数电课程设计(抢答器)
数字抢答器的设计(数电课程设计)
数字电路课程设计一、设计任务和要求：1. 抢答器同时供4名选手抢答，抢答器具有定时抢答功能，且一次抢答的时间为10秒。
当主持人启动"开始"键后，定时器进行计时（0~9）。
2. 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，并在数码管上显示，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。
3. 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,绿灯亮，并保持到主持人将系统清除为止。
4. 在“抢答开始”命令发出后，超出规定时间无人抢答，定时显示器上显示9,显示抢答人组号的数码管此时显示无用字符，且红灯亮。
5．在“抢答开始”命令前抢答者，显示违规抢答者序号:红灯亮。
二、总体方案选择：工作原理如框图所示：接通电源后，主持人开关开始时接地处于禁止状态，编号显示器显示0，定时器显示时间（0）；此时,若有人抢答, 为违规抢答,LED显示器显示其编号,并红灯警告.定时器显示不变;主持人将开关置“开始"端，宣布"开始"，抢答器工作，同时定时器计时,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。
若在10秒内无人抢答，10秒到后抢答器自动锁定，计数器停止计数，抢答无效，且红灯亮。
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。
数字抢答器框图：抢答按钮优先编码锁存器译码电路译码显示电路主持人控控制电路制开关秒脉冲产生定时电路译码电路显示电路三,单元电路设计所用器材芯片数量芯片数量555一片74LS161一片74LS75一片74LS32一片74LS48两片74LS20 一片74L04 一片七段显示管两个74L08一片发光二极管2个74L000 一个电阻6个电容:0.01uf 4.7uf 各一个面包板一块该电路完成两个功能：一是分辨出抢答的先后，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。
数电课程设计抢答器
数电课程设计——抢答器1220223 16 左杉2014.6.25设计目的掌握四人智力竞赛抢答器电路的设计方法。
设计任务与要求（1）4名选手编号为：1，2，3，4。
各有一个抢答按钮S0 ~ S4表示。
，按钮的编号与选手的编号对应。
（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）和抢答的开始控制开关S。
（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。
一．抢答器的基本功能1.设计一个抢答器，可同时供四名选手或四个代表队参加比赛，编号为一，二，三，四，各用一个抢答按钮，分别用四个开关表示。
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，并且给出出声响提示，封锁输入电路，实现优先锁存，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。
二．使用元件芯片：74ls75，74ls147，74ls48，74ls08，74ls04，74ls00其他器件：5个单刀单掷开关，一个7段数码管，一个蜂鸣器，一个三极管，导线若干。
三．具体原理为1）抢答器电路该部分主要是由74LS75实现的，此元件是低端有效。
当四个选手抢答时，输入的信号为“1”，用74LS20将这四个选手在75芯片对应的非输出端与主持人的主控开关相与非，接入75的使能端（E0/1和E2/3），这样就通过“0”，把75锁定，完成锁定功能。
2）译码, 显示电路这部分电路主要使用74ls147优先译码器，来进行译码把4位选手的抢答结果进行译码，然后把编译结果输出到74ls48七段显示译码器进行二次编译，最终把编译结果输出到七段数码管显示抢答结果。
数电课设--抢答器设计
一、设计目的(1). 了解抢答器的设计原理(2). 掌握其外围电路的设计与主要性能参数测试方法(3). 掌握抢答器的设计方法与电子线路系统的装调技术二、任务与要求比赛活动中，为了准确、公正、直观地判断出第一抢答者，通常设计一台抢答器，通过数据、灯光及音响等多种手段指示出第一抢答者。
同时。
还可以设置计分、犯规及奖惩记录等多种功能。
本题要求：（1）设计制作一个可容纳六组参赛的数字式抢答器，每组设置一个抢答按钮供抢答者使用。
（2）电路具有第一强大信号的鉴别和锁存功能。
在主持人将系统复位并发出抢答指令后，若参赛者按抢答开关，则该组指示灯亮并用组别显示电路显示出抢答者的组别，此时，电路应具备自锁功能，使别组的抢答开关不起作用（3）设置计分电路。
每组在开始预制成100分，抢答后由主人计分，答对一次加10分，否则减10分（4）设置犯规电路，对提前抢答和超时抢答的组别喇叭明示，并由组别电路显示出犯规组别（由于实验室的客观条件，只要求做出抢答电路即可）三、设计内容与步骤（1）在EWB仿真软件中设计电路并进行仿真，仿真结果正确后进行安装调试；（2）安装调试各单元电路；（3）测试定时抢答器的逻辑功能，以满足设计功能要求；（4）画出定时抢答器的系统逻辑电路图；（5）写出设计性实验报告。
四、所需元器件优先编码器74LS148 一个锁存器74LS76 三个反相器74LS00 一个4线—七段译码器74LS48（实验箱上有）五、单元电路介绍主要芯片介绍：（1）优先编码器74LS148：I 0I 1 I 2 I 3 I 4 I 5 I 6 I 7 SY1Y2YE XYs976141510 11 1213 1 2 3 4 574LS148YC CSE X3I21(a)(b)74LS148管脚图74LS148真值表74LS148工作原理如下：该编码器有8个信号输入端，3个二进制码输出端。
此外，电路还设置了输入使能端EI，输出使能端EO和优先编码工作状态标志GS。
数字电路课程设计-抢答器课程设计课件
实际应用中的改进方案
改进方案
01
在调试过程中，应更加耐心细致，逐步排 查问题，提高解决问题的效率。
03
02
在设计过程中，应更加注重元件参数的选择 和匹配，以提高设计的准确性。
04
具体实施
在选择元件时，应仔细阅读元件手册，确 保参数符合设计要求。
05
06
在调试过程中，可以采用分步调试的方法 ，逐步排查问题，找到问题的根源。
调试步骤和方法
步骤三：功能测试 逐个测试抢答器的各个功能，如抢答、显示等。
检查是否存在逻辑错误或功能异常。
调试步骤和方法
方法：分块调试 将电路分成若干模块，分别进行调试，以确定问题所在。
使用示波器、逻辑分析仪等工具辅助调试。
测试方案和结果分析
方案一：正常情况下的功能测 试
按照使用说明书的操作步骤进 行测试。
阐述电路板布线的技巧和规范，包括 线宽、间距、转角等，以确保电路板 的可制造性和稳定性。
03
抢答器软件设计
控制逻辑设计
控制逻辑电路
采用逻辑门电路（如与门、或门、非门等）实现控制逻辑，确保抢答器在主持 人按下开始按钮后开始工作。
状态机设计
设计状态机来管理抢答器的不同工作状态，如等待状态、抢答状态、违规状态 等，以便根据不同状态执行相应的操作。
数字电路课程设计抢答器课程设计课件
目录
• 引言 • 抢答器电路设计 • 抢答器软件设计 • 调试与测试 • 总结与展望
01
引言
课程设计的目的和意义
01
02
03
实践应用
通过设计抢答器，学生可 以实际应用数字电路的知 识，加深对理论知识的理 解。
问题解决
设计过程中会遇到各种问 题，需要学生运用所学知 识进行解决，提高解决问 题的能力。
数电课程设计---抢答器
由555芯片构成输出一定频率的多谐振荡电路，555芯片的4号管脚作为控制端，当4号管脚为高电平时，蜂鸣器发出声音；当4号管脚为高电平时，蜂鸣器不发声。主持人端的输出信号与74LS148的15号管脚输出端信号相或非再与74ls192的TCD端经反相器的输出信号相或。当倒计时到零还没人抢答时，74ls192的TCD端输出一个电平，经反相后，为高电平，输入555的4号管脚，蜂鸣器发声；当主持人端还没开始，有人抢答，0或非0为1，高电平使蜂鸣器发声。
BO为借位输出：0000状态后负脉冲输出。
图4.3.74LS192管脚引线图
5六人抢答器仿真
按照总体电路图在仿真软件proteus7.5上一一选择芯片并进行连接，然后启动开关观察。下面，我们对设计出的电路进行proteus7.5仿真。我们将各部分电路在proteus7.5上连接好后，为各个电阻和电容选取适当值，为各个开关设置好适当的键盘打开数值（例如，为某一开关设为1连接，则启动proteus7.5m仿真按钮后，在键盘上按1则此开关就由断开状态变为连接状态）然后打开proteus7.5的开关，即可根据显示器上显示的数字情况来判断电路设计是否成功。
⑤减计数：CR=0, LD=1，CPU=1，CPD= CP，Q3Q2Q1Q0按减法规律计数
74LS192是双时钟方式的十进制可逆计数器。
CPU为加计数时钟输入端，CPD为减计数时钟输入端。
LD为预置输入控制端，异步预置。
CR为复位输入端，高电平有效，异步清除。
CO为进位输出：1001状态后负脉冲输出
1
8
四-2输入或门
74LS32
1
9
六反相器
74LS04
1
10
电阻
10K
抢答器(数电)
数字电路课程设计姓名：学号：班级：指导老师：日期：目录一、设计题目 (3)二、设计任务 (3)1、选题意义 (3)2、设计目标 (3)3、设计要求 (3)三、程序设计与实现 (3)1、程序结构 (4)2、抢答电路的设计 (4)3、倒计时电路的设计 (6)4、声响电路的设计 (8)5、总电路的设计 (8)四、仿真电路图 (10)五、设计难点与解决方法 (11)六、设计不足之处 (11)七、收获与体会 (11)八、元件清单 (12)一、设计题目智力竞赛抢答器二、设计任务1、选题意义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。
本抢答器通过十分巧妙的设计仅用数字芯片便实现了数显抢答的功能，与其他抢答器电路相比较有分辨时间极短、结构清晰、成本低、制作方便等优点。
本抢答器采用了数字显示器直接指示剩余时间，自动锁存显示结果的设计思想，因而本抢答器具有显示直观，不需要人干预的特点，而且在显示时抢答器会发出声响使效果更为生动。
2、设计目标五路抢答器要具有主持人控制的功能，同时在抢答控制中将五个抢答输入端与D触发器的输入端相接，在高电平时钟信号的触发下实现最先抢答者优先通过，并在有人抢答后立刻屏蔽时钟信号，是较晚的时钟信号无效。
此时，喇叭鸣响2秒，表示有人抢答成功。
同时，倒计时电路启动，开始进行10秒回答倒计时，倒计时结束启动鸣响电路，使喇叭鸣响2秒，提示回答超时。
在回答过程中，一旦抢答者回答完毕主持人可以按动按键是倒计时结束，同时取消喇叭鸣响。
另外，主持人还具有在任意时间停止抢答的功能。
3、设计要求①五人参赛每人一个按钮，主持人一个按钮，按下就开始；②每人一个发光二极管，抢中者灯亮；③有人抢答时，喇叭响；④答题时限为10秒钟，从有人抢答开始，用数码管倒计时间，0、9、8…1、0；倒计时到0的时候，喇叭发出两秒声响。
三、程序设计与实现1、程序结构根据系统功能要求，须设计有抢答电路、译码显示电路、主持人控制电路、定时电路、响铃电路，各个电路都有其自己的功能。
数字逻辑电路课程设计——抢答器
西安邮电学院数字电路课程设计报告书——数字抢答器学院名称：电子工程学院学生姓名：专业名称：班级：实习时间：数字电路课程设计------------数字抢答器一、课程设计题目数字式抢答器二、设计任务和要求1．抢答器同时可供4路参赛选手同时抢答，分别用4个按钮S0~S3来控制。
2. 设置一个主持人开关，用来控制抢答的开始和结束。
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，并在数码管上显示，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，且一次抢答的时间为10秒。
当主持人启动"开始"键后，定时器采用倒计时计数到0。
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，绿灯亮，数码管上显示选手的编号和剩余抢答的时间，并保持到主持人将系统清除为止。
6. 如果定时时间已到（计数至0），有人抢答，则为超时抢答。
红灯亮，并在数码管管上显示该抢答选手。
7.如果主持人未启动“开始”键，有人抢答，为提前抢答。
显示其号码，此时红灯亮提示。
三、数字抢答器总体方案1. 接通电源后，主持人将开关拨到"高电平"状态，抢答器处于禁止状态，编号显示器显示为0,定时器显示为0。
此时, 若有人抢答, 为违规抢答数码管显示其编号,并红灯警告.定时器显示不变。
2.主持人将开关置于”开始”状态，宣布"开始"抢答，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, 编号锁存, 编号显示, 绿灯亮表示抢答有效。
3.若在10秒内无人抢答，10秒后抢答器自动锁定，计数器停止计数，抢答无效。
如果再次抢答必须由主持人再次操作"开始"状态开关。
四、单元电路设计1.抢答器电路的设计 (即完成锁存和显示功能)（1）抢答, 锁存电路:在这一部分，最主要的是锁存电路，锁存电路主要由74LS75来实现,当74LS75的4，13号管角的信号为使能端，当为“0”时，它将保持原来的状态：74LS75的管脚图和真值表：7475功能表D0Q0D1Q3Vcc有一组队员按下开关后，Q1，Q2，Q3，Q4中有一个信号为0，则它们四个通过与门后的信号为0，接入E12和E34,7475实现锁存功能，保持状态不变。
数电课程设计四人智力竞赛抢答器
数电课程设计四人智力竞赛抢答器西华大学课程设计说明书数电课程设计四人智力竞赛抢答器建议：设计一个供四人参赛的抢答器，能准确分辨、记录第一个有效按下抢答键者，并用光指示；主持人没正式宣布答对已经开始时，答对不起作用。
主持人正式宣布答对已经开始时，按“已经开始”键，答对已经开始，同时启动计时器计时；开拓建议：外加一个计时器，计时器计时采用正计数的方式，以加强现场气氛，增加紧迫感。
若预定时间内无人抢答，自动给出信号停止抢答，以免冷场。
倒计数定时器的时间精确到秒，最多为两分钟，一旦超出限时，则取消抢答权。
这次设计的智力竞赛抢答器，主要就是由三个部分形成：一个就是由几个d触发器的形成的用作答对的部分，用三个74ls192形成用作计时器-1-西华大学课程设计说明书2.总体方案设计2.1方案说明：以下设计的就是智力抢答器的方案流程图：抢答控制器光提示计时显示秒脉冲计时控制主持人控制图2.1方案流程图抢答器主要就是由f1就是四d触发器74ls175，f2就是双四输出与非门74ls20；f3就是74ls20共同组成的多谐振荡器；f4就是74ls74共同组成的四分频电路。
工作原理：是当主持人按下抢答开关时，选手能进行抢答，抢答开始时，由主持人清除信号，按下复位开关s，74ls175的输出q1~~q4全为0.所有发光二极管的led均熄灭，当主持人宣布“抢答开始”后，首先作出判断的参赛者立即按下开关，对应的发光二极管点亮，同时，通过的与非门f2送出信号锁住其-2-西华大学课程设计说明书他三个抢答者的电路，不再接受其他信号，直到主持人再次清除信号为止。
电路图如下：2.2方案优点，方案的设计是每当有选手抢答成功时，都会有声光伴随，而且是具体到每一位，给人直观的感觉。
该方案简洁、易行，而且使用到的元器件也都是我们所常用到的一些元件比如：74ls175以及开关二极管电阻显得更简单、明了。
3.单元模块设计此部分主要是详细介绍该智力抢答器各个组成模块，以及各模块的器件组成以及相应的功能。
课程设计报告抢答器
课程设计报告抢答器一、课程目标知识目标：1. 学生能够理解抢答器的原理，掌握其基本组成部分及功能。
2. 学生能够运用所学知识，设计并制作一个简单的抢答器电路。
3. 学生了解抢答器在现实生活中的应用，并能够分析其优缺点。
技能目标：1. 学生能够运用电子元件进行电路搭建，提高动手实践能力。
2. 学生能够通过小组合作，提高团队协作能力和沟通能力。
3. 学生能够运用所学知识解决实际问题，提高创新能力。
情感态度价值观目标：1. 学生对电子技术产生兴趣，培养探究精神和科学态度。
2. 学生在小组合作中，学会尊重他人意见，培养团队精神。
3. 学生通过实际操作，体会科技改变生活的意义，增强社会责任感。
课程性质：本课程为电子技术实践课，旨在让学生通过动手实践，掌握电子技术基本知识和技能。
学生特点：五年级学生，具备一定的电子技术基础，好奇心强，喜欢动手实践。
教学要求：结合学生特点，注重理论与实践相结合，提高学生动手实践能力，培养创新精神。
将课程目标分解为具体的学习成果，便于教学设计和评估。
二、教学内容本章节教学内容以抢答器设计与制作为主线，结合以下章节和内容展开：1. 电子元件的认识：- 介绍常用电子元件（如电阻、电容、二极管、三极管等）及其功能。
- 分析抢答器中所需电子元件的作用。
2. 抢答器原理与电路设计：- 讲解抢答器的基本原理，包括触发器、时钟电路等。
- 介绍抢答器电路的设计方法，引导学生思考如何实现抢答功能。
3. 电路搭建与调试：- 指导学生运用所学知识，搭建抢答器电路。
- 教授调试方法，分析可能出现的故障及解决办法。
4. 小组合作与展示：- 分组进行抢答器制作，培养学生的团队协作能力。
- 各小组展示作品，分享制作过程中的经验与收获。
教学内容安排与进度：1. 第1课时：电子元件的认识，抢答器原理讲解。
2. 第2课时：抢答器电路设计，小组讨论制定设计方案。
3. 第3课时：电路搭建与调试，教师巡回指导。
4. 第4课时：小组展示与评价，总结课程收获。
数字电子课程设计 智力竞赛抢答器
电子课程设计报告题目：智力竞赛抢答器学生姓名专业学号指导教师日期一、完成课题的工作基础和实验条件【工作基础】LPS305直流稳压电源提供5V固定电压TFG2006V-6MHz信号发生器提供峰峰值1V、频率1Hz的方波【实验条件】各类CMOS器件器件列表如下：【4518】1个【4013】2个【4072】3片【4069】3片二、设计任务和要求【智力竞赛抢答器】电路简介：智力竞赛抢答器是为智力竞赛参赛选手答题时进行抢答而设计的一种优先判决电路。
参赛选手可以分为若干组，抢答时每组选手对主持人提出的问题要在最短的时间内作出判断，并按下抢答键回答问题。
竞赛规则：主持人宣布答题开始时，选手可以选择抢答或放弃，如果选手提前抢答视为犯规。
【设计要求】1、计时功能：主持按下启动键后，秒时钟计时开始。
2、正常抢答：在规定时间40s之内某选手按下抢答键时，显示席位号，表示正常抢答，秒时钟自动停止；3、放弃抢答：主持按下启动键后，秒时钟计时开始，40s还没有选手按下抢答键，表示放弃抢答，秒时钟自动停止；4、提前抢答：主持人未按下启动键时，某选手就按下抢答键，显示对应席位号，并发出响声，表示抢答犯规；5、封锁功能：当第一个选手按下抢答键后，电路将其他各组按键封锁，使其不起作用；6、复位功能：电路具有复位功能。
【主要技术性能指标】1、选手席位数量：4个主持人：1个2、席位指示灯显示：LED数码管，1个正常抢答时显示席位号（1～4），犯规抢答时显示席位号并发出响声提示。
3、抢答时间范围：0s～40s。
4、时间显示方式：LED数码管，两个。
5、复位方式：手动，按钮复位。
注：按钮可由开关代替。
三、电路基本原理该电路设计中共包括三部门主要电路：1、抢答器电路2、计时电路3、报警电路下面分别加以说明：【抢答器电路】主要功能：在规定时间40s之内某选手按下抢答键时，显示席位号，表示正常抢答【计时电路】主要功能：主持按下启动键后，秒时钟计时开始，40秒后停止【报警电路】主要功能：主持人未按下启动键时，某选手就按下抢答键，显示对应席位号，并发出响声，表示抢答犯规四、实验与调试【仿真完成后根据具体实验过程对电路图所作修改】1、连接显示选手席位号的译码器的四输入或门由于所发4072只有三片，器件不够，因而改成非门加与非门2、测试计时器功能时可适当加快信号发生器所提供的信号频率，以加快计时所用时间，方便观测【实验过程中注意事项】1、各部门主要电路分别测试，例如首先连接好计时电路并检测4518性能2、电路连接过程中注意不要带电改电路，切断电源后再插拔线路3、插拔芯片时须小心管脚，勿折断4、注意芯片接地与接电源端，切勿接反五、设计体会通过本次四路抢答器的电路设计，我对电子电路的设计过程有了更清楚的认识。
数字电路课程设计之九路抢答器
数电课程设计报告书姓名：班级：学号：指导老师：时间：题目：九路抢答器一、设计任务与要求设计一九路抢答器，达到以下功能：（1）抢答器同时供9名选手或8个代表队比赛，分别用9个按钮S1 ~ S9表示。
（2）设置一个系统清零控制开关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，扬声蜂鸣器发出声响提示，并在G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除为止。
二、方案设计与论证1、初步设想设计这个电路要求适应以下的情况：（1）抢答器同时供9名选手或9个代表队比赛，分别用8个按钮S1~S9表示。
（2）设置一个系统清零开关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。
2、设计思路和方案基于这个设计的上述要求，根据功能要求，我们须设计有抢答电路、译码显示电路、主持人控制电路、报警电路。
各个电路都有其自己的功能：（1）控制电路必须做到：主持人将开关拨到"清除"状态，显示管显示00（2）抢答电路必须做到：选手在主持人说抢答时，实现：优先判断、编号锁存、编号显示、扬声器提示。
（3）警报电路的作用在于收到信号后发出警报。
（4）译码显示电路的任务是"翻译"二进制编码并在数码管上显示。
各个部分分工合作，要互相配合，每一个部分都对其他部分产生影响缺一不可，在设计电路时应注意对其他电路的影响，要符合其他电路的要求。
图1是九路抢答器的方框图。
图13、具体方案方案一：如图2所示，用八路抢答器为例，其工作原理为： 通过8个按钮代表8个选手，用74LS48进行优先编码，然后用RS 锁存器构成锁存电路，再用74LS48进行译码，最后用七段显示管来显示。
数字电路课程设计抢答器
数字电路课程设计 抢答器一、课程目标知识目标：1. 让学生掌握数字电路基础知识，理解抢答器的原理和设计方法；2. 使学生掌握抢答器电路的组成部分，了解其功能及相互关系；3. 培养学生运用所学知识分析和解决实际问题的能力。
技能目标：1. 培养学生动手搭建和调试数字电路的能力；2. 提高学生运用逻辑分析仪、示波器等工具进行电路测试和故障排查的技能；3. 培养学生团队协作、沟通表达和创新能力。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对电子技术的兴趣和热情，激发学生主动探索的精神；2. 培养学生严谨的科学态度，注重实践，敢于面对和解决问题；3. 培养学生珍惜团队合作成果，尊重他人意见，学会分享和互助。
课程性质分析：本课程为数字电路课程设计，旨在巩固和拓展学生所学知识，提高学生实际操作能力。
抢答器作为一个具有实际应用的数字电路项目，能够激发学生学习兴趣，培养学生的创新意识和动手能力。
学生特点分析：学生具备一定的数字电路基础知识，具有较强的求知欲和动手能力。
在课程设计过程中，学生需要发挥团队协作精神，共同解决问题。
教学要求分析：本课程要求教师在教学过程中注重理论与实践相结合，引导学生通过实际操作掌握数字电路设计方法。
同时，教师需关注学生个体差异，给予个性化指导，确保学生能够完成课程目标。
二、教学内容1. 理论知识：（1）复习数字电路基础知识，包括逻辑门、触发器、计数器等；（2）学习抢答器原理，分析其电路结构及功能；（3）了解抢答器各组成部分的工作原理及相互关系。
2. 实践操作：（1）根据抢答器原理，设计电路图；（2）搭建抢答器电路，进行实际操作；（3）运用逻辑分析仪、示波器等工具进行电路测试和故障排查。
3. 教学大纲：（1）第一课时：复习数字电路基础知识，介绍抢答器原理；（2）第二课时：分析抢答器电路结构，设计电路图；（3）第三课时：搭建抢答器电路，进行实际操作；（4）第四课时：测试抢答器电路，排查故障，优化设计；（5）第五课时：总结课程，分享学习心得。
课程设计-抢答器
（1）抢答器同时提供4名选手参赛，分别用4个按钮表示。
抢答时长为10秒。
（2）输入抢答信号在“抢答开始”命令后的规定时间，显示抢答者的序号，相应的绿灯亮。
在命令开始前抢答，显示违规者的序号，红灯亮。
（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，并在数码管上显示选手。
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零为止。
（4）参赛选手在设定时间内抢答，抢答有效，定时器停止工作。
显示器上显示选手编号和抢答时间，并保持到主持人清零为止。
（5）如果定时时间已到，无人抢答，本次抢答无效。
红灯亮，并禁止抢答。
定时器上显示0。
三．总体方案及工作过程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。
如图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，定时器倒计时。
当定时时间到，却没有选手抢答时，封锁输入电路，禁止选手超时后抢答。
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，然后由译码显示电路显示编号；2）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；3）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，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。
四、各部分电路具体设计原理1）脉冲产生电路该部分主要由555定时器秒脉冲产生电路，利用555以及一些电容和电阻实现，使每秒产生一个CP上升沿。
数电课程设计抢答器
数电课程设计抢答器一、课程目标知识目标：1. 让学生掌握数字电路基础知识，理解抢答器的基本工作原理；2. 使学生了解抢答器电路的设计过程，掌握相关元件的功能及其连接方式；3. 引导学生理解数字电路在实际应用中的优势，如快速响应、稳定性好等。
技能目标：1. 培养学生运用所学知识设计简单数字电路的能力，能独立完成抢答器电路的设计与搭建；2. 提高学生分析问题和解决问题的能力，能针对抢答器电路故障进行排查与修复；3. 培养学生团队协作能力，学会在小组内进行有效沟通与分工。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对数字电路的兴趣，激发学生学习热情；2. 引导学生认识到数字电路在现代科技中的重要作用，增强学生的科技意识；3. 培养学生勇于尝试、积极进取的精神风貌，树立正确的价值观。
课程性质：本课程属于实践性较强的课程，旨在让学生在实际操作中掌握数字电路知识，提高动手能力。
学生特点：学生已具备一定的数字电路基础知识，对实际操作有较高的兴趣，喜欢探索新知识。
教学要求：注重理论与实践相结合，以学生为主体，鼓励学生动手实践，培养创新精神和实践能力。
在教学过程中，关注学生个体差异，因材施教，确保每个学生都能在课程中取得进步。
通过本课程的学习，使学生能够达到上述课程目标，为后续相关课程打下坚实基础。
二、教学内容根据课程目标，本章节教学内容主要包括以下三个方面：1. 数字电路基础知识回顾：复习逻辑门电路、触发器、计数器等基本概念，为抢答器设计奠定基础。
- 教材章节：第二章 数字逻辑电路基础- 内容列举：逻辑门电路、触发器、计数器等原理与功能2. 抢答器电路设计与搭建：学习抢答器电路的组成、工作原理，掌握相关元件的选型与连接方法。
- 教材章节：第四章 数字电路设计实例- 内容列举：抢答器电路原理、元件选型、电路搭建与调试3. 抢答器电路故障分析与修复：培养学生分析问题和解决问题的能力，提高实际操作技能。
- 教材章节：第五章 数字电路故障分析与维修- 内容列举：抢答器电路常见故障现象、原因分析、修复方法教学进度安排：1. 第一周：数字电路基础知识回顾，进行小组讨论与分享；2. 第二周：抢答器电路设计与搭建，进行课堂实践；3. 第三周：抢答器电路故障分析与修复，开展小组竞赛活动。
抢答器--数电设计报告(很详细完整的报告)
四人智力竞赛抢答器一、设计内容及要求1、设计内容设计一台供4名选手参加比赛的数字抢答器。
2、设计要求（1）抢答器同时供4名选手比赛，分别用4个按钮S0 ～ S3表示。
（2）设置一个复位和抢答控制开关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。
当主持人启动“开始”键后，定时器进行倒计时，同时扬声器发出短暂的声响。
（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0。
二、抢答器设计方案1、设计方案抢答器具有锁存、定时、显示和报警功能。
即当抢答开始后，选手抢答按动按钮，锁存器锁存相应的选手编码，同时用LED数码管把选手的编码显示出来，并且开始抢答时间的倒计时，同时用LED数码管把选手的所剩抢答时间显示出来。
而在选手按键抢答以及抢答时间倒计时到时的时候都有报警以提醒主持人和选手。
抢答时间设定9秒，报警响声持续1秒。
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。
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。
2、系统框图当主持人宣布开始，定时电路开始秒脉冲电路的作用而进行倒记时，并通过译码器在显示器中显示。
报警电路给出声音提示。
当选手首先按某一开关键时，可通过触发锁存电路被触发并锁存，在输出端产生相应的开关电平信息，同时为防止其它开关随后触发而产生紊乱，最先产生的输出电平变化又反过来将触发电路锁定。
数字电路课程设计--抢答器
数字电路课程设计报告书——数字抢答器学院名称：电子工程学院学生姓名：专业名称：电子信息工程班级：实习时间：12月10日~12月21日一．题目：数字抢答器二．任务和要求：数字抢答器允许在规定的时间内进行抢答,可以数字显示抢答者的序号,并配有相应的灯光指示.对犯规的抢答者,除用灯光报警外,还应显示出犯规者的序号,若规定抢答时间已过,要求告示任何输入的抢答信号君无效,除非重新下达抢答命令.1. 此抢答器要求有四路，抢答后其余人抢答无效；2．抢答时间为10秒，在此期间内的抢答视为有效，并用灯指示； 3．抢答开始前及计时结束后抢答无效，并用灯指示。
三．总体方案的选择：四．单元电路的设计1. 时钟电路时钟电路采用555产生1Hz 的脉冲信号，电路图如下：U2LM555CMGND 1DIS 7OUT3RST 4VCC8THR 6CON5TRI 2VCC 5V R14.7kΩR2150kΩC110nF 3C24.7uF VCC2102. 抢答锁存电路:控制电路 计时电路 时钟电路 显示驱动电路抢答电路 译码电路 显示驱动电路 主持人电路状态电路在这一部分，最主要的是锁存电路，锁存电路主要由75来实现，当74LS75的4，13号管角的信号为“0”时，它将保持原来的状态，拒绝之后接收到的任何输入信号，如此即可实现锁存。
74LS75真值表：1C2C 3C4C Q1 1 10 X 0X 0 Qn当有一组队员按下开关后，Q1’,Q2’,Q3’,Q4’中有一个信号为1，则它们四个通过与非门后的信号为1，在通过非门后，它变为0，送到75的1C2C,3C4C端口，保持状态不变，实现锁存功能。
译码电路：当某个队员正常抢答上以后，要显示他的编码号，必须把该信号转换为二进制代码。
其关系为：Q1 Q2 Q3 Q4 A B C D1 0 0 0 1 0 0 00 1 0 0 0 1 0 00 0 1 0 1 1 0 00 0 0 1 0 0 1 0由上真值表知：2Q=；C=Q4；D=0；=；3B∙Q31QQA∙综上可得到抢答锁存电路的电路图3.计时电路：计时电路采用161芯片，产生10秒的倒计时161功能表如下：fg 状态转移图如下：计时到0后，由主持人电路产生置数信号，使161载入初值0110.电路图如下：4. 计数器的译码显示电路：两片74LS48的译码电路相同，连接图如下：5. 控制电路控制电路输入主持人电路的RESET ，START 信号，抢答器电路产生的S 信号，计时器产生的T 信号，输出各复位和使能信号。
六路竞赛抢答器(数电)课设
目录第一部分设计任务与要求---------------------------------------------1第二部分总体框图------------------------------------------------------2第三部分选择器件------------------------------------------------------43.1、元器件清单-----------------------------------------------------------------43.2、器件的相关介绍（1）四2输入与门74LS08、与非门74LS00-------------------------------5（2）四2输入或门74LS32----------------------------------------------------6（3） 8－3线优先编码器74LS148------------------------------------------7（4）同步十进制可逆计数器74LS192-------------------------------------9（5）四R－S触发器74LS279-------------------------------------------------10（6） 555定时器---------------------------------------------------------------11（7）四线七段数码显示管----------------------------------------------------12第四部分功能模块------------------------------------------------------13 4.1 抢答显示电路----------------------------------------------------------13 4.2 定时电路----------------------------------------------------------------15 4.4 报警电路----------------------------------------------------------------17 第五部分总体设计电路图----------------------------------------------18 第六部分课程设计心得体会---------------------------------------------22 参考文献------------------------------------------------------------------23六路智能抢答器一、设计任务与要求（分别为S1~S6）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。
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课程设计任务书学生姓名：专业班级：指导教师：工作单位：信息工程学院题目: 多路数字定时抢答器设计初始条件：本课程设计，要求用集成电路：74LSl48，74LS279，74LS48，74LSl92，NE555，74LS00，74LSl21和其它器件等，实现八路定时抢答功能。
用蜂鸣器作声电器件，工作电源Vcc为+5V。
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）1、课程设计工作量：1周内完成对多路数字定时抢答器的设计、仿真、装配与调试。
2、技术要求：①可同时供8名选手（或代表队）参赛，其编号分别是0到7，各用一个抢答按钮，按钮的编号与选手的编号相对应。
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。
②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，并数码管上显示选手的编号，同时扬声器给出声音提示；同时封锁输入电路，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。
③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)。
当主持人启动“开始”键后，要求定时器立即进行减计时，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。
④参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，而没有选手抢答时，本次抢答无效，系统进行短暂的报警，并封锁输入电路，禁止选手超时后抢答，定时显示器上显示00。
⑤确定设计方案，按功能模块的划分选择元、器件和中小规模集成电路，设计分电路，画出总体电路原理图，阐述基本原理。
3、查阅至少5篇参考文献。
按《武汉理工大学课程设计工作规范》要求撰写设计报告书。
全文用A4纸打印，图纸应符合绘图规范。
指导教师签名：年月日系主任（或责任教师）签名：年月日目录1 功能介绍 (3)1.1主要功能介绍 (3)1.2扩展功能介绍 (3)2总体方案设计 (3)3单元模块设计 (4)3．1抢答器电路 (4)3．2定时时间电路 (5)3．3控制电路和报警电路 (6)3．4振荡电路 (7)4电路参数的计算及元器件的选择 (8)4．1电路参数的计算 (8)4．2元件清单 (8)5主要芯片介绍 (9)5．1 优先编码器74LS148 (9)5．2 锁存器74LS279 (11)5．3 计数器74LS192 (11)5．4单稳态触发器74LS121 (12)6八人抢答器仿真 (13)7系统调试 (14)8参考文献 (16)9心得及体会 (17)1功能介绍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号码。
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。
2总体方案设计如图2.11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，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。
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。
图2.1.13单元模块设计3．1抢答器电路功能介绍设计电路见图3.1.2所示。
电路选用优先编码器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（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（图中5号端）＝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(图中4端) =1,七段显示电路74LS48处于工作状态，4Q3Q2Q=101,经译码显示为“5”。
此外，CTR＝1，使74LS148 优先编码工作标志端（图中5号端）＝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CTR＝1，使优先编码工作标志端为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。
如有再次抢答需由主持人将S开关重新置“清除”然后才可能进行。
3．1．1抢答器电路图3.1.23．2定时时间电路功能介绍原理及设计：该部分主要由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、74LS48译码电路和2个7段数码管即相关电路组成。
具体电路如图3.2.2所示。
两块74LS192实现减法计数，通过译码电路74LS48显示到数码管上，其时钟信号由时钟产生电路提供。
74192的预置数控制端实现预置数，由节目主持人根据抢答题的难易程度，设定一次抢答的时间，通过预置时间电路对计数器进行预置，计数器的时钟脉冲由秒脉冲电路提供。
按键弹起后，计数器开始减法计数工作，并将时间显示在共阴极七段数码显示管DPY_7-SEG 上，当有人抢答时，停止计数并显示此时的倒计时时间；如果没有人抢答，且倒计时时间到时，输出低电平到时序控制电路，控制报警电路报警，同时以后选手抢答无效。
3．2．1定时电路图3.2.13．3控制电路和报警电路由555 芯片构成多谐振荡电路,555 的输出信号再经三极管放大,从而推动扬声器发声控制电路包括时序和报警两个电路,如图所示。
控制电路需具有以下几个功能。
主持人闭合开关扬声器发声,多路抢答器电路和计时电路进入正常状态; 参赛者按键时,扬声器发声,抢答电路和计时电路停止工作;抢答时间到,无人抢答,扬声器发声,抢答电路和计时电路停止工作由功能表可以看出，要使电路实现倒计时（减法）功能，应使CR=0，PE非=1，CP+=1，CP-=CP。
可用CR端接电平开关来控制计时器的工作与否。
声响显示电路需要在两种情况下做出反应：一种是当有参赛者按下抢答开关时，相应电路的发光二极管亮，同时推动输出级的蜂鸣器发出声响；第二种情况是当裁判员给出“请回答”指令后，计时器开始倒计时，若回答问题时间到达限定的时间，蜂鸣器发出声响。
声响电路由两部分组成：一是由门电路组成的控制电路，二是三极管驱动电路。
门控电路主要由或门组成，它的两个输入，一个来自抢答电路各触发器输出Q非的与非，他说明只要有一Q非为低电平，就使该与非门输出为高电平通过或门电路驱动蜂鸣发生器；另一个来自计时系统高位计数器的借位信号QB，它说明计时电路在30秒向29秒，28秒，……2秒，1秒，0秒倒计时再向30秒转化时向高位借位时给出一个负脉冲经反相器得到一个高电平。
这个高电平信号也能使蜂鸣器发声。
图3.3.1图3.3.23.4振荡电路本系统需要产生三种频率的脉冲信号，一种是频率为1KHZ的脉冲信号，用于声响电路；一种是频率为500KHZ的脉冲信号，用于触发器的CP信号。
第三中频率为1HZ信号用于计时电路。
以上电路可用555定时器组成，也可用石英晶体组成的振荡器经过分频得到。
图3.44电路参数的计算及元器件的选择4．1电路参数的计算发声延迟0.5秒，fo＝1．43／［（R1＋2R2）C］，权衡考虑到元器件的成本和74LS121的相关性质（下文有说明），最终选择的电阻值为R1=15K，R2=68K，C=10uF4．2元件清单电子元件清单名称型号/规格数量备注序号1 抢答器PCB板XDA6 1 张2 共阴极显示器3 只3 电阻510 2 只4 电阻1K 9 只5 电阻 4.7K 1 只6 电阻 5.1K 1 只7 电阻100K 1 只8 电阻10 1 只9 电阻15K 1 只10 电阻68K 1 只11 瓷片电容0.1uf 1 只12 瓷片电容10uf 2 只13 瓷片电容100uf 1 只14 瓷片电容 4.7uF 1 只15 瓷片电容1uF 1 只16 瓷片电容100uF 1 只17 发光二极管4148 8 只18 三极管3DG12 1 只19 74LS148 1 只20 开关8 只21 74LS121 1 只22 74LS48 3 只23 74LS279 1 只24 74LS192 2 只25 74LS00 1 只26 NE555 1 只27 细直导线50厘米 1 条5主要芯片介绍5．1 优先编码器74LS14874LS148为8线－3线优先编码器，表5.1.1为其真值表，表5.1.2为其功能表,图5.1.1为其管脚图。
I 0I 1 I 2 I 3 I 4 I 5 I 6 I 7 SY1Y2YEXYsY976141510 11 1213 1 2 3 4 574LS14801234567874LS148161514131211109I4I5I6I7S(E)Y2Y1GN DVCCYSYEXI3I2I1IY(a)(b)74LS148管脚图表5.1.2 74LS148 8线—3线二进制编码器真值表74LS148工作原理如下：该编码器有8个信号输入端，3个二进制码输出端。
此外，电路还设置了输入使能端EI，输出使能端EO和优先编码工作状态标志GS。