四人智力竞赛抢答器资料
电子技术应用实验4人智力竞赛抢答器实验报告
电子技术应用实验报告（八）学生姓名：沈嘉俊学号：2012042020018一．实验项目名称：4人智力竞赛用抢答器实验内容：设计一个4人智力竞赛用抢答器电路具体要求为：1.每个参赛者控制一个按钮，用于按动按钮发出抢答信号；2.竞赛主持人另有一个按钮，用于将电路复位；3.抢答器具有锁存功能，竞赛开始后，先按动按钮者将对应的一个led灯点亮，伺候其他三人再按动按钮对电路不起作用，知道主持人将电路复位为止。
在上述功能完成后，可增加以下功能：（1）用LED数码管显示抢答成功选手编号。
（2）加入倒计时功能。
当主持人复位电路开始抢答时，自动启动60秒倒计时，时间到后数码管显示00并报警，直到主持人将电路复位。
二．实验内容及要求：设计满足要求的电路，并在multisim中进行电路连接，仿真和调试。
三．电路模块及其仿真：4人智力竞赛抢答电路分为两个模块，一个是抢答电路，一个是倒计时电路。
1.倒计时电路：主要通过555构成的多谐振荡器产生1HZ的脉冲作为时钟源，利用两个74LS169（可逆计数器）进行减法计数，利用与非门分别实现六进制和十进制的减法计数并进行级联从而实现60秒的倒计时功能，并且当主持人按下复位键时，利用与非门将两个计数器的加载端激活，使得输出为59（提前在预设段设好的），其电路单元为：利用与非门，计数器U14当输入为0000时，利用预设端将输出置为1001（即9），从而实现从9到0减法计数；而将计数器U18在输入为0000时，将输出置为0101（即5），从而实现从5到0的减法计数。
2.抢答电路：主要完成的功能是实现4路选手抢答并进行锁存，同时有相应发光二极管点亮和数码显示。
主要利用74LS373（八路锁存器）和74LS148（优先编码器）实现。
通过锁存器接收到最先按下按键的选手（假设按下后产生高电平），并在其输出端利用或非门使其输出和主持人的控制信号经过或门接到74LS373使能端，从而实现自锁且主持人可以进行复位。
四人抢答器报告模板
四人抢答器报告模板一、概述四人抢答器是一种使用于智力竞赛等场合的辅助工具，它可以帮助比赛的主持人快速判断出哪一位选手首先按下了答题器按钮。
本报告主要介绍四人抢答器的设计和实现，以及在使用过程中遇到的问题和解决方案。
二、设计和实现1. 硬件设计四人抢答器主要由按钮、信号接收器和控制器组成。
其中，按钮用于选手抢答，信号接收器用于接收选手的抢答信号，控制器用于处理信号并确定哪一位选手首先抢答成功。
为了保证选手抢答的公平性，需要对四个按钮的响应时间和接收信号的灵敏度进行严格的调试。
2. 软件设计四人抢答器的控制器需要处理抢答信号并确定哪一位选手首先抢答成功。
这涉及到软件设计中的信号采集和处理。
在本设计中，信号采集和处理主要通过使用定时器中断实现。
具体实现思路为：每个选手按下抢答器按钮时，触发一个外部中断，并记录下此时的定时器计数值。
当四个选手都已抢答时，将记录下的四个定时器计数值进行比较，从而确定哪一位选手首先抢答成功。
3. 实现结果本设计基于STM32F103RBT6单片机进行硬件和软件的实现。
经过对硬件和软件的各项参数进行调试和优化，最终实现了一个兼具稳定性和灵敏度的四人抢答器。
三、遇到的问题和解决方案1. 硬件问题在实际使用过程中，我们发现有时候四人抢答器会出现误触发的现象，即某位选手并未按下抢答器按钮，但是系统仍会判定其已抢答成功。
通过对硬件系统进行检查，我们发现这可能是因为按钮的灵敏度过高，导致微小的震动或干扰也会被认为是有效的抢答信号。
针对该问题，我们对按钮的灵敏度进行了调整，并增加了按钮的反弹保护电路，从而解决了误触发的问题。
2. 软件问题在实际使用过程中，我们还发现时不时地会出现选手抢答成功的先后顺序不完全正确的情况。
通过对软件系统进行调试和分析，我们认为这可能是由于选手抢答的间隔时间不够长，导致系统无法准确地记录下每个选手按下按钮的时间戳。
为了解决该问题，我们对软件系统进行了优化，增加了对选手抢答间隔时间的严格判断和控制，从而提高了系统判定抢答成功顺序的准确性。
四人智力竞赛抢答器
竞赛抢答器要求：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，并用声、光指示；主持人没有宣布抢答开始时，抢答不起作用。
主持人宣布抢答开始时，按“开始”键，抢答开始，同时启动计时器计时；计时器计时采用倒计数的方式，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可以随意预置；每组有一个计分器。
从预置的100分开始，由主持人控制。
答对者加10分，答错则扣10分。
拓展要求：具有较强的扩展性。
用无线的方式实现抢答。
设计提示：关键是要存住第一抢答者的信息，并阻断以后抢答者的信号。
可用集成的多组触发器或锁存器辅以逻辑门实现（例如用TTL电路的74373，CMOS电路的14599等)；加减计分可以用十进制的可逆计数器完成，个位不变，仅十位以上参与加减； 倒计时可用减法计数器完成；各单元电路分别设计、调试，最后合成。
目录1.前言 ......................................................... - 1 -2.总体方案设计 ................................................. - 4 - 2.1 方案比较.................................................. - 4 -2.2方案论证及选择............................................ - 6 -3.单元模块设计 ................................................. - 7 - 3.1抢答器电路................................................ - 7 - 3.2计时器电路................................................ - 9 -3.2.1 555定时器.......................................... - 10 -3.2.2减法计数器........................................... - 12 -3.2.3 数字显示器........................................... - 13 -3.3 计分器电路............................................... - 14 -4.主要器件介绍 ................................................ - 15 -5.系统功能调试 ................................................ - 17 -6.总结与体会 .................................................. - 18 -7.谢辞 ........................................................ - 19 - 【参考文献】 .................................................. - 20 - 附录 .......................................................... - 21 -1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。
四人智力抢答器报告
四人智力抢答器报告1. 引言智力抢答器是一种基于技术的游戏设备，它可以用来测试参与者的智力和反应能力。
本报告将介绍一个基于四人智力抢答器的设计，并详细描述其工作原理和实现过程。
2. 设计思路为了实现一个功能完善的四人智力抢答器，我们需要考虑以下几个方面：2.1 硬件设计首先，我们需要设计一个抢答器的外壳。
外壳可以采用塑料材料，并具有四个按钮和一个显示屏。
按钮用于参与者抢答，显示屏用于显示问题和答案。
2.2 电路设计抢答器需要使用一个微控制器来控制按钮和显示屏的工作。
我们可以选择一个小型的单片机作为控制器，并通过引脚连接按钮和显示屏。
2.3 软件设计在软件设计方面，我们需要实现以下几个功能： - 显示问题和答案 - 监测参与者的抢答情况 - 记录参与者的得分 - 控制显示屏的显示3. 工作原理四人智力抢答器的工作原理如下：1.启动抢答器后，显示屏会显示一个问题。
2.参与者可以通过按下按钮来抢答。
当有参与者按下按钮时，抢答器会记录下按下按钮的参与者编号，并显示该参与者的编号。
3.如果参与者按下按钮之前没有其他参与者抢答，那么抢答者的得分会增加一分。
4.如果多个参与者同时按下按钮，那么抢答器会判断哪个参与者先按下按钮，并记录下先按下按钮的参与者编号，并显示该参与者的编号。
5.在每轮抢答结束后，抢答器会显示正确答案，并根据参与者的抢答情况，更新参与者的得分。
6.游戏结束后，抢答器会显示每个参与者的最终得分，并宣布获胜者。
4. 实现过程在实现过程中，我们需要进行以下几个步骤：4.1 硬件制作首先，我们需要制作抢答器的外壳。
可以使用3D打印技术或其他适合的材料制作外壳，并安装按钮和显示屏。
4.2 电路连接将按钮和显示屏连接到微控制器的引脚上。
确保按钮和显示屏能够正常工作，并与微控制器进行通信。
4.3 软件编程使用合适的编程语言对微控制器进行编程。
编写程序以实现显示问题和答案、监测参与者的抢答情况、记录参与者的得分以及控制显示屏的显示等功能。
课程设计报告(四人智力抢答器)
智力竞赛抢答计时器一、设计要求与任务1设计任务智力竞赛抢答器是一名裁判员，他的任务是从若干竞赛者中确定最先抢答者，并要求参赛者在规定的时间里回答完问题。
本设计要求设计一个四人参加的智力竞赛抢答器，每个参赛者控制一个按钮，用按动按钮发出抢答信号；竞赛主持人另有一个按钮，用于将电路复位，竞赛开始后，先按动按钮者将对应的一个发光二级管点亮，此后其他三人再按动按钮对电路不起作用，同时电路具有回答问题时间控制功能，要求回答时间小于60秒（显示0~59），时间显示选用倒计时方式，当达到规定时间时给出警告（警告灯闪烁）。
2设计要求1）4名选手编号分别为1，2，3，4；各有一个按钮，按钮的编号与选手编号灯对应，也分别为1，2，3，4；2）给主持人设置一个控制开关按钮，用来控制系统清零（抢答显示灯，数码管灭灯）和抢答的开始。
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，该选手编号立即补锁存，并输入编码电器，并在抢答显示器上显示时钟倒计时，封锁其他选手抢答。
直到抢答倒计时回到“0”后，回答时间到，由主持人将系统清零；4）抢答器具有定时（60秒）回答功能，当主持人按下开始按钮，并有选手第一时间抢答时，定时器开始计时，并在数码管上显示倒计时时间，倒计时结束时，回答时间到，蜂鸣器音响持续1秒，由主持人手动清零，进入下一道题的抢答环节；5）计时器采用频率为1HZ的脉冲信号作为定时计数器的CP信号，抢答电路中74LS161，CP则采用1KHZ，观察较为明显些。
二、硬件电路设计及描述由于设计任务是倒计时器，所以要用到减法器，又因为是十进制的所以我选择的主要芯片是74LS192两片，抢答功能，我利用了74LS161的预置功能，若有选手抢答时，74LS161不断反馈，不断循环预置功能，预置后，其他选手再按下抢答开关，也显示不出来，被封锁；接下来是实现显示的功能，我用的是74LS48芯片和共阴极七段显示器个两片，再根据需要我还用了74LS00（与非门）、74LS04（非门）。
四人竞赛抢答器实验报告
数电课程设计实验报告设计课题:四人抢答器学院:信息工程学院专业: 通信工程班级：学号：姓名:指导老师:四人抢答器实验报告一. 实验目的1.学习并掌握抢答器的工作原理及其设计方法2.熟悉各个芯片的功能及其各个管脚的接法。
3.灵活运用学过的知识并将其加以巩固，发散思维，提高学生的动手能力和思维的缜密。
二. 设计任务与要求1.设计任务设计一台可供4名选手参加比赛的竞赛抢答器。
选手抢答时, 数码显示选手组号。
2.设计要求:抢答器的基本功能:1.设计一个智力抢答器, 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, 分别用四个按钮S0——S3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（编号显示数码管清零）。
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, 并分别让四盏LED亮来表示, 此外, 要封锁输入电路, 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。
简言之, 有选手按下时, 显示不同选手的灯会亮。
同时, 其他人再按下时电路不做任何处理。
也就是说, 如果有选手按下以后, 别的选手再按的话电路不会显示所代表的的LED灯亮。
4.可用555定时器产生频率为1kHZ的脉冲信号, 作为触发器的CP信号。
三. 四人竞赛抢答器电路原理及设计系统原理框图:1.设计方案抢答器具有锁存、响铃、显示。
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, 同时用代表不同选手的LED显示出来, 蜂鸣器响铃。
接通电源后, 主持人将开关拨到“清除”状态, , 编号显示器为0, 此时才可以再次抢答。
选手在抢答时, 抢答器完成：编号锁存、编号灯显示, 响铃。
2.单元电路设计及元器件选择（1）抢答电路电路如图2所示。
该电路完成两个功能: 一是分辨出选手按键的先后, 并锁定74LS175的功能真值表即优先抢答者的编号, 同时代表不同选手的LED灯电路亮, 蜂鸣器鸣叫；二是要使其他选手随后的按键操作无效。
四人抢答器实验报告
四人抢答器实验报告实验目的，通过自制四人抢答器，测试参与者在不同条件下的反应速度和准确性。
实验材料，Arduino开发板、按钮开关、LED灯、蜂鸣器、导线、面包板、电阻等。
实验步骤：1. 搭建四人抢答器的电路。
首先，将Arduino开发板连接到面包板上，然后连接四个按钮开关、LED灯和蜂鸣器，确保每个元件都能正常工作。
2. 编写程序。
利用Arduino开发板的编程软件，编写四人抢答器的程序，使其能够实现按下按钮后，LED灯亮起并发出声音。
3. 进行实验。
邀请四名参与者进行实验，他们坐在四个按钮开关旁，准备好后，进行实验。
实验分为两个阶段：a. 第一阶段，正常情况下的抢答。
主持人随机出题，参与者按下按钮进行抢答，抢答正确者LED灯亮起并发出声音，同时记录下抢答的时间。
b. 第二阶段，加入干扰因素。
在第二阶段，我们在参与者抢答时加入一些干扰因素，比如在LED灯亮起后再亮起其他LED灯或者发出噪音等，测试参与者在干扰情况下的反应能力。
实验结果分析：通过实验，我们得出了一些结论：1. 在正常情况下，参与者的反应速度和准确性较高，大部分人能够快速按下按钮进行抢答，并且抢答正确率较高。
2. 在加入干扰因素后，参与者的反应速度和准确性明显下降，部分人甚至出现了按错按钮的情况，说明干扰因素对参与者的抢答能力产生了一定的影响。
结论：通过本次实验，我们验证了四人抢答器在测试参与者反应能力方面的有效性。
参与者在正常情况下表现出较高的反应速度和准确性，但在加入干扰因素后，反应能力明显下降。
因此，在实际应用中，需要考虑到干扰因素对测试结果的影响，以保证测试结果的准确性。
总结：本次实验不仅验证了四人抢答器的可行性，也对参与者在不同条件下的反应能力进行了测试。
通过本次实验，我们对抢答器的制作和使用有了更深入的了解，也为进一步研究参与者的反应能力提供了有益的参考。
以上就是本次四人抢答器实验的报告内容，谢谢阅读。
智力竞赛抢答器(2)
四人智力竞赛抢答器1. 简述智力竞赛时一种生动活泼的教育形式和方法，通过抢答和必答两种形式能引起参赛者和观众的极大兴趣，并且在极短时间内四，使人们增加一些科学知识和生活常识。
实际进行智力竞赛时，一般分为若干组，各组对主持人提出的问题，分必答和抢答两种，必答有时间限制，到时要告警。
回答问题正确与否，由主持人判别加分还是减分，成绩评定结果要用电子显示装置显示。
抢答时，要判定哪组优先，并予以指示和鸣叫。
因此，要完成以上智力竞赛抢答器逻辑功能的数字逻辑功能控制系统，至少应包括以下几个部分：1)记分，显示部分；2)判别选组控制部分；3)定时电路和音响部分；2. 设计方案1)复位和抢答开关输入防抖电路，可采用RS触发电路来完成。
2)判别选组实现的方法可以用触发器和组合电路完成，也可以用一些特殊期间组成。
例如用MC14599和CD4099八路可寻址输入锁存器来实现.3)计数显示电路可用8421码拨码开关译码电路显示。
8421码拨码开关能进行加或减计数。
也可用加/减计数器（如74 LS193）来组成。
译码，显示用共阴或共阳组件，也可用CL002译码显示器。
4)定时电路。
当有开关启动定时器时，使定时器按减计数器使，使定时计数器按减计数或计数方式进行工作，并使一指示灯亮，当定时时间到，输出一脉冲，驱动音响电路工作，并使指示灯灭。
a)抢答组数为4组，输入抢答信号的控制电路应有无抖动开关来实现。
5)判别选组电路。
能迅速，准确地判出抢答者，同时能排除其他组的干扰信号，闭锁其它各路输入使其它组再按开关时失去作用，并能对抢中者有光，声显示和鸣叫指示。
6)计数、显示电路。
每组有三位十进制计分显示电路，能进行加/减记分。
7)定时及音响。
8)必答时，启动定时灯亮，以示开始，当时间到要发出单音调“滴嘟”声，并熄灭指示灯。
9)抢答时，当抢答开始后，指示灯应闪亮。
当有某组抢答时，指示灯灭，最先抢答一组的灯亮，并发出音响，也可以驱动组别数字显示（用数码管显示）。
四人抢答器
数字电子课程设计——四人抢答器院系：专业班级：姓名:学号:日期:指导老师：一．设计内容及要求1.设计内容：本次实习要求完成一个可供四名选手进行比赛的智力抢答器。
2.设计要求：1.四名选手编号为1、2、3、4。
其中各有一个抢答按钮，能够进行抢答的按钮与选手一一对应。
2.给主持人一个主控开关，负责（1）开始抢答（2）倒计时开始（3）系统清零。
3.抢答器要求具有锁存功能：在主持人没有按开关时，如果有人抢答，显示抢答者的编号，同时灯亮，系统锁存；在主持人按下开关，抢答开始时，倒计时开始，最先抢答者也显示其编号，其对应的灯也亮，系统锁存，倒计时也停止，直到主持人清零为止。
4.如果在主持人按下按钮，倒计时到0时仍然没有人抢答，则此次抢答无效，主持人清零重新开始。
5.该系统的脉冲是由555电路供给，倒计时是1HZ的脉冲递减，作为计时器的CP信号。
二．电路工作原理电路由脉冲产生电路、计时工作电路、锁存电路和显示部分电路组成。
在主持人没有按下开关时，如果有人抢答，其信号灯发亮，锁存器将电路锁定，这就是违规抢答，抢答无效，主持人清零，重新开始抢答；当正常抢答时，主持人按下开关后，由555电路产生CP 信号，输入到计时器，计时器（10秒倒计时）开始倒计时，若一直到0也没有人抢答，则主持人清零重新开始；若还没有到0时有选手抢答，则锁存器锁定电路，并且把“0”信号传给计时器，使计时器保持，显示电路此时显示选手的编号，而其它选手再抢答已经无效，这样就完成了一次正常抢答。
主持人清零以后，开始下一次抢答。
系统工作图示三．单元电路功能的实现1. 锁存器电路部分该部分主要是由74LS75实现的，此元件是输入低有效。
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（E1-2和E3-4），这样就通过“0”，把75锁定，完成锁定功能。
当74LS75的4，13号管角的信号为“0”时，它将保持原来的状态：74LS75真值表：当有一个队员按下开关后，Q1’，Q2’，Q3’，Q4’中有一个对应信号变为1，则它们四个通过与非门后的信号为1，再通过非门后，它将变为0，接入G1-2，G3-4，75实现锁存功能，保持状态不变。
四路竞赛抢答器.ppt
制作人： 鲍聪聪 14号 张其荟 6号
一、设计任务：
该抢答器是同时供4名选手或4个代表队比赛，分别用4个按钮设 计组成的一个4路智力竞赛抢答器。
技术指标如下： 1、 具有清零功能，并由主持人操纵； 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。 3、 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的时间，并保持到主持 人将系统清除为止。 5、 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。
智能抢答器的整体方案设计图：
三、各模块电路设计：
1、显示装置： 系统采用3只共阳极LED数码管，第一个数码管用来
显示抢答到问题的选手号码，另外两个用来显示倒计时时 间。
P0.0~p0.6输出端口接74LS373三态锁存器，显示器 的三个片选端口通过7404反相驱动器与p2.0~p2.2连接,
反相器在电路中起到了放大、控制等作用。按显示方式分 为静态显示和动态显示两种，本次设计采用的是动态扫描 显示方式，因为虽然静态显示占用CPU资源较少且显示的 数据比较稳定，但每个LED数码管都需要占用独立的I/O
7、抗干扰设计：分为硬件抗干扰和软件抗干扰，为了减少系统的 复杂性，降低硬件成本，故本设计采用软件抗干扰设计，主要采用 了软件“看门狗”的方法，软件“看门狗”技术使用定时器，应用 时可以采取一些技巧性的处理，将软件“看门狗”程序与其他定时 程序复用同一个定时器，这样即完成定时功能又完成软件“看门狗” 功能。
电子科大电子仿真实验-4人智力竞赛抢答器
电子实验仿真实验一、实验项目名称4人智力竞赛抢答器二、实验内容设计并实现一个4人竞赛抢答器三、实现方案电路主要由脉冲产生电路、锁存电路、编码及译码显示电路。
当有选手抢答时，首先锁存，阻止其他选手抢答，然后编码，再经4线7段译码器将数字显示在显示器上。
四、电路原理图选手→锁存器→编码转换电路→译码器→数码显示五、单元电路设计1.以锁存器为中心的编码显示电路抢答信号的判断和锁存可采用触发器或锁存器。
以四D触发器74LS175为中心构成编码锁存系统，编码的作用是把锁存器的输出转化成8421BCD码，进而送给7段显示译码器。
其真值表：锁存器输出编码器输出Q4 Q3 Q2 Q1 D C B A0 0 0 1 0 0 0 10 0 1 0 0 0 1 00 1 0 0 0 0 1 11 0 0 0 0 1 0 0S5 键为主持人的复位键，S1→S4分别是四位选手的控制按键。
其工作原理是：四D触发器74LS175的输出Q非控制显示模块显示组号。
当无人抢答时，4个D触发器的输出Q非均为“1”，相与后结果为“1”，脉冲能够进入触发器，且此时74LS48的四个输入均为“0”，经译码后数码管固定显示0。
有一人抢答时，与门中有一个变为“0”，脉冲不能进入触发器。
2.脉冲产生电路由555定时器构成的多谐振荡器产生脉冲信号。
其电路图如下：六、总电路图七、实验数据分析1.一号选手抢答2.三号选手抢答九、实验结论设计的电路成功的实现了题目的要求。
十、心得体会在实验过程中熟悉使用了Multisim软件，且更加熟悉了555定时器，74ls175、74ls148等TTL原件。
EDA课程设计--四人智力竞赛计数抢答器
显示程序需要实现倒计时功能，倒 计时结束后，抢答器停止工作，并 显示得分。
声音报警程序
功能：当抢答器检测到有人抢答时，发出声音报警 设计思路：使用声音播放模块，当检测到有人抢答时，播放报警声音 实现方法：使用Python的pygame库，实现声音播放功能 注意事项：确保声音报警声音足够响亮，能够引起注意，同时避免声音过大导致干扰其他设备
兼容性测试：验证计数抢答器 在不同硬件和软件环境下的兼
容性
用户体验测试：评估用户界面 和操作流程的友好性和易用性
测试结果分析
测试环境：实 验室环境
测试设备：四 人智力竞赛计
数抢答器
测试方法：手 动测试和自动
测试
测试结果：抢 答器功能正常， 计数准确，响
应速度快
改进与优化
硬件优化方案
采用模块化设计，提高系统的稳定性和可维护性 优化电路布局，减少电磁干扰和信号损失 选用低功耗、高可靠性的元器件，降低系统功耗和故障率 增加散热措施，提高系统的散热效率和稳定性
软件调试
调试工具：使用调试器进行代 码调试
调试方法：单步调试、断点调 试、条件调试等
调试技巧：观察变量值、查看 堆栈信息、分析错误日志等
调试目标：发现并修复软件中 的错误和漏洞，提高软件稳定 性和性能。
整体测试
性能测试：测试计数抢答器 的响应速度和稳定性
功能测试：验证计数抢答器 的基本功能是否正常
的编号。
如果有多个参赛者同时按下按 钮，抢答器会显示错误信息，
重新开始计时。
抢答器的应用场景
学校课堂：用于课堂问答、知识竞 赛等活动
综艺节目：用于电视节目、网络直 播等活动
添加标题
添加标题
添加标题
四人抢答器
四人抢答电路1、工作原理图1所示为四人参加智力竞赛的抢答部分参考电路，电路中的主要器件是74LS175型四上升沿D触发器（如图2所示），它的清零端DR和时钟脉冲CP是四个D触发器共用的。
抢答前先清零，Q1~Q4均为0，相应的发光二极管LED都不亮；1Q~4Q均为1，与非门G1输出为0，扬声器不响。
同时，G2输出为1，将G3开通，时钟脉冲CP可以经过G3进入D触发器的CP端。
此时，由于S1~S4均未按下，D1~D4均为0，所以触发器的状态不变。
抢答开始，若S1首先按下，D1和Q1均变为1，相应的发光二极管亮；1Q变为0，G1的输出为1，扬声器响。
同时，G2输出为0，将G3关断，时钟脉冲CP便不能经过G3进入D触发器，由于没有时钟脉冲，因此再接着按其他按钮，就不起作用了，触发器的状态不会改变。
抢答判决完毕，清零，准备下次抢答用。
图1图22、要求（1）实现以上功能的基础上，增加输出显示功能。
即若S1按下，在七段发光管显示1，若S2按下，在七段发光管显示2，若S3按下，在七段发光管显示3，若S4按下，在七段发光管显示4。
（2）画出完整的电路接线图。
（3）实验中得出要求的正确结果，并接受检查。
（4）认真完成实验报告，说明实验过程中出现的故障和排除故障的方法。
四人智力竞赛抢答器课程设计报告（最终5篇）
四人智力竞赛抢答器课程设计报告（最终5篇）第一篇：四人智力竞赛抢答器课程设计报告一、设计题目四人电子抢答器二、设计功能1．基本功能（1）抢答器同时供4名选手比赛，分别用4个按钮key5 ~ key8表示。
（2）设置一个系统重置和抢答控制开关start（key1），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，扬声器发出声响提示，并在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。
2.扩展功能（1）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（30秒）。
当主持人启动“开始”键后，定时器进行减计时。
（2）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。
（3）在设定的抢答时间内如果定时时间已到，无人抢答，本次抢答无效，3.自主功能（1）抢答器具有自动计时功能，当有选手抢答答题时间（10秒）自动开始。
（2）报警电路设计：当答题时间和抢答时间将到或结束（还剩3秒时）发出蜂鸣声结束答题。
（3）每个选手有一个记分板，答对题目可以由主持人控制start 键给予加分。
每加一分响一次。
（4）长按start可以自动准备计时和系统清零，短按开始计时和暂停。
三、原理电路设计：1、方案抢答电路：使用74175作为锁存电路，当有人抢答时，利用锁存器的输出信号号将时钟脉冲置零，74175立即被锁存，同时蜂鸣器鸣叫1s，这时抢答无效，使用74148作为编码器，对输入的型号进行编码。
输出在共阳数码管显示主持人电路：（1）利用2个74168计数器作为倒计时的芯片，当主持人按下抢答按钮时，2个74168被置29，同时将开始倒计时。
假如在30秒内有人抢答，则计数器停止倒计时，将锁存器锁存，禁止选手抢答，蜂鸣器鸣叫一秒，停止倒计时。
（2）利用4个74160分别控制4位选手的得分，分别显示在4个共阳数码管。
4人抢答器
电子技术应用实验实验报告四人抢答器班级：17表一学生姓名：学号：2019.7.7一、实验项目名称4人智力竞赛抢答器二、实验内容设计并使用multisim实现一个4人智力竞赛用抢答器电路具体要求为:每个参赛者控制一个按钮，用按动按钮发出抢答信号:竞赛主持人另有一个按钮，用于将电路复位:抢答器具有锁存功能，即竞赛开始后，先按动按钮者将对应的一个LED灯点亮，此后三人再按动按钮对电路不起作用，直到主持人将电路复位为止。
实验内容及要求:设计满足要求的电路，并在multisim中进行电路连接、仿真和调试。
在实验报告中简要地说明实验原理，画出实验电路图，在实验报告相应位置附上实验中的仿真结果和波形。
三、电路原理简介jK型四人抢答器说明：用74LS112组成的四人抢答器，四个发光二极管代表四个选手的状态，SI -S4为四个选手的按键当裁判按下复位S0后，4个LED熄灭，进入抢答状态，在其中一个选手按键后，对应的LED灯亮，并锁定转态，使得其他三个选手的按键无效。
只有当，裁判再次按下复位键后再次进入抢苔状此电路主要由4个JK触发器和2个4输入端的与非门组成，74LS112是JK触发器，CD4012是4输入与非门，按下S0后，4个触发器清零，Q=0,Q=1,四个发光二极管均熄灭，四个触发器的Q端经过两个与非门后反馈到J和K端，J=K=QI .Q2●Q3●Q4=1. 4个JK触发器处于待翻转状态，这时就是抢答状态，若此时有按键按下，例如S1, 则触发器U1A得到一个时钟的信号，Q1从1变为0, LED 点亮，同时这个低电平信号加到与非门的一一个输入端，经过两个与非门反馈到」和端，J和变aJ=K=Q1 .Q2.43●Q4=0.使4个K触发器处于保持状态，对后续的时钟信号不作反应。
实现了抢的功能。
电阻R1-R4, R9为上拉电阻，避免JK触发器的输入端处于浮空状态。
四，电路图五，管脚图六、实验中遇到的问题及及解决办法完成电路连接后，初次进行仿真时，并没有出现理论结果，检查后确定了并非元件连接错误，多次细致检查后终于发现，是因为导线虚接，并没有产生节点。
抢答器PPT演示课件
5
4#选手指示灯 Q0.4
6
主持人复位按 I1.5
钮
3
1
请在此输入您的文本。请 在此输入您的文本。请在 此输入您的文本。请在此
输入您的文本。
主持人开始 按钮及主持 人指示灯
4
A LOREM IPSUM DOLOR
选手 1,2,3 ,4的 按钮 及指 示灯
B
当主持 人按下 开始按 钮后， 即可抢
答
• 主持人未按下开始抢答按钮时，按下抢答按钮 的选手，其指示灯闪，被判犯规。
• 犯规情况出现时，只识别第一个犯规者。
2
I/O地址分配
• 请在此输入您的输文入本。请在此输入 序号您的文本。符请号在此输入您地的址文本。
请在此输入您的文本。请在此输入 1 您的文本。主持人开始按 I1.0
钮
2
1#选手按钮
PLC
四人抢答器
小组成员：张丽芝 周敏捷 陈怀菁
1
四人抢答器要求：
• 主持人按下开始按钮，开始指示灯亮，选手可 以抢答。
• 开始指示灯未亮之前若有选手抢答则视为犯规 。
• 一轮抢答结束，主持人按复位按钮 钮者，指示灯亮，其余选手按下按钮无效，指 示灯不亮。
5
请在此输入您的 文本。
请在此输入您的 文本。
请在此输 入您的文
本。
请在此输 入您的文
本。
犯规情况：主持人灯不亮，选 手的指示灯闪烁。
复位按钮 为I1.5存 在程序中
6
THANK YOU VERY MUCH!
7
I1.1
• 请在此输入您输的出 文本。请在此 序号输入您的符文号本。请在地此址输入您
的文本。请在此输入您的文本。 1 请在此输主入持您人指的示灯文本Q。0.0
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
四人智力竞赛抢答器4人智力竞赛抢答器内容摘要：该抢答器用数字显示抢答倒计时时间，由“9”倒计到“0”时，蜂鸣器连续响0.5秒。
选手抢答时，显示选手号，同时蜂鸣器响1秒，倒计时停止。
该电路采用石英晶体振荡器产生频率为1Hz的脉冲信号，起振快，定时精度高，使用方便。
抢答器电路：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。
定时电路：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。
抢答具有数据锁存功能。
并将所存数据用LED七段数字显示器显示出来。
同时蜂鸣器发出间歇式声响持续时间为1秒。
主持人清零后声音提示会立即停止。
音响电路：扬声器发生指示开始抢答、参赛选手按键抢答选中、无人抢答且抢答时间到。
时序控制电路：时序控制电路是抢答器设计的关键，它要完成以下三项功能：①主持人将控制开关拨到“开始”位置时，扬声器发声，抢答电路和定时电路进入正常抢答工作状态。
②当参赛选手按动抢答键时，扬声器发声，抢答电路和定时电路停止工作。
③当设定的抢答时间到，无人抢答时，扬声器发声，同时抢答电路和定时电路停止工作。
一、设计内容及要求：1. 设计内容：本课题要求设计一台可供4名选手参加比赛的智力竞赛抢答器。
2. 设计要求：1)4名选手编号为；1，2，3，4。
各有一个抢答按钮，按钮的编号与选手的编号对应，也分别为1，2，3，4。
2)给主持人设置一个控制按钮，用来控制系统清零（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，改选手编号立即锁存，并在编号显示器上显示该编号，同时扬声器给出音响提示，同时封锁输入编码电路，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。
4)抢答器具有定时（9秒）抢答的功能。
当主持人按下开始按钮后，要求定时器开始倒计时，并用定时显示器显示倒计时时间，同时扬声器发出音响，音响持续1秒。
参赛选手在设定时间（9秒）内抢答，抢答有效，扬声器发出音响，音响持续1秒，同时定时器停止倒计时，编号显示器上显示选手的编号，定时显示器上显示剩余抢答时间，并保持到主持人将系统清零为止。
5)如果定时抢答时间已到，却没有选手抢答时，本次抢答无效。
系统扬声器报警（音响持续1秒），并封锁输入编码电路，禁止选手超时后抢答，时间显示器显示0。
6)石英晶体振荡器产生频率为1Hz的脉冲信号，作为定时计数器的CP信号。
二、电路工作原理：电路由脉冲产生电路，锁存电路，编码及译码显示电路，倒计时电路和音响产生电路组成。
当有选手抢答时，首先锁存，阻止其他选手抢答，然后编码，再经4线7段译码器将数字显示在显示器上同时音响产生。
主持人开始时，倒计时电路启动由9计到0，如有选手抢答，倒计时停止。
三、选定系统设计方案，画出系统框图4人智力竞赛抢答器系统框图如下所示：原理简述:定时抢答器的总体框图如上图所示，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。
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：①优先缎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，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、单元电路设计参数计算及元器件选择1.以锁存器为中心的编码显示电路:此电路是以四D触发器74LS175为中心的编码锁存系统，编码器的作用是把锁存器的输出转化成8421BCD码，进而送给7段显示译码器。
其真值表为：由真值表可得出A= Q4 Q3 Q2 Q1+Q4 Q3 Q2 Q1 ，B= Q4 Q3 Q2 Q1+Q4 Q3 Q2 Q1C=Q4Q3 Q2 Q1, D=0无人抢答时，输出为零，有人抢答时，D触发器将数据送出同时封锁触发器脉冲，使其他人不能抢答，送出数据经编码器成为8421BCD码，送到七段显示器上，显示抢答选手的号码。
该部分电路如下图所示如图所示，当无人抢答时，4个D触发器的输出Q “与”在一起，为“1”，使脉冲能够进入触发器，有一人抢答时，与门中有一个变为“0”，使脉冲不能进入触发器，从而防止其他人抢答，而显示器上只显示先抢答人的编号。
2.脉冲产生电路：该电路是由555定时器构成的多谐振荡器，使其产生需要的方波作为触发器和计数器的CP脉冲，由于电路对脉冲的精确度要求不是很高而晶体振荡需要分频，所以采用555定时器构成的多谐振荡器，电路及波形如下图所示：3.倒计时显示电路：该电路使用了十进制同步减计数器74LS190，主持人宣布开始时，按下按钮，同时使计数器置数为“9”，并在脉冲作用下开始倒计时并在显示器上显示，到零时停止。
电路图如下所示：如图所示，当倒计时输出不为零时，“或”门输出为“1”，与脉冲同时输入到“与”门中，使脉冲可以送给计数器，当计数器输出为零时，“或”门输出为“0”，使脉冲不能输入到计数器中，从而使计数器停在“0”。
4.音响电路：它是由集成单稳态触发器74LS121构成一个在下降沿出发的触发器，再接入蜂鸣器，根据74LS121产生的脉冲宽度t=0.69RC计算，使得蜂鸣器的鸣叫时间为0.5秒。
再由主持人，选手，倒计时共同控制它的输入，使其在主持人开始，选手抢答，倒计时到零时都能鸣叫。
电路图如下：（74LS121用MONOSTABLE代替）（图中A1,A2为输入端）五、画出完整的电路图如图为总电路，锁存电路74LS175的脉冲是由3部分控制的，分别是74LS175的输出Q，555产生的脉冲和计数器的输出，当有一个人抢答或计数器计到零时，都将封锁脉冲，此时不能再抢答。
音响电路则由主持人，计数器及抢答选手控制，当主持人按下开关宣布开始，有选手抢答和计数器计到“0”时，都会给74LS121输入一个上升沿或下降沿，从而使121产生一个时间为0.5秒的脉冲是蜂鸣器发出声响。
六、系统的调试在电路的安装过程中，为了降低错误查询的复杂程度，我采用分部连接的方法，即先连接七段数字显示器和74LS49译码器电路分别用高低电平控制ABCD端看显示其是否有显示如果成功显示每种状态者可开始下一部分的连接。
接着连接编码器电路，将A、B、C分别与A0、A1、A2、A3连接起来，控制1、2、3、4端，如果显示器显示正确则说明前面的电路一切正常。
接下来连接触发器、选手抢答开关（K1～K4）、裁判控制按钮K5 及相应逻辑门电路。
将各触发器Q端与74LS148连接起来，将K5离开清零端并将K1～K4有先后的按下看显示器有否显示、显示是否正确，如果正确则开始下面的电路连接，如果不正确则检查各触发器电源，CP端与各抢答开关可连接是否可靠，逐步检查触发器电路直至电路正常。
接下来是发声电路的，将555定时器连接成单稳和多稳，并将输入信号输入到扬声器中使扬声器发声。
调整555定时器相应电阻使单稳频率达到1Hz，多稳频率达到2KHz。
将控制电路与发生电路连接使其实现有人抢答扬声器响，1秒后停止，裁判清零时响声立即停止，频响间距0.5ms。
最后，整体调试，将裁判控制按钮离开清零端，抢答灯亮，开始抢答。
按下各个抢答开关看显示器显示数字是否正常。
调试电路直至显示器显示正常。
七、调试过程中遇到的问题及解决方法⏹在设计过程中，我们首先遇到的问题是如何把选手的编号锁存起来。
后来经过查阅资料，我们利用4D触发器74LS175的锁存功能，用74LS175的输出来控制CP脉冲的通断，从而完成琐存功能。
⏹如何把74LS175的输出转化成8421BCD码也是我们遇到的一个主要问题。
后来通过列出真值表（见上面），经过反复比较选用2—4输入与门74LS21才得以实现。
⏹设计题目所要求的在主持人，选手，到计时到零时蜂鸣器的响声是最棘手的问题，通多次对电路的改进，上机仿真以及接线调试，我们利用74LS121来驱动蜂鸣器，从而实现此要求。
其工作情况如下图所示：主持人到计时到零无人抢答时有人抢答时八.设计心得体会两周的电子课程设计，留给我印象最深的是要设计一个成功的电路，必须要有耐心，要有坚持的毅力。
在整个电路的设计过程中，花费时间最多的是各个单元电路的连接及电路的细节设计上，如CP脉冲的供给通断，到计时电路的零时刻锁存，和抢答器的选手号锁存等。
在多种方案的选择中，我们仔细比较分析其原理以及可行的原因，最后还是在老师的耐心指导下，使整个电路可稳定工作。
设计过程中，我深刻的体会到在设计过程中，需要反复实践，其过程很可能相当烦琐，有时花很长时间设计出来的电路还是需要重做，那时心中未免有点灰心，有时还特别想放弃，此时更加需要静下心，查找原因。
总体来说，这次设计我受益匪浅。
在摸索该如何设计电路使之实现所需功能的过程中，特别有趣，培养了我的设计思维，增加了实际操作能力。
在让我体会到了设计电路的艰辛的同时，更让我体会到成功的喜悦和快乐。
九、列出参考文献1.荣君雅等主编，数字电子技术，机械工业出版社2.标准集成电路数据手册TTL电路，电子工业出版社3.康华光主编，电子技术基础（数字部分），高等教育出版社4.黄继昌等主编，数字集成电路应用300例，人民邮电出版社5. 肖景和编著，数字集成电路应用精粹，人民邮电出版社。