组，输入抢答信号的电路应具有去抖动功能。
(2)判断选组电路应能迅速、准确地判出抢答者，同时能排除他组的信号，闭锁其它电路的输入，并对抢中者给以声光信号提示。
(3)计数显示电路。
每组有三位十进制计分显示电路，能进行加、减分操作。
(4)定时及音响。
必答时启动定时灯亮，以示开始，当时间到时要发声音，并熄灭指示灯。
抢答时，最后抢得的一组灯亮，其余指示灯灭，同时也可以驱动组别数字显示。
(5)回答问题的时间可以调整，分别为10S、20S、50S或更长。
(6)主持人要有复位按钮，抢答和必答时要有手动控制。
2 设计要求(1）画出总体设计框图，以说明各课题由哪些相对独立的功能模块组成，标出各个模块之间互相联系，时钟信号传输路径、方向和频率变化。
并以文字对原理作辅助说明。
(2）设计各个功能模块的电路图、真值表（或状态转换图）并加上原理说明。
(3）有条件时选择合适的元器件，在面包上接线验证、调试各个功能模块的电路，在接线验证时设计、选择合适的输入信号和输出方式，在充分电路正确性同时，输入信号和输出方式要便于电路的测试和故障排除。
(4)设计整个电路的电路图，加上原理说明。
有条件时对整个电路的元器件和布线进行合理布局，并进行整体电路的接线调试。
学号：课程设计题目智能抢答器的设计与制作学院自动化学院专业电气工程及其自动化班级姓名指导教师2011 年07 月06 日课程设计任务书学生姓名：专业班级：电气0906班指导教师：工作单位：自动化学院题目: 智能抢答器的设计与制作初始条件：（1）可同时供８名选手抢答输入，每人一个开关；（2）稳定显示与输入开关编号相对应的数字0-7；（3）主持人一个开关以控制开始或显示清0（4）当有人抢答时，其对应编号立即显示并锁存，且其他选手被禁止选作: 设计具有定时抢答功能的电路，由主持人预先设定时间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）（1）设计任务及要求（2）方案比较及认证（3）系统框图，原理说明（4）硬件原理，完整电路图，采用器件的功能说明（5）调试记录及结果分析（6）对成果的评价及改进方法（7）总结（收获及体会）（8）参考资料（9）附录：器件表，芯片资料时间安排：6月27日——6月30日：明确课题，收集资料，方案确定，仿真7月1日——7月4日：硬件电路制作与调试7月5日——7月8日：报告撰写，交设计报告，答辩指导教师签名：年月日系主任（或责任教师）签名：年月摘要 ------------------------------------------------------------------ 1 1智能抢答器的设计----------------------------------------------------- 21.1抢答器的功能要求----------------------------------------------- 21.2方案的提出和比较----------------------------------------------- 21.3整体设计思路---------------------------------------------------- 41.4单元电路的设计------------------------------------------------- 51.4.1抢答电路设计---------------------------------------------- 51.4.2定时电路设计---------------------------------------------- 91.5抢答器整体电路------------------------------------------------12 2电路仿真------------------------------------------------------------132.1抢答电路仿真--------------------------------------------------142.2整体电路仿真--------------------------------------------------152.3仿真中出现的问题----------------------------------------------15 3智能抢答器实物制作中出现的问题 -------------------------------------15 4总结----------------------------------------------------------------16 参考文献 -------------------------------------------------------------17 附录元器件清单 --------------------------------------------------- --18抢答器是一种广泛运用于各种场合的、操作简便的普通用具。
此次设计的智能抢答器可同时供8名选手或8个代表队参加比赛。
其电路由主体电路和扩展电路两部分组成，分别由集成编码器、计数器、锁存器、定时器和必要的门电路等元器件组成。
其中主体电路的作用是完成主持人的控制，系统清零与抢答开始功能，以及完成参赛者的抢答、显示其编号的功能。
扩展电路主要包括秒脉冲发生电路和定时电路，起到抢答计时的作用。
此次设计的原理图经Proteus仿真软件验证基本无误，可实现设计所要求功能。
根据原理图，在面包板上连接构成实物。
关键词：抢答器仿真主体电路扩展电路智能抢答器的设计与制作1智能抢答器的设计智力竞赛是一种生动活泼的教育形式和方法，通过抢答和必答两种方式能引起参赛者和观众的极大兴趣，并且能在极短时间内，使人们增加一些科学知识和生活常识。
抢答器的应用可以避免某些竞赛中的不公平，因此抢答器广泛运用于各种场合。
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八路智能竞赛抢答器。
1.1抢答器的功能要求基本功能：设计一个智能竞赛抢答器，可同时供8名选手或8个代表队参加比赛，其对应的编号分别是0、1、2、3、4、5、6、7，他们各用一个抢答按钮，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。
节目主持人拥有一个总的控制开关，用来控制系统的清零和抢答的开始。
抢答器具有数据锁存和显示的功能。
当主持人发出指令开始后，抢答开始，若有选手按抢答按钮，其对应的编号立即会被锁存，并在数码管上显示出对应的选手的编号。
此外，禁止其他选手再抢答。
第一个抢答的选手的编号一直保持到主持人将系统清零为止。
扩展功能：该抢答器具有定时抢答的功能，每次抢答的定时时间可由主持人设定。
当主持人宣布“开始抢答”后，定时器立即开始倒计时，并在数码管显示屏上显示。
参赛选手在规定的时间内抢答，抢答才有效，然后定时器停止工作，显示器上显示选手的编号和抢答的时刻，维持到到主持人再次清零为止。
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，系统会封锁输入电路，禁止选手超时后抢答，时间显示器上显示00。
1.2方案的提出和比较根据对功能要求的理解，可以设计出如下两种方案。
方案一系统框图如图1所示。
图1 方案一系统框图方案一所示抢答器工作过程：该方案是将抢答按钮先直接与锁存器相连，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。
另外由主持人控制开关和其他部分电路通过门电路实现控制。
方案二系统框图如图2所示。
图2 方案二系统框图方案二所示抢答器的工作过程：主持人按动开始抢答的开关后，最先抢答的选手的电平信号先经过优先编码器，再依次经过数据锁存器，此时已经限制了其他选手的抢答，信号再经过译码器和七段数码显示器，将最先抢答的该选手的编号显示出来，到此完成的是抢答功能；如果没有人抢答，30秒减计数器减到00，此是完成计时功能。
看图发现，第二种方案更好些。
它的优点在于，这种方案原理比较简单。
主持人对整体电路的控制只需几个门电路就可完成，不必用特别的芯片来组成控制电路。
在有选手抢答后或者计时开始和结束时。
既减少了布线使整个电路更直观简单，又降低了产生错误的可能性。
1.3整体设计思路根据需要的功能，将定时抢答器电路分为主体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，当选手按动按钮时，显示选手编号并锁存，同时封锁输入电路，禁止其他选手抢答。
扩展电路完成抢答的定时功能。
比赛开始时，接通电源，主持人把开关置于“清零”位置，抢答器此时并未工作，数码管无显示，定时显示器上显示设定的抢答时间。
当主持人宣布“抢答开始”，同时将总的控制开关拨到“开始”位置，抢答器则开始处于工作状态，定时器开始倒计时。
若选手在规定时间内抢答，则抢答电路应该实现一下功能：(1)编码器电路识别出出抢答者的编号，并由锁存器进行锁存，然后由译码显示电路显示编号；(2)控制电路对输入电路进行封锁，避免其他选手再次进行抢答；(3)控制电路使定时器停止工作，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时，主持人操作控制开关，电路禁止工作状态，为下一轮的抢答做好准备。
若规定的时间已到，但是没有人抢答时，系统会封锁输入电路，禁止选手超时后抢答。
抢答器的工作过程是，主持人按动开始抢答的开关后，最先抢答的选手的电平信号经过优先编码器、锁存器，此时已限制了其他选手的抢答，信号再经过译码器和七段数码显示器，将该选手的编号显示出来；如果没有人抢答，减计数器会减到00，由此完成了计时功能。
图3 智能抢答器总体设计框图1.4单元电路的设计1.4.1抢答电路设计抢答电路的功能有两个：一是能识别出选手按键的先后顺序，并锁存优先抢答者的编号，供译码显示电路用；二是要使其他选手的按钮操作无效。
因此，可以选用优先编码器74LS148和RS锁存器74LS279以及译码显示电路完成上述功能。
74LS148是八线-三线优先编码器，该编码器有8个信号输入端，3个二进制输出端，输入输出端均为低电平有效。
EI为输入使能端，低电平有效，当EI为低电平时，编码器处于工作状态，当EI为高电平时，编码器处于禁止状态。
EO为输出使能端，只有在EI=0，且所有输入都为1时，输出才为0；GS表征编码器的工作状态，当且仅当EI为低电平，且输入至少有一各为有效电平时，GS才有效。
因此，可通过EI、EO、GS功能扩展端对电路进行相应的控制。
优先编码器在抢答电路中功能是识别抢答者的编号。
图4 74LS148引脚图表1 74LS148真值表图5 74LS279引脚图表2 74LS279真值表74LS279是4个由与非门构成的RS锁存器。
其中，1S和3S有两个输入端，S1和S2均为相与的关系。
本设计中，将S2均接高电平，仅利用S1控制输出。
其引脚图如图6所示，下表为SR锁存器的功能真值表，值得注意的是S和R不能同时为高电平，否则输出不确定。
图6 74LS48引脚图表3 74LS48真值表由真值表可以看出译码器74LS48输出高电平有效，驱动共阴极数码管。
七段显示译码器一般与七段数码显示器相连，共同构成四输入端的数码显示电路，如图7所示。
共阴极数码显示器的功能表如表4所示。
图7 74LS48组成的四个输入端的数码显示组合电路十进制A3 A2 A1 A0 a b c D e f g0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 01 0 0 0 1 0 1 1 0 0 0 02 0 0 1 0 1 1 0 1 1 0 13 0 0 1 1 1 1 1 1 0 0 14 0 1 0 0 0 1 1 0 0 1 15 0 1 0 1 1 0 1 1 0 1 16 0 1 1 0 0 0 1 1 1 1 17 0 1 1 1 1 1 1 0 0 0 08 1 0 0 0 1 1 1 1 1 1 19 1 0 0 1 1 1 1 0 0 1 1结合上述各芯片功能和准备设计的抢答器的功能要求，可设计出抢答器电路如下所示。
