三路抢答器设计
电子技术课程设计之三人抢答器
三人数字抢答器班级：姓名：学号：指导老师：目录摘要 (2)一、设计目的................................................................................ 错误!未定义书签。
二、设计任务与要求 (3)三、设计电路原理 (3)1、抢答输入原理2、抢答锁存原理3、抢答判断原理4、抢答显示原理四、实验电路 (4)1、电路框图2、电路连线图五、单元电路分析 (5)1、抢答输入电路2、抢答锁存电路3、抢答显示电路六、实物照相 (9)七、设计总结参考文献 (10)参考文献 (11)摘要当代社会，有各式各样的知识竞赛，抢答器也成为了一种很常见的装置。
在知识比赛中，特别是做抢答题目的时候，在抢答过程中，为了知道哪一组或哪一位选手先答题，必须要设计一个系统来完成这个任务。
因为在抢答过程中，靠视觉是很难判断出哪组先答题。
对设计要求认真分析后，又考虑到自己动手焊板子的能力不是很强，就选择了三人智能抢答器的精简装置来进行设计，即仅通过LED显示灯来判别是哪一个参赛者抢答成功。
本次设计将主体电路分为了抢答按钮、抢答锁存、抢答显示三个部分。
抢答输入部分由三个抢答按钮和一个清零复位按钮组成；抢答锁存电路由与非门和JK触发器组成；抢答显示电路由三个发光二级管组成。
该设计仅用四块数字芯片便实现了数显抢答的功能，与其他抢答器电路相比，有结构简单、成本低、制作方便、实用可靠、成本极低的优点。
本文详细介绍了抢答器的设计方案和功能，并对电路原理进行了一定的分析。
另外通过仿真和调试过程，让自己对所学知识得到进一步的理解，同时阐释了该设计存在的一些不足之处。
关键词：抢答锁存 LED 芯片课程设计的题目：三人数字抢答器一、设计目的1.学习数字电路中基本逻辑门，JK触发器，译码显示等单元的综合应用；2、学习抢答器的调试方法。
二、设计任务与要求1、抢答器同时供 3名选手或 3 个代表队比赛，分别用 4个按钮 PB_DPST，其中包括三个抢答和一个系统清除和抢答控制开关 J4，该开关由主持人控制。
三路抢答器课程设计
设计题目三路抢答器的PLC控制1 主要容该抢答器作为智力竞赛的品判装置，根据应答者抢答情况自动设定答题时间，并根据答题情况用灯光、声音显示其答题正确、错误及违规，在主持人的操作下，对答题者所显示的分数值进行加分、减分或违规扣分。
2 具体要求1.主持人提出问题按下启动按钮（开始抢答）后，若10s无人抢答，则有声音提示，说明该题无人抢答，自动作废。
2.主持人提出问题在未按下启动按钮（开始抢答）之前抢答，则违规，抢答器报出违规信号，并作减分处理。
3.主持人提出问题按下启动按钮（开始抢答）后，第一个按下按钮的信号有效，后按下的按钮信号无效。
4.主持人按下计时按钮，开始计时。
答题时间为1min，答题过程中有灯光提示时间，时间到并有声音指示。
5.抢答器有数码显示器显示各答题者的分数，由主持人控制，答对者加10分，答错者减10分，违规者扣5分，减分计算中若出现负分作0分处理。
6.答题完毕按下复位按钮，恢复抢答器原始状态，为下一轮抢答做好准备。
答题过程中灯光、音响的安排及注意事项见课程设计指导书。
在上述具体的要求下，完成硬件电路的制作和接线，PLC控制程序的设计及联机调试，直至满足要求。
3 进度安排1.理解课程设计容及设计要求，查阅资料（第一周的星期一）。
2. PLC外围硬件电路的制作和接线，构思设计方案（第一周的星期二至星期三）。
3. PLC控制程序设计、程序调试及系统的总体调试，撰写课程设计报告（第一周的星期四至第二周星期四）。
4. 课程设计答辩、批改设计报告，登载成绩（第二周星期五）。
4 完成后应上交的材料PLC外围硬件连接电路、程序清单及课程设计总结报告。
6 总评成绩指导教师签名日期年月日系主任审核日期年月日目录绪论 (3)第一章系统设计容及要求 (1)第二章硬件设计 (3)2.1硬件选取 (3)2.1.1 三菱PLC可编程控制器 (3)2.1.2 按钮板块 (3)2.1.3 数码显示电路 (4)2.1.4 八字数码管. (4)2.1.5 CD4511简介 (4)2.1.6 数码管显示电路 (5)第三章软件设计 (6)3.1编程辅助器说明 (6)3.2梯形图说明 (7)3.2.1初始化 (7)3.2.2抢答前计时 (8)3.2.3答题时间 (9)3.2.4抢答标志 (10)3.2.5抢答灯控制 (11)3.2.6蜂鸣器 (12)3.2.7数据处理 (13)3.2.8分数加减 (14)3.2.9显示控制 (16)3.2.10防过显示 (18)3.2.11复位 (18)3.2.12违规标志位 (19)参考文献 (20)总结 (21)致 (22)附录 (23)绪论该抢答器可作为智力竞赛的评判装置。
3路抢答器课程设计
3路抢答器课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生理解3路抢答器的电路原理，掌握基本电子元件的功能和使用方法。
2. 学生掌握数字电路的基本知识，了解抢答器中计数器、锁存器等元器件的工作原理。
3. 学生了解抢答器的应用场景，掌握相关电子产品的设计规范。
技能目标：1. 学生能够独立完成3路抢答器的电路搭建，具备实际操作能力。
2. 学生能够分析并解决抢答器电路中可能出现的问题，具备一定的故障排查能力。
3. 学生能够运用所学知识，设计简单的电子电路，培养创新能力。
情感态度价值观目标：1. 学生通过动手实践，培养对电子技术的兴趣和热情，提高学习积极性。
2. 学生在团队协作中，学会相互尊重、沟通和合作，培养团队精神。
3. 学生了解电子产品在现实生活中的应用，认识到科技对社会发展的作用，增强社会责任感。
课程性质：本课程属于电子技术实践课程，以项目式教学为主，注重培养学生的动手能力和创新能力。
学生特点：本课程面向初中生，学生对电子技术有一定的基础知识，好奇心强，喜欢动手实践。
教学要求：教师需引导学生掌握基本电路原理，关注学生实践操作过程，及时解答学生疑问，鼓励学生创新思维，提高学生的综合素养。
通过课程目标的分解，使学生在实践中达成具体学习成果，为后续教学设计和评估提供依据。
二、教学内容本节教学内容依据课程目标，结合教材第十五章“数字电路及其应用”展开，主要包括以下三个方面：1. 数字电路基础知识：回顾并巩固与非门、或非门、非门等基本逻辑门电路原理，使学生掌握数字电路的基本概念。
2. 3路抢答器电路原理及搭建：- 讲解3路抢答器的电路原理，包括按键输入、锁存器、计数器等部分的功能和作用。
- 分析教材中提供的3路抢答器电路图，使学生了解电路的连接方法。
- 引导学生动手搭建3路抢答器电路，熟悉各元器件的安装和使用。
3. 故障排查与产品优化：- 指导学生进行电路测试，分析可能出现的故障原因，培养学生解决问题的能力。
- 讨论如何优化抢答器设计，提高产品性能，激发学生的创新思维。
三路抢答器设计
河北联合大学2010级本科课程设计三路抢答器的设计姓名：徐来立学院：电气工程学院专业：10表2学号：7指导教师：刘丽萍2012年12 月11日目录第一章实验目的 (3)第二章设计要求与内容 (4)第三章设计及原理 (5)3.1 总体方案设计 (5)3.1.1 设计思路 (5)3.1.2 总电路框图 (5)3.2 各模块设计方案及原理说明 (5)3.2.1 抢答电路 (5)3.2.2 倒计时电路 (9)第四章电路仿真 (12)4.1 抢答电路 (12)4.2 倒计时电路 (12)第五章收获、体会和建议 (15)附录 (15)1.总电路图 (15)2.元件引脚图 (16)3.元器件清单 (19)4.参考文献 (20)第一章实验目的通过三路数字抢答器的设计实验，要求学生回顾所学数字电子技术的基础理论和基础实验，掌握组合电路、时序电路、编程器件和任意集成电路的综合使用及设计方法，熟悉掌握优先编码器、触发器、计数器、单脉冲触发器、555 电路、译码/驱动电路的应用方法，熟悉掌握时序电路的设计方法。
达到数字实验课程大纲所要求掌握的基本内容。
第二章设计要求与内容〖基本要求〗利用数字电路设计—三路抢答器，要求：1）允许三人参加，并且有锁定功能，用LED 实现最先抢答的队员号码，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）数字显示功能：数字抢答器定时为30S，启动开启键以后要求I）定时开始；II）扬声器要短暂报警；III）发光二极管亮灯；如果在30S 内抢答有效，计时结束，30S 内抢答无效，系统短暂报警，发光二极管灯灭〖提高要求〗1）按钮到控制中心距离20M2）计分显示。
可以进行加/减分第三章设计及原理3.1 总体方案设计3.1.1设计思路①本题的根本任务是准确判断出第一抢答者的信号并将其锁存。
实现这一功能可选择使用触发器或锁存器等。
在得到第一信号之后应立即将电路的输入封锁，即使其他组的抢答信号无效。
3路抢答器课程设计
3路抢答器 课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生理解并掌握3路抢答器的基本原理与设计思路。
2. 使学生掌握数字电路基础知识，包括逻辑门、触发器等，并能将这些知识应用于3路抢答器的电路设计中。
3. 让学生了解抢答器在实际应用中的优点和局限性。
技能目标：1. 培养学生运用所学知识分析和解决实际问题的能力。
2. 提高学生的动手实践能力，使其能够独立完成3路抢答器的搭建和调试。
3. 培养学生团队合作精神，提高沟通与协作能力。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对电子技术的兴趣和爱好，激发其探索精神和创新意识。
2. 培养学生严谨、踏实的科学态度，使其在学习过程中养成良好的学习习惯。
3. 引导学生关注科技发展，认识电子技术在现实生活中的应用，提高其社会责任感。
课程性质分析：本课程为电子技术基础课程，以实践性、应用性为主，旨在让学生通过动手实践，掌握数字电路基础知识，并能够将其应用于实际项目中。
学生特点分析：学生为初中生，具备一定的物理知识和动手能力，对新鲜事物充满好奇，但可能缺乏系统的电子技术知识和实践经验。
教学要求：1. 注重理论与实践相结合，提高学生的实际操作能力。
2. 创设情境，激发学生兴趣，引导学生主动参与学习过程。
3. 分组合作，培养学生的团队协作能力和沟通能力。
4. 关注个体差异，因材施教，使每个学生都能在课程中收获成长。
二、教学内容1. 数字电路基础知识回顾：逻辑门、触发器、时钟信号等基本概念和原理。
- 教材章节：第三章《数字电路基础》2. 3路抢答器工作原理：介绍抢答器的功能、电路构成、工作流程。
- 教材章节：第四章《触发器及其应用》3. 3路抢答器电路设计：- 教材章节：第五章《数字电路设计》- 抢答器电路图绘制- 元器件选择与参数计算- 电路搭建与调试4. 抢答器编程设计：- 教材章节：第六章《数字电路编程》- 基本逻辑编程- 抢答器程序设计- 程序下载与调试5. 实践操作与团队协作：- 教材章节：实验教程- 学生分组进行3路抢答器搭建- 团队合作，沟通交流- 撰写实验报告，总结经验教学内容安排与进度：第一课时：回顾数字电路基础知识，介绍3路抢答器工作原理。
PLC课程设计三路抢答器
PLC课程设计三路抢答器1 引言1.1设计任务与要求一、控制要求设计三路抢答器控制系统，其控制要求如下：一个三路抢答器，任意一组抢先按下后，显示器能及时显示该组的编号并且指示灯开始闪烁，同时锁住抢答器，使其他组按下无效，抢答器复位后才可重新抢答。
二、设计I/O点分配三、画出PLC的外部接线图四、设计完整的梯形图五、编译、下载、运行六、工作流程如图1所示图1.1工作流程图1.2实用价值与理论意义目前国内外市场上已有很多类型的知识竞赛抢答器，其大致采用模拟电路、数字电路、单片机或者PLC芯片、计算机控制系统等四类产品。
对于采用模拟电路或者数字电路的产品，其技术相当成熟。
但是随着功能的增多，电路也越复杂，并且成本偏高，故障率高，显示方式简单或者没有。
而对于科技飞速发展的今天，PLC、单片机应用的不断深入，带动了传统控制检测技术的不断更新，并鉴于其本身具有的优点，以PLC、单片机为核心的部件成为主流。
可编程控制器是以计算机为核心的通用自动控制装置，它的功能强、可靠性极强、编程简单、使用方便、体积小。
现已广泛应用于工业控制的各个领域，它以微处理器为核心，用编写的程序进行逻辑控制、定时、记数和算术运算等，并通过数字量和模拟量的输入/输出来控制机械设备或生产过程.抢答器广泛用于电视台、商业机构及学校，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。
本文介绍一种抢答器，能使三个人同时参加抢答,赛场中设有1个裁判台，三个参赛台.总体设计选用施耐德PLC控制,抢答操作方便，在很多的场所都可以使用，并且给人的视觉效果非常好。
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，他的应用场合也随之增加；技术含量大大提升；更加方便可靠。
用PLC进行知识竞赛抢答器设计，其控制方便，灵活，只要改变输入PLC的控制程序，便可改变竞赛抢答器的抢答方案。
三路抢答器有三个抢答按钮，最先按下按钮有效，显示器能及时显示该组的编号并且指示灯开始闪烁，同时锁住抢答器，使其他组按下无效，抢答器复位后才可重新抢答。
三路抢答器PLC程序设计
目录一、前言 (2)二、课程设计分析与解决思路 (3)2.1、控制任务 (3)2.2、分析及解决思路 (3)三、控制系统设计 (4)3.1、PLC机型选择 (4)3.2、控制程序流程图 (4)3.3、输入输出点分配图 (5)3.4、梯形图设计 (6)3.5、设计指令 (8)3.6、外部接线图 (11)四、程序调试说明 (12)五、总结 (13)参考资料 (14)一、前言目前国内外市场上已有很多类型的知识竞赛抢答器，其大致采用模拟电路、数字电路、单片机或者PLC芯片、计算机控制系统等四类产品。
对于采用模拟电路或者数字电路的产品，其技术相当成熟。
但是随着功能的增多，电路也越复杂，并且成本偏高，故障率高，显示方式简单或者没有，无法准确判断抢按按钮的行为，也不便于参数调节及其功能的升级换代。
而对于科技飞速发展的今天，PLC、单片机应用的不断深入，带动了传统控制检测技术的不断更新，并鉴于其本身具有的优点，以PLC、单片机为核心的部件成为主流。
它对采样获得的各种抢答信号进行分析。
但仅有抢答功能的抢答器已经不能满足当今社会的需要。
该设计不但有抢答功能，而且还有一个计分系统，能分别对四个选手进行计分，并能够对分数进行加、减。
带计分功能的智能抢答器将会取代一般的智能抢答器，更好的服务于社会。
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，实现了三路抢答的功能，抢答人员按下抢答器后，七段显示器显示抢答成功的相应的位置号。
主持人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。
二、课程设计分析与解决思路1、控制任务：（1）、有3个抢答席（分别为1~3号）和1个主持人席，每个抢答席上各有1个抢答按钮和一盏抢答指示灯。
（2）、参赛者在允许抢答时，第一个按下抢答按钮的抢答席上的指示灯将会亮，七段显示器显示抢答成功的相应的位置号，且释放抢答按钮后，指示灯仍然亮；此后另外两个抢答席上即使在按各自的抢答按钮，其指示灯也不会亮。
三位简易抢答器
搭建电路所需元器件
• • • • • • • 非门芯片 74LS04 与非门芯片 74LS20 0.5k电阻 8个 1K电阻 3个 发光二极管 3个 开关 4个 导线 若干 1个 2个
产品外观
三位简易抢答器
09电信 柳艳丽 朱丽丝
概述
• 我们经常在电视上看到一些电视问答、知 识竞赛节目中，每个选手通过按动前面的 按键进行抢答，这就是抢答器。抢答器可 以用单片机实现，也可以用触发器实现， 而我们介绍的是用与非门实现的比较简单 的三位简易抢答器。
三位简易抢答器电路
• 如图所示为三位简易 抢答器电路，开关 SA1由裁判使用，开 关SA2、 SA3、 SA4 分别属于选手A、B、 C，四个开关的初始位 置均在常闭位，即给 逻辑电路送入低电平 信号。三位简易抢答器电路原理
• 三个与非门的四个输入端信号分别来自裁判主控、对应选 手控制、其他两个选手对应与非门输出信号的反馈，因此， 在电路的初始状态没有开关动作的状态，裁判主控信号送 入低电平，即反馈信号均为高电平，而与非门的高电平经 非门送到输出端，发光二极管表现为低电平状态，均不亮。 若裁判的主控开关没有动作，任一选手按下开关，与非门 仍保持当前状态；当裁判控制主控开关动作时，往D端送 入高电平信号，最先按下开关的选手将向对应的与非门送 入高电平信号，使其与非门状态饭转为低电平，此时反馈 回其他两个与非门输入端的低电平信号立即把该门锁在了 高电平的输出上，后按下开关的选手送入的信号将无法改 变对应与非门的状态。
三路抢答器的设计
课程设计说明书课程名称：数字逻辑设计及应用题目：三路抢答器的设计学生：专业：信息显示与光电技术_班级：___11090401______学号：__指导教师：___ _____日期：2012 年6 月24日课程设计任务书一、设计题目三路抢答器的设计二、主要容及要求要现逻辑功能：1.抢答器同时供3名选手或3个代表队比赛，分别用3个按钮S1 ~ S3表示。
2.设置一个系统清除和抢答控制开关S0，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，同时扬声器发出音乐提示。
先抢答选手的编号一直保持到主持人将系统清除为止。
4.下一答题环节，主持人按下复位键，抢答器再次处于可抢答状态。
三、进度安排6月14日选题，确定设计容；6月15日设计电路，实现相应逻辑功能；6月24日导师指导并答辩；6月26日提交纸质设计论文。
四、总评成绩目录一、设计任务与要求 (4)二、方案设计与论证 (4)1、分解任务要求 (4)2、主要单元电路 (5)2.1 二输入4与非门74LS00 (5)2.2 三输入3与非门74LS10 (6)2.3 四D触发器74LS175 (7)2.4 555定时器构成的多谐振荡器 (8)2.5 抢答器按键部分 (10)2.6抢答器指示及发声部分 (11)3、主电路设计 (12)三、仿真调试与分析 (12)四、结论与心得 (14)五、参考文献 (14)三路抢答器的设计一、设计任务与要求（1)主持人能通过复位键将抢答器置于重新抢答状态。
（2）选手按下抢答器，二极管发光，扬声器响起。
（3）最先按下抢答器的同时通过与非门电路将抢答信号反馈回来，锁住抢答器主体，获得答题权。
（4）下一答题环节，主持人按下复位键，抢答器再次处于可抢答状态。
二、方案设计与论证1、分解任务要求（1）二输入4与非门74LS00(2)三输入3与非门74LS10(3)四D触发器74LS175(4) 555定时器构成的多谐振荡器(5)抢答器按键部分(6)抢答器指示部分2、主要单元电路2.1 二输入4与非门74LS00图2-1 二输入4与非门74LS00的部逻辑图74LS00有外部14个管脚，部由四个二输入与非门电路构成。
可供三人抢答器课程设计
可供三人抢答器课程设计一、教学目标本课程的教学目标是使学生掌握三人抢答器的基本原理和操作方法，培养学生团队合作意识和解决问题的能力。
具体目标如下：1.知识目标：学生能够理解三人抢答器的工作原理，掌握其基本组成部分和功能。
2.技能目标：学生能够熟练操作三人抢答器，进行抢答练习，并能够对其进行简单的故障排查。
3.情感态度价值观目标：学生通过参与团队合作，培养团队协作精神和集体荣誉感，增强问题解决能力。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括以下几个部分：1.三人抢答器的基本原理：介绍三人抢答器的工作原理，包括电路结构、信号处理等。
2.三人抢答器的操作方法：讲解如何操作三人抢答器，包括启动、抢答、计分等基本操作。
3.三人抢答器的故障排查：教授如何检查三人抢答器的基本故障，并进行简单的维修。
4.团队合作与问题解决：通过三人抢答器的实践操作，培养学生的团队合作意识和问题解决能力。
三、教学方法为了提高教学效果，本课程将采用多种教学方法相结合的方式进行教学。
1.讲授法：教师讲解三人抢答器的基本原理和操作方法，为学生提供理论知识的基础。
2.实践操作法：学生亲自动手操作三人抢答器，加深对理论知识的理解和应用。
3.小组讨论法：学生分组进行讨论，培养团队合作意识和问题解决能力。
4.案例分析法：通过分析实际案例，使学生更好地理解和应用三人抢答器的知识和技能。
四、教学资源为了支持本课程的教学内容和教学方法的实施，将准备以下教学资源：1.教材：选择合适的三人抢答器教材，为学生提供理论知识的指导。
2.多媒体资料：制作三人抢答器的操作视频和动画，帮助学生更直观地理解原理和操作方法。
3.实验设备：准备三人抢答器设备，供学生进行实践操作和故障排查练习。
4.网络资源：利用网络资源，提供相关的学习资料和案例分析，丰富学生的学习体验。
五、教学评估本课程的评估方式将采用多元化的形式，以全面、客观、公正地评价学生的学习成果。
具体评估方式如下：1.平时表现：通过观察学生在课堂上的参与度、提问回答等情况，评估学生的学习态度和积极性。
三路抢答器课程设计报告
单片机综合设计报告专业：电气工程及其自动化年级：2012 级学号：20122213112姓名：刘伟成绩：指导教师：陈勇三路路抢答器1.内容概述抢答器是一种应用非常广泛的设备，在各种竞赛、抢答场合中，它能迅速、客观地分辨出最先获得发言权的选手。
目前大多数抢答器均使用单片机和数字集成电路。
本设计利用C51单片机及外围接口实现多路抢答系统，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，同时使液晶屏能够正确地显示计时时间。
目前电视节目日益丰富，其中的竞赛环节也越来越多，其中抢答器是不可或缺的器材。
它能准确、公正、直观地判断出第一抢答者。
本次设计用STC12C5A60S2单片机作为核心控制元件，设计一个简易的抢答器，并通过利用KeilC软件编辑程序，仿真验证。
使系统能够完成多路抢答，且系统实用性强，判断精准，操作简单。
2．设计方案及原理本次设计的抢答过程主要分为准备抢答，开始抢答，开始答题三个阶段。
本方案以STC12C5A60S2单片机作为主控核心，与晶振、液晶屏等构成三路抢答器，利用了单片机的电源电路、按键复位电路、时钟电路、定时电路等。
具体系统设计方框图如图1所示。
图1 系统原理方框图三抢答器由三个按键控制，程序一致判断是否有按键按下，若没有按键按下则循环判断，直到有按键按下后，立即把通过按键输入的信号储存起来然后对3路输入信号进行扫描判断，发光二极管亮闪，液晶显示屏显示抢答到的人，表示抢答成功。
软件设计利用中断系统的基本构成原理编写中断服程序，其信号由按键电路提供，由CPU响应中断，并输出响应。
用到了定时器模块、显示时间模块、计数器模块等。
程序流程图如图2所示。
图2系统流程图3．原理分析在抢答中，只有规定开始后抢答才有效，如果在开始抢答前抢答为无效；液晶屏可以显示是哪位选手有效抢答，抢答时间和回答问题时间倒计时显示在液晶屏上。
若选手回答完毕，主持人按下准备按钮，液晶屏清零，可以进入下一提的抢答。
三路抢答器课程设计说明书
1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。
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控制的三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、计时及计分输出显示功能等。
关键词：智力控制;三路抢答器;PLC;计分目录1摘要 (1)2 设计任务分析 (3)3 三路抢答器总体方案的设计 (3)4 I/O分配及PLC外围硬件电路设计 (6)5三路抢答器的动作流程图 (9)6 PLC控制程序 (10)6.1主持人开始复位初始化 (10)6.2开始抢答和抢答犯规 (10)6.3正常抢答 (11)6.4抢答超时 (11)6.5答题计时 (12)6.6中控台绿灯(Y15) (12)6.7中控台蜂鸣器(Y17) (12)6.8中控台红灯（Y16） (13)6.9加减分程序 (13)6.10加减分操作信号 (14)6.11数据有效值比较 (14)6.12分数输出 (15)6.13抢答器总程序 (16)7 安装与调试情况 (19)8设计体会 (20)2 设计任务分析课程设计是培养学生运用有关课程的基础理论和技能解决实际问题，进一步提高学生本专业必要的基本技能、方法和创新能力的重要环节之一。
通过课程设计要使学生受到设计方法的初步训练，能用文字、图形和现代设计方法系统地、正确地表达设计成果。
本课题主要的目的是为了通过设计三路智力抢答器，让我们熟悉PLC的各种功能以及各种命令的使用。
3 三路抢答器总体方案的设计3.1 PLC控制系统设计的基本原则任何一种控制系统都是为了实现被控对象的工艺要求，以提高生产效率和产品质量。
基于单片机的三路抢答器的设计 王辉
基于单片机的三路抢答器的设计1课程设计的任务与要求1.1 课程设计的任务（1）设计一个可供3人进行的抢答器。
（2）系统设置复位按钮，按动后，重新开始抢答。
（3）抢答器开始时数码管显示序号00，选手抢答实行优先显示，优先抢答选手的编号一直保持到主持人将系统清除为止。
抢答后显示优先抢答者序号，同时发出音响，并且不出现其他抢答者的序号。
（4）抢答器具有定时抢答功能，且一次抢答的时间有主持人设定，本抢答器的时间设定为30秒，当主持人启动“开始”开关后，定时器开始减计时。
（5）设定的抢答时间内，选手可以抢答，这时定时器停止工作，显示器上显示选手的号码和抢答时间。
并保持到主持人按复位键。
1.2 课程设计的要求（1）基于单片机的三路抢答器的设计，并用Proteus设计与仿真出来。
（2）程序用Keil编程出来，并且生成Hex文件。
（3）设计的方案要能够长期，有效，稳定的运行。
（4）力求简单实用。
1.3 课程设计的研究基础本设计是以三路抢答为基本理念。
考虑到依需设定限时回答的功能，利用AT89C51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；抢答时间和回答问题时间倒记时显示，满时后系统计时手动复位。
2 基于单片机三路抢答器系统方案制定2.1 方案提出方案一：图1 方案一设计方案方案二：图2 方案二设计方案2.2 方案比较第一个方案比第二个方案多了一个驱动电路，所以第一个方案的电路会比较复杂。
2.3 方案论证该系统采用51系列单片机AT89C52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。
由于用了单片机，使其技术比较成熟，应用起来方便、简单并且单片机周围的辅助电路也比较少，便于控制和实现。
三路抢答器文档1
三路竞赛抢答器的设计与制作1.基本设计要求（1）设计制作一个可容纳1，2，3三组参赛者的竞赛抢答器，要求电路应具有的第一抢答信号的鉴别和锁定功能。
主持人在X 清零，发出抢答信号后如果某组参赛者在第一时间按动抢答开关抢答成功，应立即将它输出信号锁存，使其他组别抢答信号无效，并用编码，译码及数码显示电路显示该参赛者的组别号。
（2）若同时有两种或者两组以上的抢答信号产生，则所有抢答信号无效，组别符号显示器显示0字符。
（3）设计制作一个配套5v 工作电源，电源时钟信号工作，发光二极管显示。
基本要求仿真设计1.原理框图因“若同时有两组或两组以上抢答信号产生，则所有抢答信号无效。
组别符号显示器显示0字符”的设计要求涉及时许逻辑，所有抢答信号处理电路需使用触发器构成。
为此，有用四D 触发器74LS175，门电路，555定时器，七段数码显示其设计制作的可容纳“1”,”2” ,”3”个组别参加的三路竞赛抢答器（1），设计原理框图如图7.2.1所示。
图1.1 三路竞赛抢答器设计原理框图2.设计说明①当主持人按下清零按钮后，四D 触发器74LS175的0 CLR ,四D 触发器被清零，抢答 信号信号处理 (74LS175)编码 (74LS11、 74LS10)译码、驱动 (CD4511) 显示 (BS201)时钟信号 (555)直流电源0321===Q Q Q 、1321===Q Q Q ，显示器显示0字符，所有抢答信号无效。
②第一抢答信号的鉴别和锁存功能由四D 触发器，三3输入与门74LS11和555定时器构成的多谐振荡器组合完成。
③为保证参赛者在按抢答按钮的瞬间，时钟脉冲信号能适时到达，由555定时器构成的多谐振荡器的振荡周期m s 701010324407073212.)(.)(.T R R ≈⨯⨯⨯+⨯=+=-,约为1.4kHZ ，远高于参赛选手的可能抢答频率。
④当主持人命令开始抢答后，四D 触发器74LS175的1=CLR ,抢答开始，其他抢答信号有效。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
数字电路课程设计一、设计任务和要求：1. 抢答器同时供3名选手抢答，分别用3个按钮D1、D2、D3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，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，且一次抢答的时间为8秒。
当主持人启动"开始"键后，定时器进行计时（0-7）。
5.主持人没有闭合开关之前，有人抢答，数码管显示对应的选手编号，且红灯亮，当所有选手闭合自己对应的开关时，编号数码管清为0。
6. 参赛选手在设定的时间内进行抢答，抢答有效，计数器停止工作，显示器上显示选手的编号和抢答的时间,绿灯亮，并保持到主持人将系统清除为止。
7. 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8,且黄灯亮以示警告时间已到,若有人抢答，显示抢答人组号并锁存,直到主持人将系统清零，即黄灯灭，两个数码管显示都为0。
二、 实验框图： 1、设计方案 ：抢答器具有锁存、定时、显示功能。
抢答之前，两个数码管显示为0，即主持人没有按下开始按钮之前，有人抢答，亮红灯给以警告，数码管显示对应的选手编号，当选手闭合自己的开关时，对应数码管显示为0；当主持人按下开始按钮后，进行抢答，若有人抢答，锁存器锁存选手号和抢答时的时间，同时亮绿灯，直到主持人清零，系统才能再次正常工作；如果时间已到，没有人回答，黄灯亮，即在8秒的时刻，如果有选手抢答，锁存器锁存选手号，数码管并将选手号显示出来，直到主持人清零。
2、系统框图 ：当主持人宣布开始，定时电路开始秒脉冲电路的作用而进行计时，并通过译码器在数码管中显示。
当某选手按开关键时，通过控制电路控制锁存器的使能端，并在锁存器中锁存，在输出端产生相应的开关电平信息，然后在译码器中译码，将编码器输出的8421BCD 转换为数码管需要的逻辑状态。
最后在显示电路中显示出所按键选手的号码。
161全加器抢答按钮75锁存器48译码器显示译码555秒脉冲产生器器 48译码器显示译码控制电路主持人开关报警灯三、 单元电路设计：1、实验器材器件名称 数量 备注 器件名称 数量 备注 74LS00 1 二输入与非 74LS04 1 非门 74LS08 1 二输入与门 74LS20 1 四输入与非 74LS32 1 二输入或门 74LS48 2 译码器 74LS75 1 锁存器 74LS161 1 加法计数器 555 1 定时器 电阻 4 电容 2 LED 3 数码管2导线若干2、脉冲产生电路由555定时器构成的多谐振荡器，使其产生需要的方波作为计数器的CP 脉冲，电路如下图所示：R4DC7Q 3G N D1V C C8TR 2TH6CV5U1555VCCGNDR14k7R2100kC14.7ufC20.01uUCC 接+5V 电源，C1为4.7Uf ，C2为0.01Uf,R2为100K,R 为4.7K ，第3管脚为 CP 脉冲的输出端,接发光二极管可测试是否有脉冲产生。
脉冲波形图：3、定时电路：由计数器74LS161，74LS48和数码管构成。
此电路用一片74161来实现模9的计数器，用同步置数法来实现，当计数到1000后，抢答无效。
利用到1000时的状态，可以领用最高位Q3输出的高电平取非与脉冲信号相与，使计数器上没有脉冲信号，计数器停止计数,停止到某一状态，同时也可以利用最高位控制黄灯，到1000时最高位是高电平，说明时间已经到了，黄灯亮，0到7的时间段内最高为都是低电平所以黄灯不会亮。
当主持人开关闭合时，计数器在不停地装载数据，输入引脚都是0，所以输出也是0，在抢答开始之前数码管使显示就为0。
当主持人打开开关时，异步清零端MR 和同步置数端LOAD 都接高，计数器正常工作。
有人抢答时，利用锁存器引脚输出的电平控制使能端ENP ，是计数器停止工作。
计数器的它从0000到1000，其状态转移图如下：定时电路图：00001000 0111010000100011011000010101DCBA/Z/0/0/0/0/0/0/1/0/0D03Q014D14Q113D25Q212D36Q311RCO15ENP 7ENT 10CLK 2LOAD 9MR 1U374LS161A 7QA 13B 1QB 12C 2QC 11D6QD 10BI/RBO 4QE 9RBI 5QF 15LT 3QG14U574LS481110U9:E74LS04SSW-SPST4、抢答电路由74LS75D 触发器，74LS48译码器和数码管组成该电路完成两个功能：一是分辨出抢答的先后，并锁存优先抢答者的编号，同时译码显示电路显示编号；二是其他选手按键操作无效。
这两个功能只能在抢答时间内和超时使用，而且要配合芯片所对应的门电路才能实现以上描述的功能。
其工作过程：开关S 开始接地，锁存器输出端Q1、Q2、Q3均为0，且开始时3个选手开关均接地。
计时没开始，在主持人打开开关前如有选手拨动开关则红灯亮同时数码管显示其号码，红灯亮主要是锁存器的四个非门接到四输入与非门上，只要有选手打开自己的开关，四输入与非门就输出高电平，加上一些门电路，则红灯亮。
当主持人打开开关接通后，计时器开始计时，此刻选手可以打开自己的开关，显示器显示其号码,且锁存器此时锁定，其余输入均无效，绿灯亮。
绿灯的亮是由四输入与非门，和计数器输出最高位的非一起控制，经过门电路，则绿灯亮。
当主持人闭合开关时，系统清零，可以重新工作。
在设计时，由于没有或门的使用，只用了触发器输出的非门端口。
锁存器输入锁存器输出D1 D2 D3 Q1 Q2 Q3 110 1 0 0 1 0 011抢答电路图：D 02Q 016Q 01D 13Q 115Q 114D 26Q 210Q 211D 37Q 39Q 38E 0/113E 2/34U274LS75A 7QA 13B 1QB 12C 2QC 11D6QD 10BI/RBO 4QE 9RBI 5QF 15LT 3QG14U474LS48123U6:A74LS00456U6:B74LS0012456U7:A74LS20SW1SW -SPSTSW2SW -SPSTSW3SW -SPST5、整体电路图R4DC7Q 3G N D1V C C8TR2TH6CV5U1555D 02Q 016Q 01D 13Q 115Q 114D 26Q 210Q 211D 37Q 39Q 38E 0/113E 2/34U274LS75D03Q014D14Q113D25Q212D36Q311RCO15ENP 7ENT 10CLK 2LOAD 9MR 1U374LS161A 7QA 13B 1QB 12C 2QC 11D 6QD 10BI/RBO 4QE 9RBI 5QF 15LT 3QG14U474LS48A 7QA 13B 1QB 12C 2QC 11D 6QD 10BI/RBO 4QE 9RBI 5QF 15LT 3QG14U574LS48123U6:A74LS00456U6:B74LS00VCCGNDR14k7R2100kC14.7ufC20.01u12456U7:A74LS20123U8:A74LS08456U8:B74LS089108U8:C74LS08121311U8:D74LS0812U9:A74LS0434U9:B74LS04D2REDD3GREENSW1SW-SPSTSW2SW-SPSTSW3SW-SPST1110U9:E74LS04D1YELLOW1312U9:D 74LS04SW5SW-SPST123U10:A74LS32D4BLUE要测试控制电路要从整体电路着手，这样才能观察到电路的实现与所设计的理论是否相符。
如果有问题就要从电路的连接，导通，以及各芯片引脚值进行分析，直到电路正常工作。
本次实验不足的地方就是在抢答之前没有进行对选手抢答的锁存，在仿真环境中设计了，也实现了，还不是很完美，就不再描述了。
四、遇到的问题及解决方案领到了实验的器材和工具，设计电路图的问题不多，在连接和调试的过程中遇到了不少的问题。
但是通过自己的思考还有老师的帮助还是得到了解决。
在仿真环境下模拟好电路图，可以正常工作，但在实际中就不行，所以要联系实际。
按照电路图接好电路后，分模块进行调试。
先调试脉冲产生电路，因为比较简单没有出现什么问题，可以加一个LED灯测试脉冲是否正常。
抢答电路的部分，出现最多的就是面包板的问题，模块连接好，就是不能正常显示，用万用表的测，芯片的引脚与相连的引脚不导通，换地方重新接，或者用导线直接连接引脚，问题才得以解决。
调试定时电路时，出现的又是新问题，引脚都导通，就是计数器不工作，所以用万用表测试芯片上每个引脚上的电压值，分析出出现问题的原因，也可能要检查上一级的电路是否正确，也就是芯片的输入是否正确。
第一个问题是：在模拟环境中模拟时，两路输出的可以接同一条线，但在试验中要用或门，只用这样引脚上的电压值才不会出错；第二个问题是：测完引脚的工作电压、以及输入电压均正常，输出也基本正常，换个计数芯片后，电路正常工作。
在控制电路的调试过程中，要统一全局，总结以上出错的原因的经验，在进行分析，比如：在主持人没按开始按钮之前，选手违规红灯亮，主持人按下开始抢答时，选手抢答红灯、绿灯都亮，超时之后，红灯也亮，通过检查电路，除了电路连接错外，还有线路不通，这个问题解决后，整体电路基本可以工作，就是有的线路会出现不稳定。
在完成以上的功能后，还有一点不完美的就是，在抢答之前，选手抢答没有锁存。
这次完成的基本电路中，有人抢答就会亮红灯给以提示，之后在仿真图中加了抢答之前的锁存，在连接电路图中还有问题，需要一个专门的清零开关，和主持人的开始开关。
五、心得体会：这次实习主要是针对我们所学的数电知识中各种芯片的理解和应用，以及设计电路的基本步骤。
现在我可以主动的去学习，我明白自己该学习那个方面，重点是什么？我也掌握的了在理论中遇到问题，应该怎样去解决，在实际中遇到迷团应该怎样去检查调试。
在设计电路的一般步棸：首先要分析每个芯片的基本功能、工作的状态；其次分析所设计电路的功能，以及应用芯片来实现。
最后就是搭电路、调试，最重要的就是调试，把理论变成实际。
我所设计的抢答器主要是:1、由具有锁定功能的D触发器74LS75，由输出的四个非经过一个四输入与非门的非和主持人的开关的或门反馈到其是能端的ENT和ENP（正常工作时为“1”，不工作时为“0”）来进行锁定选手的抢答，和显示提前抢答的选手号（只要有一个人进行抢答则输出端的非必有一个为0，然后经过一些门电路到ENP则为0，故锁定其他选手的抢答） 2、74LS161实现主持人这块的8秒的计时，利用四个输入端全接“0”，输出端Q3的与非到置数端/LD实现模9计数，然后是主持人开关、555产生的CP脉冲，74LS161输出端的Q3的与非，以及7475的输出的四个非经过一些门电路来控制74LS161的CP脉冲，目的是实现选手抢答计时停止；计时到8时计时也停止，避免循环的计时，也控制黄灯的的显示；以及主持人开关进行清零控制。