数字电路课程设计 四人智力竞赛抢答器
数字电路课程设计 四人智力竞赛抢答器
题目一、设计任务和要求：1.设计任务设计一台可供4名选手参加比赛的智力竞赛抢答器。
用数字显示抢答倒计时间，由“9”倒计到“0”时，无人抢答，蜂鸣器连续响0.5秒。
选手抢答时，数码显示选手组号,同时蜂鸣器响0.5秒，倒计时停止。
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（抢答显示数码管灭灯）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，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。
(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，定时器开始倒计时，定时显示器显示倒计时间，若无人抢答，倒计时结束时，扬声器响，音响持续0.5秒。
参赛选手在设定时间（9秒）内抢答有效，抢答成功，扬声器响，音响持续0.5秒，同时定时器停止倒计时，抢答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)、如果抢答定时已到，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0.5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)、用石英晶体振荡器产生频率为1H z的脉冲信号，作为定时计数器的CP信号。
二、总体方案选择：电路主要由脉冲产生电路、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产生音响。
主持人宣布开始抢答时，倒计时电路启动由9计到0，如有选手抢答，倒计时停止。
电路系统结构如图2-4：三、单元电路设计1、控制电路1) CD4511器件简介CD4511是一块BCD-十进制七段译码/驱动器课本上不曾讲过，它带有锁存端口，其功能比书上我们学过的74HC4511CMOS七段显示译码器功能要强大的多，这也是我本此实验选用这个器件的缘故。
数字电子技术课程设计-四人抢答器电路设计
数字电子技术课程设计-四人抢答器电路设计
四人抢答器电路是一种应用电子技术检测问答游戏中玩家反应速度的设备，它的电路
设计需要标准的电子元件、稳压电源以及电路逻辑运算模块等部件，由此可构成一个能够
检测四人抢答时的谁先按键的简单电路。
该电路设计方案的基本原理是，将每个参与游戏的玩家所使用的按键连接至电路的输
入级，通过判断输入的按键信号来决定答题者，该按键信号由外加个按键模块（如电容触
摸按键模块）来实现，装载在此按键模块中的电容将检测按键被按下时输出一个高电平信号，故当A、B、C、D四名玩家同时按下四个按键时，模块中的四个电容就会依次输出四
个高电平信号，然后将这四个高电平信号输入到电路的门驱动器（如电子开关模块）中，
其门驱动器根据输入的四个高电平信号的先后顺序来判断出哪个按键是最先按下的，从而
实现对四人抢答结果的检测。
同时，为使检测准确无误，电路中加入了定时电路模块，其定时电路能够设置游戏的
抢答时间，当总时间到达终点时，控制器模块被激活并输出一个控制信号，该信号则可以
激活LED指示灯或声音报警模块，以提示游戏答题结束。
此外，为了使四人抢答电路设计能可靠地工作，还需加入多功能控制器的模块，该控
制器可以根据已设置的抢答时限来控制游戏的进程，并在游戏结束时完成游戏结果的输出
以及其它各种复位等操作，同时，该控制器还可以实现自动重启等功能，以确保四人抢答
器电路设计能够实现正常运行。
由此可见，四人抢答器电路设计是一个综合性很强的电路设计专题，既需要借助数字
电子技术，同时又需要多个电子模块的配合来保证最后的抢答结果准确准确的检测和显示，并且各个模块之间的工作都要通过控制器实现良好的协调。
数字电路设计---四人抢答器
一、设计任务与要求1. 抢答器同时供8名选手或8个代表队比赛，分别用8个按钮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。
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，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。
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00。
二、预习要求1．复习编码器、十进制加/减计数器的工作原理。
2．设计可预置时间的定时电路。
3．分析与设计时序控制电路。
4. 画出定时抢答器的整机逻辑电路图三、设计原理与参考电路1．数字抢答器总体方框图如图所示为总体方框图。
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?quot;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．单元电路设计(1) 抢答器电路参考电路如图所示。
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。
数字电路设计---四人抢答器
一、设计任务与要求1. 抢答器同时供8名选手或8个代表队比赛，分别用8个按钮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。
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，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。
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00。
二、预习要求1．复习编码器、十进制加/减计数器的工作原理。
2．设计可预置时间的定时电路。
3．分析与设计时序控制电路。
4. 画出定时抢答器的整机逻辑电路图三、设计原理与参考电路1．数字抢答器总体方框图如图所示为总体方框图。
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?quot;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．单元电路设计(1) 抢答器电路参考电路如图所示。
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。
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）。
数字电路课程设计：四路智力抢答器
数字电路课程设计四路智力抢答器设计者:李自然（04063170）朱建文（04063180）陈乾坤（04063122）四路智力抢答器一、设计目的•（1）了解智力抢答器装置的基本组成和工作原理。
•（2）进一步了解有关集成电路的功能和使用方法。
（3）熟悉数字电路系统的计算机仿真设计方法及调试技术二、实验环境（1）实验设备：计算机、MULTISIM 2001软件。
（2）实验器件：74LS148、触发器、门电路、BCD-七段译码器、555定时器、数码管、发光二极管、按钮、电阻、电容、蜂鸣器等三、实验设计任务与要求•1. 抢答器同时供4名选手或4个代表队比赛，分别用4个按钮就J1~J4表示。
•2. 设置一个系统清除和抢答控制开关J5，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。
•四、四路智力抢答器原理图五、设计原理与参考电路（1）按键电路和封锁电路（2）号码显示电路（3）灯闪烁与声响电路1、按键电路和封锁电路应答按键即J1~J4采用的都是无自锁的常闭微动按钮。
先按动者，常闭触电断开，即可发出一个上升沿强大时钟信号，使对应路的触发器的输出是高电平。
同时该高电平又通过或非门使其他路的触发器的复位端有效，以封锁其他3路的按键作用。
•在选手抢答成功后，主持人按一下J5键，产生一个正脉冲信号，通过或非门的负脉冲输出，可使4个触发器复位、清零按键电路和封锁电路电路图按键电路和封锁电路电路图IO1输出的时序图2、号码显示电路•如图所示。
抢答成功后，案件保持与封•锁电路将优先案件者对应的那路输出Q置1，Y=0，其他路的输出Q=0,而Y=1。
因此可以将按键保持与封锁电路的输出Y1~Y4作为编码器74LS138的编码申请端，实现对按键1~4的编码，并通过7段译码器驱动器及LED共阴极数码管显示选手的号码•当无选手抢答或主持人按下J5复位键是，Y1~Y4都为高电平，无编码申请，输出YS为低电平，使姨妈驱动器灭灯端有效，数码管指示熄灭。
数电课程设计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；拓展要求：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。
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；；计时器可用加法计数器完成；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 ............................ - 3 -2.1 方案说明. ................................................ - 3 -2.2 方案优点............................. - 4 -3. 单元模块设计 ............................ - 4 -3.1 抢答器电路........................... - 5 -3.2 计时器，数字显示器电路....................... - 8 -4. ......................................................................... 主要器件介绍- 9 -5. ......................................................................... 系统功能调试- 10 -6. 总结与体会 ............................ - 11 -【参考文献】 (18)附录................................. - 11 -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。
数电课程设计-四路抢答器..
数字电子技术基础课程设计二、设计任务与要求1、设计任务设计一个由四人参加的智力竞赛抢答电路，当主持人宣布“开始”，显示出首先作出判断的参加竞赛者。
功能：（1）清零功能：可用触发器的异步复位端实现，由主持人控制。
（2）抢答键控功能：可用触发器和门电路实现。
（3）显示功能：可用发光二极管显示，用蜂呜器发声。
2、设计要求（1）选择适当的元器件，设计该电路。
以实现上述功能。
（2）利用Protel99绘制其电路原理图。
（3）对每个元器件选择合适的封装，形成网络表文件。
（4）选择正确的布线规则，形成该电路的PCB板图三、总体方案设计1、抢答器结构框图抢答器的结构框图如下图所示，主要由开关按钮、触发锁存电路、脉冲信号发生器、LED显示电路和蜂鸣器报警电路组成。
2、总体方案设计采用74LS175为主芯片的设计方案抢答器的电路设计图使用Protel绘制，结果如图2 所示。
图2抢答器电路设计方案该电路由四D触发器、与非门及脉冲触发电路等组成。
74LS175为四D触发器，其内部具有四个独立的D 触发器。
74LS20为四输入端的与非门，一块芯片中有两个独立的与非门。
74LS00为二输入端的与非门，在一块芯片中有4个独立的与非门。
优先判决电路用来判断哪一个预定状态优先发生的电路，如判断知识竞赛中谁先抢答。
当有选手抢答时，首先锁存，阻止其他选手抢答，然后编码对应的LED灯变亮同时蜂鸣器产生音响。
主持人按钮实现复位，开始下一题抢答。
3、电路工作原理电路上电后，按下复位按键S5实现清零功能，/Q1~ /Q4输出高电平，与之相连接的指示用的四个LED全熄灭。
同时以Q1〜Q4作为输入的或非门输出为高电平，经非门输出低电平，蜂鸣器不响；经与门使脉冲正常输入。
松开复位键，电路进入准备状态。
假设有按键S3 （3号选手）被按下，Q3输出变为高电平，/Q3变为低电平。
从而导致对应得LED被点亮，或非门的输出将由高变成低电平，经非门变为高电平使蜂鸣器鸣叫。
数电四人智力抢答器课程设计
设计题目：简易智力竞赛抢答器的设计与制作一、设计要求抢答器可供四组抢答，有人抢答时，蜂鸣器发声，同时优先抢答者对应的指示灯亮，而后抢答者对应的指示灯不亮。
主持人具有将抢答器复原的功能。
智力竞赛抢答器是用来判断哪一个预定状态首先发生的电路，主要由开关阵列电路、触发锁存电路、显示电路几部分构成。
二、总体设计电路由选手和主持人开关、触发锁存电路、抢答鉴别电路和显示电路组成。
三、单元电路设计1、选手开关和主持人开关选手开关由下面四个开关组成，四位抢答者通过开断各自的开关开关实现抢答，给译码器输入高低电平，其中低电平为有效信号2Q03Q17Q16Q210Q211Q315Q314D04D15D212D313CLK9MR1+5V200200200200R4CV5TR2GND1TH6DC7Q3VCC847K47K0.01U0.01UFGND+5V910121374LS04246810874LS2013121245674LS20GNDLED74LS1752、触发锁存电路此电路有74LS175组成。
它具有以下功能：①清零功能用集成触发器清除端实现，由主持人输入手动负脉冲控制②四个抢答键控制功能有按键实现③显示功能用数字逻辑箱中的发光二极管实现④脉冲信号控制功能由主持人输入手动正脉冲控制74LS175真值表如下GN10K 10K 10K 10K47K47K0.01UFGND135911LED4、显示电路电路由四个发光二极管和四个200欧电阻串联组成，哪个选手先抢到对应的灯即亮。
1TH6 DC7 Q3847K47K0.01UF GND+5V5、时钟脉冲电路由555定时器和两个0.01uF 的电容和470欧姆的电阻组成多谐振荡。
2Q03Q17Q16Q210Q211Q315Q314D0D1D2D3CLK MR200200200200910121374LS04874LS2013121274LS20GND LED74LS175四、总电路图抢答开始时，主持人清楚信号按下复位开关，74SL175的输出Q1~Q全为0，所有发光二极管LED均熄灭。
数字电子电路课程设计智力竞赛抢答器[1]
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电子技术课程设计智力竞赛答器专业：电气工程及其自动化班级：05-2班姓名：学号：辅导老师：目录一.题目 (2)二.简述 (2)三.设计任务和要求 (2)四.选用器材 (3)五.设计方案 (4)六.电路的组成及控制原理 (4)七.参考电路及简要说明 (8)八.设计心得 (9)九.参考文献 (10)四人智力竞赛抢答器一．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；二．设计要求和任务用TTL和CMOS集成电路设计智力竞赛抢答器逻辑控制电路，具体要求如下：1.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。
2.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。
3.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。
4.定时及音响。
必答时，启动定时灯亮，以示开始，当时间到要发出单音调“嘟“声，并熄灭指示灯。
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）。
5.主持人应有复位按钮。
抢答和必答定时应有手动控制。
三．选用器材NET系列数字电子技术试验系统1.直流稳压电源2.集成电路74LS190,74LS48,CD4043,74LS112及门电路3.显示器：LC5011－11，CL002，发光二极管4.拨码开关（8421码）5.阻容元件，电位器6.喇叭，开关等四．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。
数电课程设计--- 四人竞赛抢答器的设计
数电课程设计--- 四人竞赛抢答器的设计目录摘要 (4)第二章．电路设计 (5)2.1 设计要求 (5)2.1.1设计背景 (6)2.1.2掌握时钟电路的作用及基本构成 (7)2.1.3 了解组合逻辑电路掌握组合逻辑电路的设计及触发器的使用 (7)2.2 四人智力竞赛抢答器的设计原理电路主要由脉冲产生电路、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产生音响。
主持人宣布开始抢答时，倒计时电路启动由30计到0，如有选手抢答，倒计时停止。
电路系统结构如图2-1： (8)2.3单元电路分析 (9)2.3.1选手开关 (9)2.3.2主持人开关 (9)2.3.3触发锁存电路 (9)2.3.4抢答电路如图2-2： (10)2.2.5 74LS192简介............................................................................... .. (7)2.4整体电路 (14)2.4.1运行情况 (14)2.4.2电路图封装及电路板仿真结果如图2-7： (15)第三章.总结与体会 (16)3.1结论： (16)3.2心得 ; (16)第四章、答辩记录及评分表 (17)参考文献 (19)附录： (20)四人竞赛抢答器的设计摘要应用Multisim 11.0软件对4路竞赛抢答器进行设计与仿真。
四人智力竞赛抢答器电路主要由抢答电路、倒计时电路、影响电路等构成。
结果表明，该方法仿真效果真实、准确，操作简单，成本低廉的特点。
随着我国经济和文化事业的发展，在很多竞争场合要求有快速公正的竞争裁决，例如证券、股票交易以及各种智力竞赛等。
在现代社会生活中，智力竞赛更是作为一种生动活泼的教育形式和方法能够引起观众极大地兴趣。
而在竞赛中往往分为几组参加，这是针对主持人提出的问题，各组一般要进行必答和抢答，对必答一般有时间限制，倒是有声响提示；对于抢答，要判定哪组先按键，为了公正，就要有一种逻辑电路抢答器作为裁判员。
数电课程设计报告四人智力竞赛抢答器电路的设计Word
数字电子技术实习报告（四人智力竞赛抢答器电路的设计）一、设计目的1.掌握四人智力竞赛抢答器电路的设计、组装与调试方法。
2.熟悉数字集成电路的设计和使用方法。
二、设计任务与要求1.设计任务设计一台可供4名选手参加比赛的智力竞赛抢答器。
选手时，数码管显示选手组号，同时对应的LED灯亮。
2. 设计要求1)四名选手编号为:1,2,3,4。
各有一个抢答按钮，按钮的编号与选手的组号对应，也分别为1,2,3,4。
2)给主持人设计一个控制按钮，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，该选手编号立即被锁存，并在抢答器上显示该编号，同时LED灯给出灯光提示，封锁输入编码电路，禁止其他选手抢答。
抢答选手编号一直保持到主持人清零为止。
4)用555产生频率为1Hz的脉冲信号，作为定时计数器的ＣP信号。
三、四人智力竞赛抢答器的电路原理及设计方案一:1.四人智力竞赛抢答器的原理仿真图如下其工作原理为：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；主持人将开关置开始"状态，宣布"开始"抢答器工作。
选手按抢答按钮抢答时，信号通过D触发器锁存并输出到后级得CD4511BCD译码器和发光二极管；根据信号点亮发光二极管和数码管显示按钮的编号。
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．单元电路的原理分析：1）抢答器电路其功能主要有74LS175D触发器和74LS20和74LS00完成。
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，；二是禁止其他选手按键操作无效。
工作过程：开关J2置于"清除"端时，74LS175D触发器的CLR端均为０，Q端均为0,Q=1，所以数码管显示0所有发光二管不亮；。
数电课程设计—四人智力抢答器(黄欢)
课题：四人智力抢答器专业：计算机科学与技术班级：01学号： 20102225姓名：黄欢指导教师：周冬芹设计日期：2012年6月5日成绩：重庆大学城市科技学院电气学院四人智力竞赛抢答器设计报告一、设计目的作用1.掌握四人智力竞赛抢答器电路的设计、组装与调试方法。
2.熟悉数字集成电路的设计和使用方法。
二、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，用来控制系统清零和抢答的开始。
(3) 抢答器具有数据锁存的功能。
抢答开始后，若有选手按动抢答按钮，该选手指示灯亮并立即锁存，同时扬声器给出音响提示，禁止其他选手抢答。
抢答选手的指示灯一直保持到主持人将系统清零为止。
三、设计的具体实现1、系统概述根据所给的器材可猜测：定时器(NE555)用于产生矩形脉冲,四D触发器(74LS175)输入端用于接四个选手的开关按钮，对应输出端接发光二极管显示哪个选手的按钮。
怎样才能阻止当第一个选手按下按钮后同时能阻止其他选手的按键不起作用呢？所给的器材中还有双四输入与非门(74LS20),四二输入与非门(74LS00),可知要运用这两个与非门来实现抢答器的锁存功能，即是：抢答开始后，若有选手按动抢答按钮，该选手指示灯亮并立即锁存，同时扬声器给出音响提示，禁止其他选手抢答。
抢答选手的指示灯一直保持到主持人将系统清零为止。
当没有选手按键时，扬声器不发声。
2、单元电路设计与分析(1)设计的原理图如下图(1)所示，有下图可知：当有选手先按下按钮时，双四输入与非门(74LS20)的输出为1，进入四二输入与非门U3后输出为0，再和定时器的输出脉冲一起通过四二输入与非门U4后(输出为1)接到四D触发器的CP 端，即可把触发器的信号脉冲锁定在高电平1，禁止其他选手抢答，同时从74LS20输出的高电平与定时器的输出脉冲通过四二输入与非门U5后，输出也为矩形脉冲，通过三极管放大后传到扬声器发声；当没有选手按下按钮时，双四输入与非门(74LS20)的输出为0，进入四二输入与非门U3后输出为1，再和定时器的输出脉冲一起通过四二输入与非门U4后(输出为矩形脉冲)接到四D触发器的CP端，即触发器的信号脉冲正常输入。
数字逻辑电路课程设计报告_4路抢答器
数字逻辑电路课程设计报告题目名称：4路抢答器系院：专业班级：学生姓名：完成日期：摘要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。
经过布线、焊接、调试等工作后数字抢答器成形。
关键字：开关阵列电路；触发锁存电路；解锁电路；编码电路；显示电路一，设计目的本设计是利用已学过的数电知识，设计的4人抢答器。
（1）重温自己已学过的数电知识；（2）掌握数字集成电路的设计方法和原理；（3）通过完成该设计任务掌握实际问题的逻辑分析，学会对实际问题进行逻辑状态分配、化简；（4）掌握数字电路各部分电路与总体电路的设计、调试、模拟仿真方法。
二，整体设计（一）设计任务与要求：1.抢答器同时供4名选手或4个代表队比赛，分别用4个按钮S0~ S3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。
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。
4.参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。
（二）设计原理与参考电路抢答器的组成框图抢答器的一般组成框图如下图所示。
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。
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。
四人智力抢答器课程设计
四人智力抢答器课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生掌握四人智力抢答器的基本原理和电路组成；2. 使学生了解抢答器在竞赛中的应用，掌握相关电路图的识别和绘制；3. 帮助学生理解数字电路和逻辑门的基本概念及其在抢答器中的应用。
技能目标：1. 培养学生动手操作能力，能独立完成四人智力抢答器的组装和调试；2. 培养学生运用所学知识解决实际问题的能力，具备简单的故障排查和维修技能；3. 提高学生的团队协作能力和沟通能力，能在小组合作中发挥各自优势，共同完成任务。
情感态度价值观目标：1. 激发学生对电子技术的兴趣，培养其探索精神和创新意识；2. 培养学生积极参与竞赛，树立竞争意识，学会尊重对手，诚实守信；3. 引导学生认识到科技对社会发展的作用，增强其社会责任感和使命感。
课程性质：本课程为电子技术实践课程，注重理论知识与实际操作的相结合。
学生特点：四年级学生具备一定的电子技术基础，好奇心强，喜欢动手操作。
教学要求：教师需引导学生将理论知识应用于实践，注重培养学生的动手能力和团队协作精神，提高其解决实际问题的能力。
教学过程中，关注学生的个体差异，给予个性化指导，确保每个学生都能达到课程目标。
通过课程学习，使学生具备抢答器的组装、调试和维修技能，为后续电子技术学习打下坚实基础。
二、教学内容1. 教学大纲：a. 抢答器基本原理及电路组成b. 数字电路与逻辑门基础c. 抢答器电路图的识别与绘制d. 抢答器的组装与调试e. 故障排查与维修2. 教学内容安排与进度：a. 抢答器基本原理及电路组成（1课时）- 介绍抢答器的工作原理- 讲解电路组成，包括按键、编码器、译码器、指示灯等b. 数字电路与逻辑门基础（2课时）- 介绍数字电路基本概念- 讲解逻辑门的功能和应用c. 抢答器电路图的识别与绘制（2课时）- 讲解电路图的识别方法- 指导学生绘制简单的抢答器电路图d. 抢答器的组装与调试（3课时）- 指导学生进行抢答器组装- 教授调试方法，确保抢答器正常工作e. 故障排查与维修（2课时）- 分析常见的故障现象- 教授故障排查和维修方法3. 教材章节及内容：a. 第四章：数字电路基础b. 第五章：逻辑门电路c. 第六章：简易抢答器的设计与制作三、教学方法为了提高教学效果，充分调动学生的学习积极性，本课程将采用以下多样化的教学方法：1. 讲授法：教师以简洁明了的语言，系统地讲解抢答器的基本原理、电路组成和数字电路基础知识。
数字电路课程设计报告之四路智力抢答器
数电课程设计智力竞赛抢答器姓名：熊武学号：20110896学院：电气与电子工程专业：自动化班级110302指导教师：李岩四路多路智能抢答器设计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。
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，使以上问题得以解决，即使两组的抢答时间相差几微秒，也可分辨出哪组优先答题。
本文主要介绍了抢答器的工作原理及设计，以及它的实际用途。
目录一、实验目的……………………………………………………………二、设计内容及要求……………………………………………………三、总体设计思想与方案论证…………………………………………四、单元电路的设计、参数计算、器件选择及介绍………………….（一）、封锁电路…………………………………………………………………….（二）、脉冲电路……………………………………………………………………（三）、亮灯电路与蜂鸣器电路……………………………………………………五、总体电路设计图、工作原理及元器件清单………………………六、硬件电路安装、调试测试结果，出现的问题、原因及解决方法七、总结与体会…………………………………………………………八、参考文献………………………………………………………………………一、实验目的1．学习智力竞赛抢答器电路的工作原理。
2．学习综合数字电子电路的设计、实现和调试方法。
二、设计内容和要求设计实现一个可容纳四组参赛者的数字智力竞赛抢答器。
数字电子技术课程设计(四人抢答器)
[9] 阎 石. 数字电子电路（第六版）.
指导教师
2019年 3月27号
1)
随着经济水平的不断提高，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，智力竞赛是一种生动活泼的教育方式，人们在物质文明得到满足的同时更注重精神文明的追求，各种节目不断涌现，提高节目的质量尤为重要。本次设计是针对活动中用到的抢答器而设计的。抢答器是为竞赛参赛者答题时进行抢答而设计的一种优先判决器电路，广泛应用于各种知识竞赛、文娱活动等场合。通过抢答和必答两种答题方式能引起参赛者和观众的极大兴趣，并且能在极短的时间内，使人们迅速增加一些科学知识和生活常识。
（4）有抢答信号输入，即开关S1-S4中的任意一个开关被按下时，对应的LED灯变亮，此时再按其它任何一个开关被按下均无效，指示灯依旧“保持”第一个开关按下时所对应的状态不变。
3)
1.
方案一：
此方案用到四个74ls04非门和四个74ls20与非门电路，电路较好设计，但是缺点在于没有主持人复位按钮。
方案二
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本文设计的抢答器，电路简单，成本较低，操作方便，灵敏可靠，具有较高的推广价值。
抢答器在竞赛中有很大用处,它能准确、公正、直观地判断出第1抢答者。通过抢答器的指示灯显示手段指示出第1抢答者[1]。本论文设计宗旨在培养学生综合模拟、数字电路知识，解决电子信息方面常见实际问题的能力，掌握一般电子电路设计方法与设计步骤。促使学生积累实际电子制作经验，准备走向更复杂更实用的应用领域。目的在于巩固基础、注重设计、培养技能、追求创新、走向实用。
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题目
一、设计任务和要求：
1.设计任务
设计一台可供4名选手参加比赛的智力竞赛抢答器。
用数字显示抢答倒计时间，由“9”倒计到“0”时，无人抢答，蜂鸣器连续响0.5秒。
选手抢答时，数码显示选手组号,同时蜂鸣器响0.5秒，倒计时停止。
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（抢答显示数码管灭灯）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，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。
(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，定时器开始倒计时，定时显示器显示倒计时间，若无人抢答，倒计时结束时，扬声器响，音响持续0.5秒。
参赛选手在设定时间（9秒）内抢答有效，抢答成功，扬声器响，音响持续0.5秒，同时定时器停止倒计时，抢答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)、如果抢答定时已到，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0.5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)、用石英晶体振荡器产生频率为1H z的脉冲信号，作为定时计数器的CP信号。
二、总体方案选择：
电路主要由脉冲产生电路、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产生音响。
主持人宣布开始抢答时，倒计时电路启动由9计到0，如有选手抢答，倒计时停止。
电路系统结构如图2-4：
三、单元电路设计
1、控制电路
1) CD4511器件简介
CD4511是一块BCD-十进制七段译码/驱动器课本上不曾讲过，它带有锁存端口，其功能比书上我们学过的74HC4511CMOS七段显示
译码器功能要强大的多，这也是我本此实验选用这个器件的缘故。
关于CD4511的引脚图见图一
其功能介绍如下：
BI：4脚是消隐输入控制端，当BI=0 时，不管其它输入端状态如何，七段数码管均处于熄灭（消隐）状态，不显示数字。
LT：3脚是测试输入端，当BI=1，LT=0 时，译码输出全为1，不管输入DCBA 状态如何，七段均发亮，显示“8”。
它主要用来检测数码管是否损坏。
LE：锁定控制端，当LE=0时，允许译码输出。
LE=1时译码器是锁定保持状态，译码器输出被保持在LE=0时的数值。
A、B、C、D为8421BCD码输入端。
OutA、OutB、OutC、OutD、OutE、OutF、OutG：为译码输出端，输出为高电平1有效。
２）、显示电路的工作图如图二
该显示电路主要由CD4511七段显示译码器来完成，其具体连接情况可看图二
３)、控制电路的工作图如图三
这部分电路的作用完成三个任务：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；二是使其他选手按键操作无效；三是防止提前按键。
按下未按下“开始”按钮前，CD4511BLANKING引脚为低电平，CD4511不工作，可防止抢答者提前按键。
当“开始”按下后，当所有抢答者开关均未按下时，锁存器输出全为低电平，该信号作为锁存器使能端LD的控制信号，使锁存器处于等待接收触发输入状态；当任一开关按下时，输出信号中必有一路为高电平，经逻辑或运算后U1A输出为高电平。
一但有高电平输入，不管另一输入端状态如何，输出保持高电平不变，这个电平控制CD4511锁存端使其他按键操作无效。
当抢答完成后，按下“清除”按
钮强行使U1B输出置零，CD4511锁存解除，开始新一轮抢答。
２.蜂呜器发声原理电路
该电路主要负责当有抢答信号输入时，SP发出声音以提醒其它人已经有人先抢答了。
用集成555定时器组成多谐振荡器。
当电路刚接通时，由于电容C1上的电压不会突变，故IC1-2脚为低电平（0V），导致3脚输出高电平。
当电源经R1、R2对C1充电到Vc≥2/3Vcc时，OUT脚输出由高变低，放电管（7脚内的VT23）导通，电容C1经R2和IC1-7脚内导通的VT23进行放电，当Vc≤1/3时，OUT脚输出有低变高，电容器C1再次充电。
上述过程周而复始，从而就形成了振荡，产生的脉冲信号从OUT脚供使用。
其电路图如图四
3、电路的总连接逻辑电路如图五所示
（此电路图在纸上）
四、所用器材:
CD4511 一个
开关五个
555定时器一个
或非门两个
单向导电二极管六个
电源三个
导线若干
五、遇到的问题及解决方案:
在本次课程设计之前我从来都没有用过multisim软件，并且软件全为英文版的，使操作起来很吃力，因此在画防真图时觉得难度很大。
在课本上没有学过关于CD4511的使用情况，也没分析过CD4511的具体用法，为了做好课程设计我专门在图书馆找了资料，偶然机会发现了CD4511的引脚图，觉得它和书上学过的74HC4511很像，并且它具有更强大的功能，对设计４人抢答器更方便，便对器件进行了认真的分析，随后按照自己的思路设计出了部分电路。
本次课程设计做的最终结果并不是很理想，首先在电路的整体设计过程中不是太合理，虽然对CD4511的操作和使用还很熟练，但由于在multisim软件中不含有CD4511这种器件，而在其他的几种仿真软件中也没找到CD4511种这种器件，因此最终无法在仿真软件
中进行仿真。
在本次课程设计中，最终的实验效果和实验要求还有一点点不吻合，如在选手强抢答时候会显示出组员的号码，却不能是蜂鸣装置发声，但最终也能实现私四人抢答器的其他功能。
六、分析总结:
本次课程设计由我和李江滨共同完成，我们进行了分工，由我设计锁存器、抢答控制与显示等部分电路，有他来设计倒计时控制电路，随后我们又共同设计了蜂呜器发声原理电路。
本此课程设计本来打算用防真软件来画的，可是在multisim软件里找不到相应的CD4511器件，于是便在网上制作了CD4511器件的引脚图（如图一），而后的几个电路图全部在WORD里制作，总电路图由手工制作。
作本次课程设计的时候虽然没用到防真软件，但我对该软件进行了认真的学习，也深刻体会到了使用这种软件的功能强大与方便之处，知道了防真软件对我们痛惜专业学生的重要性。
同时通过这次课程设计我业更深层次的明白了合作的重要性，对于做任何一项比较复杂的电路设计，首先都必须有熟练的知识与活跃的思维做前提，其次还需要与一个有共同爱好的电路设计者合作，这样做不仅可以节省大量的学习时间，而且通过互相讨论合作才能设计出更合理的电路模型。
通过本次课程设计我对课本又进行了很好的温习，熟话说温故而知新，重新看了一遍课本，并且在网上、图书馆又查找了好多资料，对电路模型以及74HC4511、CD4511、555定时器、二极管等基本元器件又有了更好的认识。
这次课程设计自己感觉做的还不错，通过这一星期的锻炼，我的设计电路的逻辑思维能力以及动手操作能力都得到了很大的提高，并且通过这次课程设计，我对运用multisim软件进行电学设计问题更感兴趣，今后我一定会更多的看电学书籍和进行电学设计，为今后的更好发展打下坚实的基础。
七、参考文献:
1、数字电子技术基础阎石主编第四版高等教育出版社
2、数字电子技术基础彭容修主编华中理工大学出版社
3、电子技术及其应用基础李哲英主编高等教育出版社
4、电子技术导论沈尚贤主编高等教育出版社
5、电子线路设计指导李银华主编北京航空航天大学出版社
6、数字电路与逻辑设计邓元庆主编电子工业出版社
7、数字电路与系统韩振振主编北京邮电大学出版社。