四路抢答器的抗干扰设计_郭维家
四路抢答器(完整版)
华北科技学院课程设计说明书班级：电子B071 ：郭亚立设计题目：四路智能抢答器设计时间： 2010.1.9 至 2010.1.22 学号： 8指导教师：杜志伟评语：评阅成绩：评阅老师：四路抢答器设计报告目录一、设计任务和要求：...................................................... - 3 -1.1设计任务 (3)1.2设计要求 (3)二、设计方案的选择与论证.................................................. - 4 -2.1方案的选择、论证 (4)2.2设计总方案 (4)三、电路设计计算与分析..................................................... - 5 -3.1抢答器控制电路设计 (5)3.1.1 优先编码器 74LS148................................................ - 7 -3.1.2 锁存器74LS279.................................................... - 9 -3.1.3 74LS121单稳态触发器：.......................................... - 10 -3.2定时时间电路的设计 (10)3.2.1 计数器74LS192................................................... - 12 -3.3控制电路和报警电路 (13)3.3.1 振荡电路......................................................... - 17 -3.4整体仿真 (19)四、总结及心得 ............................................................- 20 -五、附录 .................................................................- 22 -5.1主要元器件列表 (22)5.2总原理图 (23)六、参考文献 ..............................................................- 24 -一、设计任务和要求：1.1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。
4路抢答器课程设计报告
4路抢答器课程设计报告课程设计报告：4路抢答器一、设计背景和目标抢答器是一种常见的教学装置，用于增强学生参与课堂互动和竞争的积极性。
为了提高现有抢答器的性能和功能，本次设计决定设计一款4路抢答器，以满足现代教育教学的需求。
本设计旨在通过增加抢答器的路数，提高课堂互动和竞争的效果，促进学生参与讨论和思考，培养学生的团队合作和竞争精神。
二、需求分析1.提高路数：既有的抢答器系统只能支持单一路数，不利于多个学生同时参与抢答活动，因此设计4路抢答器，以支持更多学生参与抢答。
2.精准识别：抢答器需要准确识别学生按下按钮的时间顺序，并显示该学生抢答的排名，以减少争议和纠纷。
3.考虑后续扩展：设计的抢答器具备一定的可扩展性，以满足未来可能增加的路数需求。
4.易于使用：抢答器的使用应简单方便，对教师和学生来说操作简单、直观。
三、系统设计1.硬件部分：抢答器由中控主机和多个答题器组成。
中控主机负责控制答题器的启动、暂停和排名显示，答题器则用于学生参与抢答。
中控主机需要具备多路输入和输出接口，以支持多个答题器的同时工作。
2.软件部分：中控主机需要具备按键扫描、计时、显示学生抢答排名等功能。
答题器则需要具备按键输入和与中控主机的通信功能。
四、应用场景本款4路抢答器适用于中小学课堂教学。
教师可以通过抢答器让学生在课堂上积极回答问题，增强学生对知识点的理解和记忆。
在团队竞赛中，抢答器也可以作为评分工具，用于记录团队的答题水平。
五、教学效果和可操作性评价1.教学效果：抢答器可以增强学生的参与度和互动性，培养学生的团队合作和竞争精神，促进学生思考和讨论，提高教学效果。
2.可操作性评价：抢答器的设计考虑到了简单方便的操作，教师和学生只需按下按钮即可完成相应操作，无需复杂的设置和操作过程，易于上手和使用。
六、结论本次设计的4路抢答器满足了现代教育教学的需求，提高了学生参与度和互动性。
通过抢答竞赛，可以培养学生的竞争意识和思考能力。
四路智力竞赛抢答电路设计报告
四路智力竞赛抢答器设计报告姓名：专业：学号：指导教师：2012年1月10日四路智力竞赛抢答器随着我国经济和文化事业的发展，在很多竞争场合都要求有快速公正的竞争裁决。
例如证券、股票交易及各种智力竞赛等。
在现代生活中，智力竞赛更是作为一种生动活泼的教育形式和方法能够引起观众的极大兴趣。
而在竞赛中往往分为几组参加，这时针对主持人提出的问题，各组一般都要进行必答和抢答，对必答一般有时间限制，到时有声响提示；对于抢答，要判定哪组先按键，为了公正，这就要有一种逻辑电路抢答器作为裁判员，一般抢答器由很多门电路组成，线路复杂，可靠性低，特别是抢答路数增多时，实现起来就更加困难。
在此设计了一种利用数字电路实现的抢答系统，具有很强的实用性。
数字抢答器由主体电路与扩展电路组成。
优先编码器、锁存器、译码电路将参赛队的输入信号在显示器上输出。
抢答器具有数据锁存和显示功能。
抢答开始后，若有选手按动抢答按钮，编号立即锁存，并由LED 显示灯上显示，同时所存输入电路，禁止其他选手抢答。
优先抢答选手一直保持到主持人将系统清零为止。
一、设计任务1、4名选手编号为：K1，K2，K3，K4。
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（即K5开关）用来控制系统清零（抢答显示LED显示灯灭灯）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，封锁输入编码电路，禁止其他选手抢答。
抢答选手的LED灯一直保持到主持人将系统清零为止。
4、如果抢答定时已到，却没有选手抢答时，本次抢答无效。
封锁输入编码电路，禁止选手超时后抢答。
二、设计要求1、抢答器可供四人竞赛时使用，每个参赛者均设有一个抢答按钮。
2、电路具有优先抢答权功能，即对第一抢答者的信号具有鉴别和锁存功能。
3、电路能够显示获得抢答权者的编号，并通过亮灯表示已经有人抢到答题权。
4、电路具有复位功能，当一轮抢答结束后，由主持人将系统复位，可进行下一轮抢答。
SOPC四路抢答器设计
本科实验报告题目：四路抢答器设计课程名称：SOPC设计与实践学院（系）：信息与通信工程学院专业：电子信息工程班级：学号：学生姓名：成绩：2011 年 5 月14 日题目：四路抢答器设计1 设计要求在娱乐、竞赛类节目中，很多都需要用到抢答器，用来判断是谁第一个抢到答题机会。
本设计是四路抢答器，就是可以四个人一块抢答，并且将抢答结果通过LED、数码管、LCD来进行显示。
即某一个人按下他对应的按钮后，他身前的LED亮，数码管上显示他对应的号码，LCD显示是第几号选手获得了抢答的机会。
并且本设计设有总控制开关，用来控制何时开始抢答。
2 设计分析及系统方案设计对于总开关的设计，我采用的是在判断按键操作之前增加一个if语句，如果总开关开启，按键操作才被响应，如果总开关没有开启，按键操作都不被响应。
对于按键的判断，我采用的按键中断来实现的，某个按键按下后，中断响应，如果总开关开启，则根据键值进行响应的按键响应，即将对应的LED点亮，数码管上显示需要显示的数字，LCD显示第几位选手抢答成功。
为了防止第一位选手抢答后，第二位选手将第一位选手的抢答冲掉，考虑到实际应用，我采用的是在第一位选手按键操作响应后就进行一定时间的延时，从而保证在延时的这段时间，其他的选手不能将第一位选手的按键响应冲掉。
3 各功能模块硬件电路设计（1）总体电路图在此系统图中，包含CPU及外围LED、数码管、LCD的连接及引脚配置。
（2）SOPC builder配置图此SOPC builder中，加入了20K RAM、16K ROM、四位按键（设置下降沿中断）、一位开关、四位LED、一个七段数码管、一片LCD。
4 系统软件设计（1）流程图（2）源代码：#include "system.h"#include "sys/alt_irq.h"#include "altera_avalon_pio_regs.h"#include "alt_types.h"#include "io.h"#include "stdio.h"volatile int edge_capture;unsigned char seg_table[11]={0x40,0x79,0x24,0x30,0x19,0x12,0x02,0x78,0x00,0x10,0x7f};static void handle_key_interrupt(void* context,alt_u32 id){volatile int* edge_capture_ptr=(volatile int*)context;*edge_capture_ptr=IORD(KEY_BASE,3);IOWR(KEY_BASE,3,0);}static void init_key_pio(){void* edge_capture_ptr=(void*)&edge_capture;IOWR(KEY_BASE,2,0xf);IOWR(KEY_BASE,3,0x0);alt_irq_register(KEY_IRQ,edge_capture_ptr,handle_key_interrupt);}int main(void){init_key_pio();char sw;char Text1[15]=" The first one!";char Text2[15]=" The second one";char Text3[15]=" The third one!";char Text4[15]=" The forth one!";char Text5[15]=" Please Wait...";int Initial[5]={0x38,0x0c,0x01,0x06,0x80};for(i=0;i<5;i++){IOWR(LCD_16207_0_BASE,0,Initial[i]);usleep(5000);}while(1){IOWR(LCD_16207_0_BASE,0,0x01);sw=IORD(SW_BASE,0);if(sw==1)switch(edge_capture){case 0x08:{IOWR(LED_BASE,0,0x08);IOWR(SHU_BASE,0,seg_table[1]);for(i=0;i<15;i++){IOWR(LCD_16207_0_BASE,2,Text1[i]);usleep(2000);}usleep(9000000);}break;case 0x04:{IOWR(LED_BASE,0,0x04);IOWR(SHU_BASE,0,seg_table[2]);for(i=0;i<15;i++){IOWR(LCD_16207_0_BASE,2,Text2[i]);usleep(2000);}usleep(9000000);break;case 0x02:{IOWR(LED_BASE,0,0x02);IOWR(SHU_BASE,0,seg_table[3]);for(i=0;i<15;i++){IOWR(LCD_16207_0_BASE,2,Text3[i]);usleep(2000);}usleep(9000000);}break;case 0x01:{IOWR(LED_BASE,0,0x01);IOWR(SHU_BASE,0,seg_table[4]);for(i=0;i<15;i++){IOWR(LCD_16207_0_BASE,2,Text4[i]);usleep(2000);}usleep(9000000);}break;default:{IOWR(LED_BASE,0,0x00);IOWR(SHU_BASE,0,seg_table[10]);}break;}else{edge_capture=0x00;IOWR(LED_BASE,0,0x00);IOWR(SHU_BASE,0,seg_table[10]);for(i=0;i<15;i++){IOWR(LCD_16207_0_BASE,2,Text5[i]);usleep(2000);}usleep(200000);}}}5 系统调试运行结果说明计分析系统运行环境：硬件是Altera公司CycloneII 2C35FPGA DE2开发板，软件是QuartusⅡ6.0和NIOS Ⅱ。
四位抢答器课程设计
四位抢答器课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能够理解四位抢答器的电路原理，掌握基本电子元件的功能及其在电路中的作用。
2. 学生能够描述四位抢答器的工作过程，解释其抢答功能的实现原理。
3. 学生能够运用所学知识分析并解决四位抢答器在实际应用中可能出现的问题。
技能目标：1. 学生能够独立完成四位抢答器的组装和调试，培养动手实践能力。
2. 学生能够运用逻辑思维和问题解决策略，对四位抢答器进行故障排查和维修。
3. 学生能够通过团队合作，共同完成四位抢答器的设计和优化，提高沟通与协作能力。
情感态度价值观目标：1. 学生能够对电子技术产生兴趣，激发学习热情，培养积极探索的精神。
2. 学生能够在实践中体验成功与失败，培养面对挫折的勇气和解决问题的信心。
3. 学生能够认识到团队协作的重要性，培养集体荣誉感和责任感。
课程性质：本课程为电子技术实践课程，注重培养学生的动手能力、逻辑思维能力和团队协作能力。
学生特点：六年级学生，具备一定的电子技术基础，好奇心强，喜欢动手实践，但注意力集中时间有限。
教学要求：教师需结合学生特点，采用启发式教学，引导学生主动探究，注重实践操作，提高学生的参与度和兴趣。
同时，关注学生的个体差异，给予不同层次的学生适当指导，确保课程目标的实现。
通过课程学习，使学生能够将所学知识应用于实际操作中，提高综合运用能力。
二、教学内容本课程教学内容主要包括以下几部分：1. 电子元件认识：介绍四位抢答器中所用到的电子元件，如按钮、LED灯、晶体管、继电器等，使学生了解各元件的作用和特点。
2. 电路原理分析：讲解四位抢答器的电路原理，包括基本电路图、触发电路、锁存电路和译码显示电路等，帮助学生掌握抢答器的工作原理。
3. 组装与调试：指导学生进行四位抢答器的组装，学习焊接技术，学会使用万用表等调试工具，进行电路调试，确保抢答器的正常工作。
4. 故障排查与维修：教授学生如何分析四位抢答器可能出现的故障，掌握排查故障的方法，学会简单的维修技巧。
经典四路抢答器课程设计
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。
四路抢答器设计方案
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。
四路抢答器的抗干扰设计
四路抢答器的抗干扰设计作者：郭维家李书杰刘宝龙安春燕来源：《数字技术与应用》2014年第01期摘要：抢答器的高分辨率与抗干扰问题是抢答器设计的一个突出矛盾。
本设计重点解决了四路抢答器的抗干扰问题。
通过轮流检测按键，设置按下按键的标志位，延时避过按键抖动后再次检查标志位为1的按键是否真正按下来识别有效按键信息从而避过干扰达到正确显示抢答按键编号的目的。
关键词：四路抢答器抗干扰设计中图分类号：TP391.9 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2014）01-0131-02传统抢答器的设计大体上有以下几种方法：利用PLC设计抢答器[1-2]，显然这种设计方法成本太高。
采用FPGA现场可编程技术[3]，使用这种方法，避免了硬件电路的焊接与调试，增强了系统的灵活性，这种实现方式对编程的要求高。
采用与非门、D触发器、可控硅、接触器等元器件设计4路抢答器[4]，设计方法切实可行、成本较低，但是电路结构略显复杂。
也有使用单片机设计的抢答器[5-7]。
这些设计方法里面有一个共同的问题：没有提到抗干扰的问题。
抗干扰问题在抢答器的设计里面是不能回避的，如果不能识别干扰信号的话，容易造成误动作。
下面通过PROTEUS（版本：7.7sp2）仿真来说明这个问题。
无抗干扰的4路抢答器原理图如图1所示。
赛场中设有1个裁判台，按键编号为“0”，4个参赛台，4个参赛台分别为1号、2号、3号、4号参赛台，它们分别对应了（图1）中的P2.0引脚（该引脚用来模拟干扰）和编号为2，3，4的3个抢答键。
该电路的原理图借鉴于参考文献[8]该电路由3部分组成。
第一部分：单片机电路，P2.0引脚用来产生干扰信号，P2.1引脚用来检测主持人是否按下了裁判键。
第二部分：时钟锁存复位三合一的电路。
第三部分：译码及显示电路。
各部分的功能详述见参考文献[8]。
该电路（图中所有触发器均为上升沿触发，置1端低电平有效，复位端也是低电平有效）在抢答前必须先由主持人按下图1中的裁判键，这样做的目的是为了将左侧时钟兼锁存电路的触发器D1清零，同时使右侧的七个D触发器中D2到D7置1，而将触发器D8置0，以便让数码管显示器显示数字0，另一方面可使得在主持人按下裁判键之前所有参赛者的按键动作均无效，以防止参赛者的提前抢答。
四路抢答器实验设计
-课程设计说明书-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）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。
四路抢答器课程设计报告
四路抢答器课程设计报告绪言为了加深对数字电子技术课程理论知识的理解，有效地提高动手能力，独立分析问题、解决问题能力，协调能力和创造性思维能力，树立严谨的科学作风，培养综合运用理论知识解决实际问题的能力。
现设计一个四人智能抢答器，通过电路的设计、安装、调试、整理资料等环节，初步掌握工程设计方法和组织实践的基本技能，逐步熟悉开展科学实践的程序和方法。
四人智力竞赛抢答器一、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。
由主持人控制，抢答前锁定抢答器，抢答时开启电路；用发光二极管LED显示哪个选手抢到。
2．设计要求（1）4名选手编号为：1，2，3，4。
各有一个抢答按钮和发光二极管，按钮和发光二极管的编号都与选手的编号对应，也分别为1，2，3，4。
（2）给主持人设置一个控制按钮，用来控制系统清零和抢答的开始。
（3）抢答器具有数据锁存功能。
抢答开始后，若有选手按动抢答按钮，该选手编号立即锁存，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。
、电路原理分析下图为供4人用的智力竞赛抢答装置电路，用以判断抢答优先权。
图中F1为4D触发器74LS175，它具有公共置0端和公共CP端；F2为双4输入与非门74LS20；F3是由74LS00组成的多谐振荡器；F4是由74LS74组成的4分频电路。
F3，F4组成抢答电路中的CP时钟脉冲源。
抢答开始时，由主持人清除信号，按下复位开关S5，74LS175的输出Q1~Q4全为0，所有发光二极管LED均熄灭。
当主持人宣布“抢答开始”后，首先做出判断的参赛者立即按下开关，对应的发光二极管点亮，同时，通过与非门F2送出的信号锁住其余3个抢答者的电路，不再接受其他信号，直到主持人再次清除信号为止。
四人智力抢答器原理图三、电路设计与单元电路分析1.电路设计电路由选手开关电路、主持人开关电路、触发锁存电路、时间脉冲电路、抢答鉴别电路和显示电路组成。
毕业设计四路智力竞赛抢答器的设计范本
毕业设计四路智力竞赛抢答器的设计摘要本文设计可供四人抢答的抢答器电路并对其进行仿真。
首先本文提出了一种控制以及计时电路的方案，并对其进行了论证。
设计方案先利用D触发器及优先编码器74LS148N组成的抢答电路实施抢答电路的运行，然后利用555集成电路构成秒脉冲发生器；然后用其产生的矩形波触发倒计时计数器；运用输出的进位电压控制计时器的停止，并发生警报。
然后用Multisim9对电路进行仿真和整体的性能指标测试。
经过测验，得到了比较符合要求的仿真结果。
关键字：D触发器、优先编码器74LS148、七段显示译码器74LS48、555集成电路目录摘要 (I)目录 ...................................................................................................... I I 绪论 (1)第1章方案与论证 (2)1.1 设计要求 (2)1.2 方案论证 (2)第2章单元电路设计 (5)2.1 抢答器按键保持与封锁电路 (5)2.1.1 74LS74D触发器 (5)2.2 选手号码显示电路 (9)2.2.1 74LS148优先编码器 (9)2.2.2 74LS248七段译码器 (10)2.3 脉冲发生器电路 (14)2.3.1 555定时器 (14)2.4 8421BCD码递减计数器电路 (17)2.4.1 十进制可逆计数器74LS192 (17)2.5 抢答及限时鸣响电路 (20)2.5.1 74LS04非门 (20)2.5.2 74LS02与非门 (21)总结 (23)参考文献 (25)附录Ⅰ总电路图 (26)附录Ⅱ元器件清单 (27)绪论关于这次设计的用于多人竞赛抢答的器件，在现实生活中很常见，特别是在随着各种智益电视节目的不断发展，越来越多的竞赛抢答器被用在了其中，这种抢答器的好处是不但能够锻炼参赛选手的反应能力，而且能增加节目现场的紧张、活跃气氛，让观众看得更有情趣。
电工电子创新实验报告-四路抢答器设计
一、设计题目：四路抢答器设计二、技术指导和技术要求：用集成芯片设计并制作简易四路抢答器，具体要求如下：1.每个参加者控制一个按钮，用按动按钮发出抢答信号；2.抢答组数分为四组，即序号A、B、C、D，对应数字编码1、2、3、4，优先抢答者按动本组序号开关，该组对应数字编码立即锁存到LED显示器上，同时封锁其他组号，并有蜂鸣器声音提示。
此后其他3人再按动按钮对电路不起作用；3.竞赛主持人另有一个按钮，用于将电路复位。
三、选择总体方案，确定电路1、提出电路的方案方案（1）：如图1所示为总体方框图。
其工作原理为：通电源后，抢答器处于工作状态，编号显示器灯灭，主持人宣布“开始”，选手开始抢答，抢答器完成：优先判断、编号锁存、编号显示。
当一轮抢答之后，禁止二次抢答。
如果再次抢答必须由主持人操作“复位”开关。
图1 电路原理框图方案（2）：下面是用74LS175、74LS00、74LS20得到的4路抢答器的电路，如图2。
这个电路只是通过发光二极管来显示其结果，没有达到按照选手的号码来显示数字，并且其电路抢答没有声音，所要求集成块个数跟方案(1)相当，但实现功能稍逊方案(1)。
2、方案的选择与论证比较方案（1）和方案（2），发现方案（1）需要元器件数量稍微多一点，但所需元件都是比较简易，电路不是很复杂，并且所显示的效果比方案(2)要多，达到了实验的要求。
而方案(2)不能有效达到设计指标（没有声音、无数字显示），所以选择方案（1）。
图2 方案(2)电路图四、单元电路推导和电路元器件参数计算(1)优先锁存、门控电路：CD4511具有锁存、译码、消隐功能，通常以反相器作输出级，通常用以驱动LED，其引脚图和功能表如图3。
图3 CD4511的引脚图和功能表门控电路用来实现允许抢答和清零复位的功能，由一个开关R连入电路实现。
分析CD4511的功能表可知，给CD4511的端口LE加高电平就能实现这一锁存功能。
在抢答的准备阶段，主持人按下开关R后，CD4001 RS触发器输出端4号端口输出低电平，即CD4511的LE端口为低电平，4511处于消隐工作状态，LED数码管不显示；当第一个在抢答键按下时，5V电源通过二极管D3、D4、D5或者D6加至CD4001RS触发器S端，即1号脚输入高电平，其输出端4号脚变为高电平输出，即给LE一个高电平，锁存此时的编号，同时数码管显示相应的编号。
基于PLC四路抢答器的设计
基于PLC四路抢答器的设计PLC四路抢答器设计是一种基于可编程逻辑控制器（PLC）的系统，用于实现多人抢答游戏的设备。
该系统可以用于教育培训、智力竞赛等各种场景，提高参与者的反应能力和竞争意识。
下面将详细介绍PLC四路抢答器的设计。
1.系统结构PLC四路抢答器由主控单元、按键单元、显示单元和声音模块组成。
主控单元负责抢答器的控制和信号处理，按键单元用于参与者进行抢答，显示单元显示参与者的得分情况，声音模块用于发出抢答和答案正确的提示音。
2.主控单元设计主控单元采用PLC进行控制，具有较高的稳定性和可靠性。
它通过读取按键单元的信号，控制显示单元和声音模块的状态，并根据参与者的抢答顺序和答案是否正确进行得分计算。
主控单元还可以设置游戏的时间限制、参与者数量等参数。
3.按键单元设计按键单元由若干个按钮组成，每个按钮代表一个参与者。
当参与者准备抢答时，他们可以按下自己对应的按钮。
主控单元根据按键的信号进行响应，记录抢答的顺序和答题的正确性。
4.显示单元设计显示单元用于显示参与者的得分情况和答案的正确与否。
对于每个参与者，显示单元可以显示其抢答的顺序和得分。
当参与者抢答成功或答案正确时，显示单元可以发出相应的提示，如闪烁、改变颜色等。
5.声音模块设计声音模块用于发出抢答和答案正确的提示音。
当参与者抢答成功或者答案正确时，声音模块可以发出嘈杂的声音作为奖励。
同时，在一些参与者抢答时间结束或者所有题目答完后，声音模块可以发出结束的提示音。
6.系统功能PLC四路抢答器可以实现以下功能：-支持多人同时抢答，提高参与者的竞争意识和反应能力。
-可以设置游戏的时间限制和参与者数量，适用于不同规模和需求的竞赛活动。
-可以显示参与者的得分情况，提供公平公正的竞赛环境。
-提供声音提示，增加游戏的趣味性和紧张感。
7.系统优势与传统的抢答器相比，PLC四路抢答器具有以下优势：-PLC控制的稳定性高，不易受到外界干扰，保证系统的可靠性。
简易四路抢答器设计
目录摘要 (2)一，设计任务与要求 (2)二，方案设计与论证 (2)三，硬件电路设计 (3)四，软件设计 (6)五，器件选型方案 (19)六，调试： (20)七，结论与心得 (20)八，参考文献 (21)单片机四路抢答器设计摘要抢答器作为一种工具，已广泛应用于各种智力和知识竞赛场合。
但抢答器的使用频率较低，且有的要么制作复杂，要么可靠性低。
作为一个单位，如果专门购一台抢答器虽然在经济上可以承受，但每年使用的次数极少，往往因长期存放使（电子器件的）抢答器损坏，再购置的麻烦和及时性就会影响活动的开展，因此设计了本抢答器。
本设计是以四路抢答为基本理念。
考虑到依需设定限时回答的功能，利用AT49C51单片机及外围接口实现的抢答系统，利用单片机的定时器/计数器定时和记数的原理，将软、硬件有机地结合起来，使得系统能够正确地进行计时，同时使数码管能够正确地显示时间。
用开关做键盘输出，扬声器发生提示。
同时系统能够实现：在抢答中，只有开始后抢答才有效，如果在开始抢答前抢答为无效；抢答限定时间和回答问题的时间可在1-99s设定；可以显示是哪位选手有效抢答和无效抢答，正确按键后有音乐提示；抢答时间和回答问题时间倒记时显示，满时后系统计时自动复位及主控强制复位；按键锁定，在有效状态下，按键无效非法。
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，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、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并保持到主持人将系统清除为止。
二，方案设计与论证方案：该系统采用51系列单片机AT49C51作为控制核心，该系统可以完成运算控制、信号识别以及显示功能的实现。
四路抢答器的抗干扰设计
综述 ： 从文 中论述 可看 出， 上述 的设计思想很好地解决 了抢答 单片机在 １ 号抢 答线（ Ｐ ２ ． ０ 引脚） 上产 生一个３ ｕ ｓ 的负脉冲干扰 。 这个 干扰信号在 主持人按下裁判键并松手后产生。 （ 图１ ） 中显示 的１ 就是 器的抗干扰 问题 。 当然 ， 文中的抢答器达不化商业化的 目的， 有些功 Ｐ ２ ． ０ 引脚上的干扰信号造成 的触发器的误翻转 。 能没有 ， 比如显示抢答剩余时 间。 这不是本文重点。 需要时读者可 自 显然干扰信号造成了触发器的误翻转 。 利用单片机编程 ， 可有 行补 充。 效避开干扰信号 ， 对应 的电路如 （ 图２ ） 。 参 考 文 献 该 电路 中仅有 以下几 个元件 ： 单片机 ， 排阻， 按键， 电阻 ， 数码 ［ １ ］ 蔡奕超． 西 门子 Ｓ ７ －２ ０ ０控制的 ４路抢答器设 计． 《 华章 第 ２ ３ 管， 晶体管 ， 发光 二极管 ， 蜂鸣器 。 避开干扰及正确显示按键编号通
过编程 实现。 设计思想 ： 取４ 个 比特（ 此处取２ ０ Ｈ． ０ ， ２ ０ Ｈ． １ ， ２ ０ Ｈ． ２ ，
卷。 ２ ０ １ １年 ．
２ ０ Ｈ． ３ ） 用来保存 一次按键轮询 中Ｐ ２ ． ０ 到Ｐ ２ ． ３ 上 负脉冲出现与否 。
Ｅ ２ ］ 蔡永 慧， 修淑英． 基于西 门子 Ｓ ７ —２ ０ ０的四路抢 答器 的控制． 《 硅
信号 ， Ｐ ２ ． １ 引脚用来检 测主持人是否按下了裁判键 。 第二部分： 时钟 锁存复位三合一 的电路 第三 １ 的 则开始 下一 ： 译码及显示 电路 。 各部分的功能 次的轮询 。 通过上面 的论述可看 出上面 的算法在检测到干扰时 ， 能
设计 开发
‘ Ｉ 与 应 用 穗
3班 四路抢答器设计方案
一、实验目的1．学习智力竞赛抢答器电路的工作原理。
2．学习综合数字电子电路的设计、实现和调试方法。
二、实验内容和要求设计实现一个可容纳四组参赛者的数字智力竞赛抢答器。
要求：每组设置一个抢答按钮供抢答者使用；电路具有第一抢答信号的鉴别和锁存功能。
在此基础上再增加计分电路和犯规电路。
三、设计思路可将整个系统分为三个主要模块：抢答鉴别模块QDJB；抢答计时模块JSQ；抢答计分模块JFQ。
整个系统的组成框图如图5-5-8所示。
图--1 智力竞赛抢答器系统框图四、电路设计图--21．电路设计指标I．本抢答器最多可提供4名参赛选手使用，编号为1~4号，各队分别用一个按钮<S1~S4）控制，并设置一个系统清零和抢答控制开关S5，该开关由主持人控制。
II ．抢答器具有数据锁存功能，并将锁存数据用发光二极管指示灯显示出来，同时蜂鸣器发出间歇式声响，主持人清零后，声音提示停止。
III.抢答先后的分辨率为1ms 。
IV.开关S5作为清零及抢答控制开关<有主持人控制），当开关S5被按下时，抢答电路清零，松开后则允许抢答，输入抢答信号由抢答按钮的S1~S4实现。
V.有抢答信号输入时，有数码管显示出相应组别的号码。
此时再按其他任何一个抢答开关均无效，指示灯依旧保持第一个开关按下时所对应的状态不变。
VI.能完成由主持人控制的30秒倒计时，有抢答信号输入后计时器停止。
VII．能完成定时器复位，启动，暂停/继续计数。
VIII．能完成对每个选手抢答次数的记录，并可复位。
2．仿真电路组成<1）四路抢答器原理见图--3图--3该电路由四个D触发器、与非门及脉冲触发电路等组成。
其中S1，S2，S3、S4为抢答人按钮，S5为主持人复位。
74LS175为四D触发器。
无人抢答时，S1~S4均未被按下，1D~4D均为低电平，在555定时器电路产生时钟脉冲作用下，1Q立即变为高电平，对应指示灯X1发光，同时数码管显示为1，将555定时脉冲封锁，此时送给74ls175的CLK端不再有脉冲信号，所以74LS175输出不再变化，其他抢答者再按下按钮也不起作用，从而实现了抢答。
4路抢答器设计实验报告(一)
4路抢答器设计实验报告(一)4路抢答器设计实验报告1. 引言•介绍实验的背景和目的•提出实验问题和假设2. 实验设计•详细描述实验的设计方案，包括所使用的材料和工具•列出实验步骤和流程3. 实验结果•展示实验结果的数据和图表•对实验结果进行分析和讨论，与假设进行比较4. 结论•总结实验的结果和发现•对实验过程中的问题和不足进行讨论•提出进一步研究的建议5. 参考文献•列出实验过程中参考的文献和资料的引用附录•提供实验过程中的原始数据、图表和计算公式等详细信息1. 引言•实验背景：抢答器是一种常用于竞赛和学术场合的设备，用于测试参与者的反应速度和知识水平。
设计一个4路抢答器，可以满足多人同时参与的需求，提高竞赛的公平性和趣味性。
•实验目的：通过设计和制作4路抢答器，验证其稳定性和可行性，以及测试参与者的反应速度和竞技能力。
2. 实验设计•材料：Arduino开发板、面包板、按钮开关、LED灯、电阻、导线等•工具：焊接工具、螺丝刀、电子测试仪器等•步骤：1.搭建电路：将Arduino开发板与面包板连接，连接按钮开关和LED灯以搭建4路抢答器电路。
2.连接程序：使用Arduino编程语言编写程序，实现抢答器的功能。
3.测试功能：逐一测试每个按钮开关和LED灯是否正常工作。
4.整体测试：测试4路抢答器整体的功能和反应速度。
5.优化改进：根据测试结果，对电路和程序进行调整和改进。
3. 实验结果•数据和图表：记录每个参与者的抢答时间和正确率，并绘制柱状图和折线图进行统计和分析。
•结果分析：根据实验数据和图表，分析参与者的抢答速度和正确率，验证实验假设的成立与否。
4. 结论•通过实验设计和制作的4路抢答器，实现了多人参与的抢答功能。
•参与者的抢答速度和正确率与实验假设存在一定的关联性。
•在实验过程中发现的问题和不足：电路连接不牢固、程序运行不稳定等。
•进一步研究建议：改进电路连接的可靠性、优化程序的响应速度等。