数字抢答器设计说明书

数字抢答器

摘要：本设计主要介绍了由数码管显示的八路（S0至S7）抢答器电路的设计和功能，主要电路采用74系列常用集成芯片进行设计。该抢答器除了具有基本的抢答功能外，还具有主持人定时、报警提示和计时功能。主持人通过预设时间开关进行初值秒数的预设供抢答的时间，当主持人按下“开始”后，系统将完成自动倒计时。若在规定的时间内有选手抢答，则计时将自动停止并保持；若在规定的时间内无人抢答，当时间为零时，则系统中的蜂鸣器将自动发出声响，则本轮抢答无效。该设计主要运用了编码器，译码器和锁存器，它采用74HC573，CD4532来实现抢答者的选号，并通过74HC573锁存，采用74HC192实现十进制的减法计数，采用555定时器芯片来产生近似秒脉冲信号来共同实现倒计时功能，采用555单稳态触发器来实现报警信号的输出。

关键词：抢答器，编码器，译码器，定时器，报警

Abstract：The design focuses on the digital display by the eight (S0 to S7) Responder circuit design and functionality, mainly common integrated circuit chip 74 series design. The Responder answer in addition to basic functions, also has a host of time, alarm and timer functions. Host switch via the preset time for the initial seconds of the default answer in time, when the host pressed the "Start", the system will automatically complete the countdown. If there are players within the specified time to answer in the timer will automatically stop and remain; if no answer in a specified time period, when the time is zero, then the system will automatically send the buzzer sound, then the answer in this round invalid. The design of the main use of the encoder, decoder and latches, which uses 74HC573, CD4532 to achieve the answer in those random selection, and through the latch 74HC573, 74HC192 achieve decimal subtraction using the count, using 555 timer chip to generate approximate second pulse signal to function together to achieve the countdown, the use of 555 single-shot to achieve the alarm signal output.

Keywords：Responder ,encoder ,decoder ,timer, alarm

目录

1 前言 (1)

2 总体方案设计 (2)

2.1方案比较 (2)

2.2方案论证与比较 (4)

2.3方案选择 (4)

3 单元模块设计 (5)

3.1抢答电路模块 (5)

3.2主持人电路模块 (8)

3.3主持人定时显示模块 (10)

3.4脉冲产生模块 (12)

3.5报警电路 (13)

4 系统仿真 (15)

4.1抢答者抢答模块仿真 (15)

4.2主持人定时模块仿真 (15)

4.3抢答报警模块仿真 (16)

4.4整体电路仿真 (17)

4.5系统仿真结果分析 (17)

5 设计总结 (18)

5.1设计小结 (18)

5.2体会与建议 (18)

6 参考文献 (19)

附录 A 抢答器整体仿真图 (20)

附录 B 抢答器整体原理图 (21)

1 前言

入21世纪以来越来越来多的电子设计产品出现在人们的日常生活中，比如企业、学校和电视台等单位经常举办各种智力竞赛, 抢答记分设备是必要的。过去在举行的各种竞赛中我们会常看到有抢答环节，举办方很多采用让选手通过举答题板的方式判断选手的答题权，在很大程度上这会因为主持人的主观误断造成比赛的不公平性。人们于是开始寻求设计一种能不依人的主观意识来判断的电子产品来规范比赛。因此，为了克服这种不公平现象人们利用21世纪的数字化电子设计出很多的抢答器，从最初的简单抢答按钮产品，到后设计出的显示选手号的抢答设备，再到现在的数显抢答器，其功能在不断地趋于完善，不但可以有倒计时抢答功能，还具有报警提示，计分显示等等功能，有了这些更准确的设备使得我们的竞赛变得更加公平公正。

今天随着科技的不断超越发展，抢答器的设计也更加追求精益求精，人们解决了耗费巨大元件仅来实现用指示灯和一些复杂的电路来实现简单的抢答功能。现在生活中的抢答器设计得更加人性化，它能使第一个抢答的参赛者的编号能通过指示灯显示出来，并保持不变，因此避免不合理现象的发生。而且它易于扩展功能，可由主持人自由控制每一次的抢答规则和时间，可靠性能好，集成化高，而且资金耗用少，是一种高效完美的产品。如今在市场上销售的抢答器许多采用可的是编程逻辑元器件（如FPGA），或采用单片机编程技术进行设计。本次设计主要利用常见的74HC系列集成芯片和555定时器芯片，以及电阻、电容，并通过划分各功能模块进行各个部分的设计，最后完成了可由八路输入的智力竞赛抢答器。