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四路抢答器实验设计

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. Word文档 课程设计说明书 .

Word文档 广东石油化工学院

课 程 设 计 任 务 书

一、 设计题目 四路抢答器

二、 主要内容及要求 （1）当某台参赛者按下抢答开关时，由数码管显示该台编号并伴有声响。此时，抢答器不再接收其他输入信号。 （2）电路具有定时功能。要求回答问题的时间≤30秒（显示为29~00），时间显示采用倒计时方式。当达到限定时间时，发出声响提示。 （3）具有计分功能。每组参赛者起始分为100分，抢答后由主持人计分，答对1次加10分，否则减去10分 （4）在复位状态下台号数码管不作任何显示（灭灯）。 提高要求： （5）答题时间还剩5s时，每秒发出提示声音。

三、 进度安排 1、掌握multisim仿真器软件的使用（5月25号）。 2、去图书馆和网上查找需要的资料，并整理好。（5月26日）。 3、对课程设计的要求进行理解，初步设计。（5月27日）。 4、整体设计开始，并逐步改进和调试。（5月29日） . Word文档 5、完成设计并写课程设计说明书。（5月30日） 6、课题答辩（6月20日） 四、 总评成绩

指导教师 学生签名 .

Word文档 抢答器电路设计

一、设计任务与要求 1．可容纳四组参赛的数字式抢答器； 2．当某台参赛者按下抢答开关时，由数码管显示该台编号并伴有声响。此时，抢答器不再接收其他输入信号；

3．电路具有定时功能。要求回答问题的时间≤60秒（显示为00~59），时间显示采用倒计时方式。当达到限定时间时，发出声响提示；

4．具有计分功能。要求能设定初始分值，能进行加减分 5．在复位状态下台号数码管不作任何显示（灭灯） 二、方案设计与论证 如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“清零”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，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。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。

方案一：以74LS175+74LS48为主，构成抢答电路模块；以74LS192+数码管+蜂鸣器构成计时模块；以74LS192+74LS160为主构成计分模块。（抢答模块实

现如下图）

抢答器鉴别模块 抢答器计时

模块 计分模块 .

Word文档 其工作原理如下，主持人开关是74LS175的清零控制端，当主持人打下开关时整个电路开始工作，有一个抢答信号产生时74LS175被封锁，该芯片得不到时钟信号，处于不工作状态，不允许其他信号的输入有效，相对于方案二没有优先级，不会产生公平性的问题。在74LS175有了一个输出信号后，通过或门的组合产生一个编码给74LS48让其进行译码输出译码显示台号。例如编码为XXX1的有一号和三号，所以通过或门组合可以实现显示功能。 优点是便于扩展，容易添加新的电路，缺点是实现显示时，如果台号过多需要更多的门电路进行处理，显得冗余。考虑仅仅是由四人抢答的，不需要更多的门实现选择了该方案。 其余模块在下面进行详细描述。

方案二：以74LS148、锁存器 74LS279、74LS48为主构成抢答模块；其余的模块基本相同。（抢答模块如下图所示） .

Word文档 其工作原理如下，开关S置于"清除"端时，RS触发器的 端均为0，4个触发器输出置0，使74LS148的 ＝0，使之处于工作状态。当开关S置于"开始"时，抢答器处于等待工作状态，当有选手将键按下时（如按下S3），74LS148的输出 经RS锁存后，1Q=1,74LS48处于工作状态，4Q3Q2Q=100,经译码显示为"4"。此外，1Q＝1，使74LS148＝1，处于禁止状态，封锁其他按键的输入。当按键松开即按下时，74LS148的此时由于仍为１Q＝1，74LS148＝1，所以74LS148仍处于禁止状态，确保不会出二次按键时输入信号，保证了抢答者的优先性。如有再次抢答需由主持人将S开关重新置“清除”然后再进行下一轮抢答。 电路实现功能比较完整，基本符合设计的要求，但是该电路实行附加的功能是难以实现，要做较大的改动才可以完善，在早期的时候被我们淘汰。优点是电路基本可以严谨处理所有的事务仿真的时候不易出现问题。

三、单元电路设计与参数计算 抢答器鉴别模块: 抢答器模块=74LS175+74LS48+门电路+七段数码管

74LS175：74LS175的功能真值表: 从表可见： .

Word文档 ① CLR是清零端，且低电平有效。 ② CLK是时钟脉冲，且下降沿触发。 上图中的74ALS175N为一四路的锁存器，当CLK引脚输入上升沿时，1D-4D被锁存到输出端（1Q-4Q）。在CLK其他状态时，输出与输入无关 74LS48 A0-A3 译码地址输入端

BI'/RBO' 消隐输入端（低电平有效）/脉冲消隐输出（低电平有效）

LT' 等灯测试输入端（低电平有效） RBI' 脉冲消隐输入端（低电平有效） Ya-Yg 输出端

抢答器计时模块： .

Word文档 抢答器=74LS192+数码管+蜂鸣器 74LS192具有下述功能： （1）.异步清零：CR=1，Q3Q2Q1Q0=0000 （2）.异步置数：CR=0，LD=0，Q3Q2Q1Q0=D3D2D1D0 （3）.保持： CR=0，LD=1，CPU=CPD=1,Q3Q2Q1Q0保持原态 （4）.加计数：CR=0, LD=1，CPU=CP，CPD=1，Q3Q2Q1Q0按加法规律计数 （5）.减计数：CR=0, LD=1，CPU=1，CPD= CP，Q3Q2Q1Q0按减法规律计数 74LS192是双时钟方式的十进制可逆计数器。 抢答器记分模块：

计分器=74LS192+74LS160+控制开关+门电路 74LS160:是同步十进制计数器，依靠CP信号来工作，EP、ET高电平是工作，计分的单元电路中EP接数据输出端的与非输出，只要令清零端的数据输出位数与EP端的位数相减等于你要的位数即可实现加减相应的分数的功能。 74160功能表 . Word文档 CLK CLR‵ LOAD‵ ENP ENT 工作状态 × 0 × × × 置零 ↑ 1 0 × × 预置数 × 1 1 0 1 保持

× 1 1 × 0 保持(但C=0) ↑ 1 1 1 1 计数

例如：下图EP端是0011，而CLR端是0100，两端相减是0001，即十进制的1，所以实现加减一分的功能。

四、总电路工作原理及元器件清单 1．总原理图 .

Word文档 2．电路完整工作过程描述（总体工作原理） 抢答器鉴别模块:

该电路完成三个功能：一是分辨出选手按键的先后，并锁存优先抢答者的编号；二是禁止其他选手按键操作无效；三是同时译码显示电路显示编号。74LS175工作过程：主持人开关置于"清除"端时，芯片开始工作，A、B、C、D四个开关开始抢答，根据下图的真值表，可以知道当有一个开关打下时，通过门电路的控制封锁时钟禁止其他开关的输入，使其他输入无效。 .

Word文档 74LS48芯片是一种常用的七段数码管译码器驱动器，常用在各种数字电路和单片机系统的显示系统中， 显示选手的台号。

抢答器计时模块：

定时电路选用十进制同步加减计数器74LS192进行设计。74LS192具有下述功能： （1）.异步清零：CR=1，Q3Q2Q1Q0=0000

（2）.异步置数：CR=0，LD=0，Q3Q2Q1Q0=D3D2D1D0 （3）.保持： CR=0，LD=1，CPU=CPD=1,Q3Q2Q1Q0保持原态 . Word文档 （4）.加计数：CR=0, LD=1，CPU=CP，CPD=1，Q3Q2Q1Q0按加法规律计数 （5）.减计数：CR=0, LD=1，CPU=1，CPD= CP，Q3Q2Q1Q0按减法规律计数 74LS192是双时钟方式的十进制可逆计数器。 CPU为加计数时钟输入端，CPD为减计数时钟输入端。 LD为预置输入控制端，异步预置。 CR为复位输入端，高电平有效，异步清除。 CO为进位输出：1001状态后负脉冲输出 BO为借位输出：0000状态后负脉冲输出。

电键是控制清零端的开关，开关P是置数端的开关，P打开置数端指数，P关闭置数端不工作，并给予时钟信号。电路工作，剩余20秒是给予提醒信号。

抢答器记分模块：

该电路有74LS160、74LS192和门电路构成，74LS160构成的是分值电路，74LS192是加减电路。由开关控制输入信号传向UP或DOWN，实现加减分。 . Word文档 对一分键电路，在U4上，当从0000变化到0011时，QA与QB通过与非门接到EP，RD则通过一个开关来控制，当到达0011的时候，经过QA与QB的与非门出来 的为零，使它保持0011的状态不变， QB输出的则是一个脉冲了。 对三分键电路，在U6上，当从0000变化到0101时，QA与QC通过与非门接到EP，RD则通过一个开关来控制，当到达0011的时候，经过QA与QC的与非门出来 的为零，使它保持0101的状态不变， QA输出的则是三个脉冲了。 通过双向开关切换电路为加法电路和减法电路，将异或门U7接至U1、U2、U3的UP端，为加法部分，将异或门U8接至U1、U2、U3的DOWN端，为减法部分。从而控制比赛分数的加减。开关J4控制U1、U2、U3的CLR端接通电源，当开关闭合是，分数置零，开始重新计数。

3．元件清单 元件序号 型号 主要参数 数量 备注 VCC VCC 0 GROUND V1,V3 AC_POWER 2 V2,V4 DC_POWER 2 V5,V6,V7,V8,V9,V10 SIGNAL_VOLTAGE_SOURCE -S 6 CLOCK_VOLTAGE R1,R2,R7,R11,R12,R13,R14,R15,R16 RESISTOR 200Ohm 9

R3,R4,R5,R6,R8,R9,R10 RESISTOR 560Ohm 7 R17,R18,R19,R20,R21,R22,R23,R24 RESISTOR 100Ohm 8

J1 DIPSW1 1 SWITCH J7 PB_DPST 1 J9,J10,J11,J12,J13,SPDT 8

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四路抢答器-数电设计性实验报告

四路抢答器-数电设计性实验报告

课程设计说明书课程名称：数字电子技术课程设计题目：四路智能抢答器学生姓名：专业：电子信息科学与技术班级：电子11-2学号：34指导教师：日期： 2013 年 3 月 29日四路智能抢答器一、设计任务与要求1．当某台参赛者按下抢答开关时，由数码管显示该台编号并伴有声响。

同时，其他参赛者不能再抢答，主持人也不能接收其他输入信号。

2．电路具有定时功能。

要求回答问题的时间≤30秒（显示为29~00），时间显示采用倒计时方式。

当达到限定时间时，发出声响提示。

3．具有计分功能。

每组参赛者起始分为100分，抢答后由主持人计分，答对1次加10分，否则减去10分4．在复位状态下台号数码管不作任何显示（灭灯）。

5．答题时间还剩5s时，每秒发出提示声音。

；二、方案设计与论证对所给出的要求作出以下分析1.主持人有开始键和复位键，按下开始键后才能开始抢答，否则犯规。

2.避免抢答犯规，每个台都装有报警器，在主持人没有开始之前如果发出响声则犯规。

正常抢答，抢答时会显示抢答成功的台号（台号分别为1，2，3，4）。

3.参赛者抢答成功后，答题在30秒之内完成。

有数码管显示时间，和提醒参赛者尽快答题。

4.完成一轮答题之后有主持人给答题者计分，每人刚开始为100分，答对加10分，答错扣10分。

主持人需要一个计分板。

对要求分析，可得到简单的思路：接通电源后，主持人将开关拨到"清零"状态，抢答器处于禁止状态，主持人将开关置;开始"状态，宣布"开始"抢答器工作。

选手在定时时间内抢答时，抢答器完成，抢答后显示台号，答题定时器显示设定时间；定时器倒计时。

优先判断、编号锁存、编号显示。

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。

三、单元电路设计与参数计算四路抢答器主要分三个电路：抢答电路，计时电路，计分电路。

PLC四路抢答器课程设计报告

PLC四路抢答器课程设计报告

目录摘要 (2)第一部分设计背景与选题 (3)1．应用背景 (2)1.1设计背景 (2)1.2设计目的 (2)第二部分PLC编程与硬件接线 (4)2．抢答器 (4)2.1四路抢答器概述 (4)2.2四路抢答器工作原理 (4)3．PLC概述 (6)3.1 PLC产生与发展 (6)3.2 PLC的特点与应用领域 (6)3.3 PLC工作原理 (8)3.4 PLC的基本结构 (9)3.5 PLC的编程语言 (11)3.6 PLC的分类及性能指标 (12)4. 系统硬件设计 (14)4.1 控制系统选取 (14)4.2 控制系统硬件组成结构图 (14)4.3 系统I\O分配表 (15)4.5 系统硬件连接图 (16)第三部分程序设计与调试 (17)5 系统软件设计 (17)5.1 整体设计 (17)5.2 编程软件 (18)5.3 指令表 (22)5.4 软件调试 (24)第四部分分析与总结 (24)6 结论分析 (24)7 心得体会 (25)参考文献 (25)摘要近年来随着科技的飞速发展，PLC的应用不断地走向深入，同时带动传统的控制检测技术的不断更新，可编程控制器由于其优良的控制性能，极高的可靠性，在各行各业中的应用日益广泛普及。

对于抢答器其广泛用于电视台、商业机构、企事业工会组织、俱乐部及学校等单位组织举办各种知识、技术竞赛及文娱活动时作抢答之用，为竞赛增添了刺激性、娱乐性，在一定程度上丰富了人们的业余生活，并且给人的视觉效果非常好，是各单位开展素质教育、精神文明、娱乐活动的必备产品。

本次设计是利用PLC（Programmable Logic Controller）对PLC控制智力抢答器进行控制。

首先，选择这个题目之后，我对本次设计进行了全面的思考。

使自己对本次设计有一个大致的总体思路，然后仔细分析PLC控制的四路智力抢答器的工作原理，以及它的一些工作过程，分析后得出它主要需要完成主持人的控制、选手的抢答、报警、计时及输出显示功能等。

四路抢答器实验报告总结精简版

四路抢答器实验报告总结精简版

四路抢答器实验报告总结(精简版)一、实验目标本实验旨在通过电路设计及实践，掌握抢答器的工作原理及电路实现，理解并掌握基本的时间竞争和优先级判决原理。

二、实验原理抢答器是一种具有时间竞争特性的电路，其核心原理是优先级判决。

在抢答器中，每个参赛者都有一个独立的按钮和一个LED灯，当其中任意一个按钮被按下时，相应的LED灯会亮起，同时其他按钮即使被按下也不会有反应，直到下一次按下按钮为止。

三、实验步骤与问题解决1.电路设计：首先，我们根据抢答器的功能需求设计了电路图。

在设计中，我们采用了四个独立按键和四个LED灯，以及一个四输入的与非门。

与非门的作用是当任意一个输入为低电平时，输出为高电平。

2.电路搭建：按照设计的电路图，我们使用电子元器件在实验板上进行了搭建。

在搭建过程中，我们确保每个部件的连接都正确无误。

3.编程实现：我们使用微处理器对电路进行控制。

当按键被按下时，微处理器通过读取输入状态，控制与非门和LED灯的工作状态。

4.调试与测试：在完成电路搭建和编程后，我们对电路进行了调试和测试。

我们发现，当多个按钮同时被按下时，可能会出现LED灯闪烁或部分不亮的情况。

经过分析，我们发现这是由于微处理器的处理速度限制，无法同时处理所有按键的信号。

为了解决这个问题，我们优化了编程代码，采用轮询方式逐个处理按键信号，从而解决了同时按下多个按钮可能引起的闪烁和不亮问题。

四、实验结果与分析经过实验验证，我们的四路抢答器能够实现预期的功能。

在实验过程中，我们通过不断调整和优化电路设计和编程代码，解决了多个按键同时按下可能引起的闪烁和不亮问题。

这表明我们的抢答器在实现时间竞争和优先级判决方面具有较高的可靠性。

五、实验总结与展望通过本次实验，我们深入了解了抢答器的工作原理及电路实现方法，掌握了基本的时间竞争和优先级判决原理。

同时，我们也发现了一些可以进一步改进的地方。

例如，我们可以考虑采用更先进的微处理器或优化现有的编程算法，以提高抢答器的响应速度和处理能力。

课程设计—四路抢答器

课程设计—四路抢答器

课程设计课程名称题目名称学生学院专业班级学号学生姓名指导教师2010年 6 月2 日目录论文封面 .......................................... 错误！未定义书签。

目录............................................... 错误！未定义书签。

一、二.设计题目要求与目的 (3)3.1设计任务..................................... 错误！未定义书签。

3.2设计要求..................................... 错误！未定义书签。

3.3 电路原理与设计 (3)三.单元电路设计与元件选择 (4)四.元件清单 ....................................... 错误！未定义书签。

五.电路和程序调试过程与结果 (12)六.总结与体会 (13)七.参考文献 (13)【参考文献】 (13)四人智力竞赛抢答器一、 设计题目：四人智力竞赛抢答器 二、 1、 设计目的1.掌握四人智力竞赛抢答器电路的设计、组装与调试方法。

2.熟悉数字集成电路的设计和使用方法。

2、 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，蜂鸣器连续响1秒。

选手抢答时，数码显示选手组号，同时蜂鸣器响1秒，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。