电子产品设计之四路抢答器的设计
四路竞赛抢答器的设计
数字电子技术综合实验——四路竞赛抢答器的设计1 设计要求与方案论证1.1设计要求利用基本逻辑门电路、组合逻辑电路和触发器，设计一个四人抢答器，要求：①每个参加者控制一个按键，用其发出抢答信号。
②主持人有一个控制按键，用于将电路复位。
③开始后，先按动按钮者将其对应的发光二极管点亮，其他3人对该电路不起作用。
1.2 设计方案论证①方案一：用一片四D触发器74LS175和四输入2或非门CD4002实现。
四D触发器输出经四输入或非门到四路抢答按键开关，加到触发器的四个输入端，同时经四输入或非门和反相器作为四D触发器的时钟信号，四D触发器清零端经上拉电阻接电源，同时经过清零控制开关到地。
电路简单成本低，稍加扩展就能达到实用化。
②方案二：用一片八线－三线优先编码器74LS148、四RS触发器74LS279和七段译码器74LS48实现数显四路（八路）抢答器，电路稍显复杂，但功能较完善。
方案二电路比较完善，但成本较高，而本课题要求四路抢答，方案一电路简单成本低，性价比高，能够满足课题要求，故采用方案一设计。
2 抢答电路原理2.1 抢答电路框图控制电路由D触发器构成，完成基本的抢答功能。
主持人控制清零复位按钮，当有选手按动抢答键，对应的指示灯点亮，指示对应选手的编号，同时逻辑电路封锁其他按键抢答输入电路，禁止其他选手抢答。
2.2 四路抢答器电路设计四路抢答器在Multisim9.0环境下设计并仿真，设计电路如图1所示。
电路由4D触发器74LS175、4输入或非门CD4002、6反相器74LS04、4个抢答按键、1个清零复位按键和4个发光二极管组成。
抢答开始前，主持人按动“E”键清零复位，作好抢答准备，抢答队员开始抢答。
若“A”键按下，对应的指示灯LED1点亮，此时，若“B”键或“C”键或“D”键按下，均不改变显示状态，维持LED1灯亮，A队回答完问题后，开始下一题抢答前，主持人必须按动“E”键清零。
图1 四路抢答器电路图3 单元电路设计及元器件选择3.1 单元电路设计（1）控制单元控制单元由D触发器构成，接通电源时，输入状态为零，无输出指示，但由于触发器在电源接通瞬间，输出状态有不确定因素（由于本设计无开机复位电路），所以，在抢答前，主持人必须按一下“E”键清零，作好抢答前的准备。
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。
四路数字抢答器课程设计
四路数字抢答器课程设计四路数字抢答器是一种在教学活动中广泛使用的设备，它不仅可以增加课堂的趣味性，还能提高学生的参与度和思考能力。
本文将详细介绍四路数字抢答器的设计原理、功能特点以及在教学中的应用。
四路数字抢答器是由四个独立的按钮组成，每个按钮上的数字代表一个选项或答案。
在教学中，老师可以设定问题或选择题，并通过按下相应的按钮来抢答。
系统会根据按钮的先后顺序确定回答问题的学生，并显示正确答案或给出相应的提示，以便进行评价和讲解。
四路数字抢答器的设计原理是基于无线通信技术。
设备通过无线信号与接收器进行信息传输，实现快速、准确的答题抢答功能。
同时，它还具备多个功能键，如开始、结束、重置等，在教学中提供了更多的操作便利。
四路数字抢答器具有多种功能特点，首先是全自动抢答，无需手动记录答题顺序，减少出错率。
其次，它支持多人同时抢答，可以满足大班级或团队竞赛的需求。
此外，抢答器还可以通过显示屏实时显示抢答结果，让学生们能够清晰地了解自己的答题情况。
在教学中，四路数字抢答器具有广泛的应用价值。
首先，它可以用于课堂互动环节，激发学生的学习兴趣和积极性。
教师可以设计各类问题，如知识点回顾、思考题、快速测验等，引导学生积极思考并主动参与。
其次，抢答器可以用于小组竞赛，增加学生之间的协作和竞争，培养他们的团队合作精神。
最后，它还可以用于考试复习，通过模拟考试环节，测试学生对知识点掌握的程度，发现并弥补薄弱环节。
总之，四路数字抢答器作为一种先进的教学辅助工具，不仅可以提高教学效果，还能增加课堂的趣味性。
教师在应用抢答器时，需要根据不同的教学目的和教学内容，灵活运用，借助抢答器的功能特点，提高教学质量，激发学生的学习兴趣和积极性。
同时，抢答器也需要与其他教学手段相结合，形成多样化的教学模式，使教育教学更加丰富多彩。
电子产品设计之四路抢答器的设计说明
电子产品设计之四路抢答器的设计-----------------------作者：-----------------------日期：《电子产品设计》设计报告设计时间： 2010年11月班级： 09网络工程4班姓名：报告页数： 7页工业大学课程设计报告设计题目四路抢答器的设计学院计算机学院专业 09网络工程班 4班学号 (合作者____号____)成绩评定_______教师签名_______一、设计任务和要求1.设计任务（1）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，蜂鸣器鸣响。
选手抢答时，数码显示选手组号，同时蜂鸣器鸣响，倒计时停止。
（2）分组： A负责抢答控制电路和定时电路。
B负责第一信号鉴别电路和核心控制电路。
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。
抢答器具有定时（15秒）抢答的功能。
（4）当主持人按下开始按钮后，定时器开始倒计时，定时显示器显示倒计时间，若无人抢答，倒计时结束时，扬声器响。
参赛选手在设定时间（15秒）抢答有效，抢答成功，扬声器响，同时定时器停止倒计时，抢答显示器上显示选手的编号，定时显示器上显示剩余抢答时间，并保持到主持人将系统清零为止。
(5)如果抢答定时已到，却没有选手抢答时，本次抢答无效。
系统扬声器报警，并封锁输入编码电路，禁止选手超时后抢答，时间显示器显示0。
(6)用石英晶体振荡器产生频率为1Hz的脉冲信号，作为定时计数器的CP信号。
电子技术课程设计《数字显示4路抢答器》
数字显示4路抢答器
小组成员：杨祺杰 温宇轩 刘强
指导老师：陈龙
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。
主要元器件
• 器件列表
锁存/译码/驱动器CD4511
• 锁存/译码/驱动器CD4511具有以下功能： • BI：4脚是消隐输入控制端，当BI=0 时，不
管其它输入端状态如何，七段数码管均处于 熄灭（消隐）状态，不显示数字。 • LT：3脚是测试输入端，当BI=1，LT=0 时， 译码输出全为1，不管输入 DCBA 状态如何， 七段均发亮，显示“8”。它主要用来检测 数码管是否损坏。 • LE：锁定控制端，当LE=0时，允许译码输 出。 LE=1时译码器是锁定保持状态，译码 器输出被保持在LE=0时的数值
设计方案
• 电路设计
• 电路由开关阵列电路、触发锁存电路、解
锁电路、编码电路、译码电路和显示电路 组成。
• 1、开关阵列电路：该电路由多路开关所组成，每一 •
• • •
名竞赛者与一组开关相对应。开关应为常开型，当按 下开关时，开关闭合；当松开开关时，开关自动弹出 断开。 2、触发锁存电路：当某一组开关首先被按下时，触 发锁存电路被触发，在对应的输出端上产生开关电平 信息，同时为防止其他开关随后触发而造成输出紊乱， 最先产生的输出电平反馈到使能端上，将触发电路封 锁。 3、解锁电路：一轮抢答完成后，应将触发器使能端 强迫置1或置0（根据芯片具体情况而定），解除触 发锁存电路的封锁，使锁存器重新处于等待接收状态， 以便进行下一轮的抢答。 4、编码电路：将触发锁存电路输出端上产生的开关 电平信息转换为相应的8421BCD码。 5、显示电路：将编码电路输出的8421BCD码经显示 译码驱动器，转换为数码管所需的逻辑状态，驱动 LED数码管显示相应的十进制数码。
单片机的四路电子抢答器设计
单片机的四路电子抢答器设计设计四路电子抢答器可以用单片机来实现。
抢答器通常包括主控板、显示屏、按键模块、信号输入模块和声音模块，下面我将详细介绍设计过程。
一、系统硬件设计部分：1.主控板：使用单片机作为主控处理器，常见的有51系列、AVR系列和STM32系列等。
根据所选单片机的引脚分配情况，设计电路板布线。
2.显示屏：使用液晶显示屏来显示题目和选手答案情况。
选择适合的液晶显示屏，并连接到主控板上。
3.按键模块：设置每个选手的抢答按键，可以使用带有独立按键的矩阵键盘模块，也可以使用独立的按键和扩展IO口。
4.信号输入模块：接收抢答信号，可以使用红外接收器模块，当选手按下抢答键时发射红外信号，由红外接收器模块接收。
也可以选择其他合适的接收方式。
5.声音模块：用于提醒和提示答题情况，可以使用蜂鸣器模块，通过主控板控制发声。
二、系统软件设计部分：1.初始化：在主控板上编写程序，进行硬件初始化，包括液晶屏初始化、按键模块初始化、红外接收模块初始化等操作。
2.题目显示：通过液晶显示屏展示当前抢答题目。
3.抢答检测：主控板通过循环扫描检测按键状态，当检测到一些按键按下时，记录该选手抢答，并停止其他选手的抢答。
4.抢答结果显示：通过液晶显示屏显示抢答结果，标识各个选手的抢答顺序。
5.声音提示：根据抢答结果，通过蜂鸣器模块进行声音提示，例如正确答案和错误答案的不同提示音。
6.重复抢答：在抢答过程中，如果有选手重复抢答，可以通过程序进行判断并作相应的提示。
7.复位操作：可以设置一个复位按钮，用于清除抢答结果和重新开始抢答。
三、系统工作流程：1.开机初始化：主控板上电初始化，配置各个模块，显示“待机”状态。
2.显示题目：主控板从题库中读取题目内容，并通过液晶显示屏展示给选手。
3.抢答：选手按下抢答按钮，主控板检测到按键状态变化并记录抢答情况。
4.显示抢答结果：主控板通过液晶显示屏显示抢答结果，标识各个选手的抢答顺序。
四路抢答器(详图)
目录一、实验目的 (3)二、设计要求与内容 (3)三、设计原理3.1总体设计方案 (3)3.1.1设计思路 (3)3.1.2总电路框图 (3)3.2各模块设计方案及原理3.2.1抢答器 (3)3.2.2计时器 (5)四、电路仿真4.1倒计时电路 (6)4.2抢答器 (6)五、实验结果与析 (7)六、主要元器件 (8)七、实习总结 (9)四路数字抢答器一、实验目的结合我们所学的有关电子线路课程，综合实现四路抢答器的设计。
二、设计要求与内容（1）要求实现ABCD四路抢答器的设计，每一组都具有独立的抢答按键，要求某路抢答后，其他三路抢答无效；（2）某路抢答信号到达后，指示该路已抢答的独立灯发光，发出提示音，并用数码管显示抢答的组号（以ABCD表示）；（3）裁判桌上的公共通道号显示（以ABCD表示）；（4）抢答时间的定时与报警，具体实现可自拟。
扩展内容：①记录某路的抢答次数或抢到得次数；②记录某路的分数；③路数的扩展。
三、设计原理及过程3.1总体设计方案3.1.1设计思路①要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。
得到第一信号后其他组的抢答信号无效，并且第一信号在主持人发出抢答命令后才有效。
②第一信号发出后，用编码、译码及数码显示电路显示抢答者的组别，发光二极管亮。
③主持人按下抢答按钮后，开始30秒倒计时，在此时间内抢答有效，若30秒内无人抢答，主持人清零后开始新一轮抢答。
3.1.2总电路框图3.2各模块设计方案及原理3.2.1抢答电路抢答电路实现选手抢答并锁存，同时发光二极管发光，数码显示。
使用优先编码器74LS148和锁存器74LS279来完成。
该电路主要完成两个功能：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（采用七段数字数码显示管）；二是禁止其他选手按键，其按键无效。
工作过程：开关S 处于清除端时，RS 触发器R 、S 端均为0，使译码器74LS48的优先编码工作标志端位0，处于工作状态。
四路抢答器课程设计
四路抢答器课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生理解并掌握四路抢答器的基本工作原理；2. 学生能够描述四路抢答器的电路组成及其功能；3. 学生掌握数字电路中基本逻辑门的使用，并了解其在抢答器中的应用。
技能目标：1. 学生能够独立完成四路抢答器的电路搭建；2. 学生能够通过实际操作，解决抢答器电路中出现的问题；3. 学生能够运用所学知识，设计简单的数字电路。
情感态度价值观目标：1. 学生培养对电子技术的兴趣，提高学习主动性和积极性；2. 学生在团队合作中，学会相互尊重、沟通与协作；3. 学生在课程学习过程中，树立正确的价值观，认识到科技发展对国家和社会的重要性。
课程性质：本课程属于电子技术领域，结合物理知识与实际操作，提高学生的动手能力和解决问题的能力。
学生特点：初三学生，具备一定的物理知识和动手能力，对电子技术有一定的好奇心。
教学要求：结合学生特点，注重理论与实践相结合，鼓励学生动手实践，提高学生的创新意识和团队协作能力。
通过课程目标的分解，将预期学习成果具体化，便于后续教学设计和评估。
二、教学内容1. 数字电路基础知识- 逻辑门原理及种类（与门、或门、非门等）- 四路抢答器电路原理2. 四路抢答器电路组成- 抢答信号发生器- 逻辑判断电路- 锁定电路- 指示灯电路3. 电路搭建与调试- 数字电路元件的识别与使用- 四路抢答器电路搭建方法- 电路调试技巧及故障排查4. 教学大纲- 第一章：数字电路基础知识（1课时）- 第二章：四路抢答器电路组成（1课时）- 第三章：电路搭建与调试（2课时）5. 教材关联- 《电子技术基础》第四章：数字电路基础- 《电子技术基础》第五章：数字电路应用实例教学内容安排和进度：第一周：数字电路基础知识学习，了解逻辑门原理及种类；第二周：学习四路抢答器电路组成，分析各部分功能；第三周：动手搭建四路抢答器电路，进行调试与故障排查；第四周：巩固所学知识，开展小组合作，设计并展示创新性数字电路作品。
设计四路抢答器课程设计
设计四路抢答器课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生掌握四路抢答器的电路原理，理解并能够描述其工作过程。
2. 使学生了解抢答器中各个电子元件的功能和作用，如按钮、晶体管、继电器等。
3. 让学生掌握数字电路的基本知识，能够运用逻辑门设计简单的数字电路。
技能目标：1. 培养学生动手操作能力，能够独立完成四路抢答器的搭建和调试。
2. 提高学生的问题解决能力，能够分析并排除抢答器故障。
3. 培养学生的团队协作能力，通过小组合作完成抢答器的设计和制作。
情感态度价值观目标：1. 激发学生对电子技术的兴趣，培养其创新意识和探索精神。
2. 培养学生严谨的科学态度，注重实践操作的安全性和准确性。
3. 增强学生的竞争意识，培养良好的比赛道德和团队精神。
课程性质：本课程为电子技术实践课程，结合理论教学，注重培养学生的动手能力和实际操作技能。
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，好奇心强，喜欢动手操作。
教学要求：教师需提供详细的电路原理讲解，指导学生动手实践，注重培养学生的实际操作能力和问题解决能力。
在教学过程中，关注学生的个体差异，给予个性化指导。
通过课程学习，使学生能够将所学知识应用于实际项目中，提高其综合素养。
二、教学内容1. 电路基础知识回顾：包括电路的组成部分、电路图的识别、基本电路类型等，关联教材第二章内容。
2. 四路抢答器电路原理：详细讲解抢答器的电路构成、工作原理及各部分功能，关联教材第四章第三节。
- 按钮开关的作用与使用方法- 晶体管放大电路的原理- 继电器的工作原理及其在抢答器中的应用3. 数字电路基础：介绍与门、非门、或门等基本逻辑门的功能和应用，关联教材第五章内容。
4. 抢答器设计与制作：- 设计抢答器电路图，明确各元件连接方式- 动手搭建和调试抢答器，关联教材实验操作部分- 故障分析与排除，提高问题解决能力5. 抢答器应用与拓展：探讨抢答器在实际生活中的应用，如知识竞赛等，激发学生创新思维。
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。
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。
4路抢答器课程设计
4路抢答器课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解并掌握4路抢答器的电路原理和设计方法；2. 学生能掌握抢答器的基本组成部分，如按钮、指示灯、锁存器等；3. 学生了解数字电路的基础知识，如逻辑门、触发器等。
技能目标：1. 学生能独立完成4路抢答器的组装和调试；2. 学生能运用所学知识解决抢答器在实际应用中遇到的问题；3. 学生通过实际操作，提高动手能力和团队协作能力。
情感态度价值观目标：1. 学生对电子技术产生兴趣，培养探索精神和创新意识；2. 学生在团队协作中，学会尊重他人、沟通与合作，培养集体荣誉感；3. 学生意识到科技发展对国家和社会的重要性，增强社会责任感和使命感。
课程性质：本课程为电子技术实践课程，以培养学生的动手能力和创新能力为主。
学生特点：学生为初中生，具备一定的物理知识和动手能力，对电子技术有一定的好奇心。
教学要求：结合学生特点和课程性质，注重实践操作，引导学生主动探索，培养团队协作能力。
将课程目标分解为具体的学习成果，以便在教学设计和评估中有的放矢。
二、教学内容1. 电子技术基础知识：介绍抢答器涉及的电子元件，如电阻、电容、二极管、三极管等，以及基本电路原理；教材章节：第一章 电子元件与基本电路2. 逻辑门电路：讲解与门、非门、或门等逻辑门的工作原理及应用；教材章节：第二章 逻辑门电路3. 触发器与锁存器：介绍RS触发器、D锁存器等数字电路元件的工作原理和功能；教材章节：第三章 触发器与锁存器4. 抢答器电路设计：分析4路抢答器电路图，讲解各部分电路功能及连接方法；教材章节：第四章 抢答器电路设计5. 抢答器组装与调试：指导学生进行抢答器组装，讲解调试方法及注意事项；教材章节：第五章 抢答器组装与调试6. 故障分析与维修：介绍抢答器常见故障分析及维修方法；教材章节：第六章 故障分析与维修教学安排与进度：1. 电子技术基础知识（2课时）2. 逻辑门电路（2课时）3. 触发器与锁存器（2课时）4. 抢答器电路设计（3课时）5. 抢答器组装与调试（3课时）6. 故障分析与维修（2课时）教学内容的选择和组织遵循科学性和系统性原则，结合课程目标和教材内容，确保学生能够逐步掌握电子技术知识，提高实践操作能力。
四路抢答器课程设计
四路抢答器课程设计一、引言四路抢答器是一种常用于教育培训领域的教学工具，通过快速抢答的方式提高学生的参与度和专注力。
本次课程设计旨在介绍四路抢答器的原理、使用方法以及在教学中的应用。
二、四路抢答器的原理四路抢答器由主机和多个手持抢答器组成，主机负责控制整个系统，手持抢答器用于学生进行抢答。
具体原理如下：1.主机通过无线信号与手持抢答器进行通信，实现问题发送和结果显示。
2.主机将问题发送给手持抢答器，并启动计时器。
3.学生按下手持抢答器上的按钮进行抢答。
4.主机根据按钮按下的先后顺序判断正确回答者，并在显示屏上显示结果。
三、四路抢答器的使用方法使用四路抢答器进行课堂教学需要以下步骤：1.准备工作：确保主机和手持抢答器电量充足，并保证无线信号通畅。
2.设置问题：在主机上输入问题并设置倒计时时间。
3.发送问题：按下发送按钮，主机将问题发送给手持抢答器。
4.学生抢答：学生按下手持抢答器上的按钮进行抢答。
5.结果显示：主机根据按钮按下的先后顺序判断正确回答者，并在显示屏上显示结果。
6.统计分析：通过主机记录的数据进行统计分析，了解学生的回答情况。
四、四路抢答器在教学中的应用四路抢答器可以广泛应用于各个学科的教学中，以下是几个典型的应用场景：1. 提问环节在课堂上，教师可以使用四路抢答器来进行提问。
通过快速抢答的方式，激发学生积极性和参与度。
教师可以根据学生回答问题的情况及时调整教学内容和方法。
2. 小组竞赛将学生分成若干小组，每个小组配备一个手持抢答器。
教师出题后，小组内成员共同商讨并使用手持抢答器进行抢答。
正确回答者可以为自己小组赚取分数，从而增加竞争和合作氛围。
3. 课堂测验在课堂结束前，教师可以进行一次小型的课堂测验。
将几道题目发送给学生，学生使用手持抢答器进行抢答。
通过测验结果，教师可以了解学生对知识掌握的情况，并及时调整教学内容。
4. 反馈评估四路抢答器还可以用于学生对教师提出问题的反馈评估。
教师提出问题后，学生使用手持抢答器进行回答，并给出自己对问题的评价。
FPGA四路电子抢答器设计
FPGA四路电子抢答器设计设计概述：本文设计了一种基于FPGA的四路电子抢答器，用于进行抢答回答比赛等活动。
系统硬件部分采用FPGA芯片作为控制中心，配合按钮模块、显示模块和蜂鸣器模块构成。
软件部分利用FPGA的可编程逻辑实现了答题者按钮和答题结果的控制，并通过显示模块和蜂鸣器模块提供了视觉和声音反馈。
设计要点：1. FPGA芯片的选择：由于FPGA具有可修改的硬件逻辑，适合进行抢答器系统的设计。
可以选择常见的FPGA芯片，如Xilinx的Spartan系列或Altera的Cyclone系列。
2.按钮模块的设计：设计四个独立的按钮模块，用于答题者按下回答答案。
每个按钮连接到FPGA芯片的IO引脚，并使用中断信号进行触发。
3.显示模块的设计：设计一个共享的七段数码管显示模块，用于显示当前抢答者的编号。
通过FPGA控制七段数码管的段选和位选，实现数字的显示。
4.蜂鸣器模块的设计：设计一个蜂鸣器模块，用于在答题者按下按钮后，发出声音提示。
FPGA控制蜂鸣器的开关，实现声音的输出。
5.抢答逻辑的设计：根据活动规则，设计抢答逻辑。
当活动开始时，只允许第一个按下按钮的答题者回答问题。
其他按钮按下将无效。
当第一个答题者回答正确或超过一定时间后，取消其他按钮的屏蔽，进入下一轮抢答。
系统结构：系统由FPGA芯片、按钮模块、显示模块和蜂鸣器模块构成。
FPGA芯片作为控制中心，从按钮模块读取按键状态，并进行抢答逻辑计算。
根据计算结果，控制显示模块显示当前抢答者的编号，并控制蜂鸣器发出声音。
按钮模块通过IO口与FPGA芯片相连，显示模块和蜂鸣器模块则通过FPGA的IO引脚进行连接。
工作流程：1.初始化：设置FPGA芯片的IO引脚的输入输出模式。
2.等待活动开始信号：系统处于等待状态，等待活动开始信号。
3.抢答逻辑：活动开始后，读取按钮模块的按键状态。
如果有按键按下，记录按键按下的编号，并屏蔽其他按键的输入。
计算抢答逻辑，如果第一个按下的按钮回答正确，则显示数字和发出声音；如果回答错误或超时，则取消对其他按钮的屏蔽，并进入下一轮抢答。
四路优先简易抢答器设计
四路优先简易抢答器设计1．设计目的（1）掌握用门电路和计数显示芯片完成四路抢答器的设计方法。
（2）对设计的数字电路进行仿真和调试。
2．设计任务四路优先简易抢答器，是通过逻辑电路判断哪一个预定状态优先发生的一个装置，具体要求如下：（1）4个S1、S2、S3、S4为抢答输入开关，一个控制开关S5，LED数码管为抢答成功显示。
（2）在按下控制开关S5时，再按下S1、S2、S3、S4是处于无效的状态；以及在无人按下抢答开关时的状态，这两种情况下LED数码管显示均为字符“5”。
（3）开关S1、S2、S3、S4中有一个按下时，对应LED数码管显示出相应的数字“1”、“2”、“3”、“4”，并且被锁存起来，而其他的开关再按则无效。
（4）按下控制开关S5时，电路恢复为等待抢答状态，S5开关复位时准备下一次抢答。
（5）信号发生器产生的时基信号CP周期，应大于一次手动触键开关后的抖动时间，否则抢答器就不能锁定。
3．设计要求（1）合理的设计硬件电路，说明工作原理及设计过程，画出相关的电路原理图（运用Multisim电路仿真软件）；（2）选择常用的电器元件（说明电器元件选择的过程和依据）；(3) 对电路进行局部或整体仿真分析；（4）按照规范要求，按时提交课程设计报告（打印或手写），并完成相应答辩。
4．参考资料（l）李立主编. 电工学实验指导. 北京：高等教育出版社，2005（2）高吉祥主编.电子技术基础实验与课程设计. 北京：电子工业出版社，2004 （3）谢云，等编著.现代电子技术实践课程指导.北京：机械工业出版社，2003四路优先抢答器设计报告目录一、任务设计与要求 (4)二、设计方案与论证 (5)二、电路设计计算与分析 (6)3.1555定时器 (6)3.1.1 555定时器构成的多谐振荡器 (9)3.2 8线—3线优先编码器74LS148集成电路芯片 (11)3.3 四D触发器74LS175 (15)3.4 关于竞争现象 (17)3.5整体仿真 (21)四、总结与心得 (22)五、附录 (24)六、参考文献 (25)一、任务设计与要求四路优先简易抢答器，是通过逻辑电路判断哪一个预定状态优先发生的一个装置，具体要求如下：（1）4个S1、S2、S3、S4为抢答输入开关，一个控制开关S5，LED数码管为抢答成功显示。
单片机四路抢答器的设计
单片机四路抢答器的设计一、设计需求分析在设计四路抢答器之前，我们首先需要明确其功能需求。
1、能够同时支持四路选手进行抢答。
2、当有选手按下抢答按钮时，能够迅速锁定并显示抢答者的编号。
3、具备倒计时功能，在规定时间内无人抢答则显示超时。
4、要有声音提示，如抢答成功、违规抢答、倒计时结束等。
二、硬件设计1、单片机选择我们选用常见的 51 系列单片机，如 STC89C52 单片机。
它具有性能稳定、价格低廉、编程方便等优点。
2、输入模块使用四个独立按键作为四路选手的抢答按钮，分别连接到单片机的四个 I/O 口。
3、显示模块采用数码管显示抢答者的编号和倒计时时间。
可以选择共阴极或共阳极数码管，通过单片机的 I/O 口进行驱动。
4、声音模块使用蜂鸣器来实现声音提示功能。
通过单片机控制蜂鸣器的通断，产生不同频率的声音。
5、电源模块为整个系统提供稳定的电源，可以使用 5V 直流电源适配器。
三、软件设计1、编程语言选择 C 语言进行编程，C 语言具有语法简洁、可读性强、可移植性好等优点。
2、主程序流程系统初始化后，进入等待抢答状态。
当有选手按下抢答按钮时，判断是否违规抢答（即在倒计时未结束前抢答）。
如果是合法抢答，锁定抢答者编号并显示，同时发出抢答成功的声音提示；如果是违规抢答，则发出违规提示音并显示违规者编号。
在抢答成功后，开始倒计时，倒计时结束时发出超时提示音。
3、中断处理利用单片机的外部中断功能，实现对抢答按钮按下事件的快速响应。
4、计时与显示程序通过定时器实现倒计时功能，并将剩余时间实时显示在数码管上。
四、系统调试1、硬件调试首先检查电路连接是否正确，有无短路、断路等情况。
然后测量各个电源点的电压是否正常，确保硬件工作在稳定的状态。
2、软件调试将编写好的程序下载到单片机中，通过单步调试、断点调试等方式，检查程序的执行流程和逻辑是否正确。
同时观察数码管显示和蜂鸣器发声是否符合预期。
五、设计优化与拓展1、增加更多的抢答通道，以满足更多选手参与的需求。
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《电子产品设计》设计报告设计时间： 2010年11月班级： 09网络工程4班姓名：报告页数： 7页广东工业大学课程设计报告设计题目四路抢答器的设计学院计算机学院专业 09网络工程班 4班学号姓名 (合作者____号____)成绩评定_______教师签名_______一、设计任务和要求1.设计任务（1）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，蜂鸣器鸣响。
选手抢答时，数码显示选手组号，同时蜂鸣器鸣响，倒计时停止。
（2）分组： A负责抢答控制电路和定时电路。
B负责第一信号鉴别电路和核心控制电路。
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。
抢答器具有定时（15秒）抢答的功能。
（4）当主持人按下开始按钮后，定时器开始倒计时，定时显示器显示倒计时间，若无人抢答，倒计时结束时，扬声器响。
参赛选手在设定时间（15秒）内抢答有效，抢答成功，扬声器响，同时定时器停止倒计时，抢答显示器上显示选手的编号，定时显示器上显示剩余抢答时间，并保持到主持人将系统清零为止。
(5)如果抢答定时已到，却没有选手抢答时，本次抢答无效。
系统扬声器报警，并封锁输入编码电路，禁止选手超时后抢答，时间显示器显示0。
(6)用石英晶体振荡器产生频率为1Hz的脉冲信号，作为定时计数器的CP信号。
二、总体方案选择本设计电路主要由脉冲产生电路、锁存电路、编码及译码显示电路、倒计时电路和音响产生电路组成。
当有选手抢答时，首先锁存，阻止其他选手抢答，然后编码，再经3线8段译码器将数字显示在显示器上同时产生音响。
系统原理框图如下：图1 四人智力竞赛抢答器框图三、单元电路设计1.抢答器控制电路设计抢答器控制电路是抢答器设计的关键，它要完成以下三项功能：（1）当参赛选手按动抢答键时，扬声器发声，抢答电路和定时电路停止工作。
（2）当设定的抢答时间到，无人抢答时，扬声器发声，同时抢答电路和定时电路停止工作。
图2 时序控制电路2.定时电路由555定时器产生时间基准信号秒脉冲。
振荡周期为15秒脉冲信号经两级有预置功能的可逆十进制计数器74LS192对时钟信号进行计数，当计数到达预置的时间，计数器产生溢出而封锁计数脉冲，使计数器停止计数。
数码管指示时间值。
U374LS48DA 7B 1C 2D6O A 13O D 10O E 9O F 15O C 11O B 12O G14~L T 3~R B I 5~B I /R B O4U474LS48DA 7B 1C 2D6O A 13O D 10O E 9O F 15O C 11O B 12O G14~L T 3~R B I 5~B I /R B O4U574LS192DA 15B 1C 10D9U P 5Q A 3Q B 2Q C 6Q D7D O W N4~L O A D 11~B O 13~C O12C L R14U674LS192DA 15B 1C 10D9U P 5Q A 3Q B 2Q C 6Q D7D O W N4~L O A D 11~B O 13~C O12C L R 14U7A B C D E F GCA U8A B C D E F GCA555_VIRTUAL TimerGNDDIS OUTRST VCCTHR CONTRI 577.2k¦¸R11.154M¦¸R2100¦¸Rl 10nF C10nF Cf12VVs874U1A4081BT_5VU2B 4081BT_5VR4100¦¸R710kΩ29361011121314151617181920212223242526527282930J1Key = Space3132333410图3 定时电路仿真电路图四、所用器材1. 十进制可逆计数器74LS192（54/74194）两个引脚图管脚及功能表如下：74LS192是同步十进制可逆计数器，它具有双时钟输入，并具有清除和置数等功能，其引脚排列及逻辑符号如下所示：（a）引脚排列 (b) 逻辑符号图4十进制可逆计数器图中：为置数端，为加计数端，为减计数端，为非同步进位输出端，为非同步借位输出端，P0、P1、P2、P3为计数器输入端，为清除端，Q0、Q1、Q2、Q3为数据输出端。
输入输出MR P3 P2 P1 P0 Q3 Q2 Q1 Q01 ×××××××0 0 0 0× d c b a d c b a0 0×0 11 ××××加计数0 1 1 ××××减计数2.74LS48 (54/7448)七段译码器两个灯测试输入：LT灭灯输入：RBI锁存使能输入：BIA、B、C、D 是输入端a、b、c、d、e、f、g是输出图5 74LS48的引脚排列表2 74LS48的真值表3.555定时器一个主要参数：电源电压为4.5-18V，最大输出电流为200mA，工作温度范围为-55o C-125o C。
图6 逻辑图它基本原理是，由于电容C的两端的电压不能突变，定时器的2端电压低触发端为低电平，输出端3为高电平。
电源经过R1、R2给电容C充电，当电容的电压充到电源电压的2/3时，555内部的MOS管导通，输出为低电平。
接着电容通过R2和已经导通的MOS管放电，当电容的两端电压下降到低于1/3的电源电压时，MOS管截止电容放电停止，此时电源通过R1、R2再次向电容充电，如此反复，形成震荡，从而在3端得到时钟脉冲源输出，根据公式：4.74LS273八D 触发器 功能如下：(1).1脚是复位CLR ，低电平有效，当1脚是低电平时，输出脚2(Q1)、5(Q2)、6(Q3)、9(Q4)、12(Q5)、15(Q6)、16(Q7)、19(Q8)全部输出0,即全部复位；(2).当1脚为高电平时，11(CLK)脚是锁存控制端,并且是上升沿触发锁存，当11脚有一个上升沿，立即锁存输入脚3、4、7、8、13、14、17、18的电平状态，并且立即呈现在在输出脚2(Q1)、5(Q2)、6(Q3)、9(Q4)、12(Q5)、15(Q6)、16(Q7)、19(Q8)上。
U374LS273N1D 32D 43D 74D 85D 136D 147D 178D 18~CLR 1CLK111Q 22Q 53Q 64Q 95Q 126Q 157Q 168Q19图7 74LS273N 引脚图5.74LS121单稳态触发器表3 74LS121功能表图8 74LS121引脚图五、遇到的问题及解决方案1.我在实现设计的第一个抢答环节时，我们在草图上起初是用四个D触发器和一些开关来设计四名选手的抢答环节的，随后又突然想到用一个含四个D触发器的集成电路来代替。
本以为这个环节没有什么问题了，但到了实验仿真阶段后，由于在multisim软件中没有仅含四个D触发器的器件，我们经过辛苦的尝试，终于找到一个八D触发器器件74LS273，这使我们濒临破产的设计有了一线生机，然后我们就翻阅资料，查询它的个个引脚的功能，选择了其中四个输入端D触发端口，进行布线并最终获本模块成功。
2.定时电路设计中，我们的显示电路出了问题，设定好的15秒的显示周期，结果在15秒以后十进位的显示器本应该显示由“1”跳变为“0”，但是我们的却跳不回来，在求助身边的同学后仍无法的到解决，我们知道是布线出了问题，但是不知道具体问题出在哪里。
六、分析总结持续近一个星期的课程设计结束了，我们的设计虽然有一些小毛病，但总体上还是很成功的。
一周的时间虽然很短暂，但从中获益匪浅. 毕竟在课堂上学习的内容真真正正能用到实际是有点超乎我们的想象，而且要把理论知识付诸实践确实非一件易事。
我从最初的设想设计一个什么样的数字电路到绘制电路图，然后打印排版，最后校正设计中的漏洞与不足。
整个过程中我翻阅大量资料，跑遍图书馆各个能找到数电资料的角落，上网查找有关内容，马不停蹄思考如何绘制电路，并和周围同学进行着一遍又一遍的交流与设计思想。
首先对数字电路这门课程有了更深的了解，因为课程设计本身要求将以前所学的理论知识运用到实际的电路设计当中去，在电路的设计过程中，无形中便加深了对数字电路的了解及运用能力，对课本以及以前学过的知识有了一个更好的总结与理解；以前的数字实验只是针对某一个小的功能设计，而课程设计对我们的总体电路的设计的要求更严格，需要通过翻阅复习以前学过的知识确立了实验总体设计方案，然后逐步细化进行各模块的设计。
例如：555定时器的使用原理和作用，用它构成触发器和振荡器的方法，还有一个难题就是怎么来选择我们所需要的芯片，从而实现我们所想实现的功能。
其次，以前没有接触过仿真软件，这次审计要使用仿真软件，所以学会了multisim软件的基本应用，这对我们以后的工作和学习的帮助都很有用处。
但是在电路仿真的过程中出现大量问题，需要我们细心解决，所以，我对电路故障的排查能力有了很大的提高。
但由于是自己学习没有专业指导难免有一些我们不了解的功能。
所以我们以后要多接触和了解一些仿真软件，多向老师请教学习。
最后，感谢学校给我们这次机会，锻炼了我们的动手能力。
通过这次课设让我明白了理论和实际操作之间差距，而且也让我很明确得意识到自己在数电上有很多的知识漏洞，以后应该多钻研一下。
从这过程，我锻炼了自己的动手能力，独立思考能力，分析实践能力，并学会了把自己的设计经验和思路拿出来与大家分享。
“纸上得来终觉浅，绝知此事要躬行”，由此看来实践的重要，在这次设计中，我学到了很多的东西，最重要的是我自己动手把我学习的知识用于实践，做出成功的作品，这才算真正学习到了东西。
总之，这次实验我收获颇多。
实践是获得知识的一种最好的手段！七、参考文献[1] 何元清. 电子产品设计. 北京大学出版社，2006.[2] 秦曾煌. 电工学（上，下）. 高等教育出版社，2003.[3] 王彦朋. 大学生电子设计与应用. 中国电力出版社，2007.[4] 余孟尝. 数字电子技术基础简明教程. 高等教育出版社，2006.[5] 陈有卿. 实用555时基电路300例. 中国电力出版社，2004.[6] 彭端. 电路与电子技术仿真实验教程.中国出版社，世界图书出版公司，2010.[7] 网络资料. 电子设计应用网. .[8] 网络资料. 三毛电子世界. .。