八人抢答器电路设计与仿真

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8路抢答器的设计与仿真_马雪涛

编码电路采用７４ＬＳ１４７型１０－４线优先（高位优先）编码器．当任意输入为低电平时，输出为相应
图２开关阵列电路
第２６卷
图３触发锁存电路
输入编号的８４２１码（ＢＣＤ码）的反码．编码器对开关信号编码，并以ＢＣＤ码的形式输出．３．３．２译码及显示电路
第６期
马雪涛：８路抢答器的设计与仿真
５５
图４译码及显示电路
４电路的仿真在Ｐｒｏｔｅｕｓ仿真软件中将各单元模块连接好
后，点击左下角仿真开关，抢答器处于工作状态．如果有任一选手按下按钮，数码显示器上就会显示对应选手的号码，同时提示音电路发出 “嘀、嘀、嘀 …” 的声音；一轮抢答结束后，主持人按下清除按钮，数码显示器熄灭，提示音电路停止工作，抢答器处于工作状态，等待下一轮抢答．
马雪涛
（天津工业大学计算机科学与软件学院，天津３００３８７）
摘要：在明确抢答器电路设计要求的基础上，详细分析了其开关阵列电路、触发锁存与解锁电路、编码电路、译码及显示电路、提示音电路的实现过程．电路仿真结果表明，所设计电路满足要求．根据设计好的电路进行仿真，能极大地简化硬件调试工作，节省制作电路板的时间．
２０１４年１２月第２６卷第６期
石家庄职业技术学院学报ＪｏｕｒｎａｌｏｆＳｈｉｊｉａｚｈｕａｎｇＶｏｃａｔｉｏｎａｌＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＩｎｓｔｉｔｕｔｅ

8位竞赛抢答器课程设计

目录1. 原理分析（by 张潇） (2)1.1 设计任务 (2)1.2 性能指标 (2)1.3 工作原理 (2)2. 方案选择（by 张潇） (3)2.1 方案设定 (3)2.2 方案比较 (3)2.3 方案选择 (3)3. 电路原理图绘制及仿真（by 王倩） (3)3.1 所需元器件型号及数量 (3)3.2 电路原理图 (4)3.3 电路仿真结果 (5)4. Pcb图绘制（by 朱文广） (5)4.1 pcb绘制步骤 (5)4.2 pcb绘制原则 (5)4.3 8路抢答器pcb图 (7)5. 综合调试（by 朱文广） (7)5.1 软件调试 (7)5.2 硬件调试 (9)6. 总结（by 王倩） (10)附录1：电路仿真图 (11)附录2: 8路抢答器完整程序 (12)1.1 设计任务以单片机为核心，设计一个8位竞赛抢答器，同时供8名选手或8个代表队比赛。

设置一个系统清除和抢答控制开关S，开关由主持人控制。

抢答器具有锁存与显示功能。

即选手按按钮，锁存相应的编号，并在优先抢答选手的编号一直保持到主持人将系统清除为止。

抢答器具有定时抢答功能，且一次抢答的时间可由主持人设定。

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。

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。

1.2 性能指标电源电压：直流5V±10%选手组数：2-8组初始抢答倒计时：20s初始回答倒计时：30s倒计时范围：1-99s可设倒计时提示时间：最后5s1.3 工作原理八路数字抢答器原理框图如图1所示，其工作原理为：接通电源后，主持人未按下开始抢答，抢答器处于禁止状态，数码管显示“----”；主持人宣布“开始”同时按下开始抢答按键，抢答倒计时开始计时，扬声器给出声响提示。

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。

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。

八路抢答器电路设计1

八路抢答器电路设计1第一篇：八路抢答器电路设计1八路定时抢答器的设计一、设计题目八路智力竞赛抢答器二﹑设计要求1.抢答器同时供8名选手或8个代表队比赛，分别用8个按键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。

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。

三﹑设计方案我们组在经过一番讨论之后，决定在完成基本的抢答功能的前提下对其进行进一步的功能扩展。

加入了定时和报警的功能，这样我们的电路就由抢答电路﹑定时电路﹑报警电路和最重要的时序控制电路四部分组成，抢答器就具有了其他的功能。

例如由主持人设定抢答时间（定时电路），定时器倒计时，选手在规定时间内抢答，按键有效则定时器停止工作显示器显示选手编号并阻止其后选手的编号（抢答电路）。

超过抢答时间无人抢答则报警器短暂发声（报警电路），并锁存电路。

拓展之后的逻辑框图组成如下：四﹑各部分具体设计及原理分析1﹑主体部分抢答电路参考电路如图一所示。

该电路完成两个功能：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；二是禁止其他选手按键操作无效。

工作过程：开关S置于“清除”端时，RS触发器的端均为０，４个触发器输出置０，使74LS148的＝０，使之处于工作状态。

当开关S置于“开始”时，抢答器处于等待工作状态，当有选手按下按键时（如按下S5），74LS148的输出经RS锁存后，1Q=1, =1,74LS48处于工作状态，４Q３Q２Q=101,经译码显示为“５”。

此外，1Ｑ＝１，使74LS148 ＝１，处于禁止状态，封锁其他按键的输入。

当按键松开即按下时，74LS148的此时由于仍为１Ｑ＝１，使＝１，所以74LS148仍处于禁止状态，确保不会出二次按键时输入信号，保证了抢答者的优先性。

八路数字抢答器电路的设计

八路数字抢答器电路的设计一、概述本文这次设计的是用与多人竞赛抢答的器件，在现实生活中很常见，尤其是在随着各种益智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，抢答器的好处不仅能够锻炼选手的反应能力，而且能增加节目现场的紧张、活跃的气氛，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，是以上问题得以解决。

即使两组的时间相差几微妙，也可以分辨出哪组优先抢答。

本文介绍了抢答器的工作原理及设计，以及它的实际用途。

这个抢答器具有锁存显示功能，有主持人控制电路开始，有定时抢答的功能，定时时间为30秒，如在时间内无人抢答系统报警并禁止抢答，定时显示器上显示00.二、方案论证该方案的主要功能是抢答功能、显示抢答成功的选手编号、定时功能。

该方案的原理框图如图1。

图1 八路数字抢答器电路的原理框图按功能要求，抢答器应该由抢答电路、控制电路、锁存电路、译码显示电路、定时电路和报警电路等几部分组成。

其中抢答电路的作用是在外加信号的控制下对抢答者的输入信号进行编码，编码后经锁存电路锁存并送译码显示电路显示出抢答者的编号。

另外，优先编码的优先扩展输出端还可以作为定时电路的控制信号，即当一个抢答者在30秒之内按下抢答按钮时，其余人的强大输入将无效，并且秒计数器也随之停止计数。

这样，当主持人按下开始按钮时，外部清除/起始信号进入门控电路，产生编码选通信号，使编码器开始工作，等待数据输入。

此时一旦强打着按下按钮，则产生的低电平信号立即被优先编码器编码，经过锁存电路锁存并通过显示译码器到LED显示器上显示相应数字，同时发出声音报警。

与此同时，门控电路的输出反相，优先编码电路被禁止工作，知道主持人再次按下开始按钮才进入下一次抢答三、电路设计该设计由秒脉冲发生电路、抢答电路、定时器电路、报警电路等几部分组成。

【实验】数电抢答器实验报告

【关键字】实验数电抢答器实验报告篇一：八人抢答器数电实验报告中国矿业大学信电学院实验报告课程名称成绩实验名称班级姓名学号同组人实验台号实验日期教师签字实验原始记录专业、班级姓名同组人课程名称实验名称实验记录：实验日期任课教师八人抢答器电路的设计与实现一、实验目的培养综合运用数字电子技术知识进行简易数字电子系统设计，及利用EWB软件进行仿真的能力。

培养我们同学对于各种电路的设计能力，提高同学们的兴趣。

2、实验要求设计一个功能完整、实用的简易八人抢答器，并在计算机上完成电路仿真。

三、八人抢答器设计任务与要求1、可容纳8组参赛的数字式抢答器。

2、电路具有第一抢答信号的鉴别与保持功能。

3、抢答优先者声光提示。

4、回答计时与计分。

四、实验原理框图该抢答器结构组成如下图所示。

分析电路：（1）抢答器部分：该部分的原理：主持人控制开关space清零开关，该开关控制着D触发器的异步置零端，主持人开关接地的时候，触发器清零，所有灯都熄灭。

然后抢答开始，选手可以使用自己的开关，假如是A选手抢答，A就应该领先于其他选手将开关接地，然后相当于或非门的状态是由0到1，产生上升沿脉冲，触发器的输出Q状态和D相同，由于D始终接的都是高电平，所以A开关接地的时候，A对应的指示灯亮。

而通过A选手控制的D触发器输出端Q状态为1，则其他或非门输出始终是0，其他人抢答将无效。

所有选手的开关接在一个8输入端与门的输入端上，使得有一个选手将开关接地的时候，与门的输出就会是0.分析电路：（2）555定时器提供秒脉冲部分：该部分的原理：由上部分的与门输出端给555提供低电平0，555定时器提供CP脉冲，它的各个引脚功能如下：1脚：外接电源负端VSS或接地，一般情况下接地。

8脚：外接电源VCC，双极型时基电路VCC的范围是4.5 ~ 16V，CMOS型时基电路VCC 的范围为3 ~ 18V。

一般用5V。

3脚：输出端Vo2脚：低触发端6脚：TH高触发端4脚：是直接清零端。

八路抢答器的设计与制作

河南理工大学2007级电子课程设计课题名称：八路竞赛抢答器姓名：李彦龙学号： 310708020314学院：电气工程与自动化班级：自动化07-3班指导老师：艾永乐目录摘要 (1)第一章设计目的 (1)第二章设计任务和要求 (1)2.1设计任务 (1)2.2 设计要求 (1)第三章设计思路 (2)第四章元器件清单 (2)4.1 元器件 (2)4.2 所用到的集成IC的管脚图如下图4.2.1所示 (3)第五章单元电路设计 (4)5.1 抢答判别和显示电路 (4)5.1.1由基本逻辑门设计 (4)5.1.2 用D触发器设计 (5)5.1.3 用锁存器设计 (5)5.2 定时电路 (6)5.3 报警电路 (7)5.4 控制电路 (8)5.4.1 时序控制电路 (8)5.4.2 报警控制电路 (9)第六章安装与调试 (10)第七章心得体会 (10)参考文献 (10)附录（八人抢答器总原理图） (11)八路竞赛抢答器摘要本文介绍了一种采用数字电路制作的多功能数显抢答器，它主要采用了74系列的常用集成电路，它除了具有基本的抢答功能之外，还具有定时报警的功能，和数显的功能，当抢答开始后，系统会自动倒计时，并且时间是可以预设的，期间有人抢答的话系统会停止计时，如果期间没人抢答，系统会有短暂的报警，提示抢答结束。

第一章设计目的在电视和学校中我们会经常看到一些智力抢答的节目，如果要是让抢答者用举手等方法，主持人很容易误判，会造成抢答的不公平，比赛中为了准确、公正、直观地判断出第一抢答者，所设计的抢答器通常由数码显示、灯光、音响等多种手段指示出第一抢答者。

为了使这种不公平不发生，只有靠电子产品的高准确性来保障抢答的公平性。

以下是设计多路抢答器的几个目的：1、熟悉多路竞赛抢答器的工作原理和简单数字系统的设计方法；2、了解简单数字系统的安装、调试和简单故障排除方法；3、掌握优先编码电路、锁存电路、定时电路、报警电路、时序控制电路、译码电路及显示电路的设计方法。

八路抢答器设计仿真

数字式竞赛抢答器摘要74系列常用集成电路设计的八路数显抢答器的电路主要由五部分组成：数字抢答电路、译码显示电路、可预置时间的定时电路、报警电路以及秒脉冲产生电路。

其中数字抢答电路包括了编码电路和锁存电路，实现了对信号编码和锁存的功能，防止二次抢答的问题；译码显示电路能将抢答到的选手编号直观地显示出来；在定时电路中，主持人可通过时间预设开关预设供抢答的时间，且系统将完成自动倒计时；报警电路则起到声报警功能，当在规定的时间内无人抢答时，系统中的蜂鸣器将发出警报声，提示主持人本轮抢答无效，实现报警功能；秒脉冲产生电路用于为定时电路提供一个频率为1Hz的标准时钟信号。

该抢答器不仅具有智能化的特点，同时采用数字式显示显得很直观，使得运用范围较广且很方便。

关键词：抢答器编码锁存1原理电路的设计1.1基于74系列集成电路的抢答器设计1.1.1设计原理总体方框图如图2所示：图2 抢答器原理框图电路分为主体电路和拓展电路。

主体电路完成基本强大功能，即开始抢答当选手按抢答按钮时，能显示选手的编号，同时能封锁输入电路。

拓展电路完成定时抢答功能。

1.1．2优缺点该电路设计较为复杂，但原理简单，思路明确，而且价格便宜。

其中所用的元件正好是我们在本学期学过的，可以让我们进一步熟悉其功能。

经过综合分析，我决定使用第三种方案作为我的设计方案。

1.2单元电路设计1.2.1抢答电路设计如图3所示为抢答电路图。

电路选用优先编码器 74LS148 和锁存器 74LS297 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（显示电路采用七段数字数码显示管）；二是禁止其他选手按键，其按键操作无效。

工作过程：开关S置于"清除"端时，RS触发器的 R、S端均为0，4个触发器输出置0，使74LS148的优先编码工作标志端＝0，使之处于工作状态。

当开关S置于"开始"时，抢答器处于等待工作状态，当有选手将抢答按键按下时（如按下S5），74LS148的输出经RS锁存后，CTR=1,RBO =1,七段显示电路74LS48处于工作状态，4Q3Q2Q=101,经译码显示为“5”。

基于Multisim的多计时功能八人抢答器的设计与实现

基于Multisim的多计时功能八人抢答器的设计与实现发表时间：2019-03-05T14:23:22.460Z 来源：《知识-力量》2019年6月上作者：查兆越[导读] 在抢答竞赛中，为了准确、公正、直观地判断出第一抢答者，所设计的抢答器由抢答显示模块、多功能计时模块、报警模块组成。

采用模块化设计的思路，通过逻辑抽象、画状态图、状态化简、变量赋值、器件选型、写方程、画电路图、自启动检测等方法，先通过模块化设计，（内蒙古工业大学信息工程学院，内蒙古呼和浩特 010080）摘要：在抢答竞赛中，为了准确、公正、直观地判断出第一抢答者，所设计的抢答器由抢答显示模块、多功能计时模块、报警模块组成。

采用模块化设计的思路，通过逻辑抽象、画状态图、状态化简、变量赋值、器件选型、写方程、画电路图、自启动检测等方法，先通过模块化设计，再级联。

本抢答器基于Multisim平台建立了电路仿真模型，将计时功能多元化。

本设计方案比较新颖可靠方案完善，具有较好的实用价值。

关键词：优先编码器；数码管；译码器；计时器Design and implementation of eight-person responder with Multisim function Abstract：In the contest, in order to judge the first responder accurately, fairly and intuitively, the responder is composed of responder display module, multi-function timing module and alarm module. Modular design is adopted. Logic abstraction, drawing state diagram, state simplification, variable assignment, device type selection, equation writing, drawing circuit diagram, self-starting detection and other methods are adopted. This responder establishes a circuit simulation model based on Multisim platform to diversify timing functions. This design scheme is relatively new, reliable and perfect, with good practical value. Keywords:priority encoder; Digital tube; Decoder. The timer一、引言在抢答中，为避免误判，可依靠电子产品。

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 。

八人抢答器电路设计与仿真

学习情境任务说明书一、资讯1．PROTEUS主菜单功能使用2．原理绘制工具的使用主窗口菜单(1) File (文件)1) New (新建)新建一个电路文件2) Open (打开)… 打开一个已有电路文件3) Save (保存) 将电路图和全部参数保存在打开的电路文件中4) Save As (另存为)…将电路图和全部参数另存在一个电路文件中5) Print (打印)… 打印当前窗口显示的电路图6) Page Setup (页面设置)… 设置打印页面7) Exit (退出) 退出Proteus ISIS(2) Edit (编辑)1) Rotate (旋转) 旋转一个欲添加或选中的元件2) Mirror (镜像) 对一个欲添加或选中的元件镜像3) Cut (剪切) 将选中的元件、连线或块剪切入裁剪板4) Copy (复制) 将选中的元件、连线或块复制入裁剪板5) Paste (粘贴) 将裁切板中的内容粘贴到电路图中6) Delete (删除) 删除元件，连线或块7) Undelete (恢复) 恢复上一次删除的内容8) Select All (全选) 选中电路图中全部的连线和元件（3）View (查看)1) Redraw (重画) 重画电路2) Zoom In (放大) 放大电路到原来的两倍3) Zoom Out (缩小) 缩小电路到原来的1／24) Full Screen (全屏) 全屏显示电路5) Default View (缺省) 恢复最初状态大小的电路显示6) Simulation Message (仿真信息) 显示／隐藏分析进度信息显示窗口7) Common Toolbar (常用工具栏) 显示／隐藏一般操作工具条。

单片机与八人抢答器仿真设计与制作

目录目录 (1)摘要................................................................................................................................... - 1 - ABSTRACT .......................................................................................................................... - 2 -1.概述.................................................................................................................................. - 3 -2.系统设计内容.................................................................................................................... - 4 -2.1 系统设计依据......................................................................................................... - 4 -2.2 设计任务和要求..................................................................................................... - 5 -2.3 设计目的................................................................................................................. - 5 -2.4 设计要点................................................................................................................. - 5 -3.单元电路设计与分析........................................................................................................ - 6 -3.1 单片机控制原理..................................................................................................... - 6 -3.2 抢答器的原理....................................................................................................... - 10 -3.3 功能模块电路....................................................................................................... - 12 -3.3.1开始抢答电路.............................................................................................. - 12 -3.3.2 选手抢答键................................................................................................. - 12 -3.3.3 显示与显示驱动电路................................................................................. - 13 -3.3.4 蜂鸣器音频输出电路................................................................................. - 14 -4.软件设计.......................................................................................................................... - 15 -4.1 Keil开发平台介绍................................................................................................ - 15 -4.2 系统流程图........................................................................................................... - 15 -4.3 抢答成功流程图................................................................................................... - 16 -5. 系统仿真........................................................................................................................ - 17 -5.1 Proteus仿真平台 .............................................................................................. - 17 -5.2 仿真结果分析....................................................................................................... - 18 -6. 结论.............................................................................................................................. - 21 - 心得体会............................................................................................................................. - 22 -摘要本文介绍了数码显示八路抢答器电路的组成、设计及功能，该抢答器除具有基本的抢答功能外，还具有计时和报警的功能。

基于Multisim的八路抢答器的设计与仿真

信息工程学院课程设计报告书题目: 基于Multisim的八路抢答器的设计与仿真课程：电子线路课程设计专业：电气工程及其自动化班级：学号：学生姓名：指导教师：2014年 1 月 8 日信息工程学院课程设计任务书2014年1 月8日信息工程学院课程设计成绩评定表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，当今的社会竞争日益激烈，选拔人才，评选优胜，知识竞赛之类的活动愈加频繁，那么也就必然离不开抢答器。

因此抢答器是机关学校、电视台等单位开展智力竞赛活动必不可少的设备，通过抢答者的按键、数码显示等能准确、公正、直观地判断出优先抢答者。

本产品采用了数字显示器直接指示，自动锁存显示结果，并自动复位的设计思想，由数字电路以及外围电路组成，分为八路抢答；在抢答同时附有声音输出接口，提示主持人此时已完成这次的抢答。

数字抢答由主体电路与扩展电路组成。

主体电路包括两部分：一部分是优先编码电路、锁存器、译码电路将参赛队的输入信号在显示在LED上的输出电路；另一部的分式控制电路和报警电路。

通过布线、调试等工作后抢答器成形。

关键字：抢答电路；定时电路；报警电路；LEDAbstractWith the development of science and technology, promote learning science, scienceand technology, many kinds of means of knowledge diversity. Responder as a tool,has been widely used in all kinds of intelligence and knowledge competitionsoccasions, modern society increasingly fierce competition, talent, knowledge contestwinners, such activities become more frequent, then it certainly cannot do withoutresponder. So the responder organizations and schools, television stations and otherunits to carry out intelligence contest activities essential equipment, the responderbutton, the digital display can be accurately, justice, intuitive judgment preferredresponder. The product adopts the digital display direct instructions, automatic latchdisplay results, and design idea of automatic reset, composed of digital circuit and the external circuit, divided into eight road; in the answer at the same time with the sound output interface, indicating that the host at this time has been completed thisvies to answer.Answer the number from the main circuit and expansion circuit. The main circuitconsists of two parts: one is the priority encoder circuit, latch, decoder circuit will be the team's input signal in the display output circuit on LED; fractional control circuit and an alarm circuit to another department. Through the wiring and commissioning work responder forming.Keywords: answer circuit; timing circuit; alarm circuit; LED目录1 任务提出与方案论证 (1)1.2 抢答器目前存在的主要问题 (1)1.3抢答器的工作原理简介 (2)1.4抢答器的工作过程 (2)2总体设计 (4)2.1总体设计框图 (4)2.2工作流程框图 (5)2.3整体电路图如下： (6)3详细设计及其仿真 (9)3.1主要元器件功能介绍 (9)3.1.1抢答按钮 (9)3.1.2、优先编码电路 (9)3.1.3、锁存器 (10)3.1.4、数码显示器 (12)3.1.5、主持人控制开关 (13)3.1.6、控制电路 (14)3.1.7、报警显示电路 (15)3.2功能模块详解 (15)3.3 显示模块： (17)4总结 (18)参考文献 (20)1 任务提出与方案论证1.1 课题研究的相关背景当今的社会竞争日益激烈，选拔人才，评选优胜，知识竞赛之类的活动愈加频繁，而在竞赛中往往分为几组参加，这时针对主持人提出的问题，如果要是让抢答者用举手等方法，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。

八人抢答器的课程设计

《数字电子技术基础》课程设计题目：八路抢答器一、计设计任务及要求：1.设计多路竞赛抢答器2.抢答器至少控制6 人抢答；3.设置一个主持人控制开关，控制抢答器的开始及清零；4.抢答器具有锁存和显示第一个抢答者的编号，并禁止其他人抢答的功能；5.具有30 秒倒计时显示抢答的时间控制，时间到禁止所有人抢答；二、方案设计及论证：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。

设置一个系统清除和抢答控制开关S，该开关由老师控制。

抢答器具有锁存及显示功能。

即学生按动按钮，锁存相应的编号，并在LED数码管上显示。

学生抢答实行优先锁存，优先抢答学生的编号一直保持到老师将系统清除为止。

抢答器具有定时抢答功能，且一次抢答的时间由老师设定（如30秒）。

当老师启动"开始"键后，定时器进行减计时。

学生在设定的时间内进行抢答，抢答有效，定时器停止工作，显示器上显示学生的编号和抢答的时间，并保持到老师将系统清除为止。

如果定时时间已到，无人抢答，本次抢答无效，系统禁止抢答，定时显示器上显示00。

设计方案简述1.定时抢答器的总体框图如下图所示，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，当学生按动抢答键时，能显示学生的编号，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。

2.定时抢答器的工作过程是：接通电源时，老师将开关置于“消除”位置，抢答器处于禁止工作状态，编号显示器灭灯，定时器倒计时，当定时时间到，却没有学生抢答时，系统报警，并封锁输入电路，禁止学生超时后抢答。

当学生在定时时间内按动抢答键时，抢答器要完成以下四项工作：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，然后由译码显示电路显示编号；控制电路要对输入编码电路进行封锁，避免其他学生再次进行抢答；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，并保持到老师将系统消零为止，当学生将问题回答完毕，老师操作控制开关，使系统回复到禁止工作状态，以便进行下一轮抢答。

八路抢答器的电路设计

一．设计题目 (2)二．设计要求 (2)三．设计方案 (2)四、具体设计过程 (3)(一)设计采用元件 (3)（二）主要单元电路的设计 (3)1.抢答电路设计 (3)2.报警电路设计 (4)3.分数显示，预置、加减分数电路设计 (4)五、主要元器件介绍 (6)（1）74HC573 (6)（2）74LS148 (7)（3）数码显示译码器 (9)（4）555 (11)（5）74LS190 (13)六、调试过程及问题 (14)七、参考书目 (15)八.电路总图 (16)一．设计题目设计一个8路抢答器二．设计要求1．给定的主要器件：74LS148 、74LS573 、555 、计数器2. 功能要求：设计一个智力竞赛抢答器，可同时共8名选手参加比赛，并具有定时抢答功能。

具体功能要求如下：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，（2）主持人可以进行预置分数和加/减分控制。

（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。

三．设计方案多路智力竞赛抢答器的组成框该设计抢答器的电路主要是由抢答开关电路、触发电路、触发锁存电路、编码器、七段显示译码器几部分构成。

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，扬声器给出声响提示。

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，禁止选手超时后抢答。

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。

八人智力竞赛抢答器数电课程设计

长沙学院数电课程设计说明书专业（班级）指导教师起止日期题目系（部）八人智力竞赛抢答器数字电子技术课程设计任务书(9)系(部)：专业：指导教师:长沙学院课程设计鉴定表指导教师意见:评定等级：_ _教师签名：_ _日期:答辩小组意见:评定等级：_________ 答辩小组长签名：___________ 日期:教研室意见:二.设计思路及电路仿真 (5)1.74HC4511和七段显示数码管 (5)2.抢答部分原理 (7)3.用555定时器组成的多谐振荡器 (8)4.74LS192 芯片 (9)5.定时部分原理 (10)三.设计心得与体会 (11)四.参考文献 (12)一.八人智力竞赛抢答器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，他们的选号分别是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，分別是S0.S1、S2、S3、S4、S5^ S6、S7o（2）给节目主持人设宜一个控制开关，用来控制系统的淸零（编号显示数码管灭灯）和抢答器的开始。

（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，同时扬声器给岀音响提示。

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淸零为止。

2.扩展功能：（1）抢答器具有泄时抢答的功能，且一次抢答的时间可以由主持人设左（如15秒）。

当节目主持人启动“开始”键后，要求泄时器立即减计时，并用显示器显示，同时扬声器发出声响。

（2）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淸零为止。

（3）如果龙时抢答的时间已到，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0。

二.设计思路及电路仿真1.74HC4511和七段显示数码管74HC4511是一个用于驱动共阴极LED （数码管）显示器（如图2）的BCD码一七段码译码器，特点：具有BCD转换、消隐和锁存控制、七段译码及驱动功能的CMOS电路能提供较大的拉电流。

数电八人抢答电路的设计(Multisim仿真)

一、八人抢答电路的设计
1、设计任务和要求
设计一个八人抢答电路，八个人参加比赛，每人一个开关，其中最先按下开关者，相应指示灯亮；其他人再按下开关就不起作用。

2、设计思路
电路的核心用两片74LS175四D触发器实现，采用同步级联的方式，八个开关连接两个触发器的输入端，八个LED灯各接一个电阻后接地连接输出端，一个八与非门连接触发器的八个反相端之后接非门，非门输出与时钟CP与非输出接入两触发器的CLOCK,其中外部时钟频率为1k赫兹。

3、基本电路
4、电路仿真结果
开始抢答时，假如第五个人最先按下抢答器，那么第五个发光二极管亮，其他人再按下时，二极管不会发光。

8位竞赛抢答器程序与仿真图

8位竞赛抢答器程序与仿真图设计要求以单片机为核心，设计一个8位竞赛抢答器：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。

设置一个系统清除和抢答控制开关S，开关由主持人控制。

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，同时扬声器发出短暂的声响，声响持续的时间为0.5左右。

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。

程序：ORG0000HLJMPMAINORG0003HLJMPSHESHORG000BHLJMPIT0PORG0100HMAIN:MOVTMOD,#01HMOVTH0,#3CHMOVTL0,#0B0HSETBEASETBET0跳沿触发。

SETBE某0SETBIT0MOVR4,#30MOVR3,#0AH//定时器T0工作于方式1//1秒的初值//开总中断，T0中断，外部中断0开启，外部中断//R4存放30，用于存放倒计时初值//=========复位部分程序======FW:JNBP3.1,FW1JMPFWFW1:LCALLDELAYJNBP3.1,FW2JMPFWFW2:MOVR3,#0BH的代码MOVA,R4MOVR0,ALCALL某IANSH1//=========开始部分程序======SAM:JNBP3.0,PKJMPSAMPK:JNBP3.0,PK1JMPSAMPK1:MOVR3,#0BHSETB TR0MOVR2,#0AHHERE:CJNER1,#01H,YY入STARJMPSTARYY:JMPHERE//=======中断程序=======IT0P:CLRTR0DECR2CJNER2,#05H,J某0clrP3.6 J某0:CJNER2,#00H,J某1etbP3.6DECR0LCALL某IANSH1MOVR2,#0AHJ 某1:LCALLSAMOJNBP3.1,QFWJMPCZQFW:MOVR1,#01HJMPRETURN//按下则返回CZ:CJNER0,#00H,CZ1//倒计时是否计时完毕clrP3.6//及时完毕无人抢答则扬声器开启LCALLDELAY5MOVR1,#01HJMPRETURNCZ1:MOVTH0,#3CHMOVTL0,#0B0HSETBTR0 RETURN:RETI//========选手键盘扫描程序========SAMO:JNBP1.0,某S1JNBP1.1,某S2JNBP1.2,某S3JNBP1.3,某S4JNBP1.4,某S5JNBP1.5,某S6JNBP1.6,某S7JNBP1.7,某S80RETURN2:RET某S80:LJMP某S8某S1:LCALLDELAYJNBP1.0,某S11JMPRETURN2某S11:MOVR1,#01HetbP3.6MOVR3,#01HLCALL某IANSH1JMPRETURN2某S2:LCALLDELAYJNBP1.1,某S22JMPRETURN2某S22:MOVR1,#01HetbP3.6MOVR3,#02HLCALL某IANSH1JMPRETURN2某S3:LCALLDELAYJNBP1.2,某S33JMPRETURN2某S33:MOVR1,#01HetbP3.6MOVR3,#03HLCALL某IANSH1JMPRETURN2某S4:LCALLDELAY//延时1秒//R1设1//中断返回//计时器初值重装//预扫描选手按键是否按下//未按下则返回//去抖动再判是否按下//按下则显示1号扬声器关闭//按下则显示2号扬声器关闭//按下则显示3号扬声器关闭JNBP1.3,某S44JMPRETURN2某S44:MOVR1,#01HetbP3.6MOVR3,#04HLCALL某IANSH1JMPRETURN2某S5:LCALLDELAYJNBP1.4,某S55JMPRETURN2某S55:MOVR1,#01HetbP3.6MOVR3,#05HLCALL某IANSH1JMPRETURN2某S6:LCALLDELAYJNBP1.5,某S66JMPRETURN2某S66:MOVR1,#01HetbP3.6MOVR3,#06HLCALL某IANSH1JMPRETURN2某S7:LCALLDELAYJNBP1.6,某S77JMPRETURN2某S77:MOVR1,#01HetbP3.6MOVR3,#07HLCALL某IANSH1JMPRETURN2某S8:LCALLDELAYJNBP1.7,某S88JMPRETURN2某S88:MOVR1,#01HetbP3.6MOVR3,#08HLCALL某IANSH1JMPRETURN2//=========显示程序======某IANSH1:MOVA,R0MOVB,#0AH位DIVABMOVR7,AMOVR6,B某IANSH2:SETBP0.4CLRP0.5CLRP0.6//按下则显示4号扬声器关闭//按下则显示5号扬声器关闭//按下则显示6号扬声器关闭//按下则显示7号扬声器关闭//按下则显示8号扬声器关闭//R0中存放的倒计时显示值除10分出十位和个//十位存入R7中//个位存入R6中//=======抢答时间设置程序======SHESH:INCR0//倒计时初值加1CJNER0,#31,BQL//倒计时初值设置超过30自动清零MOVR0,#00HBQL:MOVR3,#0BHMOVA,R0//倒计时初值存入其专用寄存器R4中，这样可以全局不变，R0会倒计时中递减而改变MOVR4,ALCALL某IANSH1RETI//====10m延时程序（去抖动）====DELAY:MOVR7,#20D1:MOVR6,#248D2:DJNZR6,D2DJNZR7,D1RET //1延时程序（无人抢答报警）====DELAY5:MOVR7,#40DL1:MOVR6,#50DL2:MOVR5,#248DL3:DJNZR5,DL3DJN ZR6,DL2DJNZR7,DL1RET//======数码管显示调用代码======SEGTAB:DB0C0H,0F9H,0A4H,0B0H,99H,92H,82H,0F8H,80H,90H,8EH,0F FH//0,1,2,3,4,5,6,7,8,9，F,灭END说明：仿真开始显示FFF；按下复位键显示倒计时初值，起初设的是30秒；再按下设时键，按一下计数初值加1，到30自动清零；按下开始键开始倒计时，每减一，有0.5秒的声响；说明：仿真开始显示FFF；按下复位键显示倒计时初值，起初设的是30秒；再按下设时键，按一下计数初值加1，到30自动清零；按下开始键开始倒计时，每减一，有0.5秒的声响；。

第九讲八人抢答器设计(课时)

U10
11 12 13 1 2 3 4 5 10 HPRI/BCD 1 2 3 4 5 6 7 8 9 A B C D 9 7 6 14
3 4 7 8 13 14 17 18
U3D
74LS04N
U4C
74LS04N
4511BD_5V
74LS147N
U5D
74LS04N
74LS373N
VCC
5V
R2 100 R3 100 R4 100 R5 100
二、抢答器的设计与调试
2.4 八人抢答器
做一做项目：8路触发锁存电路功能仿真测试项目编号：SZS2-1 设计指标： ① 8路开关输入； ② 稳定显示与输入开关编号相对应的数字1~8； ③ 输出具有唯一性和时序第一的特征； ④ 一轮抢答完成后通过解锁电路进行解锁，准备进入下一轮抢答。任务要求： ①绘制八人抢答器原理图或直接绘制仿真电路图； ②列出八人抢答器的元器件清单； ③对电路进行仿真调试；
2.4 八人抢答器
抢答器的组成框图：
解锁电路
开关阵列电路
触发锁存电路
编码电路
译码显示电路
抢答器的一般组成框图如上图所示。它主要由开关阵列电路、触发锁存电路、解锁电路、编码电路和显示电路等几部分组成。
二、抢答器的设计与调试
2.4 八人抢答器
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。