数字电路设计——抢答器
数字电子设计_八路抢答器介绍
数字电子技术课程设计任务书专业班级姓名学号指导老师年月日学院目录摘要第一章设计技术要求第二章系统的组成框图及工作原理第三章单元电路设计1.1 抢答电路的设计1.2 定时电路的设计1.3 报警电路的设计1.4 时序控制电路的设计第四章整机电路的设计第五章元件清单第六章参考文献第七章设计总结摘要进入21世纪越来越来多的电子产品出现在人们的日常生活中，例如企业、学校和电视台等单位常举办各种智力竞赛, 抢答记分器是必要设备。
主要介绍了数码显示八路抢答器电路的组成、设计及功能，电路采用74系列常用集成电路进行设计。
该抢答器除具有基本的抢答功能外，还具有定时、计时和报警功能。
主持人通过时间预设开关预设供抢答的时间，系统将完成自动倒计时。
若在规定的时间内有人抢答，则计时将自动停止；若在规定的时间内无人抢答，则系统中的蜂鸣器将发响，提示主持人本轮抢答无效，实现报警功能，若超过抢答时间则抢答无效。
该抢答器主要运用到了编码器，译码器和锁存器：它采用74LS148来实现抢答器的选号，采用74LS279芯片实现对号码的锁存，采用74LS192实现十进制的减法计数，采用555芯片产生秒脉冲信号来共同实现倒计时功能。
关键词: 抢答器编码译码定时报警第一章设计技术的要求（1）设计8路抢答器，编号与参赛选手一一对应。
（2）具有优先显示抢答序号及时间的功能并禁止其他选手的抢答。
（3）主持人预置抢答时间，控制比赛的开始与结束。
（4）报警电路：主持人按下“开始”键时报警并进入抢答状态；当抢答者发出抢答信号时报警提示；在规定抢答终止时间到时报警。
第二章系统的组成框图及工作原理抢答器的组成框图八路智力抢答器总体框图 制作者 08机设（一）班 陈隆超 200810310127系统的工作原理如图所示电路包括主体电路和扩展电路两部分。
其中主体电路完成基本的抢答功能，即主持人按下控制开关后，当选手按动抢答键时，数码管显示选手编号，同时封锁输入电路，其他选手抢答无效。
数字电路设计---四人抢答器
一、设计任务与要求1. 抢答器同时供8名选手或8个代表队比赛，分别用8个按钮S0 ~ S7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. 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，定时器进行减计时，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、预习要求1．复习编码器、十进制加/减计数器的工作原理。
2．设计可预置时间的定时电路。
3．分析与设计时序控制电路。
4. 画出定时抢答器的整机逻辑电路图三、设计原理与参考电路1．数字抢答器总体方框图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?quot;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。
2．单元电路设计(1) 抢答器电路参考电路如图所示。
该电路完成两个功能：一是分辨出选手按键的先后，并锁存优先抢答者的编号，同时译码显示电路显示编号；二是禁止其他选手按键操作无效。
数字抢答器
数字逻辑课程设计报告——数字抢答器学院名称：电子工程学院学生姓名：张三（23）专业名称：电子信息工程班级：电子1003实习时间：2012年12月10日——2012年12月21日数字式抢答器一．数字式抢答器功能概述在举办各种智力竞赛活动中，常常需要确定随是第一个抢答的人。
数字式抢答器利用电子器件可以准确的解决这一问题。
数字式抢答器允许抢答者在规定的时间范围内进行抢答，可以用数字显示抢先者的序号，并配有相应的灯光指示和声报警功能；对犯规抢答者（指在抢答开始命令下达前抢答者），除用声、光报警外，还应显示出犯规者的序号；若规定抢答时间已过，要告示任何输入的抢答信号均无效，除非重新下达抢答命令。
二．任务和要求（1）要求控制四人抢答，允许抢答时间为10秒。
（2）输入抢答信号是在“抢答开始”命令后的规定时间内，显示抢答者的序号，绿灯亮。
在“抢答开始”命令前抢答者，显示违规抢答者的序号；红灯亮。
（3）抢答器具有锁存与显示功能。
即选手抢答后，锁存相应的序号，并在数码管上显示。
选手抢答实行优先锁存，谁先抢答数码管就显示谁的序号，此后抢答者均为无效抢答，不显示其序号。
（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的时间。
如果定时时间已到，无人抢答，本次抢答无效，定时显示器上显示无效字符。
三、实验器材：设备名称数量(个) 设备名称数量(个) 74LS75 1 74LS161 174LS48 2 74LS04 174LS32 1 555 174LS08 1 74LS00 274LS148 1 电阻4个100 Ω1个150KΩ1个4.7KΩ数码管 2 发光二极管绿色1个，红色1个电容 4.7uf /0.1uf各1个导线若干钳子 1 面包板 1万用表 1 工具刀 1四、设计思路：抢答器系统主要设计模块有秒脉冲电路模块，一般由多谐振荡器及分频器组成，多谐振荡器可由555定时器及相关的电容、电阻组成。
数字抢答器 实验报告
西安邮电学院数字电路课程设计报告书——数字抢答器院系名称：计算机学院学生姓名：专业名称：计算机科学与技术班级：实习时间：2010年12月6日至2010年12月17日一实验目的：熟悉数字电路中的组合逻辑电路，时序逻辑电路设计。
巩固数字电路知识。
二实验要求：设计一个数字式抢答器，具体要求如下：1．要求至少控制四人抢答，允许抢答时间为10秒，输入抢答信号实在“抢答开始”命令后的规定时间内，显示抢先抢答者的组号；亮绿灯。
2．在“抢答开始”命令前抢答者，显示违规抢答者的组号；亮红灯。
3．在“抢答开始”命令发出后，超过规定的时间无人抢答，显示无用字符（可自行确定）。
三使用元件：1、面包板一块，剥线钳一只，导线若干；2、直流稳压电源一台，万用表一个；3、发光二极管四只，阴极数码管两只；4、电容4.7uF一只，0.1uF一只；5、电容150千欧一只，4.7千欧一只，100欧一只；6、集成电路74LS00,74LS04，74LS48（三个），74LS75,74LS161（两个），74LS148，NE555。
四总体方案设计：本课题所介绍的数字式抢答器,允许抢答者在规定的时间内抢答。
它可以用数码管显示抢答者所在的小组序号,对犯规抢答者,除用灯亮表示警告外,还应显示出犯规者的序号；若抢答时间(50秒)已过,则任何输入信号均无效,且要显示一个无用字符。
综上所述，数字式抢答器应具有以下结构（如图1所示）：图1：整体设计思路图五单元电路的设计：(1)输入控制电路：此电路要求能够区分抢答者是否违规：若输入的抢答信号是在“抢答开始”命令下达之前发出，则该抢答者犯规，输入控制电路应发出“抢答无效”信号，并配合抢先信号锁定电路使抢答者所在组对应的指示灯亮；若抢答信号是在“抢答开始”命令下达之后发出，则抢答有效。
经过分析，我认为主持人控制可以用控制电源开关来实现，判断抢答信号是否有效可以用抢先信号锁定电路配合基本的与非门和发光二极管来实现。
数电课程设计四人智力竞赛抢答器
数电课程设计四人智力竞赛抢答器西华大学课程设计说明书数电课程设计四人智力竞赛抢答器建议：设计一个供四人参赛的抢答器，能准确分辨、记录第一个有效按下抢答键者，并用光指示；主持人没正式宣布答对已经开始时，答对不起作用。
主持人正式宣布答对已经开始时，按“已经开始”键，答对已经开始，同时启动计时器计时；开拓建议：外加一个计时器，计时器计时采用正计数的方式，以加强现场气氛，增加紧迫感。
若预定时间内无人抢答，自动给出信号停止抢答，以免冷场。
倒计数定时器的时间精确到秒，最多为两分钟，一旦超出限时，则取消抢答权。
这次设计的智力竞赛抢答器，主要就是由三个部分形成：一个就是由几个d触发器的形成的用作答对的部分，用三个74ls192形成用作计时器-1-西华大学课程设计说明书2.总体方案设计2.1方案说明：以下设计的就是智力抢答器的方案流程图：抢答控制器光提示计时显示秒脉冲计时控制主持人控制图2.1方案流程图抢答器主要就是由f1就是四d触发器74ls175，f2就是双四输出与非门74ls20；f3就是74ls20共同组成的多谐振荡器；f4就是74ls74共同组成的四分频电路。
工作原理：是当主持人按下抢答开关时，选手能进行抢答，抢答开始时，由主持人清除信号，按下复位开关s，74ls175的输出q1~~q4全为0.所有发光二极管的led均熄灭，当主持人宣布“抢答开始”后，首先作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，通过的与非门f2送出信号锁住其-2-西华大学课程设计说明书他三个抢答者的电路，不再接受其他信号，直到主持人再次清除信号为止。
电路图如下：2.2方案优点，方案的设计是每当有选手抢答成功时，都会有声光伴随，而且是具体到每一位，给人直观的感觉。
该方案简洁、易行，而且使用到的元器件也都是我们所常用到的一些元件比如：74ls175以及开关二极管电阻显得更简单、明了。
3.单元模块设计此部分主要是详细介绍该智力抢答器各个组成模块，以及各模块的器件组成以及相应的功能。
数字电子课程设计 智力竞赛抢答器
电子课程设计报告题目：智力竞赛抢答器学生姓名专业学号指导教师日期一、完成课题的工作基础和实验条件【工作基础】LPS305直流稳压电源提供5V固定电压TFG2006V-6MHz信号发生器提供峰峰值1V、频率1Hz的方波【实验条件】各类CMOS器件器件列表如下：【4518】1个【4013】2个【4072】3片【4069】3片二、设计任务和要求【智力竞赛抢答器】电路简介：智力竞赛抢答器是为智力竞赛参赛选手答题时进行抢答而设计的一种优先判决电路。
参赛选手可以分为若干组，抢答时每组选手对主持人提出的问题要在最短的时间内作出判断，并按下抢答键回答问题。
竞赛规则：主持人宣布答题开始时，选手可以选择抢答或放弃，如果选手提前抢答视为犯规。
【设计要求】1、计时功能：主持按下启动键后，秒时钟计时开始。
2、正常抢答：在规定时间40s之内某选手按下抢答键时，显示席位号，表示正常抢答，秒时钟自动停止；3、放弃抢答：主持按下启动键后，秒时钟计时开始，40s还没有选手按下抢答键，表示放弃抢答，秒时钟自动停止；4、提前抢答：主持人未按下启动键时，某选手就按下抢答键，显示对应席位号，并发出响声，表示抢答犯规；5、封锁功能：当第一个选手按下抢答键后，电路将其他各组按键封锁，使其不起作用；6、复位功能：电路具有复位功能。
【主要技术性能指标】1、选手席位数量：4个主持人：1个2、席位指示灯显示：LED数码管，1个正常抢答时显示席位号（1～4），犯规抢答时显示席位号并发出响声提示。
3、抢答时间范围：0s～40s。
4、时间显示方式：LED数码管，两个。
5、复位方式：手动，按钮复位。
注：按钮可由开关代替。
三、电路基本原理该电路设计中共包括三部门主要电路：1、抢答器电路2、计时电路3、报警电路下面分别加以说明：【抢答器电路】主要功能：在规定时间40s之内某选手按下抢答键时，显示席位号，表示正常抢答【计时电路】主要功能：主持按下启动键后，秒时钟计时开始，40秒后停止【报警电路】主要功能：主持人未按下启动键时，某选手就按下抢答键，显示对应席位号，并发出响声，表示抢答犯规四、实验与调试【仿真完成后根据具体实验过程对电路图所作修改】1、连接显示选手席位号的译码器的四输入或门由于所发4072只有三片，器件不够，因而改成非门加与非门2、测试计时器功能时可适当加快信号发生器所提供的信号频率，以加快计时所用时间，方便观测【实验过程中注意事项】1、各部门主要电路分别测试，例如首先连接好计时电路并检测4518性能2、电路连接过程中注意不要带电改电路，切断电源后再插拔线路3、插拔芯片时须小心管脚，勿折断4、注意芯片接地与接电源端，切勿接反五、设计体会通过本次四路抢答器的电路设计，我对电子电路的设计过程有了更清楚的认识。
数字抢答器电路设计
数字抢答器电路设计一、引言随着科技的发展，数字抢答器在各种竞赛、会议和活动中越来越普及。
设计一个高效、可靠、易用的数字抢答器电路具有重要意义。
本文将详细介绍数字抢答器的电路设计过程，包括需求分析、硬件设计、软件编程和测试等环节。
二、需求分析在设计数字抢答器电路之前，首先要明确需求。
通常，数字抢答器应具备以下功能：实时显示抢答者的编号；具有开始和复位功能；抢答者优先级判断；抢答成功后，相应编号保持显示并锁定其他抢答者；具有计时功能，可设定抢答时间。
三、硬件设计根据需求分析，数字抢答器电路主要包括以下几个部分：抢答按钮：每个抢答者拥有一个按钮，按下按钮表示抢答；显示屏：显示抢答成功者的编号；微控制器：负责处理抢答信号，控制显示屏和计时器；计时器：设定抢答时间，并在时间到达时控制微控制器锁定抢答功能。
四、电路原理图设计电路原理图是数字抢答器电路设计的核心。
在设计过程中，应遵循以下原则：选择合适的微控制器，确保其具备足够的I/O端口和处理速度；根据显示屏的接口类型，设计相应的接口电路；为每个抢答按钮设计一个输入端口，并连接至微控制器的I/O端口；设计计时器电路，确保其精度和稳定性；为电路添加电源滤波和保护电路，以提高抗干扰能力。
五、软件编程在完成硬件设计后，需要对微控制器进行编程。
编程的主要任务包括：初始化微控制器和显示屏；编写抢答信号处理函数，根据抢答信号的先后顺序判断优先级；设计计时器中断处理函数，实现抢答时间的设定和锁定功能；编写显示函数，实时显示抢答成功者的编号。
六、测试与调试完成软件编程后，需要对数字抢答器电路进行测试与调试。
测试的主要内容包括：检查电路板的焊接质量和元件的完整性；使用示波器和逻辑分析仪检查电路的信号质量和时序关系；对微控制器进行仿真测试，确保其程序逻辑正确；在实际环境中进行抢答测试，观察显示屏的显示效果和抢答功能的实现情况。
七、总结与展望通过以上设计过程，我们可以得到一个功能完备、性能可靠的数字抢答器电路。
数字电子课程设计路抢答器课程设计报告样本
四人智力竞赛抢答器课程设计报告一、设计题目题目: 四人智力竞赛抢答器二、设计任务和规定1）设计任务设计一台可供4名选手参加比赛智力竞赛抢答器。
用数字显示抢答倒计时间, 由“9”倒计到“0”时, 无人抢答, 蜂鸣器持续响1秒。
选手抢答时, 数码显示选手组号, 同步蜂鸣器响1秒, 倒计时停止。
2）设计规定(1)4名选手编号为: 1, 2, 3, 4。
各有一种抢答按钮, 按钮编号与选手编号相应, 也分别为1, 2, 3, 4。
(2)给主持人设立一种控制按钮, 用来控制系统清零（抢答显示数码管灭灯）和抢答开始。
(3)抢答器具备数据锁存和显示功能。
抢答开始后, 若有选手按动抢答按钮, 该选手编号及时锁存, 并在抢答显示屏上显示该编号, 同步扬声器给出音响提示, 封锁输入编码电路, 禁止其她选手抢答。
抢答选手编号始终保持到主持人将系统清零为止。
(4)抢答器具备定期（9秒）抢答功能。
当主持人按下开始按钮后, 定期器开始倒计时, 定期显示屏显示倒计时间, 若无人抢答, 倒计时结束时, 扬声器响, 音响持续1秒。
参赛选手在设定期间（9秒）内抢答有效, 抢答成功, 扬声器响, 音响持续1秒, 同步定期器停止倒计时, 抢答显示屏上显示选手编号, 定期显示屏上显示剩余抢答时间, 并保持到主持人将系统清零为止。
(5)如果抢答定期已到, 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1秒）, 并封锁输入编码电路, 禁止选手超时后抢答, 时间显示屏显示0。
(6)可用石英晶体振荡器或者555定期器产生频率为1Hz脉冲信号, 作为定期计数器CP 信号。
三、原理电路设计:1.方案比较；方案一:抢答电路: 使用74ls175作为锁存电路, 当有人抢答时, 运用锁存器输出信号号将时钟脉冲置零, 74ls175及时被锁存, 同步蜂鸣器鸣叫1s, 这时抢答无效, 使用74ls148作为编码器, 对输入型号进行编码, 输出4位BCD码, 再将这四位BCD码输入共阴数码管里显示出抢答者编号。
数字电路课程设计—四路抢答器
数字电路课程设计—四路抢答器数字逻辑课程设计报告——数字抢答器学院名称：通信与信息工程工程学院学生姓名：专业名称：信息工程班级：信息工程实习时间：2012年6月18 日——2012年6月29 日课程设计报告一．课程设计题目：四路数字抢答器二．任务和要求：设计一个数字式抢答器，具体要求如下：1．要求至少控制四人抢答，允许抢答时间为10秒，输入抢答信号实在“抢答开始”命令后的规定时间内，显示抢先抢答者的序号，绿灯亮。
2．在“抢答开始”命令前抢答者，显示违规抢答者的序号；红灯亮。
3．选做：在“抢答开始”命令发出后，超过规定的时间无人抢答，显示无用字符（可自行确定）。
4．选做：不仅能显示抢答者的序号并且能显示抢答次序。
三．总体方案的选择方案一：其工作原理为：接通电源后，主持人将开关拨接地，抢答器处于禁止状态，组号显示器显示“0”，定时器显示时间(0秒)；若有队员在此时抢答，则表示犯规，违规报警电路的红灯亮，并显示其组号；由于锁存电路的原因，只记录下第一组的组号。
在主持人读完题目后，将开关接上电源，宣布"开始"抢答，定时器开始计时，选手在10秒内抢答时，抢答器完成：优先判断、编号锁存、编号显示、绿灯提示。
当一轮抢答之后，定时器停止、禁止二次抢答、定时器显示经过的时间。
如果再次抢答必须由主持人再次操作“清零”和“开始”状态开关。
方案二：脉冲电路计 时 电 路译 码 电 路译 码 显 示控制 电路主持人开 关违规报 警电路译码显示译码电路锁存电路优先编 码电路抢答按钮方案二与方案一的原理大致相同，区别在于方案二是“先锁后编”，后者是“先编后锁”：方案一的实现要用148优先编码器 ，实际中其7IN 管脚的控制却比较复杂，还要设法控制75的使能端；方案二则直接将抢答信号作为75锁存器的输入信号，再使用或非门来实现编码，且其只受锁存电路的控制，所以只需控制好75 的使能端即可。
故采用方案二。
四．单元电路的设计 1.脉冲电路：由555电路提供CP 脉冲信号脉冲电路计 时 电 路译 码 电 路译 码 显 示控制 电路主持人开 关违规报 警电路译码显示译码电路选手号转换电路锁存电路抢答按钮2.抢答锁存电路：在这一部分，最主要的是锁存电路，锁存电路主要由7475来实现，当74LS75的4，13号管角的信号为“0”时，它将保持原来的状态：74LS75真值表：D C Q1 1 10 1 0X 0 Qn74LS75的管脚图为：747514131211109123456715VccD 0Q 0D 1Q 3100-12281613E 2-3D 2D 3输入输出E D LH H H L XQ Q H L LH7475功能表保持当有一组队员按下开关后（高电平有效），Q1,Q2,Q3,Q4中有一个信号 为1，则它们四个通过与非门后的信号为1，在通过非门后，它变为0， 接入G12,G34,7475实现锁存功能，保持状态不变。
数字电路课程设计抢答器
数字电路课程设计 抢答器一、课程目标知识目标：1. 让学生掌握数字电路基础知识，理解抢答器的原理和设计方法；2. 使学生掌握抢答器电路的组成部分，了解其功能及相互关系；3. 培养学生运用所学知识分析和解决实际问题的能力。
技能目标：1. 培养学生动手搭建和调试数字电路的能力；2. 提高学生运用逻辑分析仪、示波器等工具进行电路测试和故障排查的技能；3. 培养学生团队协作、沟通表达和创新能力。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对电子技术的兴趣和热情，激发学生主动探索的精神；2. 培养学生严谨的科学态度，注重实践，敢于面对和解决问题；3. 培养学生珍惜团队合作成果，尊重他人意见，学会分享和互助。
课程性质分析：本课程为数字电路课程设计，旨在巩固和拓展学生所学知识，提高学生实际操作能力。
抢答器作为一个具有实际应用的数字电路项目，能够激发学生学习兴趣，培养学生的创新意识和动手能力。
学生特点分析：学生具备一定的数字电路基础知识，具有较强的求知欲和动手能力。
在课程设计过程中，学生需要发挥团队协作精神，共同解决问题。
教学要求分析：本课程要求教师在教学过程中注重理论与实践相结合，引导学生通过实际操作掌握数字电路设计方法。
同时，教师需关注学生个体差异，给予个性化指导，确保学生能够完成课程目标。
二、教学内容1. 理论知识：（1）复习数字电路基础知识，包括逻辑门、触发器、计数器等；（2）学习抢答器原理，分析其电路结构及功能；（3）了解抢答器各组成部分的工作原理及相互关系。
2. 实践操作：（1）根据抢答器原理，设计电路图；（2）搭建抢答器电路，进行实际操作；（3）运用逻辑分析仪、示波器等工具进行电路测试和故障排查。
3. 教学大纲：（1）第一课时：复习数字电路基础知识，介绍抢答器原理；（2）第二课时：分析抢答器电路结构，设计电路图；（3）第三课时：搭建抢答器电路，进行实际操作；（4）第四课时：测试抢答器电路，排查故障，优化设计；（5）第五课时：总结课程，分享学习心得。
数字电路课程设计九路抢答器
鼓励学生发挥想象力和创造力，设计出具有创新性的抢答器方案。
预期成果
完成九路抢答器设计
01
学生能够独立完成九路抢答器的设计，包括电路原理图、PCB
板图等。
实现基本功能
Hale Waihona Puke 02抢答器能够实现基本的抢答功能，包括抢答信号的输入、处理
和输出等。
性能稳定可靠
03
经过测试和调试，抢答器的性能稳定可靠，能够满足实际应用
按键处理代码段
03
```
02
}
01
关键代码段展示
01
```c
02
void KeyProcess() {
03
if (P1 != 0xFF) { // 如果有按键按下
关键代码段展示
delay(10); // 延时消抖 if (P1 != 0xFF) { // 再次判断按键是否按下
key_value = P1; // 获取按键值
评估九路抢答器在长时间工作和不同 环境温度下的稳定性，并分析影响稳 定性的因素。
可靠性评估
评估九路抢答器的可靠性，包括平均 无故障时间、故障率等指标，并分析 影响可靠性的因素。
06
课程设计总结与展望
设计成果总结
实现九路抢答功能
成功设计并实现了一个九路抢答器，能够准确、快速地识别并显 示第一个抢答者的编号。
问题跟踪与解决
对测试中发现的问题进行跟踪，分析问题原因并 提出解决方案，确保问题得到及时解决。
性能指标评估
响应时间评估
评估九路抢答器的响应时间是否符合 设计要求，并分析影响响应时间的因 素。
准确性评估
评估九路抢答器在各种条件下的准确 性，包括不同输入信号幅度、频率和 负载条件下的准确性。
数字电路课程设计四路抢答器
数字电路课程设计——四路抢答器专业：班级：姓名：学号：组员：指导教师：数字电子技术课设——四路抢答器一、设计题目四路竞赛抢答器二、设计目标1、掌握四路竞赛抢答器电路的设计、组装与调试方法。
熟悉数字集成电路的设计和使用方法。
2、三、设计任务1、抢答器参赛者分为4组，每组序号分别为1、2、3、4，按键SB0~SB3分别对应4个组，抢答者按动本组按键，组号立即在LED显示器上显示，同时封锁其他组的按键信号。
系统设置外部清除键，按动清除键，LED显示器自动清零灭灯。
2、3若有选手按动抢、抢答器具有数据锁存和显示的功能。
抢答开始后，LED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，禁止其他显示）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。
4抢答器具有定时（30秒）抢答的功能。
当主持人按下开始按钮后，、秒的时候，定时器开始计时，显示时间，若无人抢答，计时到30秒内有人抢答，若参赛选手在30扬声器发出声响，声响持续1秒。
灯亮，并保持到主持人将系统清零为止。
扬声器响，同时LED5定时器和一定数值的电阻和电容产生频率为可用5551KHz的脉冲，、CLK信号。
再经分频器输出秒脉冲作为定时器的CLK作为触发器的信号。
四、进度安排五、设计方案1、所需电路元器件：74LS74×2555定时器×15×74LS160．74LS20×174LS00×274LS04×12、各芯片的引脚图及功能表74LS74引脚图及其功能真值表555定时器的引脚排列图74LS160引脚图管脚图74LS160的功能真值表引脚图及其功能真值表74LS2074LS00引脚图及其功能真值表74LS04引脚图及其功能真值表六、各部分电路设计原理1、判别电路：需要74LS74两个芯片，74LS20,74LS00,74LS04各一个，开关5个K1,K2,K3,K4,K5，1KHZ的脉冲，指示灯等，按照总体设计电路图（见七、总体电路分析设计四路及过程）连接，首先使每个芯片都正常工作，在第一个D触发器中，2接K1,12接K2，5和9分别接指示灯，6、8接到四输入的非门上，第二个D触发器中，2接K3，12接K4，5和9分别接指示灯，6、8也接到四输入的非门上，而两个D触发器中的1和13共四个口分别连在一起接开关，然后L1都连在一起，接出一根红线11和3触发器中D，两个K5．在将74LS20的输出端接在74LS04的输入端，其中的输出端接74LS00输入一端，另一个输入端接1KHZ的脉冲，它的输出正好接在红线L1上，此时完成了抢答器。
《数字逻辑电路》多路电子抢答器的设计
《数字逻辑电路》多路电子抢答器的设计1 整机设计1.1 设计要求结合所学数电知识设计一个智力竞赛抢答器，供八个选手参加比赛使用，且主持人可控制抢答的开始。
1.1.1设计任务根据要求设计制作一个八人抢答器。
1.1.2性能指标要求给主持人一个控制开关，用来控制系统的清零和抢答开始(蜂鸣器响)。
抢答器具有数据锁存和显示功能，有选手按动抢答按钮（停止蜂鸣），编号立即锁存，并在LED数码管上显示选手编号，此外，要封锁输入电路，禁止其他选手抢答。
1.2 整机实现的基本原理及框图1.2.1基本原理SW2到SW9为八位选手的抢答开关，SW1单刀双掷开关设为主持人控制开关。
当主持人控制开关置于清零状态时，RS触发器的R端为低电平，输出端全部为低电平。
于是4511的BI为高，显示器灭灯；74LS148处于工作状态，此时锁存电路不工作。
当SW1置于开始状态，优先编码电路和锁存电路同时处于工作状态。
74LS279的1R、1S均为高电平，由真值表可知，输出1Q为低电平，从而使74LS148输入使能端为低电平有效，即抢答器处于等待工作状态。
若有选手（假设为3号选手）按动抢答开关（即闭合SW4），此时优先编码器74LS148输入端I3接低电平有效，则输出A2A1A0为100，A2A1A0分别接至3S、2S、1S，根据RS锁存器真值表，1Q2Q3Q输出分别为110，从而4511的输入端DCBA为0011，经4511译码，显示器上显示“3”。
与此同时，当74LS148输入端有一个为低电平时，GS为低电平有效，即标志译码器处于工作状态，从而使4S为0，此时4Q输出为高电平，致使EI为高电平，74LS148处于禁止工作状态，其他选手抢答按钮的输入信号不会被接受。
这就保证了抢答者优先性以及抢答电路的准确性。
抢答结束后，主持人开关置于清零状态，数码管变灰，一切恢复初始状态，以便进入下一轮抢答环节。
1.2.2总体框图2 各功能电路实现原理及电路设计74LS148优先编码器此芯片为8线-3线优先编码器，在优先编码器电路中，允许同时输入两个以上编码信号。
数电课程设计抢答器
数电课程设计抢答器一、课程目标知识目标：1. 让学生掌握数字电路基础知识，理解抢答器的基本工作原理；2. 使学生了解抢答器电路的设计过程，掌握相关元件的功能及其连接方式；3. 引导学生理解数字电路在实际应用中的优势，如快速响应、稳定性好等。
技能目标：1. 培养学生运用所学知识设计简单数字电路的能力，能独立完成抢答器电路的设计与搭建；2. 提高学生分析问题和解决问题的能力，能针对抢答器电路故障进行排查与修复；3. 培养学生团队协作能力，学会在小组内进行有效沟通与分工。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对数字电路的兴趣，激发学生学习热情；2. 引导学生认识到数字电路在现代科技中的重要作用，增强学生的科技意识；3. 培养学生勇于尝试、积极进取的精神风貌，树立正确的价值观。
课程性质：本课程属于实践性较强的课程，旨在让学生在实际操作中掌握数字电路知识，提高动手能力。
学生特点：学生已具备一定的数字电路基础知识，对实际操作有较高的兴趣，喜欢探索新知识。
教学要求：注重理论与实践相结合，以学生为主体，鼓励学生动手实践，培养创新精神和实践能力。
在教学过程中，关注学生个体差异，因材施教，确保每个学生都能在课程中取得进步。
通过本课程的学习，使学生能够达到上述课程目标，为后续相关课程打下坚实基础。
二、教学内容根据课程目标，本章节教学内容主要包括以下三个方面：1. 数字电路基础知识回顾：复习逻辑门电路、触发器、计数器等基本概念，为抢答器设计奠定基础。
- 教材章节：第二章 数字逻辑电路基础- 内容列举：逻辑门电路、触发器、计数器等原理与功能2. 抢答器电路设计与搭建：学习抢答器电路的组成、工作原理，掌握相关元件的选型与连接方法。
- 教材章节：第四章 数字电路设计实例- 内容列举：抢答器电路原理、元件选型、电路搭建与调试3. 抢答器电路故障分析与修复：培养学生分析问题和解决问题的能力，提高实际操作技能。
- 教材章节：第五章 数字电路故障分析与维修- 内容列举：抢答器电路常见故障现象、原因分析、修复方法教学进度安排：1. 第一周：数字电路基础知识回顾，进行小组讨论与分享；2. 第二周：抢答器电路设计与搭建，进行课堂实践；3. 第三周：抢答器电路故障分析与修复，开展小组竞赛活动。
数字抢答器设计实验报告
数字抢答器设计实验报告一、实验目的本次实验的目的是设计一个数字抢答器，能够实现在一定时间内自动抢答的功能。
通过这个实验，我们可以了解数字电路的基本原理和应用，提高我们的动手能力和实践能力。
二、实验器材ArduinoUno控制板数字按键开关杜邦线若干面包板电源适配器LED灯蜂鸣器电阻若干电容若干电位器若干三、实验原理数字抢答器主要由ArduinoUno控制板、数字按键开关、LED灯、蜂鸣器等组成。
其中，ArduinoUno控制板是整个系统的核心，它可以通过数字输入输出端口与外部设备进行通信。
数字按键开关则用于接收用户的输入信号，LED灯和蜂鸣器则用于显示抢答结果和提示用户。
在实验中，我们将使用数字按键开关来模拟用户的抢答操作。
当用户按下某个数字键时，ArduinoUno控制板会读取该信号并进行处理。
如果此时系统处于抢答状态，则会触发LED灯闪烁和蜂鸣器发出声音，表示用户抢答成功；否则，系统会进入等待状态，直到下一个用户抢答为止。
四、实验步骤将数字按键开关连接到ArduinoUno控制板上的数字输入端口（D2-D10）。
具体连接方式如下：D2连接到GND引脚；D3连接到5V引脚；D4连接到A4引脚；D5连接到A5引脚；D6连接到A6引脚；D7连接到A7引脚；D8连接到3.3V引脚；D9连接到GND引脚；D10连接到GND引脚。
将LED灯和蜂鸣器分别连接到ArduinoUno控制板上的数字输出端口（D13和D11）。
具体连接方式如下：D13连接到5V引脚；D11连接到GND引脚。
将电源适配器插入电源插座，将面包板固定在ArduinoUno控制板上，然后将所有元器件按照电路图所示连接好。
注意不要接反或短路。
将ArduinoUno控制板通过USB线连接到电脑上，打开ArduinoIDE 软件。
点击“工具”菜单中的“上传”按钮，选择刚刚编写好的程序文件（例如：digital_answer_device.ino），点击“上传”按钮开始编译和下载程序。
数字电路抢答器实训报告
一、实训目的通过本次数字电路抢答器的实训，我旨在掌握以下知识和技能：1. 理解数字电路的基本原理和组成。
2. 掌握数字电路中常用元器件（如触发器、译码器、显示器等）的工作原理和特性。
3. 学会电路图的绘制和原理图的设计。
4. 提高动手能力，通过实际搭建电路，加深对理论知识的应用。
5. 了解抢答器的设计原理，并学会运用数字电路技术解决实际问题。
二、实训内容及过程1. 理论学习：在实训开始前，我系统地学习了数字电路的相关知识，包括数字电路的基本概念、逻辑门电路、触发器、计数器、译码器、显示器等。
通过理论学习，我对数字电路有了全面的认识。
2. 电路设计：根据实训要求，我设计了基于数字电路的抢答器电路。
电路主要包括以下几个部分：- 抢答按钮：6个按钮K0~K5，分别对应6名选手或6个代表队。
- 锁存电路：用于锁存抢答信号，保证优先抢答。
- 译码电路：将抢答按钮的信号转换为数码管显示的编码。
- 显示电路：LED数码管，用于显示抢答选手的编号。
- 报警电路：扬声器，用于发出报警声响提示。
3. 电路搭建：在完成电路设计后，我按照电路图开始搭建电路。
在搭建过程中，我注意以下几点：- 按照电路图正确连接各个元器件。
- 注意电源的正负极，避免短路。
- 仔细检查电路连接是否牢固。
4. 电路调试：电路搭建完成后，我开始进行电路调试。
首先，我检查电路的电源是否正常，然后依次测试各个部分的功能。
在调试过程中，我遇到了一些问题，如按钮接触不良、数码管显示不稳定等。
通过查阅资料和与同学讨论，我逐一解决了这些问题。
5. 测试与验证：经过调试，抢答器电路基本能够正常工作。
我进行了多次测试，验证了抢答器的抢答、锁存、显示和报警等功能。
测试结果表明，抢答器能够满足设计要求。
三、实训心得与体会1. 理论知识的重要性：通过本次实训，我深刻体会到理论知识在数字电路设计中的重要性。
只有掌握了扎实的理论基础，才能在设计过程中游刃有余。
2. 动手能力的提升：在实训过程中，我锻炼了自己的动手能力。
数字电子电路课程设计三人智力抢答器
摘要：简易三人抢答器是一名的裁判员，它的任务是从三名竞赛者中确定出最先的抢答者，并显示出最少反应时间。
1.系统总体方案设计1.1电路组成和工作原理根据上面所说的功能要求，智力竞赛抢答计事系统的组成框图如下图1-1所示。
它主要有五部分组成：图1-11.1.1抢答器智力竞赛抢答器的核心。
当参赛者的任意一位首先按下抢答开关事，抢答器即刻接受该信号，指使相应发光二极管亮（或音响电路发出声音），与此同时，封锁住其他参赛者的输入信号。
1.1.2抢答控制器由三个开关组成。
三名参赛者各控制一个，拨动开关使相应控制端的信号为高电平或低电平。
1.1.3清零装置供比赛开始前裁判远使用。
它能保证比赛前触发器统一清零，避免电路的误动作和抢答过程的不公平。
1.1.4显示、声响电路比赛开始，当某一参赛者按下抢答器开关时，触发器就接受该信号，在封锁其他开关信号的同时，使该路的发光二极管发出亮光和蜂鸣器发出声响，以引起人们的注意。
1.1.5振荡电路它应该提供给抢答器、计时系统和声响电路工作的控制脉冲。
1.2设计步骤及方法下图1-2为三人简易抢答器系统的原理图。
V DDR R R D AD B D C 5.1KΩJA BCG CC4012CP （500KHz ）1Q +2Q V DD2R V SS 2CP 1CP 2D 1D 1R CC40131Q V 1R 1CP 1D V CC4013DD DD 1+CP(1KHz)Ta g a g ......a g D C B D C B A CC4511CC40192CP （1HZ ）Q D Q A Q B CP —D C B AD C B —Q D Q A CP a g A A CP —=—PE =1图5图1-2 原理图1.2.1抢答控制电路该系统有开关A，B，C，分别有三名参赛者控制。
常态时开关接地，比赛时，按下开关，使该端为高电平。
为实验方便，抢答开关也可以利用实验箱上电平输出开关。
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《数字电路》课程设计报告
设计题目：优先抢答器
学生姓名：学号：
教师姓名：日期：
一、设计任务
讨论课的11个小组，设计一个优先抢答器，并用两个7段码显示组号。
①只显示第一个抢答组的号码；
②同时显示前两个抢答组的号码（双优先）；
二、电路原理
整个电路分为三个部分：输入、处理、输出。
输入由11个开关构成，当开关按下时代表该组发出抢答申请。
为了节省芯片的使用及锁存功能的实现，处理与输出用CD4511串联共阴数码管实现。
CD4511 是一片 CMOS BCD—锁存/7 段译码/驱动器，用于驱动共阴极 LED （数码管）显示器的 BCD 码-七段码译码器。
具有BCD转换、消隐和锁存控制、七段译码及驱动功能的CMOS电路能提供较大的拉电流。
可直接驱动共阴LED数码管。
真值表如下：
CD4511输入中D为最高位，可以输出0~9，且具有锁存功能（可以节省一个锁存器的使用）。
输入电路：
输入有主次之分，1、2、4、8为主：直接连接A、B、C、D，剩余的数用以上4个数表示（比如7为=1+2+4=111，因此7组的开关有三个分支，分别与1、2、4所在线相连。
）
由于在1、2、4、8导线连了所有的开关，如果一个开关闭合，则1、2、4、8都可能导通，因此为了避免输入间相互干扰，在每个开关后需加上二极管。
处理及输出电路：
由于CD4511可直接驱动共阴数码管，所以CD4511与数码管组成处理及输出电路。
具体输出原理见上文对CD4511的描述。
锁存功能的实现：
当有一个输入时马上锁存：判断是否有输入用5个或门实现，然后接LE 端。
为了实现信号的同步性，使用了延时器使经过或门处理后的信号延时保持一致。
三、电路仿真和结果分析
表1 器件及其参数
图1 电路仿真图
结果分析：
该电路能直接显示首先按下的组，但是可能由于仿真算法的原因，在锁存后短暂的时间内，数码管会变为无显示，尽管在整个过程用电压计测量出电位变化正常，且当使用4511BP和数码管时，固定输入型号，改变LE的值，数码管的显示也会出现上述情况。
在网上也看到有帖子也有类似的情况，但是在实物连接后可以正常工作。
任意两组开关的按下动作应有一个短暂的间隔，否则会报错。
此外，如果多次按11的开关，会偶尔出现报错的现象。
四、总结及心得体会
该电路在仿真时，任意两组开关的按下动作应有一个短暂的间隔，否则会输入混乱，在实验中尝试通过添加延时器使通过或门和延时器的信号延迟与直接通过CD4511的信号延迟相同，但如果延时器A1延时<250ns时，数码管显示受到影响，因此这个延时在软件上不能同步。
但是相比较于人的反应时间（即听到按铃信号到按铃的动作之间的间隔），以上延迟的影响可以忽略。
该电路只能满足设计的第一个要求，无法满足第二个要求。
如需满足第二个要求，则需要“过滤”第一个输入的组，而当第二个组按下开关时，向
CD4511输入的是第一组和第二组的混合型号，也可看作第二个输入组是搭载在第一组的输入里进行输入。
该电路除了CD4511外没有使用其他芯片，输入用导线连接的方式来表示，因此如果有更多的组要输入，则可以只增添连接在输入为1、2、4、8的导线数，不用对电路进行大的修改，简单易操作。
如果要实现双优先则需改变输入电路，采用组合逻辑设计而非导线连接。
当在芯片输出端检测到有输出时，在短暂的延时后使使能端无效，但是这样做的最大弊端是需要使用大量的74x138芯片，在7组及以下时每组需使用一个芯片，在8-11组，每组需要两个芯片，然后根据组数确定芯片对应输出端，并将输出端接入CD4511。
这样的输入信号可看作是脉冲信号，当第一个脉冲信号时，锁存第一个数码显示管；此外需在每两组74x138输出端上加一个判断有两个输出的电路（2个锁存器串一个与门，然后这些与门或起来去控制第二个显示数码管）。
但是这样的电路需使用大量的芯片，相比于本设计的电路，成本过高。
因此若可不实现双优先功能，本设计的电路简单、成本低廉。
通过该设计，加深了对CD4511及课上所学知识的理解，同时也锻炼了识别、搭建电路的能力。