四人抢答器电子实习报告

电子技术应用实验报告（八）学生姓名：沈嘉俊学号：2012042020018一．实验项目名称：4人智力竞赛用抢答器实验内容：设计一个4人智力竞赛用抢答器电路具体要求为：1.每个参赛者控制一个按钮，用于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.抢答器具有锁存功能，竞赛开始后，先按动按钮者将对应的一个led灯点亮，伺候其他三人再按动按钮对电路不起作用，知道主持人将电路复位为止。

在上述功能完成后，可增加以下功能：（1）用LED数码管显示抢答成功选手编号。

（2）加入倒计时功能。

当主持人复位电路开始抢答时，自动启动60秒倒计时，时间到后数码管显示00并报警，直到主持人将电路复位。

二．实验内容及要求：设计满足要求的电路，并在multisim中进行电路连接，仿真和调试。

三．电路模块及其仿真：4人智力竞赛抢答电路分为两个模块，一个是抢答电路，一个是倒计时电路。

1.倒计时电路：主要通过555构成的多谐振荡器产生1HZ的脉冲作为时钟源，利用两个74LS169（可逆计数器）进行减法计数，利用与非门分别实现六进制和十进制的减法计数并进行级联从而实现60秒的倒计时功能，并且当主持人按下复位键时，利用与非门将两个计数器的加载端激活，使得输出为59（提前在预设段设好的），其电路单元为：利用与非门，计数器U14当输入为0000时，利用预设端将输出置为1001（即9），从而实现从9到0减法计数；而将计数器U18在输入为0000时，将输出置为0101（即5），从而实现从5到0的减法计数。

2.抢答电路：主要完成的功能是实现4路选手抢答并进行锁存，同时有相应发光二极管点亮和数码显示。

主要利用74LS373（八路锁存器）和74LS148（优先编码器）实现。

通过锁存器接收到最先按下按键的选手（假设按下后产生高电平），并在其输出端利用或非门使其输出和主持人的控制信号经过或门接到74LS373使能端，从而实现自锁且主持人可以进行复位。

电子系统设计实习报告4人智力竞赛抢答器班级：电子01-1设计者：何玉迎王丽晖李小瑞学号：4人智力竞赛抢答器指导老师:刘丽萱耿敏设计者：何玉迎李小瑞王丽晖班级：电子01-2班内容摘要：该抢答器用数字显示抢答倒计时时间，由“9”倒计到“0”时，蜂鸣器连续响0.5秒。

选手抢答时，显示选手号，同时蜂鸣器响0.5秒，倒计时停止。

该电路采用石英晶体振荡器产生频率为1Hz的脉冲信号，起振快，定时精度高，使用方便。

一、设计内容及要求：1. 设计内容：本课题要求设计一台可供4名选手参加比赛的智力竞赛抢答器。

2. 设计要求：14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（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，改选手编号立即锁存，并在编号显示器上显示该编号，同时扬声器给出音响提示，同时封锁输入编码电路，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。

4抢答器具有定时（9秒）抢答的功能。

当主持人按下开始按钮后，要求定时器开始倒计时，并用定时显示器显示倒计时时间，同时扬声器发出音响，音响持续0.5秒。

参赛选手在设定时间（9秒）内抢答，抢答有效，扬声器发出音响，音响持续0.5秒，同时定时器停止倒计时，编号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如果定时抢答时间已到，却没有选手抢答时，本次抢答无效。

系统扬声器报警（音响持续0.5秒），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。

6石英晶体振荡器产生频率为1Hz的脉冲信号，作为定时计数器的CP信号。

7二、电路工作原理：电路由脉冲产生电路，锁存电路，编码及译码显示电路，倒计时电路和音响产生电路组成。

当有选手抢答时，首先锁存，阻止其他选手抢答，然后编码，再经4线7段译码器将数字显示在显示器上同时音响产生。

自主设计实验5.6智力竞赛抢答器设计1.实验目的1）熟悉74LS174 D触发器的管脚排列及功能。

2）熟悉74LS00、74LS20与非门的管脚排列及功能。

3）设计相应的电路图，标注元器件参数，并进行实验。

2.总体设计方案或技术路线利用74LS175 D触发器设计供四人用的智力竞赛抢答器，用以判断抢答优先权。

抢答开始之前，由主持人按下复位开关清除信号，所有的指示灯和数码管均熄灭。

当主持人宣布“开始抢答”后，首先做出判断的参赛者立即按下按钮，对应的指示灯点亮，同时数码管显示该选手的序号，而其余三个参赛者的按钮将不起作用，信号也不再被输出，直到支持人再次清除信号为止。

数码管显示要求利用试验箱上的CD4511数码管实现。

但由于没有买到74LS175 D 触发器，故选择了74LS174 D触发器为六上升沿D触发器来替代作为实验中的主要器件。

74LS174 D触发器输出仅有Q没有Q__，为实现功能通过74LS04非门或74LS00与非门来实现。

3.实验电路图(1)芯片管脚排列图74LS174(2)初步设计电路（3）改进后电路完全用芯片连接4. 仪器设备名称、型号1）直流稳压电源 1台2）数字万用表 1只3）EEL-69模拟、数字电子技术实验箱 1台74LS174D触发器，74LS00、74LS20与非门，74LS04非门，CD4511数码管，电阻，电容，导线若干。

5.理论分析或仿真分析结果（1）理论分析清零端R__D和时钟脉冲C是六个D触发器共用的。

抢答前先清零，1Q-4Q均为“0”，相应的发光二极管LED1-LED4都不亮；1Q__-4Q__均为“1”,与非门G1输出为“0”，扬声器不响。

同时G2输出为“1”，将G3打开，时钟脉冲C可以经过G3进入D触发器的C端。

此时，由于S1-S4均未按下，1D-4D均为“0”，所以触发器的状态不变。

抢答开始，若S1首先被按下，1D和1Q均变为“1”，相应的发光二极管LED1亮；1Q__变为“0”，G1的输出为“1”，扬声器发响。

四人抢答器实验报告实验名称：四人抢答器实验报告摘要：本实验通过设计制作一个四人抢答器，用于多人同时参与的抢答游戏。

实验旨在考察多人协作、反应速度和竞争等因素对抢答游戏结果的影响。

实验过程中，四名参与者通过按下按钮进行抢答，并通过电子显示器显示抢答结果。

设计方案：1. 硬件设计：- 使用Arduino开发板和数字输入输出模块实现四人按钮的输入和显示器的输出。

- 每个参与者使用一个按钮，按钮按下时触发相应的输入信号，并与Arduino连接。

- 所有参与者共享一个显示器，显示当前抢答结果。

2. 软件设计：- 使用Arduino的编程语言完成抢答器的逻辑控制，包括按钮输入和显示器输出。

- 设定抢答的计时规则，每次按下按钮后，根据时间先后确定抢答顺序，并将结果显示在电子显示器上。

实验步骤：1. 硬件连接：- 将四个按钮分别与Arduino的数字输入引脚连接。

- 将显示器与Arduino的数字输出引脚连接。

2. 软件编程：- 使用Arduino的编程语言编写抢答器的逻辑控制程序。

- 设定按钮输入的检测函数，实时检测按钮是否按下。

- 设定抢答的计时规则，记录每个参与者按下按钮的时间。

- 判断抢答顺序，并将结果显示在电子显示器上。

3. 实验操作：- 将四名参与者分别分配一个按钮，并让他们熟悉操作。

- 主持人宣布开始抢答后，参与者按下按钮进行抢答。

- 根据电子显示器上的提示，确认抢答结果。

实验结果和讨论：通过实验观察，可以记录下每个参与者按下按钮的时间，根据时间先后确定抢答顺序。

实验结果可通过电子显示器实时显示，方便观察和分析。

根据实验结果可以比较不同参与者的反应速度和正确率，以及多人协作和竞争对抢答结果的影响。

结论：通过四人抢答器实验，可以有效考察多人协作、反应速度和竞争等因素对抢答游戏结果的影响。

实验结果可用于评估参与者的抢答能力，并为相关游戏的设计和优化提供参考。