-八路抢答器课程设计报告
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目录一、摘要 (1)二、设计目的 (1)三、设计任务及要求 (1)1.设计要求 (1)2.设计任务 (2)四、八路抢答器电路的设计及原理 (2)1.设计思路 (2)2.总电路框图 (3)3.各模块设计方案及原理说明 (3)3.1抢答电路 (3)3.230秒倒计时电路 (10)3.3报警电路 (17)五、抢答器的总电路 (23)六、设计心得 (24)附录附录1 元件明细表 (26)附录2 元件报价表 (27)参考文献 (28)完整电路示图 (29)8路抢答器一、摘要进入21世纪越来越来多的电子产品出现在人们的日常生活中。
例如企业、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。
抢答器作为一种工具,已经广泛应用于各种智力和知识竞赛场合。
本设计以八路智力竞赛抢答器为基本概念,从实际应用出发,利用电子设计自动化( EDA)技术,用数字、模拟电子器件设计具有扩充功能的抢答器。
该抢答器的设计利用Multisim10完成了原理图设计和电路仿真,具有数字显示、倒计时显示、编码译码功能,应用效果良好。
二、设计目的本电子设计,主要为了实现以下目的:1.增强对数字电子技术的了解与掌握;2.学习相关软件的使用方法;3.熟悉优先编码器、触发器、计数器、译码电路等的应用方法;4.熟悉时序电路的设计方法;5.具备简单电路的设计能力。
三、设计的任务及要求1.设计一抢答器,设计要求如下:1)设计一个智力竞赛抢答器,可同时供8名选手或8个代表队参赛,他们的选号分别是0、1、2、3、4、5、6、7,各用一个抢答按钮,按钮的编号对应分别是S0、S1、S2、S3、S4、S5、S6、S7。
2)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)和抢答器的开始。
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,编号立即锁存,并在LED数码管上显示出选手的编号,其对应的灯被点亮。
4)数字抢答器定时为30s,通过控制键启动抢答器后,要求30s定时器开始工作,发光二极管点亮。
八路抢答器设计报告《电子制作课程设计报告》——八路抢答器课程设计报告专业班级:电信1301班学号:13 30姓名:XXX时间: 6月15日江西农业大学南昌商学院计算机系目录一、题目二、任务以及任务分析三、方案设计及电路原理四、电路原理图绘制与印刷线路板(PCB板)设计五、材料清单整理六、电路安装七、电路检测与调试八、课程设计心得一、设计题目八路抢答器二、任务以及任务分析⒈设计一个八路抢答器,可同时供8名选手或8个代表队参加比赛,她们的编号分别是1、2、3、4、5、6、7、8,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。
⒉给节目主持人设置一个控制开关,用来控制系统的清零和抢答的开始。
⒊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,并相应的LED灯会亮。
另外,要封锁输入电路,禁止其它选手抢答。
优先抢答选手的编号一直保持到主持人将系统清零为止。
三、方案设计及电路原理1、抢答电路的功能有两个:一是能分辨出选手按键的先后,并锁存优先抢答者的编号,供译码显示译码电路用;二是要使其它选手按键操作无效。
2、选用优先编码器74LS373、RS锁存器组成抢答电路3、抢答电路工作原理:当控制开关置于“清零”状态时,如1号选手优先按1号键,则74LS373的2脚输出低电平,经锁存后,1号LED灯亮。
Q1=1使74LS373为高电平。
即74LS373禁止工作,封锁其它按键输入。
四、电路原理图绘制与印刷线路板(PCB板)设计五、材料清单整理元件规格数量74LS373 1 色环电阻(R1-R8)10k 8 色环电阻R9 510 1色环电阻R10 1按键开关9六、电路安装根据电路原理图和PCB板图进行电路的安装焊接。
七、电路检测与调试焊接完毕后,进行检测和调试。
八、课程设计心得经过本次课程设计,把我们在课堂上学到的有关电路知识运用到实际当中。
八路抢答器实验报告实验报告:八路抢答器的设计与实验一、实验目的本实验旨在设计一种简单易行、高效可靠的八路抢答器,通过实验验证其抢答的准确性和稳定性,并探讨其应用领域以及改进方向。
二、实验器材和药品1. Arduino开发板:用于控制信号输入和输出;2.光电传感器模块:用于检测抢答器是否被按下;3.发光二极管(LED):用于指示抢答器状态;4.连接线:用于连接各个器件。
三、实验步骤及结果1. 确定八路抢答器的设计方案:在Arduino开发板上,通过数字引脚与光电传感器模块和LED相连,实现输入与输出的功能。
2. 配置Arduino开发板:根据光电传感器模块的输出特性,将一个数字引脚配置为输入模式,并设置一个数字引脚作为输出模式,连接LED。
3.编写程序代码:首先定义变量来保存光电传感器的状态,然后通过循环不断检测光电传感器模块的状态,如果检测到光电传感器模块被按下,则将相应的LED点亮,并停止检测。
4. 上传代码到Arduino开发板:将编写好的程序代码上传到Arduino开发板中,确保代码正确无误。
5.进行实验测试:将八路抢答器和多个参与者随机分配,并进行测试。
每个参与者按下光电传感器模块,抢答器会检测到信号,并点亮相应的LED,并在屏幕上显示参与者的编号。
6.结果分析:通过多次实验测试,统计每个参与者得分和抢答正确率,并对结果进行分析。
四、实验结果与讨论经过多次实验测试,八路抢答器显示了良好的准确性和稳定性。
实验结果表明,抢答器能够准确识别参与者的抢答信号,并根据信号点亮相应的LED,并在屏幕上显示参与者的编号。
参与者得分和抢答正确率也得到了有效的统计和分析,为抢答比赛提供了可靠的数据支持。
根据实验结果,我们可以看出,八路抢答器在教育、竞赛等领域具有广泛的应用前景。
它可以用于教育培训机构举办知识竞赛,对学生进行抢答活动,有利于激发学生的学习热情和培养竞争意识。
同时,抢答器还可以应用于科技创新竞赛、智力竞赛等活动中,为比赛增加趣味性和竞争性。
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。
电子技术课程设计开题报告设计题目:八路智力竞赛抢答器设计专业:通信工程班级:B11232学号: 1 9 2 9学生姓名:石禹珩谢英初指导教师:张建瑞设计时间:2013年5月22日2013年6月日·题目概述及应用背景在现代社会中,智力竞赛是一种生动的教育方式,而抢答器就是智力竞赛中很常见的一种方式,,抢答能激起参赛者和选手的极大兴趣,但是,这其中存在一个问题,就是如何判断谁先抢答,如果仅凭主持人的主观判断,很容易出现错误,所以设计一种电子智力抢答器和有必要。
·设计方案和基本原理1.基本功能①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,他们的编号分别为0,1,2,3,4,5,6,7各用一个抢答按钮,按钮编号与选手的编号相对应,分别是S0,S1,S2,S3,S4,S5,S6,S7。
②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。
③抢答器具有数据锁存和显示的功能。
抢答开始后,如果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,优先抢答选手编号一直保持到主持人将系统清零为止。
2.拓展功能①抢答器具有定时抢答的功能,且一次抢答时间可以由主持人设定(如30s)。
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。
②参赛选手在设定时间内抢答,抢答有效,定时器停止工作,显示器上显示选手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如果抢答时间已到,却没有选手抢答,则本次抢答无效,禁止选手超时后抢答,时间显示器上显示00.·主要元器件选型74LS148 8线-3线优先编码器74LS279 四路S-R锁存器74LS192 双时钟可预置BCD同步加减计数器74LS48 三3输入与非门NE555 定时器构成多谐振荡器74LS00 四2输入与非门·元器件及器材清单74LS148 1片74LS279 2片74LS48 3片74LS192 2片NE555 1片74LS00 1片发光二极管1只共阴极7引脚数码管3只单刀双掷开关1个普通铡刀开关10个电阻(10k×10,180×21,1k×1,15k×1,68k×1)电容(100nf×2)导线若干1.概述1.1八路智力竞赛抢答器设计目的(1)、学习八路智力抢答器设计方法;(2)、研究八路智力抢答器设计方案;(3)、掌握八路智力抢答器元器件选型和连线方法。
八路抢答器实验报告第一篇:八路抢答器实验报告数字电子设计课程设计八路智力竞赛抢答器设计一.实验目的掌握抢答器的工作原理及其设计方法。
学会用Multisim8软件操作实验内容。
掌握设计性试验的实验方法二.实验要求八路智力竞赛抢答器功能要求:基本功能:1.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0、1、2、3、4、5、6、7。
2.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。
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,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:1.抢答器具有定时抢答的功能。
当节目支持人按下“开始”按钮后,要求定时器立即倒计时,并在显示器上显示。
2.参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。
3.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,系统封锁输入电路,禁止选手超时后抢答,时间显示器上显示00.三.实验原理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数字电子设计课程设计时,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。
扩展电路完成定时抢答及报警功能。
比赛开始时,接通电源,节目主持人将开关置于“清零”位置,抢答器处于禁止工作状态,编号显示器灭灯,定时显示器上显示设定时间。
当节目主持人宣布“抢答开始”,同时将控制开关拨到“开始”位置,抢答器处于工作状态,定时器开始倒计时。
若定时时间到,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。
关于八路抢答器的设计报告2019-06-23关于八路抢答器的设计报告篇一:八路抢答器设计报告课程名称:数字电路课程设计设计题目:八路数字抢答器一、实验名称:八路数字抢答器二、实验目的:1.熟悉芯片引脚的识别方法,以及原理。
2.掌握与非门实现其他逻辑门电路的方法。
3. 掌握电路板的焊接技术。
4.加深对模拟电路和数字电路课程的理解和认识。
三、实验要求:主持人没有宣布抢答开始时,抢答不起作用,在主持人宣布抢答开始后,可以进行抢答。
它的任务是从八名参与者中确定出最先的抢答者,立即将其编号锁存,并在LED数码管上显示选手的编号,同时用LED灯显示。
此外,封锁输入电路,禁止其他选手抢答,优先抢答选选手的编号一直保存到主持人将系统清零为止(即复位操作)。
为此我们小组决定就这次机会设计一个低成本但又能满足需要的八路智力竞赛抢答器,并通过安装与调试。
四、使用元件:以及排线、焊锡若干。
五、工作原理:接通电源后,主持人先进行复位,此时七段显示器显示“0”ご耸鼻来鹌鞔τ谙允咀刺。
当主持人宣布“开始抢答”ご耸鼻来鹌骺始工作。
当参加智力竞赛的选手摁下手中的抢答器时LED数码管会点亮提示ね时,七段显示器显示该小组的编号。
只有最先抢答者的编号才能被锁存,并在LED数码管上显示选手的编号。
由以上两个条件可以想到:用D触发器来实现,D触发篇二:八路抢答器实验报告能抢答器主要由数字优先编码电路、锁存/译码/驱动电路于一体的CD4511集成电路、数码显示电路和报警电路组成。
优先编码电路、CD4511集成电路将参赛队的输入信号在数码显示管上输出,用报警电路对时间进行严格控制,这样就构成了八路智能抢答器电路。
八路数字抢答器电路包括抢答,编码,优先,锁存,数显,复位及抢答键。
抢答器数字优先编码电路由D1-D12组成,实现数字的编码。
CD4511是一块含BCD-7段锁存/译码/驱动电路于一体的集成电路。
抢答器报警电路由NE555接成音多谐振荡器构成。
八路抢答器的方案设计书报告(1)方案名称:八路抢答器方案设计书报告1. 项目背景:八路抢答器是一种用于教育培训和游戏娱乐等场景中的互动装备,旨在增加参与者之间的竞争性和互动性。
该抢答器适用于小组竞赛、知识问答和快速反应等活动,能够提供准确的抢答结果和实时的排名反馈。
2. 项目目标:- 提供一个可靠、准确的抢答系统,确保抢答结果的准确性;- 设计一个易操作、方便使用的抢答器,满足各类用户的需求;- 实现实时展示参与者的排名、成绩和抢答结果,增强竞争性和互动性;- 提供灵活的配置参数,适应不同场景和活动的需求。
3. 方案设计:- 硬件设计:- 抢答器主机:设计一个抗干扰的主机设备,包含显示屏幕、按钮等交互元素,用于显示题目、记录抢答结果和展示排名。
- 抢答器手柄:设计一组手柄设备,每个手柄配有一个按钮,用于参与者进行抢答操作。
- 无线通信模块:通过无线通信技术实现主机和手柄之间的数据传输,确保实时性和可靠性。
- 软件设计:- 控制程序:设计主机端控制程序,用于接收手柄的抢答信号、判断抢答正确与否,并实时更新参与者的得分和排名。
- 数据显示程序:设计主机端数据显示程序,用于展示抢答题目、参与者的得分和排名等信息。
- 管理程序:设计主机端管理程序,用于配置抢答系统的参数,如参与者人数、抢答题库等。
4. 实施计划:- 第一阶段:进行前期调研和需求分析,明确项目目标和功能需求。
设计硬件和软件的初步方案,并进行初步的设计验证。
- 第二阶段:进行详细的硬件和软件设计,包括电路设计、外壳设计、程序编写等。
并进行相应的测试和验证。
- 第三阶段:进行整体集成和调试,确保硬件和软件的协同工作和稳定性。
进行用户测试和反馈收集。
- 第四阶段:根据用户反馈进行改进和优化,完善产品的功能和性能。
准备量产并开始市场推广。
5. 预期效果:- 提供一个实用、可靠的八路抢答器,满足教育培训和游戏娱乐场景的需求;- 增加参与者之间的竞争性和互动性,提升活动的趣味性和吸引力;- 为组织者提供一个便捷、灵活的抢答系统,简化活动的组织和管理工作;- 受益用户包括教育机构、培训机构、游戏娱乐场所等。
八路竞赛抢答器设计实验报告#八路竞赛抢答器设计实验报告##1.实验目的通过设计和制作八路竞赛抢答器,掌握数字电子技术的基本原理和应用,培养实际动手能力,提高团队协作和创新能力。
##2.实验原理八路竞赛抢答器主要基于数字电子技术的逻辑门、计数器、时序电路等原理。
每个参赛者的抢答器包含按钮、计数器、显示器等组件,通过按下按钮触发计数器计数,同时在显示器上显示计数结果。
##3.实验材料与器件-逻辑门:使用TTL(Transistor-Transistor Logic)或CMOS(Complementary Metal-Oxide-Semiconductor)逻辑门芯片。
-计数器:选择适当的计数器芯片,如74LS190或74HC161等。
-按钮开关:作为参赛者抢答的触发器。
-显示器:使用数码管或LED等显示模块。
##4.实验步骤###4.1设计电路图根据竞赛抢答器的要求,设计电路图,包括逻辑门的连接、计数器的接入、按钮开关和显示器的布置等。
###4.2制作原型根据电路图,制作抢答器的原型。
连接逻辑门、计数器、按钮、显示器,并确保电路的正确性。
###4.3编程(如有需要)如果抢答器需要特定的计分逻辑或显示效果,可能需要进行微控制器的编程工作。
在这一步骤中,确保编写的程序与硬件连接相匹配。
###4.4调试与测试逐一检查电路连接,确保没有短路或开路。
通过模拟按下按钮的操作,测试计数器和显示器的正常工作。
##5.实验结果与分析经过调试与测试,八路竞赛抢答器实现了预期的功能。
通过观察显示器的计数结果,可以准确判断参赛者的抢答顺序。
##6.实验总结通过本次实验,加深了对数字电子技术原理的理解,提高了动手制作电子装置的能力。
同时,实验中的问题与挑战也促使我们更好地合作解决问题,培养了团队协作与创新的精神。
##7.实验改进与展望为了进一步提高抢答器的性能,可以考虑引入更多的计数器、添加蓝牙或无线模块,以实现远程监控和计分等功能。
抢答器的设计一、设计目的1.熟悉EWB电子电子防真软件并运用EWB电子电路仿真软件画出仿真电路图及运行结果力图。
2.锻炼个人动手能力。
3.学会团队合作的精神。
二.实验内容1.学会制作交流转直流的电源2.学会应用EWB电子电子防真软件。
3.学会集成电路的基本布线。
4.学会怎么焊接集成电路。
二、设计要求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S1 ~ S8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,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、方案设计与论证方案一〈采用数字电路〉 1、原理方框图 八路抢答器的总体框图如图1所示,它由主体电路和扩展电路两部分组成。
主体电路完成基本的抢答功能,即开始抢答后,当选手按动抢答键时,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。
扩展电路完成定时抢答的功能。
八路抢答器的工作过程是:接通电源时,节目主持人将开关置于“清除”位置,抢答器处于禁止工作状态,编号显示器灭灯,定时显示器显示设定的时间,当节目主持人宣布“抢答开始”,同时将控制开关拨到“开始”位置,扬声器给出声响提示,抢答器处于工作状态,定时器倒计时。
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按动抢答键时,抢答器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,并由锁存器进行锁存,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,避免其他选手再次进行抢答; ④控制电路要使器停止工作,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。
四、设计原理及电路图1、设计原理如图1所示为总体方框图。
电子信息工程学院电子课程设计报告八路抢答器姓名:_____专业:______班级:______学号:_______同组人:_______指导教师:_______学校:日期:目录摘要---------------------------------------------------------------------------3前言---------------------------------------------------------------------------4第一章设计要求----------------------------------------------------------5基本要求-------------------------------------------------------------5提高要求-------------------------------------------------------------5第二章系统的组成及工作原理------------------------------------------6系统的组成框图-----------------------------------------------------6系统的工作原理-----------------------------------------------------6第三章电路设计--------------------------------------------------------------7方案的选择-----------------------------------------------------------73.1.1方案一----------------------------------------------------------73.1.2方案二----------------------------------------------------------83.1.3确定方案-------------------------------------------------------8单元电路设计--------------------------------------------------------93.2.1抢答电路的设计----------------------------------------------93.2.2定时电路的设计---------------------------------------------113.2.3报警电路的设计---------------------------------------------123.2.4时序电路的设计----------------------------------------------13第四章电路实验与调试---------------------------------------------------15焊接--------------------------------------------------------------------15调试中出现的问题及解决-----------------------------------------15第五章设计总结-----------------------------------------------------------15参考文献----------------------------------------------------------------------18附录(元件清单)---------------------------------------19摘要介绍了数码显示八路抢答器电路的组成、设计及功能,电路采用74系列常用集成电路进行设计。
该抢答器除具有基本的抢答功能外,还具有定时、计时和报警功能。
主持人通过时间预设开关预设供抢答的时间,系统将完成自动倒计时。
若在规定的时间内有人抢答,则计时将自动停止;若在规定的时间内无人抢答,则系统中的蜂鸣器将发响,提示主持人本轮抢答无效,实现报警功能,若超过抢答时间则抢答无效。
该抢答器主要运用到了编码器,译码器和锁存器:它采用74LS148来实现抢答器的选号,采用74LS279芯片实现对号码的锁存,采用74LS192实现十进制的减法计数,采用555芯片产生秒脉冲信号来共同实现倒计时功能,采用74LS121单稳态芯片来实现报警信号的输出。
通过课程设计提高和巩固了所学的专业知识,以及知识的综合应用和焊接技术。
关键词: 抢答器编码译码定时报警前言进入21世纪越来越来多的电子产品出现在人们的日常生活中,例如企业、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。
过去在举行的各种竞赛中我们经常看到有抢答的环节,举办方多数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。
人们于是开始寻求一种能不依人的主观意愿来判断的设备来规范比赛。
因此,为了克服这种现象的惯性发生人们利用各种资源和条件设计出很多的抢答器,从最初的简单抢答按钮,到后来的显示选手号的抢答器,再到现在的数显抢答器,其功能在一天的趋于完善不但可以用来倒计时抢答,还兼具报警,计分显示等等功能,有了这些更准确地仪器使得我们的竞赛变得更加精彩纷呈,也使比赛更突显其公平公正的原则。
今天随着科技的不断进步抢答器的制作也更加追求精益求精,人们摆脱了耗费很多元件仅来实现用指示灯和一些电路来实现简单的抢答功能,使第一个抢答的参赛者的编号能通过指示灯显示出来,避免不合理的现象发生。
但这种电路不易于扩展,而且当有更高要求是酒无法实现,例如参赛人数的增加。
随着数字电路的发展,数字抢答器诞生了,它易于扩展,可靠性好,集成度高,而且费用低,功能更加多样话,是一种高效能的产品。
而如今在市场上销售的抢答器大多采用可编程逻辑元器件,或利用单片机技术进行设计,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。
第一章设计要求基本要求(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,扬声器发出声响提示,并在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除为止。
提高要求(1)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响声,响声持续秒左右。
发光二极管灯亮。
(2)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。
(3)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。
(4)按钮到控制中心的距离为20M。
第二章系统的组成及工作原理系统的组成框图:图系统组成框图系统的工作原理:定时抢答器的总体框图如下图:图抢答器工作框图如图所示电路包括主体电路和扩展电路两部分。
其中主体电路完成基本的抢答功能,即主持人按下控制开关后,当选手按动抢答键时,数码管显示选手编号,同时封锁输入电路,其他选手抢答无效。
扩展电路完成定时抢答的功能以及报警功能。
图所示电路的工作过程是:接通电源后,主持人将控制开关置于“清除”处,此时抢答器处于禁止状态,选手不能进行抢答,定时显示器显示设定的时间(30s),当主持人将控制开关置于“开始”时,扬声器发出声响,抢答器处于工作状态,同时定时器开始倒计时。
当选手在定时时间内按动抢答键时,电路要完成以下功能:(1)优先编码电路判断抢答者的编号,并由锁存器进行锁存,然后通过译码显示电路在数码管上显示抢答者的编号;(2)扬声器发出短暂声响;(3)控制电路对其余输入编码进行封锁,禁止其他选手进行抢答;(4)控制电路要使定时器停止工作,数码管上显示剩余的抢答时间,当选手将问题回答完毕,主持人操作控制开关进行系统清零,使系统回复到禁止工作状态,以便进行下一轮抢答。
当定时时间到,却没有选手抢答时,系统将报警,并封锁输入电路,禁止选手超时后抢答。
第三章电路设计方案的选择:3.1.1【方案一】原理:在选手抢答前,“清除/起始”开关S使基本RS触发器输出端Q为0,使集成8线-3线优先编码器禁止;当主持人按下“清除/起始”开关S时,基本RS触发器输出端Q为1,与优先扩展输出端Yex共同作用,使集成8线-3线优先编码器选通输入端ST为0,允许编码,等待数据输入。
此时优先按动序号的组号立即通过编码器按BCD421码输出,经RS锁存器74LS279将该数码锁存到LED显示器上。
与此同时,Yex(引脚为14)由1翻转为0,与非门G1输出为1,选通输入端ST为1,编码器被禁止。
此外,在Yex由1翻转为0时,还驱动报警电路工作,发出声音。
图3.1.2【方案二】该方案即为笔者所采用的方案,它采用了74LS148来实现抢答器的选号,采用了74LS279芯片实现对号码的锁存,采用了74LS192实现十进制的减法计数,555芯片产生秒脉冲信号来共同实现倒计时,采用了74LS121单稳态芯片来实现报警信号的输出。
3.1.3 确定方案在方案一中,主要多了一个基本RS触发器,以及相对的74LS148引脚与74LS279之间连线的相应改变,这又涉及到之后的提高方案中的连线的改变。
它有自身的优点,即基本RS触发器又相当一锁存器(74LS279),它可以对主持人的指令进行进一步的锁存,这样就可以增强它的抗干扰能力,但其线路过于复杂,另外此次实验所用的电路板对电路设计的大小要求很高,而且在布局和焊接上要越精练越好,所以它不是首选方案。
而由于方案二已能满足基本设计和提高设计的要求,而且它的原理更简单易懂,直观明了,元件更少,连线更方便,焊接更可靠,且比较容易实现,所以最终选用了方案二。
单元电路设计3.2.1抢答电路的设计抢答电路的功能有两个:一是能分辨出选手按键的的先后,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键操作无效。
选用优先编码74LS148和RS锁存器74LS279可以完成上述功能,其电路组成如图3-1所示:图3.2.1 抢答电路其工作原理是:当主持人控制开关处于“清零”位置时,RS触发器的R端为低电平,输出端(4Q~1Q)全部为低电平。