智力竞赛抢答器设计

智力竞赛抢答器设计

项目任务书题目：智力竞赛抢答装置的设计与调试

系部电子信息工程学院

学科门类工学

专业光电信息工程

2014年12月15日

智力竞赛抢答装置的设计与调试

摘要

随着科学技术的不断发展，促使人们学科学、学技术、学知识的手段多种多样。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。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，减少兴致。做为一个单位若专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,因此设计了本抢答器。

数字抢答器由主体电路与扩展电路组成。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；用控制电路和主持人开关启动报警电路，以上两部分组成主体电路。通过定时电路和译码电路将秒脉冲产生的信号在显示器上输出实现计时功能，构成扩展电路。

关键词：抢答电路定时电路报警电路时序控制

目录

一引

言 (1)

1.1课题来源及意义 (2)

1.2 研究现状及趋

势 (3)

二系统设计 (4)

2.1概述 (5)

（阐述抢答器的系统原理，包括综述，组成框图及各部分介绍）

2.2方案比较 (6)

（总结各个方案的优缺点，比较几种方案）

2.3 方案确定 (7)

（通过上节内容中的几种方案的比较，得出最优方案，并详细介绍）三电路设计与调试 (8)

（包括单元电路设计，参数计算，元器件选型，最终得出总电路图，并阐述调试方法与过程）

四总结与展

望 (9)

（总结你的设计方案的优缺点，并提出改进方案）

4.1总结 (10)

4.2展

望 (11)

参考文献 (12)

附录 (13)

（附系统总体电路图，用正规软件绘制）

一引言

1.1课题来源及意义

通过这次课程设计,了解简单多功能数字电路抢答器的组成原理，初步掌握数字电路

抢答器的调整及测试方法，提高思考能力和实践能力。同时通过本课题设计，巩固已学的

理论知识，建立逻辑数字电路的理论和实践的结合，了解多功能抢答器各单元电路之间的

关系及相互影响，从而能正确设计、计算定时计数的各个单元电路。初步掌握多功能抢答

器的调整及测试方法。

本论文通过参考大量文献对抢答器的工作原理做了系统介绍，通过详细的调查和权威

技术资料及相关情报的收集，为学校等单位举行的简单的抢答活动提供了简单设计思路，

对于企业了解抢答器产品生产技术及其发展状况十分有益。

1.2研究现状与趋势

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，因此出现了抢答器。抢答器又称为第一信号鉴别器，其主要应用于各种知识竞赛、文艺活动等场合。抢答器一般是由很多电路组成的，线路复杂，可靠性不高，功能也比较简单，特别是当抢答路数很多时，实现起来就更为困难，而且市面上出售的抢答器不仅价格昂贵，在中小城市也极难买到，这无疑给有意举办智力竞赛的单位带来了很大的不便。目前，传统普通抢答器主要存在以下缺陷：

1、在一次抢答过程中，当出现超前违规抢答时，只能处理违规抢答信号，而对没有违规的有效抢答信号不能进行处理，因而使该次抢答过程变为无效。

2、当有多个违规抢答时，普通抢答器或采用优先编码电路选择其中一个，或利用抢答电路电子元件的“竞争”选择其中一个。对于后者由于抢答电路制作完毕后电子元件被固定。各路抢答信号的“竞争”能力也被固定，因而本质上也有优先权。普通抢答器存在不公平性。

3、当有多个违规抢答时，普通抢答器只能“抓住”其中一个而出现“漏洞”。

随着科技的发展，现在的抢答器有着数字化，智能化的方向发展，这就必然提高了抢

答器的成本。鉴于现在小规模的知识竞赛越来越多，操作简单，经济实用的小型抢答器必

将大有市场。因此，我选择简易逻辑数字抢答器这一课题。

二系统设计

2.1概述

2.1.1 基本要求：

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，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。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。

2.1.2 功能简述：

根据对功能要求的简要分析，将定时抢答器电路分为主题电路和扩展电路两部分。主体电路完成基本的抢答功能，即开始抢答后，当选手按动抢答器按钮时，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及报警功能。

比赛开始时，接通电源，节目主持人将开关置于“清零”位置，抢答器处于禁止工作状态，编号显示器灭灯，定时显示器上显示设定时间。当节目主持人宣布“抢答开始”，同时将控制开关拨到“开始”位置，抢答器处于工作状态，定时器开始倒计时。若定时时间到，却没有选手抢答时，系统报警，并封锁输入电路，禁止选手超时后抢答。若选手在定时时间内按动抢答按钮时，抢答器要完成以下四项工作：

（1）优先编码器电路立即分辨出抢答者的编号，并由锁存器进行锁存，然后由译码显示电路显示编号；

（2）扬声器发出短暂声响，提醒节目主持人注意；

（3）控制电路要对输入编码电路进行封锁，避免其他选手再次进行抢答；

（4）控制电路要使定时器停止工作，时间显示器上显示剩余的抢答时间，并保持到主持人将系统清零为止。当选手将问题回答完毕时，主持人操作控制开关，使系统回复到禁止工作状态，以便进行下一轮抢答。