8路智力竞赛抢答器
8路智力竞赛抢答器
机械与电气工程学院《数字电子技术》课程设计报告姓名：学号：班级：10电自2班指导教师：严金龙8路智力竞赛抢答器1 设计任务与要求1.1基本功能（1）设计一个智力竞赛抢答器，可同时供8名选手或8个代表队参加比赛，其编号分别是0、1、2、3、4、5、6、7，各用一个抢答按钮，按钮的编号与选手的编号相对应，分别是S0、S1、S2、S3、S4、S5、S6、S7。
（2）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。
（3）抢答器具有数据锁存和显示功能。
抢答开始，若有选手按动抢答按钮，编号立即锁存，并在LED数码管上显示选手的编号，同时扬声器发出音响提示此外．要封锁输人电路，禁止其他选手抢答，并将优先抢答选手的编号—直保持到主持人将系统清零为止。
1.2 扩展功能（1）抢答器具有定时抢答功能，且一次抢答的时间长度可以由主持人设定（如30 s）。
当节目主持人启动“开始”键后，要求定时器立即减计时，并用显示器显示，同时扬声器发出短暂的音响，音响持续时间为0.5 s左右。
（2）参赛选手在设定的时间内抢答，抢答有效；有效抢答结束定时器停止工作．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。
（3）如果定时抢答的时间已到，却没有选手抢答，本次抢答无效，系统短暂报警，并封锁输入电路，禁止选手超时后做无效抢答，时间显示器上显示00。
2 设计原理定时抢答器的总体框图如图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，当选手按动抢答键时，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的功能。
图1 定时器总体框图图1所示的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，扬声器发出音响提示，抢答器处于工作状态，定时器倒计时开始。
8路抢答器设计报告
题目: 8路数字抢答器目录一、相关介绍-------------------------------------------二、实验目的-------------------------------------------------三、设计要求及内容----------------------------------------四、设计及原理----------------------------------------------4.1 总体方案设计----------------------------------------4.1.1 设计思路-----------------------------------------4.1.2 原理框图----------------------------------------- 4.2 单元模块及说明-------------------------------------4.2.1 倒计时模块--------------------------------------4.2.2 抢答模块-----------------------------------------五、仿真调试过程中的部分显示------------------------六、实验结果显示------------------------------------------七、设计体验及收获---------------------------------------八、附录------------------------------------------------------8.1 总原理图-----------------------------------------8.2 相关元件引脚图--------------------------------8.3 元件清单-----------------------------------------九、参考资料-----------------------------------------------一、相关介绍初始条件: 要求对数字电路里555电路的运用有所了解, 同时熟悉计数电路和译码电路的运用, 还要能够运用protel软件进行电路的仿真,能够运用multisim软禁多自己设计的电路进行仿真, 检验自己所设计的电路是否正确。
数电课程设计八路智力竞赛抢答器设计
数电课程设计八路智力竞赛抢答器设计课程设计任务书题目: 八路智力竞赛抢答器设计初始条件：◆教材：《电子线路设计·实验·测试》第三版谢自美主编华中科技大学出版社◆元器件：74LS48三片，72LS192两片，74LS279、74LS148、74LS00、74LS11、555各一片，数码管三个，发光二极管一个，开关、电阻、电容若干，面包板，导线若干◆仿真：Proteus仿真软件要求完成的主要任务: （包括课程设计工作量及其技术要求，以及说明书撰写等具体要求）◆多路智力竞赛抢答器功能要求：基本功能：1．设计一个智力竞赛抢答器，可同时供8名选手或8个代表队参加比赛，她们的编号分别是0、1、2、3、4、5、6、7，各用一个抢答按钮，按钮的编号与选手的编号相对应，分别是S0、S1、S2、S3、S4、S5、S6、S7。
2．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。
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，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。
另外，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。
扩展功能：1．抢答器具有定时抢答的功能，且一次抢答的时间能够由主持人设定。
当节目支持人按下“开始”按钮后，要求定时器立即倒计时，并在显示器上显示，同时扬声器发出短暂的声响，声响持续时间0.5s左右。
2．参赛选手在设定的时间内抢答，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。
3．如果定时抢答的时间已到，却没有选手抢答，则本次抢答无效，系统短暂报警，并封锁输入电路，禁止选手超时后抢答，时间显示器上显示00.报告要求：课程设计的内容要求用A4纸打印，且页数不得少于20页。
时间安排：第20周理论设计、实验室安装调试地点安排：鉴主15楼通信实验室一指导教师签名：年月日系主任（或责任教师）签名：年月日摘要在各种智力竞赛场合，抢答器是必不可少的最公正的用具。
8路抢答器设计八路智力竞赛抢答器
1 前言1.1主要功能介绍（1）抢答器最多可供8名选手参赛，编号为1~8号，各队分别用一个按钮（分别为S1~S8）控制，并设置一个系统清零和抢答控制开关S，该开关由主持人控制。
（2）抢答器具有数据锁存功能,并将锁存数据用LED数码管显示出来，同时蜂鸣器发出间歇式声响（持续时间为0.5秒），主持人清零后，声音提示停止。
（3）开关S作为清零及抢答控制开关（由主持人控制），当开关S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开关S1~S8实现。
（4）有抢答信号输入（开关S1~S8中的任意一个开关被按下）时，并显示出相对应的组别。
此时再按其他任何一个抢答器开关均无效，指示灯依旧“保持” 第一个开关按下时所对应的状态不变。
1.2扩展功能介绍（1）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，要求定时器立即减计时，并用显示器显示，同时扬声器发出短暂的声响，声响持续时间0.5秒左右。
（2）参加选手在设定的时间抢答，抢答有效，定时器停止工作，显示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。
（3）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，系统短暂报警，并封锁输入电路，禁止选手超时后抢答，时间显示器上显示00。
（4）当选手抢答完后，主持人可根据相关题的加减分对选手进行加分或减分。
2总体方案设计此次课程设计我们有两套方案一是硬件部分主要由单片机、74LS373锁存器、LED显示器、声音报警器和其它基本外围电子电路组成软件部分则采用51系列单片机通用C语言精心设计编写。
它所具有的功能包括：抢答器同时供8名选手或8个代表队比赛，当开关S按下，抢答器发出0.5秒的报警声系统开始进行计时，选手可进行抢答，当计时30秒之后若没人抢答，则系统发出警报并禁止抢答，定时显示数码管上显示00字样，之后等待开关S按下，系统复位；若在30秒有选手进行抢答，此时扬声器会发出3秒时间的警报，同时在定时显示数码管上显示选手抢答时间(以秒为最小单位)，编号显示数码管上显示抢答选手编号，显示器上的状态直到开关S按下将系统复位为止；系统复位时所有的数码管不显示任何的数据。
单片机课程设计8路竞赛抢答器
课程设计任务书1 设计内容⒈设计一个智力竞赛抢答器，可同时供8名选手或8个代表队参加比赛，他们的编号分别是1、2、3、4、5、6、7、8，各用一个抢答按钮，按钮的编号与选手的编号相对应，分别是S0、S1、S2、S3、S4、S5、S6、S7。
⒉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。
⒊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，同时蜂鸣器给出音响提示。
此外，要封锁输入电路，禁止其他选手抢答。
优先抢答选手的编号一直保持到主持人将系统清零为止。
4.用中小规模集成电路组成智力竞赛抢答器电路，画出各单元电路图和总体逻辑框图，正确描述各单元功能，合理选用电路器件，画出完整的电路设计图以及写出设计总结报告2 设计要求⒈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30s)。
当节目主持人启动“开始”键后，要求定时器立即减计时，并用显示器显示，同时蜂鸣器发出声响。
⒉参赛选手在设定的时间内抢答，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。
⒊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，系统短暂报警，并封锁输入电路，禁止选手超时后抢答，时间显示器上显示00。
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。
工厂、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。
在我校举行的各种竞赛中我们经常看到有抢答的环节，举办方多数采用让选手通过举答题板的方法判断选手的答题权，这在某种程度上会因为主持人的主观误断造成比赛的不公平性。
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，为解决这个问题，我们小组准备就本次大赛的机会制作一个低成本但又能满足学校需要的八路数显抢答器。
8路智力竞赛抢答器
一、概述电路选用优先编码器74LS148 、锁存器74LS373 、74LS48译码和一个7段数码管组成抢答显示电路；定时显示主要由555定时器秒脉冲产生电路、十进制同步加减计数器74LS192减法计数电路、和2个4段数码管即相关电路组成；由555定时器和三极管构成的报警电路。
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。
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。
二、方案设计与论证设计一个8路智力竞赛抢答器，具体设计要求如下：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。
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。
数字抢答器总体方框图如图2-1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。
八路数码抢答器课件
03
软件编程与实现
深入阐述了八路数码抢答器的软件编程方法，包括编程语言的选择、程
序结构的设计、功能的实现等，并提供了相应的代码示例和程序流程图。
课程收获与感悟
理论与实践相结合
通过本课程的学习，我深刻体会到了理论与实践相结合的重要性。只有将理论知识应用到实际项目中，才能真正掌握 和理解其中的精髓和要点。
设计思路与方案
01
02
03
需求分析
明确八路数码抢答器的功 能需求，包括抢答、显示、 复位等。
设计思路
根据需求，提出基于单片 机控制的八路数码抢答器 设计方案。
方案比较
对比不同设计方案，选择 最优方案进行实施。
硬件电路设计
控制器选择
选用合适的单片机作为控制器 ，如AT89C51等。
输入电路设计
设计八路输入电路，接收来自 八个按钮的抢答信号。
对未来学习的建议与展望
深入学习电子技术
为了更好地掌握八路数码抢答器的设计和实现技术，我建 议自己在未来继续深入学习电子技术相关知识，包括模拟 电路、数字电路、嵌入式系统等。
拓展应用领域
除了用于教学和竞赛外，八路数码抢答器还可以应用于其 他领域，如会议系统、智能家居等。因此，我希望在未来 能够拓展其应用领域，探索更多的可能性。
电源不稳定
可能是电源电路元件损坏或电源电压 过高/过低，可以更换电源电路元件 或调整电源电压。
05
八路数码抢答器的应用与拓展
抢答器在比赛中的应用
知识竞赛
体育比赛
在各类知识竞赛中，八路数码抢答器 能迅速、准确地判断出第一个按下按 钮的选手，确保比赛的公正性。
在体育比赛中，抢答器可用于起跑、 发令等环节，确保比赛的顺利进行。
8路抢答器设计(含完整图)
数字电路课程设计报告8路数字抢答器1.概述抢答器同时供8名选手或8个代表队比赛，分别用8个按钮S0 ~ S7表示。
另外设置系统清除开关一个，该开关由主持人控制。
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，扬声器发出声响提示，并在七段数码管上显示选手号码。
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零为止。
当主持人按下清除键后，参赛选手可以进行抢答，同时倒计时电路开始倒计时，抢答有效时，红灯亮，倒计时停止，显示器上显示选手的编号，并保持到主持人将系统清零为止。
2、8路数字抢答器各主要芯片介绍2.1、74LS14874LS148是一个8线—3线优先编码器。
74LS148外部管脚图、真值表如图所示：图一 74ls148 真值表由表不难看出，在0=S 电路正常工作状态下，允许70~I I 当中同时有几个输入端同时为低电平，即有编码输入信号。
7I 的优先权最高，0I 的优先权最低。
当07=I 时，无论其它输入端有无输入信号（表中以x 表示），输出端只给出7I 的编码，即000012=Y Y Y ，当74LS148的功能表输 入输 出S0I 1I 2I 3I 4I 5I 6I 7I2Y 1Y 0Y S Y EX Y1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 x x x x x x x x 1 1 1 1 1 1 1 1 x x x x x x x 0 x x x x x x 0 1 x x x x x 0 1 1 x x x x 0 1 1 1 x x x 0 1 1 1 1 x x 0 1 1 1 1 1 x 0 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 0 0 0 1 0 0 0 1 1 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1 0 1 0 0 1 0 1 0 1 1 0 1 1 0 1 0 1 1 1 1 0U CC Y EX Y S I 3 I 2 I 1 I 0 Y 0I 4I 5I 6I7S Y 2Y 1GND 图２ 74LS148管脚图16 9 74LS148 1 80167==I I 、时，无论其它输入端有无输入信号，只对6I 编码，即输出为001012=Y Y Y 。
CD4511八路抢答器实验报告 -
...................................................................1.1课题研究的相关背景 (1)1.2选题的目的和意义 (1)1.3课题研究的内容 (2)1.4抢答器目前存在的主要问题 (3).................................42.1 抢答器的系统功能简介 (4)2.2 抢答器的工作原理简介 (4)2.3 抢答器系统的需求分析 (5)2.4 抢答器的工作流程 (5)2.5 抢答器的工作过程 (6).............................7 3.1 抢答器设计中的数字编码电路 (7)3.2 抢答器设计中的译码/优先/锁存电路 (9)3.3 抢答器设计中的数码显示电路 (13)3.4 抢答器设计中的报警电路 (15).............................18 4.1 抢答器工作原理电路图 (18)4.2 抢答器实物电路图 (20)............................................21随着科技的日新月异，促使人们开始学科学、学技术、学知识。
抢答器是一个机关学校开展智力竞赛活动必不可少的设备，广泛应用于学校、教育部门、企事业工会组织、俱乐部等单位组织举办各种知识、技术竞赛及文娱活动时作抢答使用。
八路数字抢答器电路包括抢答，编码，优先，锁存，数显，复位及报警电路。
抢答器数字优先编码电路由 D1-D12 组成，实现数字的编码。
CD4511 是一块含 BCD-7 段锁存/译码/驱动电路于一体的集成电路。
抢答器报警电路由NE555 接成音多谐振荡器构成。
抢答器数码显示电路由数码管组成，输入的BCD 码自动地由 CD4511 内部电路译码成十进制数在数码管上显示。
经过布线、焊接、调试等工作的八路数字智能抢答器成形，更具有实用性。
CD4511 数码显示电路报警电路数字编码电路第1章绪论在这个竞争激烈的社会中，知识竞赛，评选优胜，选拔人材之类的活动愈加频繁。
8路智能化竞赛抢答器设计
8路智能化竞赛抢答器设计摘要：抢答器能保证比赛中抢答的公正性，在很多场合得到了广泛的应用。
现在很多地方都可能会有各种智力竞赛,当遇到抢答环节时,如果要求主持人自己去用肉眼观察那一个选手抢答的速度最快无疑会对比赛结果造成很大的影响,同时使比赛失去了公平和公正性,这时候我们想到了抢答记分器是必要设备。
本抢答器是基于AT89C51芯片的设计，主要可供8组选手抢答使用。
抢答器在现实生活中应用很广泛，因此抢答器的的设计具有非常重要的意义。
目录引言 (1)第一章设计任务与要求 (2)第二章八路抢答器设计方案及选取 (2)2.1电路设计方案一 (2)2.2电路设计方案二 (3)2.2电路设计方案三 (3)2.4电路设计方案的选取 (3)第三章电路设计原理及硬件设计 (4)3.1单片机最小系统的原理 (4)3.2八路抢答器工作原理 (5)3.3控制系统及所需元件 (6)第四章软件系统设计及仿真 (7)4.1软件系统设计 (7)4.2电路仿真 (8)4.3实物焊接调试 (9)第五章心得体会 (9)第六章参考文献 (11)鸣谢 (11)附录一源程序 (12)引言课程设计是学好本门课程的又一重要实践性教学环节，课程设计的目的和任务就是配合单片机的教学和平时实验，以达到巩固消化课程的内容，进一步加强综合应用能力及单片机应用系统开发和设计能力的训练，启发创新思维，使之具有独立单片机产品和科研的基本技能，是以培养学生综合运用所学知识的过程，是知识转化为能力和能力转化为工程素质的重要阶段。
在实际生活中有好多地方都用到了单片机，因此学习好这门课程有着十分重要的意义。
刚开始设计的时候也是一片茫然，不知道如何着手开始。
于是从网上搜索设计方案，本意想用8086做的，可是由于对其基础知识掌握的不够牢固，没有得到想要的结果，最后在老师的指导下使用了单片机来设计。
在本设计中要求设计一个抢答器完成以下功能：可供8组同时枪答，由按钮控制；能显示出最先枪答的组号，而对其他组的抡抢答不予理睬；对主持人末按启动钮之前就按抢答钮的犯规组，亮红灯警告；对抢答后的回答时间进行计时控制，如回答超时，则以音响报警。
八路智力抢答器数电课设
一、课题名称：八路智力竞赛抢答器二、内容摘要：本文主要介绍用数电知识设计八路抢答器。
优先编码电路、锁存器、译码电路将参赛队的输入信号在显示器上输出，并与主持人开关相连接，即构成了抢答器的主体电路。
经过布线、接线、调试等工作后数字抢答器成形。
借助较少的外围元件完成抢答的整个过程，设计制作了八路抢答器，设计编程简单，容易理解掌握，且工作稳定可靠。
总体电路简单，易于制作。
可供8人或8个代表队抢答，并用7段数码管显示首先抢答者的组别号码，有人抢答后自动闭锁其他各路输入，禁止其他人抢答，使其他组的开关失去作用，而显示最先按下抢答键的组别号。
只有当主持人按下复位按键才能再次抢答。
关键字：抢答器，设计，稳定，锁存，清零三、设计内容及设计要求：1、设计一个8路智力竞赛抢答器的控制电路，满足以下要求。
A、给节目主持人设置一个控制来关，用来控制系统的清零（编号显示数码管灭灯）及抢答的开始。
B、抢答开始后，当有某一选手首先按下抢答按钮时，选手编号立即被存锁，编号数码管显示选手编号，并抢答灯亮，此时抢答器不再接收其它输入信息。
优先抢答选手的编号一直保持到节目主持人将系统清零为止。
2、抢答器最多可供8名选手参赛，编号为1～8号，各队分别用一个按钮（分别为S0～S7）控制，并设置一个系统清零和抢答控制开关S，该开关由主持人控制。
3、抢答器具有数据锁存功能,并将锁存数据用LED数码管显示出来，只能由主持人进行清零。
4、开关S作为清零及抢答控制开关（由主持人控制），当开关S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开关S0～S7实现。
四、试验器件清单：本设计所用的实验器材如下表所示。
表1 实验器材五、设计的系统方案：1、构思抢答器需要达到的功能并结合自身的能力，列出了如图所示的总体框架图。
2、具体设计方案如下：①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，编号显示器和指示灯灭灯，等主持人将开关置“开始”位置后，抢答器处于等待状态，此时可以进行抢答。
基于单片机的8路抢答器的设计
基于单片机的八路抢答器设计方案第一章抢答器设计功能分析1.1 数字抢答器的概述对于抢答器我们大家来说都不陌生, 它是用于很多竞赛场合, 真正实现先抢先答, 让最先抢到题的选手来回答问题。
抢答器不仅考验选手的反应速度同时也要求选手具备足够的知识面和一定的勇气。
选手们都站在同一个起跑线上, 体现了公平公正的原则。
1.2 设计任务与要求1.基本要求:给主持人设置一个开关, 用来控制系统的清零（编号显示数码管灭灯）和抢答器的开始。
抢答器具有数据锁存和显示的功能。
抢答开始后, 若有选手按动抢答器按钮, 编号立即锁存, 并在LED数码上显示选手的编号, 同时扬声器给出音响提示。
此外, 要封锁输入电路, 禁止其他选手抢答。
1.发挥部分:2.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, 要求定时器立即减计时, 并用显示器显示, 同时扬声器发出短暂的声响, 声响持续时间0.5秒左右。
3.参加选手在设定的时间内抢答, 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。
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, 系统短暂报警, 并封锁输入电路, 禁止选手超时后抢答, 时间显示器上显示00。
选手如果在主持人按开始键之前违规抢答, 系统报警, LED显示违规选手号码和FF, 直到主持人按下停止键。
第二章抢答器方案论证抢答器的实现方式有种多样, 通过纯电子器件搭建电路实现, 如优先编码器, 锁存器, 555定时器译码器等, 纯电子器件实现没有软件参与, 调试简单, 但是它不易于扩展和修改, 而且电路结构复杂, 调试困难电子, 电子器件管脚很多, 实际搭建起来费时费力, 焊接很容易出错。
于是, 我想到了用单片机实现。
单片机体积小价格低, 应用方便, 稳定可靠。
单片机将很多任务交给了软件编程去实现, 大大简化了外围硬件电路, 使外围电路的实现简单方便。
八路智力竞赛抢答器设计实验报告031341123王文通
电子线路设计报告题目: 八路智力竞赛抢答器设计姓名: 王文通专业: 电子信息科学与技术班级: 0313411 学号: 031341123 指导教师: 谭建军2015 年 7 月 5 日湖北民族学院信息工程学院目录一课程设计题目 (2)二任务和要求 (2)三总体方案的选择 (2)四单元电路的功能介绍 (4)五电路设计 (5)六仿真设计 (8)七分析和总结 (11)附录一源程序 (13)八路智力竞赛抢答器设计一、课程设计题目（一）、题目：八路智力竞赛抢答器设计（二）、设计目的：作为一个八路抢答器实现的功能，应该是在八位选手进行抢答时能够准确的锁定第一位抢答选手的号数，并且准确的显示出来，它的显示结果不会因为别的选手的抢答而影响它的显示。
只有在主持人按下重新开始的开关后，系统重新启动，原先抢答上的号数也不在显示，所有系统清零，新的一轮抢答开始。
二、任务和要求（1）抢答器设计要求1.抢答器可以实现基本抢答；可同时供8名选手或8个代表队参加比赛，他们的编号分别是0、1、2、3、4、5、6、7，各用一个抢答按钮。
2．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。
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，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，禁止其他选手抢答。
优先抢答选手的编号一直保持到主持人将系统清零为止。
4．具有倒计时的功能，能实现30s倒计时。
三、总体方案的选择（1）总体方案的设计针对题目设计要求，经过分析与思考，拟定以下二种方案：方案一：该方案是将抢答按钮先直接与锁存器而不是优先编码器相连，将最先抢答的选手的编号锁定，再依次经过优先编码器、译码器和七段显示器，最后显示的是抢答选手的编号，经过优先编码器后的信号到单稳态触发器，单稳态触发器又与报警电路直接连接，所以显示编号的同时可以发出报警信号。
8路智力竞赛抢答器的设计
课程设计说明书一、课题名称……………………………………………………页码二、内容摘要……………………………………………………页码三、设计内容及要求……………………………………………页码四、方案论证及比较……………………………………………页码五、单元电路的设计、参数计算和器件选择…………………页码六、完整的电路图及工作原理…………………………………页码七、设计特点及实用价值………………………………………页码八、总结与心得体会……………………………………………页码九、元器件清单…………………………………………………页码十、参考文献……………………………………………………页码附录（图）…………………………………………………………页码一、课题名称8路智力竞赛抢答器的设计二、内容摘要主要包括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、锁存功能外，还具有定时抢答功能，时间定为30S，时间计时用LED 显示，时间到扬声器发出2S声响，抢答功能失效。
主持人通过控制开关，控制清零（编号显示数码管灭灯）和抢答的开始，开始后系统将自动倒计时30秒。
若在规定的时间内有人抢答，则计时将自动停止；若规定的时间到并且无人抢答，则系统中的蜂鸣器将发响持续2秒，提示主持人本轮抢答无效，实现报警功能，抢答功能失效。
该抢答器主要运用到了编码器、计数器、锁存器和定时器：它采用74LS148来实现抢答器的选号，采用74LS74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。
三、设计内容及要求1、可同时供8名选手参加比赛；2、他们的编号分别是0、1、2……..7；各用一个抢答按钮，按纽编号与选手编号相对应；3、主持人手持一控制开关，用来控制清零（编号显示数码管灭灯）和抢答的开始；4、抢答器具有数据锁存和显示的功能；5、抢答器具有定时抢答功能，时间定为30S，时间计时用LED显示，时间到扬声器发出2S声响，抢答功能失效。
2019年最新-八路智力抢答器的分析与制作-精选文档
R15 300Ω
R8
J8 Key = H
D12 1N4148
R7
J9 Key = I R6
10kΩ
D13
2.2kΩ
Q1 2N2222A
16
10kΩ
1N4148
元器件的购买与检测
序 名称 规格 位号 号
1
100K R8
数序 量号
1 11
名称 规格 二极管 1N4148
(2) 当其中某一号码显示时，再按其他按 钮，观察其他按钮的变化。
(3) 分别测试IC芯片有输入和无输入时， 输出管脚的电平、输出电流的变化。
（4）分析故障原因并排除故障。
16
作品展示
D15
D16
D17
D18
R16
1N4148 1N4148 1N4148 1N4148 10kΩ
R17 68kΩ
R1 10Rk2Ω 10kΩ
R3 10kΩ
C4 47µF
C1 10nF
R4 10kΩ
U2
7 DA 1 DB 2 DC 6 DD 5 ~EL 4 ~BI 3 ~LT
OA 13 OB 12 OC 11 OD 10 OE 9 OF 15 OG 14
C
C
VC C
O
vO
tW
O
t0
t1
T2=0.7R2C T=T1+T2 =0.7(R1+2R2)C
VT+=2/3VCC VT-=1/3VCC ΔVT=1 /3VCC
t t t
6
声讯报警电路
VCC 5V
R16 10kΩ
R17 10kΩ
C1 10nF
8
U1
VCC
毕业设计论文—八路智力竞赛抢答器-精品
课程设计(论文)说明书题目：八路智力竞赛抢答器院（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：职称：讲师2011年12月15日本文主要介绍了八路智力竞赛抢答器设计及工作原理，以及它的实际用途。
该抢答器以AT89C51单片机为核心，通过外围接口实现抢答功能。
其电路控制系统分为存储模块、显示模块、语音模块和抢答开关模块共四个模块，利用单片机的定时器/计数器定时和记数的功能，用按键通过开关电路输入各路的抢答信号，经单片机的处理，输出控制信号，通过软、硬件的有机结合，从而实现单片机控制的智力抢答器系统。
关键词：八路抢答；AT89C51单片机；按键This paper mainly introduces eight intellectual competition Responder design and working principle, and its practical application. The responder based on AT89C51 single-chip microcomputer as the core, through the peripheral interface to achieve Responder function. The circuit control system is divided into storage module, display module, the voice module and Qiangda switch module consists of four modules, the use of single-chip timer / counter timing and counting function, with the key through the switch circuit input each responder signal, through the SCM processing, output control signal, through the soft, organic combination of hardware, thus the realization of single-chip control intelligence system.Keywords:eight way contest; AT89C51 MCU; key目录引言 (1)1 八路智力竞赛抢答器系统的概述 (2)1.1 设计要求及目的 (2)1.2 电路设计原理及框图 (2)2 八路智力竞赛抢答器软硬件设计及说明 (2)2.1 主要芯片的介绍 (2)2.2 硬件电路设计 (3)2.2.1时钟频率电路的设计 (3)2.2.2显示模块设计 (4)2.2.3抢答开关模块设计 (4)2.2.4语音模块设计 (5)2.3 系统软件设计 (5)3 八路智力竞赛抢答器电路的设计与制作 (6)3.1 八路智力竞赛抢答器电路简介 (6)3.2 根据原理图用Altium Designer 09画出的SCH图 (7)3.3 八路智力竞赛抢答器的PCB图 (7)3.4 制作电路板过程 (8)3.5 焊接好的电路 (8)3.6 调试焊接好的电路 (8)3.7 调试实物图 (9)4 结论 (10)5 个人感言 (10)谢辞 (15)参考文献 (16)附录 (17)引言随着我国经济和文化事业的发展，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。
课程设计---八路智力竞赛抢答器的设计
摘要抢答器是一种常见的电子产品，尤其是在各类智力竞猜中，为了实现选手的公平性，性能优良的抢答器往往更能得到各单位的青睐。
这里通过两种设计方案的对比，最终选定了用单片机实现抢答器电路。
由于单片机具有可编程定时器和中断设备，便于实现编程和时间的精确控制。
所用方案电路结构简单，易于实现，它用4个七段数码管来显示，且具有简单精准的报警电路。
所选方案的一个很重要的特点在于具有灵活性，主持人可以根据题目难易进行时间设定，这样进一步保证了公平性。
由于它具有成本低廉，结构简单，且性能优良的诸多优点，必定会得到广泛的应用。
关键词：抢答器，单片机，七段数码管，时间设定目录一方案的概述 (1)1.1 设计内容及要求 (1)1.1.1 设计内容 (1)1.1.2 设计要求 (1)1.2 设计方框图 (2)1.3 抢答器的程序流程 (3)二抢答器单元设计及其说明 (8)2.1主要芯片的介绍 (8)2.2程序流程图 (10)2.3 MAX7219 (12)2.3.1 MAX7219引脚说明 (12)2.3.2 基本的工作方法 (13)2.3.3 MAX7219初始化 (14)2.3.4 部分程序功能介绍 (14)2.4LCD简介 (16)2.4.1LCD和LED的区别 (16)2.4.3显示电路设计和LCD的引脚功能说明 (17)2.4.4液晶显示模块 (18)三抢答器电路原图及仿真 (20)3.1抢答器原理图 (20)3.2仿真软件介绍 (21)3.3仿真测试效果 (22)设计小结............................................ 错误！未定义书签。
参考文献............................................ 错误！未定义书签。
附录一.............................................. 错误！未定义书签。
附录二.............................................. 错误！未定义书签。
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机械与电气工程学院《数字电子技术》课程设计报告姓名：学号：班级：10电自2班指导教师：严金龙8路智力竞赛抢答器1 设计任务与要求1.1基本功能（1）设计一个智力竞赛抢答器，可同时供8名选手或8个代表队参加比赛，其编号分别是0、1、2、3、4、5、6、7，各用一个抢答按钮，按钮的编号与选手的编号相对应，分别是S0、S1、S2、S3、S4、S5、S6、S7。
（2）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。
（3）抢答器具有数据锁存和显示功能。
抢答开始，若有选手按动抢答按钮，编号立即锁存，并在LED数码管上显示选手的编号，同时扬声器发出音响提示此外．要封锁输人电路，禁止其他选手抢答，并将优先抢答选手的编号—直保持到主持人将系统清零为止。
1.2 扩展功能（1）抢答器具有定时抢答功能，且一次抢答的时间长度可以由主持人设定（如30 s）。
当节目主持人启动“开始”键后，要求定时器立即减计时，并用显示器显示，同时扬声器发出短暂的音响，音响持续时间为0.5 s左右。
（2）参赛选手在设定的时间内抢答，抢答有效；有效抢答结束定时器停止工作．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。
（3）如果定时抢答的时间已到，却没有选手抢答，本次抢答无效，系统短暂报警，并封锁输入电路，禁止选手超时后做无效抢答，时间显示器上显示00。
2 设计原理定时抢答器的总体框图如图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，当选手按动抢答键时，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的功能。
图1 定时器总体框图图1所示的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，扬声器发出音响提示，抢答器处于工作状态，定时器倒计时开始。
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，禁止选手在超时后抢答。
当选手在定时时间内按动抢答键时，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，然后由译码电路显示编号；扬声器发出短暂音响，提醒节目主持人注意。
（2）控制电路要对输人编码电路进行封锁，避免其他选手再次进行抢答。
（3）控制电路要使定时器停止工作，时间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。
当选手将问题回答完毕，主持人操作控制开关．使系统回复到禁止工作状态，以便进行下—轮抢答。
3 设计分析3.1 抢答电路抢答电路的功能有两个：—是能分辨选手按键的先后，并锁存优先抢答者的编号，供译码显示电路用；二是要使其他选手的按键操作无效。
选用优先编码器74LS148和RS锁存器74LS279可以完成上述功能，其电路组成如图2所示。
图2 抢答器电路其工作原理是：当主持人的控制开关处于“清除”位置时，RS 触发器的R 端为低电平，输出端（4Q ～1Q ）全部为低电平，于是74LS48的RBI ＝0，显示器灭灯；74LS48的选通输入端ST ＝0， 74LS48处于工作状态，此时锁存电路不工作。
当主持人将开关拨到“开始”位置时，优先编码电路和锁存电路同时处于工作状态，即抢答器处于等待工作状态，等待输入端7I 、··· 、0I 输人信号。
当有选手将键按下时（如按下S 5，74LS148的输出012Y Y Y ＝000，EX Y ＝0，经RS 锁存器后，CTR ＝1，B ＝1，74LS279处于工作状态；4Q3Q2Q ＝101，经74LS48译码，显示器显示“5”。
此外，CTR ＝1，使74LS148的ST 端为高电平．74LSl48处于禁止工作状态，封锁了其他按键的输人。
当选手按下的键松开后，74LS148的EX Y 为高电平；但由于CTR 维持高电平不变，所以，74LS148仍处于禁止工作状态，其他按键的输入信号不会被接收。
这就保证了抢答者的优先性以及抢答电路的准确性。
当优先抢答者回答完问题后，由主持人操作控制开关S ，使抢答电路复位，以便进行下一轮抢答。
3.2 定时电路节目主持人根据抢答题的难易程度，设定一次抢答的时间长度，通过预置时间电路对计数器进行预置。
现选用十进制同步加／减计数器74LS192进行设计，计数器的时钟脉冲由秒脉冲电路提供，具体电路如图3所示。
电路工作原理请同学们根据数字电路课程所学内容自行分析。
Key = AKey = AKey = AKey = AKey = A图3 可预置时间的定时电路3.3 报警电路由555定时器和三极管构成的报警电路如图4所示。
其中555定时器构成多谐振荡器，振荡频率为CR R R R fC 121210)43.12ln )2(12(+≈+=其输出信号经三极管推动扬声器。
PR 为控制信号，当PR 为高电平时，多谐振荡器工作；反之，电路停振。
R315kΩR468kΩC210nFVCC OUTU11555_TIMER_RATEDGNDDISRST THR CONTRI C147nF VCC 5V3.4 时序控制电路时序控制电路是抢答器设计的关键。
它要完成以下三项功能：（1）主持人将控制开关拨到“开始”位置时，扬声器发声，抢答电路和定时电路进人正常工作状态。
（2）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。
（3）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。
根据上面的功能要求以及图2和图3，设计的时序控制电路如图5所示。
（a ）抢答定时电路的时序控制电路 （b ）报警电路的时序控制电路 图5 时序控制电路图中，门G 1的作用是控制时钟信号CP 的放行与禁止，门G 2的作用是控制74LS148的输人使能端ST。
图2-15（a）的工作原理是：主持人将控制开关从“清除”位置拨到“开始”位置时．来自于图2-12中的74LS279的输出CTR＝0，经G3反相，A＝l，则从555输出瑞来的时钟信号CP能够加到74LS192的CP D时钟输人端，定时电路进行递减计时；同BO＝1，门G2的输出ST 时，在定时时间未到时，来自图2-13中74LS192的借位输出端2＝0，使74LS148处于正常工作状态，从而实现功能（1）的要求。
当选手在定时时间内按动抢答键时，CTR＝1，经G3反相，A＝0，封锁CP信号，定时器处于保持工作状态；同时，门G2的输出ST＝1，74LS148处于禁止工作状态，从而实现功能（2）的要求。
当定BO＝0，ST＝1，74LS148处于禁止工作状态，禁止选手时时间到时，来自74LS192的2进行抢答。
同时，门G1处于关门状态，封锁CP信号，使定时电路保持00状态不变，从而实现功能（3）的要求。
74LS121用于控制报警电路及发声的时间。
4 电路实验与调试4.1焊接通过实验原理图进行实物焊接，焊接时能深刻体会到焊接工艺的重要性：各个芯片的引脚功能不能混淆，必须了解各个芯片的使用方法，内部结构以及使用时的注意事项，该接电源的一定要接电源，该接地的一定要接地，且不能有悬空。
同时在电路板上要预先确定电源的正负端，便于区分及焊接。
正确焊接各芯片个管脚连接必须查阅各种资料并记录，以确保在焊接过程和调试过程中芯片不被烧坏，同时确保整个电路的正确性。
在焊接完后每块芯片都用万用表检测，看是否有短接等，还有焊接时要尽量使布线规范清晰明了，这样才有利于在调试过程中检查电路。
4.2 调试中出现的问题及解决方法（1）显示电路不稳定问题在完成电路的焊接进入调试阶段时发现抢答器数码管显示选手编号不稳定。
主要表现在单选手按下抢答键后数码管显示的不是选手当前号码。
因此着手对电路进食检查，首先检查数码管看是否是关节焊接错误，后又检查电路各个芯片管脚接错均未发现问题，最后发现当触动某按键连线时显示正常由此判断可能是因为出现了虚焊，遂将电路各焊点又仔细焊接了一遍，此时电路显示正常。
（2）控制开关无法控制电路在调试是发现当按下主持人开关时电路断电，当松开后数码管显示始终为7，经过一个多小时对电路用万用表逐个检查，发现是开关触焊接错误，通过改正焊接后电路能正常工作。
（3）数码管不能正常倒计时在进入定时电路调试时，发现数码管不能正常倒计时，出现乱码。
对这问题我们检查了芯片是否完好，电路界限是否正确均未发现问题，后发现是由于在焊接时焊线有些地方出现部分短接，于是就将焊线重新理清，数码管也能正常工作了。
5 设计体会针对课设题目八路抢答器，一开始还没有头绪，不会运用所学知识进行有效设计，但通过上网查阅各种类似的设计，查阅所提供的芯片功能，确定基本设计方案，又通过仿真验证试验方案的可实行性，虽说比较烦杂但却对设计一个电路有了基本的经验。
调试工作是个精细工作。
在调试过程中，有些问题是芯片本身损坏引起的，也有些是因为焊接问题引起的等因此排查过程需要特别有耐心，通过对芯片功能的检验，对焊点的检查最后检查出问题所在。
当最后解决问题时，电路的正确是非常振奋，也很有成就感和满足感。
自己的不足之处：效率低，焊接水平不足导致电路稳定性不高，布线比较混乱。
总之，在设计过程中学到了许多。
作为现代的大学生，如果仅停留在以往的层次上，是远远跟不上时代的步伐，也无法使自己立足在竞争如此激烈的社会里，通过此次实习，看到了自己的水平和差距。
这次实验是数电实验的一个综合性实验，通过这次实验，使我们将以前我们所学习到的芯片知识综合应用到这个实验上，从结构、功能、用法上都有了全面的认识，加强了我们的思考和动手能力。
七参考文献（1）阎石等编，数字电子技术基础（第五版）[M],高等教育出版社2011年11月朱清慧等编，Proteus教程——电子线路设计、制版与仿真[M]，北京：清华大学出版社元器件的使用列表序号类型数量1 74LS279（RS锁存器） 12 74LS48（4线—7段译码驱动器） 33 74LS148（8线—3线优先编码器） 14 74LS192（十进制可逆计数器） 25 74LS11 16 74LS00（二输入与非门） 17 74LS04（四输入与非门） 28 NE555 29 晶体管3DG130 110 数码管（共阴极） 311 发光二极管 112 开关913 电阻（1KΩ） 114 电阻（10KΩ）815 电阻（15KΩ） 116 电阻（68KΩ） 117 电容（103） 118 电容（10μF） 1（2）74LS48的引脚排列74LS148的引脚图74LS279的引脚图74LS192的引脚图。