四路智力竞赛抢答器设计

数电课程设计

智力竞赛抢答器

姓名：郭堃

学号：200800800050 学院：信息工程学院专业：通信工程

年级2008级

指导教师：张军蕊

四路多路智能抢答器设计

前言

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，尤其是在随着各种智益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。可见抢答器在现实生活中确实很实用，运用前景非常广泛。

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答题，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。这次设计就是用几个触发器以及三极管巧妙的设计抢答器，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。本文主要介绍了抢答器的工作原理及设计，以及它的实际用途。

前言 (1)

一、实验目的 (2)

二、实验内容和要求 (2)

三、设计思路 (2)

四、电路设计 (2)

1．电路设计指标 (3)

2．仿真电路组成 (4)

（1）四路抢答器原理 (4)

（2）定时器实现 (5)

（3）计数电路 (6)

（4）完整电路 (7)

五、总结与体会 (7)

六、参考文献 (8)

一、实验目的

1．学习智力竞赛抢答器电路的工作原理。

2．学习综合数字电子电路的设计、实现和调试方法。

二、实验内容和要求

设计实现一个可容纳四组参赛者的数字智力竞赛抢答器。

要求：每组设置一个抢答按钮供抢答者使用；电路具有第一抢答信号的鉴别和锁存功能。在此基础上再增加计分电路和犯规电路。

三、设计思路

可将整个系统分为三个主要模块：抢答鉴别模块QDJB；抢答计时模块JSQ；抢答计分模块JFQ。整个系统的组成框图如图5-5-8所示。

图--1 智力竞赛抢答器系统框图

四、电路设计

图--2

1．电路设计指标

I ．本抢答器最多可提供

4名参赛选手使用，编号为1~4号，各队分别用一个按钮（S1~S4）控制，并设置一个系统清零和抢答控制开关S5，该开关由主持人控制。

II ．抢答器具有数据锁存功能，并将锁存数据用发光二极管指示灯显示出来，同时蜂鸣器发出间歇式声响，主持人清零后，声音提示停止。 III.抢答先后的分辨率为1ms 。

IV.开关S5作为清零及抢答控制开关（有主持人控制），当开关S5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的S1~S4实现。 V.有抢答信号输入时，有数码管显示出相应组别的号码。此时再按其他任何

一个抢答开关均无效，指示灯依旧保持第一个开关按下时所对应的状态不变。

VI.能完成由主持人控制的30秒倒计时，有抢答信号输入后计时器停止。

VII．能完成定时器复位，启动，暂停/继续计数。

VIII．能完成对每个选手抢答次数的记录，并可复位。

2．仿真电路组成

（1）四路抢答器原理

见图--3

图--3

该电路由四个D触发器、与非门及脉冲触发电路等组成。其中S1，S2，S3、S4为抢答人按钮，S5为主持人复位。74LS175为四D触发器。

无人抢答时，S1~S4均未被按下，1D~4D均为低电平，在555定时器电路产生时钟脉冲作用下，1Q立即变为高电平，对应指示灯X1发光，同时数码管显示为1，将555定时脉冲封锁，此时送给74ls175的CLK端不再有脉冲信号，所以74LS175输出不再变化，其他抢答者再按下按钮也不起作用，从而实现了抢答。若要清除，则由主持人按S5按钮完成，并为下一次抢答做

好准备。

（2）定时器实现

①秒脉冲发生器由555定时器和外接元件R1、R2、C构成多谐振荡器。F=1Hz 定时器电路见图--4

图--4

②计数器由两片74LS192同步十进制计数器构成

利用错位输出端BO于下一级DOWN相连

30循环设置为，十位片DCBA=0011 个位片DCBA=0000

③译码及显示电路有译码驱动器74LS48和7段数码管组成

④控制电路

与非门U20A和U21A组成RS触发器，实现计数器复位、计数和保持30 电路如图--5所示

图--5

（3）计数电路

计数器由74LS192构成

置数输入端接地，up端接选手输入信号，当有信号输入是加一，load端接电源和复位开关用于复位，down加开关控制计数器的减法，电路如图--6

图--7

（4）完整电路

见图--8

图--8

五、总结与体会

本系统是一个可供4人抢答的抢答器,当主持人按下禁止抢答的开关时,抢答被禁止.如果在此期间选手将不能抢答;当控制开关断开时抢答允许,此时若有人抢答,数码显示器将显示抢答者的组数,提示主持人抢答已经完成.

本次设计是本人第一次运用数字电路模拟实际的东西。因而在许多方面都还不熟练,不如说对一些元器件的功能还不完全了解，不能熟练运用，因而不能完全的一次性设计好该电路。不过通过本次的课程设计我学到了学多的知识，学会了Multisim的一些基本使用方法，培养了我们独立思考问题解决问题的能力，加深了我们对数电、模电知识的理解，巩固了我们的学习知识，有助于我们今后的学习。

总之，在这次的课程设计过程中，我收获了很多，即为我的以后学习设计有

很大的帮助，也为将来的人生之路做好了一个很好的铺垫。

六、参考文献

①《基于Multisim10的电子仿真实验与设计》王连英北京邮电大学出本社

②《电子技术动手实践》崔瑞雪北京航空航天大学出版社

③《数字电子技术基础》余孟尝高等教育出版社