声光显示智能竞赛抢答器22
基于PLC及Wincc的智力竞赛抢答控制装置设计说明书
分布式控制课程设计设计题目：一个智力竞赛抢答控制装置的设计学校：上海交通大学院系：设计人员：指导教师：目录1 绪论..................................................................................................................... - 1 -2 整体功能介绍....................................................................................................... - 1 -2.1任务描述..................................................................................................... - 1 -2.2智力竞赛抢答控制装置要求:................................................................... - 2 -2.3控制装置要求分析..................................................................................... - 2 -3 硬件电路设计..................................................................................................... -4 -4 软件设计............................................................................................................. -5 -4.1输入输出IO分配....................................................................................... - 5 -4.2梯形图设计................................................................................................. - 6 -4.2.1创建符号表........................................................................................ - 6 -4.2.3创建组织块OB1 ............................................................................... - 8 -4.3 STEP 7仿真调试及运行....................................................................... - 17 -4.3.1调试方案确定.................................................................................. - 17 -4.3.2软件仿真调试.................................................................................. - 18 -5 SIMATIC WinCC仿真..................................................................................... - 20 -5.1 创建新的驱动程序.................................................................................. - 20 -5.2建立变量表............................................................................................... - 21 -5.3创建运行画面........................................................................................... - 21 -6 小结与心得体会............................................................................................... - 22 -7 参考文献........................................................................................................... - 23 -1 绪论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额竞争裁决，例如证券、股票交易及各种智力竞赛等。
智能抢答器的设计与实现
课程设计任务书学生姓名：王双双专业班级：通信1105 指导教师：李政颖工作单位：武汉理工大学题目: 智能抢答器的设计与实现初始条件：本设计既可以选用集成电路：74LSl48，74LS279，74LS48，74LSl92，NE555，74LS00，74LSl21和其它器件等，实现八路定时抢答功能；又可以使用单片机系统构建多路数字定时抢答器。
要求用蜂鸣器和光电二极管作声光报警器件，工作电源Vcc为+5V。
要求完成的主要任务: （包括课程设计工作量及技术要求，以及说明书撰写等具体要求）1、课程设计工作量：1周。
2、技术要求：1）可同时供8名选手（或代表队）参赛，其编号分别是0到7，各用一个抢答按钮，按钮的编号与选手的编号相对应；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。
2）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，同时扬声器给出音响提示。
此外，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。
3）抢答器具有定时抢答的功能，且一次抢答的时间可以由主持人设定(如30秒)。
当节目主持人启动“开始”键后，要求定时器立即进行减计时，并用显示器进行显示，同时扬声器发出短暂的声响，声响持续时间0.5秒左右。
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和抢答时刻的时间，并保持到主持人将系统清零为止。
5）如果定时抢答的时间已到，却没有选手抢答时，本次抢答无效，系统进行短暂的报警，并封锁输入电路，禁止选手超时后抢答，定时显示器上显示00。
3、查阅至少5篇参考文献。
按《武汉理工大学课程设计工作规范》要求撰写设计报告书。
全文用A4纸打印，图纸应符合绘图规范。
时间安排：1、2013年5 月17日，布置课设具体实施计划与课程设计报告格式的要求说明。
FQ-998型带分数显示智力竞赛抢答器使用说明书
FQ-998型带分数显示智力竞赛抢答器使用说明书一、概述FQ-998型带分数显示智力竞赛抢答器为本公司精工设计的成熟产品，具有众多优点：1、采用微电脑主控，集抢答器、记分器、数现倒计时器于一机，操作简单，判别精确。
2、采用大屏幕超高亮度数码管显示分数，亮度高，显示美观。
3、积木式结构，1-12组任意连接。
4、一个计算机式数字小键盘完成所有操作设定。
5、基本分、每组、次的加减分步进值可设。
6、具抢答、答题两种数显倒计时功能，倒计时时间任设。
倒计时时间到有声音提示；可中途提前退出倒计时。
7、每组、次抢答成功有声光显示，可自动判别偷答情况，并有不同的声响提示。
8、仿液晶显示器豪华塑壳，并配圆型带灯光显示豪华专用抢答开关。
9、目前国内销量最大的带分数显示型智力竞赛抢答器，被全国各地众多电视台选用。
二、主要技术参数：电源电压：220V±10% 功耗：10W抢答判别方式：多选一的中断方式，微秒级速度，判别精确。
倒计时种类：抢答/答题两种计时设定范围：1-255秒声音种类：抢答/偷答两种声音输出功率：1W，并带线路输出组数：1-8组，1-12组可选，配豪华抢答开关。
分显示屏种类：三位显示，共三种尺寸的超高亮数码管可选：2.3、3英寸采用立式仿液晶显示器外型塑壳，尺寸：260×160×50MM。
4英寸为壁挂式，尺寸：400×250×35MM主显示屏尺寸：四位显示，两种尺寸可选：4英寸牌：500×270×35MM壁挂式；8英寸牌：720×400×35MM壁挂式。
数据线长度：标配（5、7、9、11、13米）×2，特殊规格可定做。
主机尺寸：310×285×105MM 全套设备重量：15KG三、使用方法：3.1、连接抢答开关和显示屏：根据晚会参加竞赛的组数，决定挂接多少个分数显示屏，把对应的显示屏放在各参赛组台子上，用数据线连接到主机对应的分牌插座上。
智能竞赛抢答器分析知识讲解
编号：课程设计说明书题目：智力竞赛抢答器院（系）：信息与通信学院专业：电子信息工程学生姓名：学号：指导教师：莫建文2014 年12 月20 日摘要随着电子技术的飞跃发展，人类社会逐渐步入了信息化时代，人们的生活水平不断提高，对精神文明生活的要求也跟着提高，这对电子领域提出了跟更高的要求。
电子学是一门应用很广泛的科学技术，其发展非常迅速。
要想学好这门技术，首先是基础理论的系统学习，然后要进行技术训练，进而培养我们对理论联系实际的能力，设计电路的能力，实际操作的能力，以及培养正确处理数据、分析和综合实验结果、检查和排除故障的能力。
同时也可以加深我们对电子产品的理解。
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，尤其是随着各种益智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仅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。
在知识竞赛中，特别是做抢答题时，在抢答过程中，为了知道哪一组或哪一位选手先做出抢答，必须要有一个系统来完成这个任务。
如果在抢答中，只靠人的视觉是很难判断出哪组先答题。
这次设计就是用D触发器实现抢答，并通过简单的门电路和译码器把选手编号送到数码管显示器中进行显示，使以上问题得以解决，即使两组的抢答时间相差几微秒，也可分辨出哪组优先答题。
本次抢答器的设计还考虑了定时抢答功能和声光提示报警功能，使抢答器更接近实际情况，更加智能化。
本文主要介绍了抢答器的工作原理及设计，以及在设计过程中出现的一些问题和解决方法。
关键字：信息化；抢答；触发；译码；报警；智能目录引言 ......................................................................................................................................................... - 1 - 1 功能介绍....................................................................................................................................... - 1 -1.1 主要功能介绍........................................................................................................................ - 1 -1.2 扩展功能介绍........................................................................................................................ - 1 -2 设计说明....................................................................................................................................... - 1 -3 主要元器件及其芯片介绍.................................................................................................. - 2 -3.1 主要元器件芯片图............................................................................................................... - 2 -3.2 计数器74LS192介绍 .......................................................................................................... - 3 -3.3 NE555介绍 ............................................................................................................................. - 4 -3.4 锁存器74LS175介绍 .......................................................................................................... - 4 -3.5 译码器74LS47介绍 ............................................................................................................ - 4 -4 设计思路....................................................................................................................................... -5 -5 设计原理及过程....................................................................................................................... - 5 -5.1 总体方案设计........................................................................................................................ - 5 -5.2 单元模块设计........................................................................................................................ - 6 -5.2.1抢答器控制端设计 ................................................................................................. - 6 -5.2.2时钟发生信号 .......................................................................................................... - 7 -5.2.3倒计时设计............................................................................................................... - 8 -5.2.4控制电路和报警电路设计.................................................................................... - 9 -6 智力竞赛抢答器仿真结果................................................................................................ - 10 -7 PCB图制作................................................................................................................................. - 11 -8 抢答器实物................................................................................................................................ - 12 -9 设计总结..................................................................................................................................... - 13 -10 致谢............................................................................................................................................. - 14 -11 参考文献 .................................................................................................................................. - 15 -引言本设计是根据实习要求进行智力竞赛抢答器的设计，首先根据设计要求画出了抢答器的系统框图，然后分模块对抢答器进行原理图设计，并用Multisim软件进行电路仿真，确定没有问题后再用Altium Designer Winter软件进行PCB电路板的绘制，根据电路图对设计进行制作，焊接元件，最后进行调试测试。
一种智能语音抢答器的设计
学号：10446234 常州大学毕业设计（论文）（2014届）题目一种智能语音抢答器的设计学生朱京学院信息科学与工程学院专业班级电子102校内指导教师段仲麒专业技术职务讲师校外指导老师专业技术职务二○一四年六月一种智能语音抢答器的设计摘要：由公交车的报站系统得到启发，将报站系统经过修改将其移植到抢答器之上。
设计一款智能语音抢答器，其可以代替主持人完成提示选手进入抢答环节、语音随机出题及报号、提示抢答环节结束的功能。
这样的抢答环节由机器发声，具有统一的音色、语调，避免主持人个人的因素对选手带来的不公平性。
这款智能语音抢答器由控制芯片、液晶显示器、中文语音合成芯片、4*4矩阵键盘以及扬声器组成。
其中控制芯片选用的是STM32系列的stm32f103rbt6，其具有128kb的闪存，最高工作频率达到72MHz。
负责整个抢答器系统的按键扫描、发送数据给液晶、给语音合成芯片。
液晶显示器选用的是TFTLCD，常见于智能手机上。
具有强大的功能，可以改变字体颜色、设置文字的显示区域等。
中文语音合成芯片选用的是SYN6658，由北京宇音天下有限公司推出的。
可以对任意中文文本进行语音合成，甚至可以识别多音字及中文姓氏等非常规的读法。
关键词：公交车报站系统；智能语音；STM32；Design of an intelligent voice responderAbstract:Inspired by the bus stop reporting system, the newspaper station system after modification of the responder. Design of an intelligent voice responder, which can replace the host to complete tip into responder link, random and reported speech, clew vies to answer first link end function. Such a machine voice answer link, with a unified tone, intonation, avoid the unfair factors of host individuals to the player's.The intelligent voice answering device by the control chip, liquid crystal display, Chinese speech synthesis chip, 4*4 matrix keyboard and speakers. The control chip is used is the STM32 series of stm32f103rbt6, which has 128KB of flash memory, the maximum operating frequency is up to 72MHz. Responsible for the entire responder system key scanning, sends data to the LCD, gave a speech synthesis chip. Liquid crystal display, select TFTLCD, common in intelligent mobile phone. With powerful function, can change the font color, set the text display area etc.. Chinese speech synthesis chip select SYN6658, launched by the Beijing Yu sound world Co. ltd.. Can be the voice synthesis of arbitrary Chinese text, can even identify polyphone and Chinese surname and other non conventional pronunciation.Keywords:Bus stop reporting system ；intelligent voice；STM32；目录摘要 (I)Abstract (Ⅱ)1 前言 (1)1.1本课题的设计背景与意义 (1)1.2 目前抢答器的发展现状及趋势 (1)1.3 本课题的设计任务与目标 (1)2 系统开发平台和方案论证与选择 (3)2.1 开发平台 (3)2.1.1 软件平台：keil (3)2.1.2硬件平台：STM32开发板 (3)2.2方案选择与论证 (3)2.2.1系统图设计 (3)2.2.2控制芯片的选择 (4)2.2.3语音合成芯片的选择 (5)2.2.4 发声模块的选择 (5)3 系统总体设计 (6)3.1系统总体设计图 (6)3.2 硬件模块的设计 (6)3.2.1 STM32F103RBT6主控制模块的设计 (6)3.2.2 SYN6658语音模块的设计 (10)3.2.3 显示器的设计 (13)3.2.4键盘模块的设计 (18)3.2.5发声模块的设计 (19)3.3系统软件程序设计 (19)3.3.1系统程序流程图 (19)3.3.2语音合成程序流程图 (20)3.3.3显示系统控制流程图 (21)3.4系统功能函数设计 (22)4 系统调试 (24)4.1 硬件调试－J-Link (24)4.2 软件调试－keil3程序调试器 (25)5 系统实物图和成果图 (29)5.1 系统三大功能模块实物图 (29)5.2 系统成果图 (29)6 总结与展望 (34)6.1 总结 (34)6.2 展望 (34)参考文献 (36)致谢 (38)附录 (39)1 前言1.1本课题的设计背景与意义抢答器是一种应用极其广泛的基础设备，在各种知识竞赛、抢答环节等文体活动中，它能客观、及时、快速地分辨出首先获得抢答权的选手。
智能竞赛抢答器分析
智能竞赛抢答器分析随着科技的不断进步，智能硬件也被广泛应用于各种场合。
其中，智能竞赛抢答器现已成为一项备受关注的教育设备。
本文将从其结构、工作原理、优点及应用方面进行分析。
结构智能竞赛抢答器主要分为三个部分：主机、手柄和收发器。
其中，主机负责指挥整个系统的运行，手柄是参赛者所使用的装置，收发器则是将手柄的信号传到主机的媒介。
主机主机是智能竞赛抢答器中最为重要的部分，其主要功能是对手柄的信号进行解析，并通过屏幕或音响的形式将参赛者的答题情况反馈出来。
手柄手柄是参赛者所使用的装置，其外形一般为长方体或圆柱形。
手柄上配有多个按键，每个按键分别对应着一个编号或颜色，参赛者根据题目所给的提示按下相应的按键，以此进行抢答。
收发器收发器是将手柄的信号传到主机的媒介，一般采用无线通讯技术或红外线遥控技术进行数据的传输，具有较高的稳定性和远距离传输的能力。
工作原理智能竞赛抢答器的工作原理如下：1.参赛者按下手柄上的按键，手柄产生信号。
2.收发器收到手柄的信号并进行解码。
3.收发器将解码后的信号发送到主机进行处理。
4.主机将参赛者的抢答情况进行处理，并向参赛者反馈。
整个过程一般以毫秒为单位进行计时，以保证全体参赛者在公平和公正的环境中进行抢答。
优点智能竞赛抢答器相较于传统的手工抢答有如下优点：1.精准度高：每个参赛者的抢答情况可以直接通过主机上的屏幕或音响显示出来，参赛者可以清楚地了解到自己和其他人的答题情况，有效减少人为误判的情况。
2.抢答速度快：手柄上的按键响应速度非常快，参赛者的抢答时间可以精确到毫秒级别，赛事更加公正和公平。
3.操作简单：手柄的操作非常简单，只需要按下相应的编号或颜色即可完成答题，不需要参赛者专门进行操作培训。
4.维护成本低：智能竞赛抢答器的结构比较简单，维护成本不高，而且其材料成本也较为经济。
应用方面智能竞赛抢答器目前已广泛应用于各类比赛和测试场合，如培训机构、学校教育、企业考核等。
它不仅提高了参赛者们的抢答速度和精准度，更重要的是提高了比赛本身的公正性和公平性。
电子技术课程设计报告智力竞赛抢答器
亀子信息耄控制工龄一、课程设计名称智力竞赛抢答器、内容摘要用74LS系列常用集成电路设计的智力竞赛抢答器，并详细分析电路工作原理。
抢答器作为一种电子产品，早已广泛应用于各种智力和知识竞赛场合，但目前所使用的抢答器存在分立元件使用较多，造成每路的成本偏高，而现代电子技术的发展要求电子电路朝数字化、集成化方向发展，因此设计出数字化全集成电路的多路抢答器是现代电子技术发展的要求。
按照这一要求，并根据74LS373八路锁存器的功能特点，用74LS373和其它几块常用的74LS系列数字集成电路设计出了一数码显示八路抢答器电路，该电路具有成本低、元器件容易得到、路数多、数码直观显示、性能稳定等诸多优点。
三、设计内容及要求A、设计内容：设计一个8路智力竞赛抢答器。
我初步将系统分为3大功能模块：抢答电路即主电路、倒计时电路、报警电路。
可将倒计时电路分为一个十进制（实现十个数以内的倒计时）计数、译码、数码管显示电路；抢答电路（获得优先抢答选手的编号）分为8路抢答开关、数据锁存器、优先编码器、4511译码器、数码管显示电路；整个电路分为锁存控制、倒记时控制、报警控制。
数字抢答器总体方框图如图3-1所示为总体方框图。
其工作原理为：接通电源后，主持人将开关置“开始”状态，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、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。
图3-1抢答器的原理框图B、要求：1、给节目支持人设置一个控制开关，用来控制系统清零及抢答的开始。
2、抢答开始后当有某一选手首先按下抢答按钮时，选手编号立即被锁存，编号数码管显示选手编号并发出报警声响，此时抢答器不再接收其他的输入信号，优先抢答选手的编号一直保持到主持人将系统清零为止。
3、抢答器具有定时抢答的功能，且一次抢答时间由节目主持人设定。
智能抢答器的设计
项目名称：智能抢答器一、选题背景随着我国经济和文化事业的飞速发展，在很多公开竞争场合要求有公正的竞争裁决，诸如证券、股票交易及各种智力竞赛等,因此出现了抢答器。
抢答器一般是由很多电路组成的，线路复杂，可靠性不高，功能也比较简单，特别是当抢答路数很多时，实现起来就更为困难。
因此我们设计了以单片机为核心的新型智能的抢答器，在保留原始抢答器的基本功能的同时又增加了数码管显示。
智能抢答器主要应用于各种知识竞赛、文艺活动等场合。
二、题目要求1．主要教学内容用单片机系统设计智力竞赛抢答器逻辑控制电路，具体要求：（1）抢答组数为3组，输入抢答信号的按键需完成无抖动功能；（2）能迅速、准确地判处抢答者，同时能排除其它组的干扰信号，闭锁其它各路输入使其它组再按开关时失去作用，并能对抢中者有显示和鸣叫指示；（3）每组有1位十进制计分显示电路，能进行加/减计分；（4）当抢答开始后，指示灯应闪亮；当有某组抢答时，指示灯灭，最先抢答一组的灯亮，并发出音响；也可以驱动组别数字显示（用数码管显示）；（5）回答问题的时间应可调整，分别为15s、30；主持人应有复位按钮和开始抢答按钮。
2．教学要求选择适当元器件设计单片机外围电路，单片机系统完成抢答、判别选组、计数、显示、定时及音响提示、复位控制功能；仿真实现各电路功能；搭建、调试电路实现设计要求的功能；掌握单片机系统及外围电路的一般设计方法，具备初步的独立设计能力；掌握对单片机系统进行仿真调试的方法和技能；掌握实现电路的实验方法和电路的调试方法。
三、设计方案在设计中采用的是AT89C51作为控制的核心，从而使得各个模块能够相互合作，共同完成，该系统包括共5个模块，通过9个按键控制，主持人5个按键，分别是开始抢答、抢答结束、加减分、复位，三个答题选手各一个按键。
当主持人按下开始抢答后，抢答选手即可按下按键，发出声光提示并且数码管显示该位选手的序号，当主持人没有按下开始抢答时，选手按下抢答时，则出现违规抢答，发出声光提示并且数码管显示该位选手的序号，主持人按下“开始答题”按钮后，数码管开始倒计时，从15到0一秒减一下，也就是抢答倒计时，在数码管显示0之前，4个开关无论哪一个先按下，LED灯就会亮，同时蜂鸣器不在进行鸣叫，从而实现了抢答的功能与显示。
抢答器的设计原理
抢答器的设计原理抢答器是一种常见的应用于各类竞赛或讲座场合的设备，用于记录并显示参与者抢答的顺序。
其基本设计原理是通过电路和程序控制实现的，下面将详细介绍抢答器的设计原理。
首先，抢答器由硬件和软件两部分构成。
硬件部分主要包括抢答按钮、显示屏、处理器、电源等，而软件部分则是通过程序控制硬件进行操作和显示。
在抢答按钮方面，设计通常采用电磁感应或者按键开关的形式。
当参与者按下抢答按钮时，按钮所在的电路将会被关闭，通过电磁感应或按键开关的信号传递给处理器。
处理器是抢答器的核心部件，负责采集和处理抢答按钮的信号，并根据一定的逻辑判断进行抢答顺序的排序。
处理器还控制着抢答器的其他功能，比如显示参与者编号、设置抢答时间等。
参与者的抢答顺序是通过处理器中的程序进行控制的。
处理器将抢答按钮信号转化为电脑可以理解的数据，并根据一定的算法进行排序或计分。
常见的算法有先进先出（FIFO）和随机排序等。
通过程序的逻辑运算，可以实现不同的抢答排序规则。
显示屏在抢答器中起到显示参与者编号、剩余抢答时间以及抢答结果的作用。
为了保证显示准确性和可视度，通常采用液晶显示屏或LED显示屏。
显示屏可以显示编号，用于指示参与者的顺序，同时还可以显示抢答时间和正确答案等信息。
抢答器还需要一个电源供给其正常工作。
通常采用直流电源或者电池供电，以保证设备的稳定性和可靠性。
电源应满足设备的功率需求，并进行合适的电源管理，比如电池充电、电流保护等。
此外，抢答器还可以具备一些附加功能，例如声音提醒和数据储存等。
声音提醒功能可以通过扬声器或蜂鸣器实现，用于提醒参与者答题或者切换抢答状态。
数据储存功能可以将参与者的抢答结果记录下来，以便后续分析和评估。
总结起来，抢答器的设计原理是通过硬件和软件相结合实现的。
硬件部分包括抢答按钮、显示屏、处理器和电源等，而软件部分则是通过程序控制硬件的操作和显示。
处理器负责采集和处理抢答按钮信号，进行抢答顺序的排序，并控制显示屏的显示。
(整理)智力抢答题PLC控制
图3.2智力抢答器示意图该图3.2为智力抢答器示意图，主要由指示器、按钮、倒计时显示器、分数显示器、抢答灯和音响组成。
其结构包括主持人的按钮（启动开关、抢答开关、计时开关、加减分开关），显示器组成的1min倒计时器，在每一次抢答的时候，各种情况下的音响、灯光发生器。
3.3 系统控制要求1.竞赛开始时，主持人接通启动/停止开关(SA)，指示灯亮。
2.当主持人按下开关按钮后(SB0)，如果10s内无人抢答，赛场内的音响（HA）发出持续1.5s的声音，指示灯(HL2)亮，表示抢答器自动撤销此次抢答信号。
3.当主持人按下开始抢答按钮(SB0)后，如果在10s内有人抢答(按下抢答按钮SB3，SB4或SB5)，则最先按下抢答器按钮的信号有效，相应抢答桌上的抢答灯(HL3，HL4或HL5)亮，赛场的音响发出短促的音(0.2sON;0.2sOFF;0.2sON)。
4.当主持人确定抢答有效后，按下答题计时按钮(SB6)，抢答桌上的抢答灯灭，计时开始，计时时间到（假设为1min），赛场的音响发出持续3s的长音，抢答桌上的抢答灯再次亮。
5.如果抢答这在规定的时间内正确答题，主持人或助手按下加分按钮，为抢答者加分，同时强大桌上的指示灯快速闪烁3s（闪烁频率为0.3SON;0.3sOFF）。
6.如果抢答者不能再规定的时间内回答问题，主持人或助手按下减分按钮，为抢答者减分。
3.4 控制系统I/O分配表3.4.1智能抢答器PLC控制系统的输入端口如表3.3所示：表3.3输入信号对照表3.4.2智能抢答器PLC控制系统的输出端口如表3.4所示输出信号对照表表3.4输入、输出端子电气接线图如下图3.5所示。
图3.5控制系统外部I/O接线图第四章系统软件设计4.1整体设计根据基于PLC智力声光智能抢答器的控制要求，应用程序采用一体化结构。
通过PLC控制程序来实现整体的运行，系统仅需要少量的按钮和接口，一般的PLC配置都可运行。
该系统本着简单易懂、可靠性强、适应性强等方面进行设计。
智能抢答器的设计(DOC)
智能抢答器的设计(DOC)智能抢答器的设计(DOC)摘要本文介绍了智能抢答器的设计。
智能抢答器是一种用于比赛、竞赛等场合的设备，能够根据抢答者的手势或声音实时判断并记录抢答者的答题顺序和正确率。
本文详细描述了智能抢答器的硬件和软件设计方案，并对其功能和性能进行了评估。
1. 引言智能抢答器是一种用于比赛、竞赛等场合的设备，能够实时记录抢答者的答题顺序和正确率，为比赛管理和评价提供便利。
传统的抢答器主要依靠人工判断和手动记录，存在不准确、效率低等问题。
本文基于计算机视觉和语音识别技术设计了一种智能抢答器，能够实时准确地判断抢答者的答题行为，提高抢答竞赛的公正性和效率。
2. 硬件设计智能抢答器的硬件设计主要包括摄像头模块、麦克风模块和连接器。
摄像头模块用于捕捉抢答者的手势动作，经过图像处理和分析后得到抢答者的答题行为。
麦克风模块用于收集抢答者的声音，并通过语音识别算法判断答题内容的正确性。
连接器用于将智能抢答器与主控制器等外部设备进行连接，实现数据传输和控制。
3. 软件设计智能抢答器的软件设计主要包括图像处理算法、语音识别算法和控制逻辑。
图像处理算法用于分析摄像头捕捉到的图像，提取关键特征并判断抢答者的手势动作。
语音识别算法通过分析麦克风收集到的声音，判断答题内容的正确性。
控制逻辑负责协调硬件模块之间的工作，实时判断抢答者的答题顺序和正确率。
4. 功能介绍智能抢答器具有以下功能：- 实时判断抢答者的答题顺序和正确率；- 自动记录抢答者的答题情况，并竞赛结果报告；- 支持多种抢答方式，包括手势抢答、声音抢答等；- 可与外部设备进行连接，实现数据传输和控制。
5. 性能评估本章对智能抢答器的性能进行评估。
通过对抢答者进行实时测试，记录抢答顺序和正确率，与人工判断结果进行对比，评估智能抢答器的准确性和稳定性。
实验结果表明，智能抢答器在判断抢答者的答题行为方面具有较高的准确性和实时性。
6. 总结智能抢答器是一种用于比赛、竞赛等场合的设备，能够实时判断抢答者的答题顺序和正确率，提高抢答竞赛的公正性和效率。
新型竞赛用智力抢答器的设计与实现
气
为 ０状 态 ， 直至再 次有 人使 用抢答 按钮 为止 ． 一般 设 计 时大都 采用 Ｄ触发 器来 实 现 ， 些也 用 锁 存器 实 有 现． 是在 设计 上或 多或少 都存 在一 些缺 陷． 但
在 某 一 组 抢 答 成 功 后 ， ＋ Ｄ。 １ 输 指 示 灯 Ｑ 一 一 ，
亮． 时 Ｑ 输 出 ０送 到 各触 发 器 的输 入 端 ， 果 不 同 如
小 心 再 次 按 按 钮 ， 输 ｝ ０ 发 光 二 极 管 灭 ． 路 不 则 ｛ ， ｌ 电
个小 灯不亮 ． 始抢答 时 ， Ｋ。 开 若 先按 下 ， Ｇ，的 四 则
可靠 ， 易引起 误 判． 电 路 不 能实 现 『锁． ３能 容 即 １ 罔 实 现 白锁 ． 却不 容易 复位． 但
２ 最 优 方 案
针 对 前 几种 电 路 的优 缺 点 ， 者设 计 了 一款竞 笔 赛 用智 力抢答 电 路 ， 能 强 大 ， 用方 便 ， 功 使 具行 声 光
ｌｄ ＜
Ｋ
图 ３ 用 Ｄ 锁 存 器 设 计 的 抢 答 器
图 １ 基 本逻 辑 门 电路
图 １所 示为基 本逻 辑 门抢 答 器 电路 ． 答 开 始 抢
收 稿 日期 ：２ ０ ０ —１ ０ ６— ６ ２
作 者 简 介 ：王 静 （９ ３ ） 女 ，山东 德 州 人 ， 师 ， 要 从 事 数 字 逻 辑 和 电 工 实 验 教 学 方 面 的 研 究 ． １７ 一 ， 讲 主
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第 ２ ２卷 第 ４期 ２０ ０ ６年 ８月
六路竞赛用智力抢答器的设计
主 持人 各 有一 个按 钮 。在 主 持人 宣布 可 以 灯 也不 会亮 ，抢答 成 功 。图２ 为用 Ｄ 发 器 过 于复 杂 ，不 易实 现 ；图２ 触 由于 Ｄ 发 器 的 触 抢 答后 ，若某 一参 赛 者 的手 指先 触及 抢 答 设 计 的抢答 器 。抢 答 前 ，持 人用 清零 按 钮 逻辑 功能 是Ｑ＋ Ｄ ＝ ，因此在 某一 组抢答 成 功 按钮 ，该 选手 对应 的指示 灯 亮 ， 同时蜂 鸣 使 ＱＱＱＱ＝ ０ ０ 】２。 ０ ０ ，所 以４ 发 光 二 极 管 不 后 ，Ｑｎ＝ ｌ 个 ｌ ｌ ＝ ，输 出指示灯 亮 。 同时 输 ＋Ｄ 器 响 。主 持人 可用 清 零按 钮 将抢 答 结果 变 亮 。而 砭 Ｉ 为 ，经过 与 门Ｇ后使ＤＤＤＤ均 为 出０ 到各 触发器 的输入 端 ，如果不 小心再 】２３ ４ 送
件 结构 。对 质 量分 析 中 的谐 波测 量 问题 和
【 关键词 】智力竞赛抢答器 ；互锁 ； 自 锁
在 智 力 竞 赛 活 动 中经 常 要 用 到 抢 答 到Ｇ、Ｇ、Ｇ的输人 端 ，使这三 个 门可靠 的 。 ４ 器 。一 般 的设 计任 务 是 ：几 组参 赛选 手 、
三 种 电路 结 构 都 比较 简 单 ， 易 于 实
截 止 ，即使 其 他选 手 按 下按钮 ，相应 的 小 现 ，但 图１ 用于４ 适 路抢答 ，若 ５ 以上 电路 路
时 ，Ｄ输人 一 高 电平Ｑ输 出高 电平 ，所 以
出０ ，封锁 ７ ７ 。在这种 情况 下，无论 谁按 ４５
０ ，所 以Ｌ、Ｌ、Ｌ、Ｌ四个 小灯 不 亮 。开 灯Ｌ亮 。 同时Ｑ的反 为０ ｌ ２ 。 ４ 。 ，使Ｇ输 出０ 。 ，Ｇ输 清 零和 抢答 的开始 。
FQ998TV型电视台用带分数显示智力竞赛抢答器
FQ-998-TV型电视台用带分数显示智力竞赛抢答器使用说明书一、概述：FQ-998-TV型带分数显示智力竞赛抢答器专为电视台演播厅强光环境下利用而精心设计，是目前功能最为先进的抢答器之一，具有众多优势：1、采纳微电脑操纵，主、从机工作方式，每组三位超高亮8英寸数码管全静态显示方式，亮度高，摄像机拍照绝不闪烁。
2、功能齐全，集抢答器、记分器、数显倒计时器于一机，通过一个运算机式小键盘完成所有功能设定，利用简单方便。
3、主、从机都有大、小两个显示屏。
参赛组可随时查看本组分数。
4、大体分、每组次的加、减分步进值任设；具数显倒计时功能，倒计不时刻任设，倒计不时刻到有声音提示；可提早退出倒计时；5、每组次抢答成功有声光显示；可自动判别偷答情形，偷答与正常答的声音及灯饰不一样。
6、提供两种抢答模式：①、当即启动模式：即主持人宣布开始当即抢答，只鉴定第一组抢答成功或“偷答”失败。
②、3秒预备模式：主持人宣布开始时，大屏幕先启动3秒倒计时，参赛组依照大屏幕显示时刻跃过0后开始抢答，如有参赛组在过0以前抢答，那么被判为偷答，有几组判几组，同时取消该组本轮抢答资格并一一罚分。
可不能阻碍过0后其他组的正常抢答。
本功能对抗性强，且各条题目可不能因有人偷答而做废。
7、最多可挂接12台分机，主、从机之间采纳圆的通信电缆线，耐压耐踩。
二、全套设备包括：一、主机1台二、从机1-12台，依照定货组数决定3、从机分数牌（1-12个）4、分机-分牌连接线（1米长）:1-12根五、圆通信电缆线（1-12根）六、主显示牌：1只7、40芯主显示牌连线：1条八、数字小键盘 1只九、抢答按钮：1-12只 10、红、绿灯泡及灯座：每台从机各1个1一、用户手册 1本 1二、保修卡 1张分显示屏尺寸：500×270×30MM（净尺寸）。
采纳8英寸超高亮数码管。
主显示屏尺寸： 720×400×35MM三、利用方式：、连接主、从机和分数显示牌、抢答按键等：依照本次竞赛活动参赛组数挂接从机，从机号标在各从机后面。
EDA课程设计--智能竞赛抢答器
唐山学院《EDA技术》课程设计题目系 (部)班级姓名学号指导教师15 年 7 月 5 日至 7 月 10 日共 1 周2015年 7 月 9 日《EDA技术》课程设计任务书目录1 引言 (1)2 VHDL介绍 (2)3 应用软件Quartus II (3)4智力竞赛抢答器设计 (4)4.1设计的目的 (4)4.2设计的基本内容 (4)5总体设计思路及分析 (5)5.1功能分析 (5)5.2 整体设计思想 (5)5.3分频模块设计 (6)5.4复位模块设计 (6)5.5抢答模块设计 (7)5.6倒计时模块设计 (8)5.7硬件下载驱动 (11)6心得体会 (12)参考文献 (13)附录一 (14)附录二 (20)1 引言EDA技术又称电子设计自动化，它是为解决自动控制系统设计而提出的，从70年代经历了计算机辅助设计（CAD），计算机辅助工程（CAE），电子系统设计自动化（ESDA）3个阶段。
在当今时代，现代电子产品几乎渗透了社会的各个领域，EDA技术是电子设计的发展趋势，EDA工具从数字系统设计的单一领域开始，应用范围已涉及模拟、微波等多个领域，可实现各个领域电子系统设计的测试、设计仿真和布局布线等。
设计者只要完成对电子系统的功能描述，就可利用计算机和EDA工具，进行设计处理，最终得到设计结果。
随着大规模集成电路技术和计算机技术的不断发展，即便是在普通的电子产品的开发方面，EDA技术常常使一些原来的技术瓶颈得以轻松突破，从而使产品的开发周期大为缩短、性价比大幅度提高。
不言而喻，EDA技术将迅速成为电子设计领域中的极其重要的组成部分。
从目前的EDA技术来看，其发展趋势是政府重视、使用普及、应用广泛、工具多样、软件功能强大的一种技术。
在信息通信领域，要优先发展高速宽带信息网、深亚微米集成电路、新型元器件、计算机及软件技术、第三代移动通信技术、信息管理、信息安全技术，积极开拓以数字技术、网络技术为基础的新一代信息产品，发展新兴产业，培育新的经济增长点。
毕业设计方案PLC声光智能抢答器设计方案
职业技术学院毕业设计题目PLC声光智能抢答器设计系别专业班级姓名学号指导教师日期设计任务书设计题目：PLC声光智能抢答器设计设计要求：1、抢答器可同时供6组以下选手参加比赛。
2、给竞赛主持人设置了3个控制按钮，用来控制开始、复位、停止。
3、每当主持人发出开始抢答指令后，选手按下抢答器按钮，则数码管就显示编号，同时绿色指示灯亮，音响电路发出声响提示信号<持续三秒），选手答题完毕后，由主持人按下复位按钮，系统开始下一轮抢答。
4、违规抢答：若选手在未开始抢答时提前抢答了，则视为违规，违规时数码管显示其编号同时红灯亮音响电路发出声响。
5、抢答限时：当主持人按下抢答器按钮时定时器T0开始计时<设定30秒）若30秒限制到时仍无人抢答则黄灯亮音响电路发出声响，以示选手放弃该题。
6、答题限时：在抢答成功后，主持人按下答题计时按钮，同时数码管显示答题倒计时时间，此设定为50秒，选手必须在设定时间内完成答题，否则，音响电路发出超时报警信号。
设计进度要求：第一周：确定题目，查阅相关资料。
第二周：根据设计要求分析PLC声光智能抢答器的工作原理。
第三周: 收集PLC声光智能抢答器的资料,对硬件进行设计。
第四周：从整体出发对PLC声光智能抢答器软件进行设计。
第五、六周：进行上机调试程序，找出问题，进行修改，并改进设计。
第七、八周：撰写毕业设计论问，进行毕业答辩。
指导教师<签名）摘要本次设计是利用PLC<Programmable Logic Controller）对六路声光智能抢答器进行控制。
考虑到只是对六组智能抢答器进行控制，则输入端口需要10个，输出端口需要30个，所以需要有一个CPU226的模块和两个EM222数字量扩展模块，考虑到要实现声光功能需要两个喇叭和三个指示灯。
由于抢答时要显示组号和倒计时故还需要三个数码管，以上的器件价格不贵并且容易买到，另外PLC具有可靠性高、体积小、通用性、使用方便等优点，因此，我决定选用SIMATIC S7-200 系列的CPU226和数字量扩展模块EM222作为本次设计的PLC。
智力抢答器的PLC控制
课程设计(论文)题目名称智力抢答器的PLC控制课程名称PLC课程设计学生姓名学号系、专业指导教师2011年12 月23 日随着我国经济和文化实业的发展，在很多公开竞争场合要求有公正的竞争裁决，诸如证券、股票交易及各种智力竞赛等，因此出现了抢答器。
最初的抢答器是由优先权编码器构成的逻辑电路，其运算速度慢，线路复杂，可靠性不高，功能也比较简单，特别是当抢答路数很多时，实现起来就更加困难。
因此，一种能够体现竞赛的公开、公平、公正性的知识竞赛抢答器成为一种需求。
本设计将以PLC为核心设计了系统结构图、梯形图以及输入输出端子的分配方案，比较优秀的实现了三路抢答的功能，主持人操作简单，只需按一下即可达到初始状态继续答题。
从而使得竞赛不断完善其公平、公正性。
关键词：PLC；竞赛抢答器；控制程序摘要 (Ⅰ)1课题分析与利用PLC控制的特点 (1)1.1 课题与程序控制分析 (1)1.2 采用PLC控制的特点 (1)2 PLC控制系统的硬件配置 (2)2.1.PLC机型 (2)2.2控制特点分析 (2)2.3 外部接线图 (3)3 PLC控制系统应用程序的设计 (3)3.1 程序流程图 (3)3.2 I⁄O分配表 (4)4 梯形图与程序运行步骤说明 (4)4.1梯形图设计 (4)4.2 指令表 (9)4.3程序运行过程分析说明 (11)4.4程序的下载、安装和调试 (13)5总结 (13)参考文献............................................. . 141 课题分析与利用PLC控制的特点1.1课题与程序控制分析1.1.1课题分析知识竞赛抢答器，顾名思义就是用于比赛时，跟对手比反应时间，思维运转快慢的新型电器。
随着社会科技技术的不断发展，它的应用场合也随之增加；技术含量大大提升；更加方便可靠。
与传统抢答器不同，在PLC的控制下可以弥补传统抢答器的很多不足。
课题要求：1、竞赛开始时，主持人接通启动/停止开关（SA），指示灯(HL1)亮。
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摘要能够实现抢答器功能的方式有多种,可以采用前期的模拟电路、数字电路或模拟与数字电路相结合的方式。
近年来随着科技的飞速发展,单片机的应用正在不断深入,同时带动传统控制检测日新月异更新。
介绍一种利用微电脑芯片作为核心部件进行逻辑控制及信号产生的单片机技术和C 语言编程设计的9 路多功能智力竞赛抢答器。
关键词PLC; 单片机; 抢答器; 设计目录目录...................................................................................... - 2 -设计题目及要求......................................................................... - 3 -声光显示智力竞赛抢答器的设计方案 .................................. - 3 -一、声光智力竞赛抢答器的硬件设计................................ - 4 -1.89c51介绍 ....................................................................... - 5 -1)管脚说明..................................................................... - 6 -2)芯片擦除..................................................................... - 8 -3)结构特点..................................................................... - 8 -2.键盘部分 .......................................................................... - 8 -3.单片机部分...................................................................... - 9 -1)锁存显示部分 ....................................................... - 10 -2)整体电路的原理分析........................................... - 11 -二、软件设计 ........................................................................ - 12 -1.单片机内部程序信号流程 .......................................... - 12 -结语.................................................................................... - 14 -致谢.................................................................................... - 15 -参考文献.................................................................................... - 16 -设计题目及要求设计题目：声光显示智力竞赛抢答器的设计设计要求：⒈画出整机电路方框图⒉抢答部分电路⒊计时电路⒋译码显示电路⒌电路原理图声光显示智力竞赛抢答器的设计方案方案一、定时抢答器的总体框图如图1-1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，当选手按动抢答按钮时，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功能。
图1-1 抢答器的组成框图图1-1所示定时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，定时显示器上显示设定的时间，当节目主持人宣布抢答题目后，说一声“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按钮时，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）控制电路要使定时器停止工作，时间显示器上显示剩余的抢答时间，并保持到主持人将系统清零为止。
当选手将问题回答完毕时，主持人操作控制开关，使系统恢复到禁止工作状态，以便进行下一轮抢答。
方案二、以单片机AT89C51 为主芯片，制作多功能智力竞赛抢答器,配备外围其他芯片电路部分维持，从而形成可控制的抢答器。
根据以上分析，方案一的缺陷是不能够精确的判断抢答者的对象，并且在一些场合扬声器容易坏掉，可能好多的时候不能发声，为了更好的精确比赛规则等条件，所以将选用方案二完成本次设计。
一、声光智力竞赛抢答器的硬件设计以单片机AT89C51 制作的多功能智力竞赛抢答器,可以完成9 位选手抢答,具体电路框图如图1 所示图1 多功能竞赛抢答器电路框图1.89c51介绍89C51芯片引脚图89C51是一种带4K字节闪烁可编程可擦除只读存储器（FPEROM—Falsh Programmable and Erasable Read Only Memory）的低电压，高性能CMOS8位微处理器，俗称单片机。
89C51是一种带2K字节闪烁可编程可擦除只读存储器的单片机。
单片机的可擦除只读存储器可以反复擦除100次。
该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。
由于将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中，ATMEL的89C51是一种高效微控制器，89C2051是它的一种精简版本。
89C51单片机为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。
1)管脚说明VCC：供电电压。
GND：接地。
P0口：P0口为一个8位漏级开路双向I/O口，每脚可吸收8TTL门电流。
当P1口的管脚第一次写1时，被定义为高阻输入。
P0能够用于外部程序数据存储器，它可以被定义为数据/地址的第八位。
在FIASH编程时，P0 口作为原码输入口，当FIASH进行校验时，P0输出原码，此时P0外部必须被拉高。
P1口：P1口是一个内部提供上拉电阻的8位双向I/O口，P1口缓冲器能接收输出4TTL门电流。
P1口管脚写入1后，被内部上拉为高，可用作输入，P1口被外部下拉为低电平时，将输出电流，这是由于内部上拉的缘故。
在FLASH编程和校验时，P1口作为第八位地址接收。
P2口：P2口为一个内部上拉电阻的8位双向I/O口，P2口缓冲器可接收，输出4个TTL门电流，当P2口被写“1”时，其管脚被内部上拉电阻拉高，且作为输入。
并因此作为输入时，P2口的管脚被外部拉低，将输出电流。
这是由于内部上拉的缘故。
P2口当用于外部程序存储器或16位地址外部数据存储器进行存取时，P2口输出地址的高八位。
在给出地址“1”时，它利用内部上拉优势，当对外部八位地址数据存储器进行读写时，P2口输出其特殊功能寄存器的内容。
P2口在FLASH编程和校验时接收高八位地址信号和控制信号。
P3口：P3口管脚是8个带内部上拉电阻的双向I/O口，可接收输出4个TTL门电流。
当P3口写入“1”后，它们被内部上拉为高电平，并用作输入。
作为输入，由于外部下拉为低电平，P3口将输出电流（ILL）这是由于上拉的缘故。
P3口也可作为AT89C51的一些特殊功能口，如下所示：管脚备选功能P3.0 RXD（串行输入口）P3.1 TXD（串行输出口）P3.2 /INT0（外部中断0）P3.3 /INT1（外部中断1）P3.4 T0（记时器0外部输入）P3.5 T1（记时器1外部输入）P3.6 /WR（外部数据存储器写选通）P3.7 /RD（外部数据存储器读选通）P3口同时为闪烁编程和编程校验接收一些控制信号。
RST：复位输入。
当振荡器复位器件时，要保持RST脚两个机器周期的高电平时间。
ALE/PROG：当访问外部存储器时，地址锁存允许的输出电平用存地址的地位字节。
在FLASH编程期间，此引脚用于输入编程脉冲。
在平时，ALE端以不变的频率周期输出正脉冲信号，此频率为振荡器频率的1/6。
因此它可用作对外部输出的脉冲或用于定时目的。
然而要注意的是：每当用作外部数据存储器时，将跳过一个ALE脉冲。
如想禁止ALE的输出可在SFR8EH地址上置0。
此时， ALE只有在执行MOVX，MOVC指令是ALE才起作用。
另外，该引脚被略微拉高。
如果微处理器在外部执行状态ALE禁止，置位无效。
/PSEN：外部程序存储器的选通信号。
在由外部程序存储器取指期间，每个机器周期两次/PSEN有效。
但在访问外部数据存储器时，这两次有效的/PSEN 信号将不出现。
/EA/VPP：当/EA保持低电平时，则在此期间外部程序存储（0000H-FFFFH），不管是否有内部程序存储器。
注意加密方式1时，/EA将内部锁定为RESET；当/EA端保持高电平时，此间内部程序存储器。
在FLASH编程期间，此引脚也用于施加12V编程电源（VPP）。
XTAL1：反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入。
XTAL2：来自反向振荡器的输出。
2)芯片擦除整个PEROM阵列和三个锁定位的电擦除可通过正确的控制信号组合，并保持ALE管脚处于低电平10ms 来完成。
在芯片擦操作中，代码阵列全被写“1”且在任何非空存储字节被重复编程以前，该操作必须被执行。
此外，AT89C51设有稳态逻辑，可以在低到零频率的条件下静态逻辑，支持两种软件可选的掉电模式。
在闲置模式下，CPU停止工作。
但RAM，定时器，计数器，串口和中断系统仍在工作。
在掉电模式下，保存RAM的内容并且冻结振荡器，禁止所用其他芯片功能，直到下一个硬件复位为止。
3)结构特点8位CPU；片内振荡器和时钟电路；32根I/O线；外部存贮器寻址范围ROM、RAM64K；2个16位的定时器/计数器；5个中断源，两个中断优先级；全双工串行口。