八人抢答器的课程设计

郑州电力职业技术学院毕业生设计

题目：八人抢答器课程设计

系别：电力工程系

专业：供用电技术

班级：09供电三班

学号：

姓名：张华永

设计成绩指导教师赤娜

答辩成绩主答辩教师

综合成绩答辩委员会主任

目录

一引言 (4)

1.1 设计要求 (4)

1.2 功能要求 (4)

1.3 功能介

绍 (4)

二方案设计与论证 (4)

2.1 各部分电路简述 (4)

2.2 设计方案简述 (5)

三系统分析与设计 (5)

3.1 抢答器电路设计与相关元器件 (5)

3.2 定时电路设计与相关元器件 (7)

3.3 报警电路设计与相关元器件 (9)

3.4 时序电路与相关元器件 (9)

3.5 智力抢答器电路原理图 (10)

3.6 元器件清单 (11)

设计总结体会 (13)

参考文献 (14)

摘要

随着电子技术的发展，它在各个领域的应用也越来越广泛。人们对它的认识也逐步加深。人们也利用了电子技术以及相关的知识解决了一些实际问题。如：智能抢答器的设计与制作。抢答器是竞赛问题中一种常用的必备装置，从原理上讲，它是一种典型的数字电路。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；主持人按开始按钮示意开始，以上两部分组成主体电路。通过定时电路实现计时功能，构成扩展电路。经过布线、焊接、调试等工作后数字抢答器成形。在抢答电路中利用一个优先编码器译出最先抢到答题权的选手的编号并经LED显示器显示出来，同时还要封锁电路以防其他选手再抢答。当选手答题完成后，主持人将系统恢复至零。

关键词：抢答；计时；锁存

一引言

（一）设计要求

1.设计一个智力抢答器,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。

2.节目主持人设置一个控制开关,用来控制系统的复位和抢答开始.

3.抢答器具有数据锁存和显示功能.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,同时扬声器发出声音提示.此外封锁输入电路,禁止其它选手抢答.优先抢答的选手的编号一直保持到主持人将系统复位为止.

（二）功能要求

1.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.当

节目主持人启动”开始”键后,要求定时器立即开始减计时,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0.5S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消零为止.

3.如果定时抢答器时间已到,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,时间显示器显示00.（三）功能介绍

1.数字抢答器由主体电路与扩张电路组成.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的开关启动报警电路,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.经过布线,焊接,调试等工作后数字抢答器成型.

2.抢答器四周有安装孔,可以方便的安装在操作台上,外接抢答按钮

接入相应的接线端子,如果需要外接电铃或指示灯,则接入继电器端子,

安装完毕后就可以上电了,抢答器的电流输入为5V直流输入.

3.抢答器通上电后,蜂鸣器响,三个数码管都显示0,按下复位按钮后进入正常工作状态,这时可以设定抢答倒计时间,只要按动10进制编码按钮分别对时间的十位和个位设定,设定的时间在数码管上实时的显示出来.设定的时间范围为:0~30秒,设定完时间后,就可以按动开始按钮,表示抢答开始,这时蜂鸣器响0.1秒,提示各位选手,抢答已经开始,同时倒计时器开始从设定的时间进行倒计时.

4.若在抢答时间内有人抢答,则第三个数码管立即显示抢答位号,倒计时间停止倒计时,所用掉的时间就是抢答的时间,同时蜂鸣器响2秒,继电器吸合2秒,表示有人抢答,在这个按键之后按下的按键除了复位键外,其他按键均无效,只有主持人按下复位键后,可以进入下一轮抢答.

5.若在抢答时间内均无人抢答,则在倒计时器计数到0的时候,第三个数码管显示0,表示无人抢答,蜂鸣器响2秒,继电器吸合2秒,这时除了复位键外,其他键均无效, 只有主持人按下复位键后,可以进入下一轮抢.

二方案设计与论证

（一）各部分电路简述

1.30秒定时器：可由两片74LS192构成，当第一片为零即输出为1111是通过74LS20将脉冲信号截止，使其显示为00.

2.抢答器部分：由一74LS148优先编码器实现抢答功能，用74LS279将选手代码锁存直到主持人消零为止，然后用七段译码器显示选手代码。

3.脉冲产生电路：可由一74LS121来产生，提供给定时电路及声响

电路。

4.报警部分：由一NE555定时器来控制，当倒计时为零时产生报警响声。

（二）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。

2.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“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。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：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；扬声器发出短暂的声响，提醒节目主持人注意；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；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消零为止，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。