四路抢答器的设计和制作

数字四路抢答器设计方案一、设计任务设计并制作一个四路抢答器。

二、设计要求1.抢答器供4人比赛用，分别有A，B，C，D表示。

2.当按下清零开关时电路复位，这时可以进行下一轮比赛。

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，在LCD数码管上显示，且蜂呜器发出声音。

注：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。

三、设计方案与总体设计1.本设计主要由COMS系列数字集成电路CD4511、CD4001、NE555等组成。

2.其工作原理为：接通电源后，将开关拨到”清除”状态，抢答器处于禁止状态,编号显示器不亮；将开关置于“开始”状态，抢答器开始工作。

在抢答时，抢答器完成：优先判断、编号锁存、编号显示、蜂呜发音。

当一轮抢答之后，如果再次抢答必须再次操作“清除”和“开始”状态开关抢答器才能工作。

四、单元电路设计1.开关、编码电路电路中，R1、R2、R3、R4、用于分压，当任一开关按下时，相应的输出为高电平，否则为低电平。

电路直接把每个开关对应的BCD8421码中为“1”的隔着二极管连到对应的线上（只有一个为高电平的可省略二极管）,其中二极管的作用是防止短路。

当某个开关按下时,与它相连的输出线将为高电平,其它输出线为低电平,输出既为这个开关的8421码（BCD码）。

2.编码表（1）这部分电路要求将编码电路送入8421码,译为十进制数（对应各个抢答者的编号）并驱动七段数码显示管显示出答题者的编号。

CD4511是一块BCD-十进制译码/驱动器，并带有锁存埠。

其引脚排列图如图所示：CD4511引脚排列图：(2)显示电路如下：3.控制电路（1）这部分电路的作用完成三个任务：一是分辨出选手按键的先后，并锁存优先抢答者的编号，同时译码显示电路显示编号；二是使其它选手按键操作无效；三是防止提前按键。

（2）控制电路图按下未按下“开始”按钮前，CD4511BLANKING引脚为低电平，CD4511不工作，可防止抢答者提前按键。

摘要随着现在一些竞猜娱乐节目的流行，观众们不仅能够感受到其中的娱乐气氛，而且不经意中也会随着比赛的进行自己也紧张起来。

但是节目过后，我们就担心起来如何才能保证这种竞猜比赛的公正，公平呢。

如果只是简单的去用我们的肉眼判断那些些竞猜选手们谁先举起手来，然后让他来回答。

这是很难做到的。

针对这种情况我们设计了这款抢答器。

这是一款全新的四路抢答器，它可以同时让四位选手同时上台进行竞猜比赛。

在当台上的一位选手迅速按下开关的那刻，在他面前的那盏红灯迅速亮起同时发出刺激的声音。

然而其他选手则不能抢答了。

这种全新的设计不仅让比赛变得公正公平，而且增加了比赛的紧张性，刺激性，增加节目的可观性。

我们的设计历时两个星期完成。

它主要由175、74LS00、74LS20、555，4个芯片构成。

关键字：四路抢答器、脉冲发生器、74系列芯片目录1、绪论 (4)2、总体方案设计 (4)3、单元电路图 (5)4、主要器件及重要元件的功能介绍 (8)5、实习过程 (9)6、总电路原理图 (10)7、心得体会 (11)8、参考文献 (11)9、附录 (12)1、绪论我们这次的做四路抢答器，在现实生活中很常见。

尤其随着各种智益电视的不断发展，越来越多的抢答器应用到了其中，这种抢答器的好处在于不仅能够锻炼选手的反应能力，而且能够增加现场节目的紧张、活跃气氛。

让观众看得更有情趣。

可见抢答器在现实生活中确实很实用，运用前景非常广泛。

在知识竞赛中，特别在做抢答题时，为了知道哪位选手先答题，必须要有一个系统来完成。

如果在抢答，只靠人的视觉是很难那组先答题。

因此在设计抢答器的时候要考虑到这些方面，以便比赛的公平、公正。

这次设计就是用几个触发器以及与非门巧妙的设计成抢答器，使以上问题得以解决，即使2组抢答相差几微秒，也可以分辨出哪组先抢答。

下面请看我们的整体设计方案。

2、总体设计方案图一由上图可以看到这个方案非常简洁，下面结合具体元件给出此方案的具体介绍：其中F1是4D触发器74LS175，它具有公共置零端和公共CP端，F2是由发光二极管和喇叭组成的声光提示电路，F3是由555定时器产生的脉冲电路。

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。

课程设计报告设计课题：四人抢答器学院：系别：专业：电子信息工程学号：姓名：指导老师：四路抢答器的设计和制作摘要：实现抢答器功能的方式有多种，可以采用模拟电路、数字电路或模拟混合电路，可以实现多路抢答的功能。

现介绍的是用数字电路设计的四路抢答器，以74LS175、74LS00、74LS20为核心，具有反应快、功能齐全、实用性强的特点。

关键词：抢答器、电路、仿真、设计一、设计目的和要求1 设计目的1.进一步掌握数字电子技术课程所学的理论知识。

2.熟悉几种常用集成数字芯片，并掌握其工作原理，进一步学会使用其进行电路设计。

3.了解数字系统设计的基本思想和方法，学会科学分析和解决问题。

4.培养认真严谨的工作作风和实事求是的工作态度。

2 设计要求1.每个参加者控制一个按钮，用按动按钮发出抢答信号。

2.竞赛主持人另有一个按钮，用于将电路复位。

3.竞赛开始后，先按动按钮者对应的一个发光二极管点亮，此后其他3人再按动按钮对电路不起作用。

二、前言在日常生活中各种竞赛场合经常要用到抢答器，在电视台和娱乐场所等大型场合中的智力抢答更是不可缺的系统，其利用的是大型显示屏显示数字。

抢答器不但在以上场合取到很大的作用，而且在现代制造业中也有很重要的作用。

现代电子技术的飞跃发展，各类智能化产品相应而出，抢答器器也不例外；数字电路具有电路简单、可靠性高、成本低等优点，本设计就以数字电路为核心设计四路抢答器。

而本次课程设计技术目标与要求是设计四路的抢答器，附有简单的抢答功能，不仅可以用于比赛，娱乐抢答，知识竞赛等活动，也可以用于各类需要竞争的场合，抢答器的运用非常附有人性化，应用非常广泛。

三、功能介绍（1）抢答器最多可供4名选手参赛，编号为1—4号，各队分别用一个按钮（分别为S2—S5）控制，并设置一个系统清零和抢答控制开关S1，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，直到主持人清零。

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。

课程设计（论文）课程名称：_电子工程综合训练课题名称：_四路抢答器的设计与制作系电气自动化技术专业级姓名学号____班级__________组别________指导教师__ ____________________2011____年__01_月__07_日目录第一章概述1.1抢答器的简介 (3)1.2设计目的与要求 (4)第二章硬件设计2.1原理图的设计 (5)2.2硬件连线图 (6)2.3 元器件列表 (7)第三章软件设计3.1程序设计思路 (8)3.2流程图 (9)3.3编写程序 (10)第四章电路焊接4.1焊接图 (11)4.2焊接过程的论述 (12)第五章电路调试5.1电路的检查 (13)5.2硬件的调试 (13)第一章1.1抢答器的简介：在竞赛、文体娱乐活动（抢答活动）中，能准确、公正、直观地判断出抢答者的机器。

通过抢答者的指示灯显示、数码显示和警示显示等手段指示出第一抢答者。

一般抢答器由单片机以及外围电路组成，分为八路十路等不同，八路和十路的差别是，抢答器背面的接口有几组，和外形没有关系。

图1-1简易抢答器1.2设计的目的与要求设计目的1、掌握单片机输入输出口的设计方法；2、掌握抢答器电路的软硬件设计方法；3、掌握Protel和Proteus的使用方法。

设计要求1、本设计需要制作一个四路抢答器，也就是可供四个人同时抢答。

以一号台为例，设计出的抢答器要求一号台按下按钮后，电路板上的七段数码管显示数字“1”（数码管需要有限流电阻），一号台前的指示灯亮（需要有电阻限流），同时其他人再按按钮失去任何效果。

其余三个抢答台要求类似。

抢答者回答后，主持人可以使用复位按钮，将四路状态复位，等待下一轮抢答。

2、所有指示灯集中在一起，可以显示霹雳灯，不超过8个灯。

图1-2总体布局图第二章硬件设计2.1原理图的设计：图2-1草图额，虽然潦草了点。

但我们真的就是凭着这张图把电路板焊出来了。

稍微美化一下就可以了。

1 设计任务描述1设计题目四路抢答器的设计1.1设计要求1.1 设计目的（1）掌握四路抢答器的构成、原理与设计方法；（2）熟悉集成电路的使用方法。

1.2 基本要求（1）要求实现ABCD四路抢答器的设计——每组都具有独立的抢答按键，要求某路抢答后，其余三路抢答无效；（2）某路抢答信号到达后，指示该路已抢答的独立灯光发光，发出提示音，并用数码管显示抢答的组号（以ABCD表示）；（3）裁判桌上的公共通道号显示（以ABCD表示）；（4）抢答时间的定时与报警，具体实现可自拟。

1.3 发挥部分( 1 )抢答次数显示；（2）选手分数计数显示。

2设计思路竞赛抢答器的设计思路即为有多个信号输入端，但是当有其中任何一个信号输入时，运行电路将所存电路，直至总控制开关闭合为之。

本设计题目为智能四路竞赛抢答器，使其能方便的实现优先抢答，本组抢答后，各组独立的灯光显示，同时发挥部分设计了抢答定时电路。

抢答器具有锁存、定时、显示功能。

即当抢答开始后，选手抢答按动按钮，锁存器锁存相应的选手编码，同时用LED数码管把选手的编码显示出来，并且开始抢答时间的倒计时，同时用LED数码管把选手的所剩抢答时间显示出来。

抢答时间可设定（０～１５秒）。

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；主持人将开关置“开始”状态，宣布“开始”抢答器工作。

定时器倒计时提示。

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。

据要求，则设计思路如下：由主持人控制四组抢答，当一人按下抢答按钮后，将会有灯光显示，单独显示器显示组别并发出提示音。

同一时刻优先编码电路将抢答信号锁存，其他人抢答失效，再通过译码显示将抢答认的组别显示出来。

由主持人控制抢答时间，抢答时间设为１５秒。

四路抢答器课程设计设计参考一、数码抢答器1.设计要求（1）8个参赛选手，用0~7号表示，抢答赛中，锁定并显示最先抢答选手号。

（2）报警提醒主持人等功能。

（3）主持人控制电路。

2．课题涵盖的知识点编码器、锁存器、脉冲发生器、译码器、三极管的开关特性应用等知识。

3．设计课题中部分单元电路的原理说明（1图1.1 数码抢答器的整机工作原理构图数码抢答器的整机工作原理构图如图1.1所示。

图1.2 数码抢答器实验板。

图1.3提供了一种供参考用的整机电路图。

电路组成如下：U1组成8线3线编码器，U3、U7A形成锁存脉冲，其中C1有延时作用，74LS175锁存编码信号，S9为主持人复位开关，U6、SMG1组成译码显示电路，U5、U7B组成报警电路。

图1.2 数码抢答器实验板（2）编码器按照预先的约定用文字、数码、图形等字符或图片表示特定对象的过程统称为编码，如学生的学号、考号、邮编等都属于编码，但在数字、微机、单片机等系统中，多利用多位的二进制数码0和1按照某种预先约定的规律排列，组成不同的数码，表示某一具体特定事物或含义，之所以编为二进制码是因为二进制数便于进行存储、运算等各种数字信号处理，而且电路实现简单。

在本项目中为了便于锁存、显示抢答的选手号，可利用二进制编码器将8位选手的按键号编为3信二进制数码。

编码器可以用小规模集成电路设计而成，也可以直接用中规模集成电路如8线-3线编码器74148来实现。

此电路如有74147还可以有10个输入抢答端。

（3）译码显示器本项目可采用七段数码显示译码器。

其作用是将8421BCD码译码后通过数码管显示出来，译码是编码的逆过程。

数码管是由发光二极管显示字段的显示器件，在数字电路和单片机中广泛采用的是七段数码管，这种数码管的显示字段各对应一个发光二极管，根据发光二极管在数码管内部的连接形状不同分为共阴极和共阳极两种。

可编辑修改图1.3 供参考用的整机电路图精品文档驱动共阴数码管的显示译码器可采用MC14511，其功能表如表1.1。

设计方案设计题目：四路抢答器设计与制作院系航空电子电气工程学院专业航空电子信息班级航电1301班学号201300021047姓名陈剑指导老师李雪二〇一五年10月22日一、总体设计思路（一）、设计任务与要求1、抢答器同时供4名选手或4个代表队比赛，分别用4个按钮S0~S3和四个发光二极管表示。

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，并在发光二极管和数码管上显示，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，定时器进行增计时，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）、四路抢答器总体方框图如下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；主持人将开关置“开始”状态，宣布"开始"抢答器工作。

定时器倒计时，扬声器给出声响提示。

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。

总体设计框图二、设计方法和技术来源路线1、熟悉掌握单片机开发流程2、根据要求查阅资料，完成硬件电路图的设计3、软件流程图设计，编写软件程序4、进行软硬件仿真测试5、请教指导老师、帮助解决出现的问题和困难6、完善电路，使电路性能达到设计要求三、设计需要的工具设备1、笔记本电脑2、Office办公元件、keil软件、potues软件、Altium Designer软件3、单片机开发板一块4、万用表四、成果理想效果系统框图、硬件电路图、仿真图、程序，硬件调试成功五、依据技术规范或标准设计方案严格按照国家关于电子产品的设计，电子产品工艺、节能环保等标准设计。