四路竞赛抢答器
基于单片机的四路抢答器
基于单片机的四路抢答器1.由于剩余4个引脚，所以可以扩展到8路2.矩阵键盘输入任意两位数倒计时初值一、功能要求以8051系列单片机为核心，设计一个4路竞赛抢答器。
具体功能要求如下：1、该抢答器最多可供4名选手参赛，用4个按钮S0～S3表示，设置一个系统复位和抢答控制开关S，由主持人控制。
2、当主持人启动“抢答开始”键后，定时器进行减计时，同时扬声器发出短暂的声响，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，LED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；如规定的时间内无人抢答则蜂鸣器发声，计时器复位，为下一次计时做好准备。
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）。
4、只有主持人的操作将电路复位后，方可结束上一次的抢答，为下一次抢答做好准备。
二.设计方案（1）倒计时用矩阵键盘输入，程序中用keycount来记录按下按键的次数，我只设置两次，只能输入两位数，多按下几次是没有效果的，相当于键盘自锁，之后单片机读取键值，缓存入一个两位的数组table【2】。
（2）采用的是3位led动态扫描的方式显示（3）中断扫描选手按键，选手按键用的用独立键盘，用与门接选手按键，当有人按下时，与门由高到低，产生下降沿而引起中断，单片机扫描独立键盘。
（4）蜂鸣器电路（5）开始按键和复位按键1-1主流程图1-2 外部中断扫描选手按键1-3 定时器中断电路图如下图由于仿真软件proteus不能用PnP仿真，所以去掉了PnP，直接用IO口驱动；真实是不行的。
#include<reg52.h>#define uchar unsigned char#define uint unsigned intsbit FUW=P3^5; //抢答键sbit CLR=P3^4; //清零，复位键sbit xuan1=P2^4;//选手1,2,3,4sbit xuan2=P2^5;sbit xuan3=P2^6;sbit xuan4=P2^7;sbit wei1=P2^0;//位选1,2,3,4sbit wei2=P2^1;sbit wei3=P2^2;sbit wei4=P2^3;sbit buz=P3^0;uchar code numtab[10]={0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90}; //共阳极uint table[3]={0,0,0};//倒计时缓存uchar keycount=0;uint time=0;uchar num=0;uint ge,shi;/***********延时函数*****************/void delayms(uint xms){uint i,j;for(i=xms;i>0;i--)for(j=110;j>0;j--);}/************蜂鸣器****************/void buzzer(){buz=0;delayms(50);buz=1;}/************报警部分独立按键扫描********************/ void kscan(){uchar sk;if(xuan1==0){delayms(10);if(xuan1==0){buzzer();sk=1;table[2]=sk;}}else if(xuan2==0){delayms(10);if(xuan2==0){buzzer();sk=2;table[2]=sk;}}else if(xuan3==0){delayms(10);if(xuan3==0){buzzer();sk=3;table[2]=sk;}}else if(xuan4==0){delayms(10);if(xuan4==0){buzzer();sk=4;table[2]=sk;}}}/**********矩阵键盘扫描***************/ void keyscan(){uint temp,key;P1=0xfe;//第一行为0temp=P1;temp=temp&0xf0;//与上11110000if((temp!=0xf0)&&(keycount<2))delayms(10);//去抖temp=P1;temp=temp&0xf0;if(temp!=0xf0){temp=P1;switch(temp){case 0xde:key=0;table[keycount]=key;keycount++;break;}while(temp!=0xf0){temp=P1;temp=temp&0xf0;}}}P1=0xfd;//第二行为0temp=P1;temp=temp&0xf0;//与上11110000if((temp!=0xf0)&&(keycount<2))delayms(10);//去抖temp=P1;temp=temp&0xf0;if(temp!=0xf0){temp=P1;switch(temp){case 0xed:key=1;table[keycount]=key;keycount++;break;case 0xdd:key=2;table[keycount]=key;keycount++;break;case 0xbd:key=3;table[keycount]=key;keycount++;break;}while(temp!=0xf0){temp=P1;temp=temp&0xf0;}}}P1=0xfb;//第三行为0temp=P1;temp=temp&0xf0;//与上11110000if((temp!=0xf0)&&(keycount<2)){delayms(10);//去抖temp=P1;temp=temp&0xf0;if(temp!=0xf0){temp=P1;switch(temp){case 0xeb:key=4;table[keycount]=key;keycount++;break;case 0xdb:key=5;table[keycount]=key;keycount++;break;case 0xbb:key=6;table[keycount]=key;keycount++;break;}while(temp!=0xf0){temp=P1;temp=temp&0xf0;}}}P1=0xf7;//第四行为0temp=P1;temp=temp&0xf0;//与上11110000if((temp!=0xf0)&&(keycount<2)){delayms(10);//去抖temp=P1;temp=temp&0xf0;if(temp!=0xf0){temp=P1;switch(temp){case 0xe7:key=7;table[keycount]=key;keycount++;break;case 0xd7:key=8;table[keycount]=key;keycount++;break;case 0xb7:key=9;table[keycount]=key;keycount++;break;}while(temp!=0xf0){temp=P1;temp=temp&0xf0;}}}}/********显示函数*********/ void display(){ge=time%10;shi=time/10;wei1=1;wei2=0;wei3=0;P0=numtab[shi];delayms(5);P0=0xff;wei1=0;wei2=1;wei3=0;P0=numtab[ge];delayms(5);P0=0xff;wei2=0;wei1=0;wei3=1;P0=numtab[table[2]];delayms(5);P0=0xff;wei3=0;}/****************主函数**********************/ main(){EA=1;TMOD=0x01;TH0=(65536-50000)/256;//定时50msTL0=(65536-50000)%256;ET0=1;EX0=1;IT0=1; //下降沿触发PX0=1;PT0=0;while(1){if(keycount<2){ keyscan();if(keycount==2){time=10*table[0]+table[1];}}if(keycount==2){display(); }/******按下开始抢答键********/if(FUW==0){delayms(10);if(FUW==0){TR0=1;while(!FUW);}}/********按下清零键*********/if(CLR==0){delayms(10);if(CLR==0){TR0=0;EX0=1;time=0;ge=0;shi=0;table[0]=0;table[1]=0;table[2]=0;keycount=0;while(!CLR);}}}}/**************定时器0中断******************/ void t0() interrupt 1{TH0=(65536-50000)/256;//定时50msTL0=(65536-50000)%256;num++;if(num==20){num=0;time--;if(time==0){TR0=0;}}}/*********外部中断0***********/void estern0() interrupt 0{uchar ks;EX0=0;//关掉中断，防止键盘抖动，多次中断，还有就是//只扫描第一次按键的选手，之后按键不扫描if(TR0==0||time==0){kscan();}else if(xuan1==0&&TR0==1 ){delayms(10);if(xuan1==0){ks=1;table[2]=ks;TR0=0;while(!xuan1);}}else if(xuan2==0&&TR0==1 ) {delayms(10);if(xuan2==0){ks=2;table[2]=ks;TR0=0;while(!xuan2);}}else if(xuan3==0&&TR0==1 ){delayms(10);if(xuan3==0){ks=3;table[2]=ks;TR0=0;while(!xuan3);}}else if(xuan4==0&&TR0==1 ){delayms(10);if(xuan4==0){ks=4;table[2]=ks;TR0=0;while(!xuan4);}}}。
四路抢答器电路组成及工作原理(含电路图)
电路组成及工作原理四路竞赛抢答器总电路原理图如图1所示。
图1 四路竞赛抢答器原理图1．抢答器电路原理：如图2，IO1，IO2，IO3，IO4分别为抢答器按钮的输入端，开始抢答，假设IO1抢答成功，通过四D触发器输出Q1=1，Q1’=0，而Q 2’=Q3’=Q4’=1,通过四输入与非门后，输出高电平，再经过反相器输出低电平，再经过两输入与非门，输出低电平，此时四D触发器处于保持状态，并且其他按钮的输入不起作用，IO1的抢答信号被锁存。
此时LED1发光并且蜂鸣器发出响声。
其他抢答按钮同理。
图2 抢答器部分电路图2.计时电路原理：计时电路为两片74LS160用置数法构成的31进制计数器，因为可以为了让答题者直观的看到30S这个时间点，所以设置了31进制的计数器。
两片的四个输入端均接低电平，两片的输出端分别接七段译码管直接显示数字，高位的74LS160芯片的Q1Q2接到一个二输入的与非门（U8A）输出到计数器的LD端、三输入与非门端、反相器端。
输出到LD端是为了构成31进制计数器，当高位变为3时，计数器置0。
输出到三输入与非门（U9A）和时钟脉冲、开关的电平信号一起输入到与非门中，这就是为什么能控制计时的开始与暂停了，当开关输入低电平时，无论是否有时钟信号，时钟均不发生改变，此时时钟信号为无效信号；而当开关输入高电平时，U8A输出也为高，因此，时钟信号为有效信号，因此，凭借这样的类似锁存的电路，就可以控制计时的开始与暂停。
而当时间到了30s时，U8A输出为低电平，时钟信号又成为无效信号，时间被停止在30s，此时将U8A信号通过一个反相器输出到蜂鸣器，蜂鸣器发出响声。
图3 计时器电路3.555函数发生器：输出高电平时间：T1=(R1+R2)Cln2 输出低电平时间：T2=R2Cln2 振荡周期：T=(R1+2R2)Cln2图4 555函数发生器。
数字电路课程设计四路抢答器
数字电路课程设计——四路抢答器专业：班级：姓名：学号：组员：指导教师：一、二、 1、 2、三、 1、数字电子技术课设—— 四路抢答器设计题目四路竞赛抢答器设计目标掌握四路竞赛抢答器电路的设计、组装与调试方法。
熟悉数字集成电路的设计和使用方法。
设计任务抢答器参赛者分为 4 组， 每组序号分别为 1、2、3、4，按键 SB0~SB3 分别对应 4 个组， 抢答者按动本组按键， 组号立即在 LED 显示器上 显示，同时封锁其他组的按键信号。
系统设置外部清除键，按动清除键， LED 显示器自动清零灭灯。
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 (LED 显示)， 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。
抢答器具有定时(30 秒)抢答的功能。
当主持人按下开始按钮后， 定时器开始计时，显示时间，若无人抢答，计时到 30 秒的时候， 扬声器发出声响， 声响持续 1 秒。
若参赛选手在 30 秒内有人抢答， 扬声器响，同时 LED 灯亮，并保持到主持人将系统清零为止。
可用 555 定时器和一定数值的电阻和电容产生频率为 1KHz 的脉冲， 作为触发器的 CLK 信号。
再经分频器输出秒脉冲作为定时器的 CLK 信号。
四 、 进度安排序号 内容 时间1 课题介绍 0.5 学时2 查找资料理论设计并仿真 2 学时3 安装、调试电路 2 学时4 技术指标测试 1 学时5 答辩 0.5 学时五 、 设计方案1 、 所需电路元器件：74LS74×2 555 定时器× 1 74LS160×54、5、2、 3、74LS20×174LS00×274LS04×12 、各芯片的引脚图及功能表74LS74 引脚图及其功能真值表555 定时器的引脚排列图74LS160 引脚图管脚图74LS160 的功能真值表74LS20 引脚图及其功能真值表74LS00 引脚图及其功能真值表74LS04 引脚图及其功能真值表六、各部分电路设计原理1 、判别电路：需要 74LS74 两个芯片， 74LS20,74LS00,74LS04 各一个，开关 5 个 K1,K2,K3,K4,K5， 1KHZ 的脉冲，指示灯等，按照总体设计电路图 (见七、总体电路分析设计四路及过程) 连接，首先使每个芯片都正常工作，在第一个 D 触发器中， 2 接 K1,12 接 K2， 5 和9 分别接指示灯， 6、8 接到四输入的非门上，第二个 D 触发器中，2 接 K3， 12 接 K4， 5 和 9 分别接指示灯， 6、8 也接到四输入的非门上，而两个 D 触发器中的 1 和 13 共四个口分别连在一起接开关K5，两个 D 触发器中 3 和 11 都连在一起，接出一根红线 L1，然后在将 74LS20 的输出端接在 74LS04 的输入端，其中的输出端接74LS00 输入一端，另一个输入端接 1KHZ 的脉冲，它的输出正好接在红线 L1 上，此时完成了抢答器。
PLC控制四路知识竞赛抢答器
2 + + + + +
3 + + + + +
4 + + + +
5 + + + + +
6 + + + + + +
7 + + + -
8 + + + + + + +
9 + + + + + +
a b c d e f g
三、任务解决方案
1．I/O分配 输出
a b c d e f g
输入
复位 一号~ ~ 按钮 四号按钮 I0.0
四路知识竞赛抢答控制
学习目标
★掌握 LED七段数码管的基本知识。
★掌握中间继电器的使用方法。
★掌握控制电路的设计方法。 ★掌握输出电路的设计方法。
一、任务提出
四路知识竞赛抢答器的控制要求：
1.可供4个组进行竞赛，每组各有1个抢答按钮。
2.第1个按下抢答按钮的组可以答题，后按下的无效。
应，其线圈的通断状态只能在程序内部用指
令驱动，其触点不能直接驱动外部负载，只
能在程序内部驱动输出继电器的线圈，再用 输出继电器的触点去驱动外部负载。
中间继电器的典型电路
2．LED简介
外形
LED显示数字与字形对照表
LED显示数字与+ + + + -
1 + + -
I0.1~I0.4 Q0.0 Q0.1 Q0.2 Q0.3 Q0.4 Q0.5 Q0.6
四路抢答器电路组成及工作原理(含电路图)
电路组成及工作原理四路竞赛抢答器总电路原理图如图1所示。
图1 四路竞赛抢答器原理图1．抢答器电路原理：如图2，IO1，IO2，IO3，IO4分别为抢答器按钮的输入端，开始抢答，假设IO1抢答成功，通过四D触发器输出Q1=1，Q1’=0，而Q 2’=Q3’=Q4’=1,通过四输入与非门后，输出高电平，再经过反相器输出低电平，再经过两输入与非门，输出低电平，此时四D触发器处于保持状态，并且其他按钮的输入不起作用，IO1的抢答信号被锁存。
此时LED1发光并且蜂鸣器发出响声。
其他抢答按钮同理。
图2 抢答器部分电路图2.计时电路原理：计时电路为两片74LS160用置数法构成的31进制计数器，因为可以为了让答题者直观的看到30S这个时间点，所以设置了31进制的计数器。
两片的四个输入端均接低电平，两片的输出端分别接七段译码管直接显示数字，高位的74LS160芯片的Q1Q2接到一个二输入的与非门（U8A）输出到计数器的LD端、三输入与非门端、反相器端。
输出到LD端是为了构成31进制计数器，当高位变为3时，计数器置0。
输出到三输入与非门（U9A）和时钟脉冲、开关的电平信号一起输入到与非门中，这就是为什么能控制计时的开始与暂停了，当开关输入低电平时，无论是否有时钟信号，时钟均不发生改变，此时时钟信号为无效信号；而当开关输入高电平时，U8A输出也为高，因此，时钟信号为有效信号，因此，凭借这样的类似锁存的电路，就可以控制计时的开始与暂停。
而当时间到了30s时，U8A输出为低电平，时钟信号又成为无效信号，时间被停止在30s，此时将U8A信号通过一个反相器输出到蜂鸣器，蜂鸣器发出响声。
图3 计时器电路3.555函数发生器：输出高电平时间：T1=(R1+R2)Cln2输出低电平时间：T2=R2Cln2振荡周期：T=(R1+2R2)Cln2图4 555函数发生器。
四路抢答器原理
四路抢答器原理
四路抢答器是一种常见的教学辅助设备，它可以在教学、培训、考试等场合中起到很好的作用。
它的原理是通过电子技术实现多路同时抢答的功能，下面我们来详细介绍一下四路抢答器的原理。
四路抢答器由主控模块、无线接收模块、手柄模块和显示模块组成。
主控模块是整个抢答器的核心部分，它负责控制整个系统的工作。
无线接收模块负责接收来自手柄模块的信号，并将抢答结果传输给主控模块。
手柄模块是供学生使用的，学生可以通过手柄模块进行抢答。
显示模块用于显示抢答结果。
在使用四路抢答器时，首先需要将主控模块和无线接收模块进行配对，然后将手柄模块与无线接收模块进行配对。
接下来，学生可以通过手柄模块进行抢答，当学生按下手柄上的按钮时，手柄模块会发送信号给无线接收模块，无线接收模块再将信号传输给主控模块。
主控模块接收到信号后，会根据抢答时间的先后顺序进行排序，并将结果显示在显示模块上。
四路抢答器的原理实际上是利用了无线通信技术和微处理器技术。
无线通信技术使得手柄模块和无线接收模块之间可以进行远程通信，而微处理器技术则使得主控模块能够对接收到的信号进行处理和排序。
通过这些技术的应用，四路抢答器可以实现多路同时抢答的功能，为教学和考试等场合提供了便利。
总的来说，四路抢答器原理是通过无线通信技术和微处理器技术实现多路同时抢答的功能。
它的应用为教学和考试等场合提供了便利，可以有效提高教学和考试的效率，是一种非常实用的教学辅助设备。
四路抢答器的工作原理
四路抢答器的工作原理
四路抢答器是一种用于比赛或课堂互动的设备，它的工作原理可以分为以下几个步骤：
1. 选择器工作原理：四路抢答器通常由一台主机和多个从机组成。
主机负责控制整个系统的运行，具有选题的功能。
从机用于抢答者按键进行抢答。
当选中一个从机进行答题时，主机通过选择器的工作原理确定并显示出抢答者的答题结果。
2. 按键传输原理：抢答者按下从机上的按钮，会产生一个电信号。
此信号通过电路传输给主机。
通常使用的是串行传输方式，通过数据线将按键信息传送给主机。
3. 选择器工作原理：主机内部有一个选择器，负责识别从机的信号。
选择器会扫描每个从机，当检测到有按键信号输出时，就会确定该从机为答题者，并停止扫描其他从机。
这样可以确保答题者能够被准确地识别和显示。
4.结果显示原理：当选择器确定答题者后，主机会根据答题者
信息，在显示屏上显示答题者的编号或名称，以确定答题者的身份。
通过上述步骤，四路抢答器能够准确地选择和显示答题者的答题结果，实现比赛或课堂互动的目的。
四路抢答器原理
四路抢答器原理一、引言四路抢答器是一个用于比赛、考试等需要抢答的场景中的设备，它可以实时记录每位参与者按下抢答按钮的时间，并以此决定谁是获胜者。
本文将详细介绍四路抢答器的原理和工作流程。
二、四路抢答器的组成四路抢答器由以下几个主要部分组成：1.主控制器：负责控制整个抢答器系统的工作，包括接收信号、记录时间和本地处理等功能。
2.抢答按钮：参与者用于抢答的设备，按钮上通常带有一个触摸开关，按下即可触发信号传输。
3.信号接收器：接收抢答按钮发送的信号，并将信号传递给主控制器进行处理。
4.显示屏：显示比赛进程、得分和其他相关信息。
三、四路抢答器的工作流程四路抢答器的工作流程可以分为以下几个步骤：1. 初始化设置在比赛开始之前，主控制器需要进行初始化设置。
包括设置比赛时间、参与者信息等。
2. 抢答准备比赛开始后，参与者准备好抢答按钮，主控制器检测到抢答按钮的状态，并进行准备工作，包括清空之前的记录，准备接收新的信号。
3. 信号传输当参与者按下抢答按钮时，按钮上的触摸开关会触发信号传输。
信号以无线电信号的形式传输到信号接收器，然后再经过处理传递给主控制器。
主控制器会记录下每个参与者按下按钮的时间。
4. 时间记录和判定主控制器会记录下每个参与者按下按钮的时间，然后根据时间的先后顺序判断出第一个抢答的参与者。
通常情况下，第一个按下按钮的参与者会被认定为抢答成功。
5. 结果显示主控制器会将抢答成功的参与者进行记录，并将结果显示在显示屏上。
常见的显示方式是显示参与者的编号或代号。
四、四路抢答器的优势和应用场景1. 优势四路抢答器相比传统手动抢答方式有以下优势：•自动化处理：四路抢答器能够自动记录每个参与者的抢答时间，大大减少了人为录入的误差。
•实时性：抢答器能够实时显示抢答结果，使比赛更加公平公正。
•多参与者：四路抢答器可以同时容纳多个参与者，增加了游戏的互动性和娱乐性。
2. 应用场景四路抢答器可以广泛应用于以下场景：•游戏节目：常见的电视游戏节目经常使用四路抢答器来进行抢答环节。
四路抢答器ppt
四路抢答器制作人：程杰珊
于丰源
王琪
柴德良
李林峰
抢答器作用
1.在竞赛、文体娱乐活动（抢答活动）中，能准确、公正、直观地判断出抢答者。
2.通过抢答者的指示灯显示、数码显示和警示显示等手段指示出第一抢答者和犯规选手。
四路抢答器的工作原理
1. 本电路采用单片机AT89S51作为控制芯片，
单片机的外接四个发光二极管,作为四位选手的犯规信号指示灯，P2口接入一个犯规报警装置，选用嗡鸣器。
抢答按键选择独立式键盘。
2.数码管采用共阳极七段显示，其内部发光二极管为共阳极接高电平，用PNP型三极管驱动，当对应发光二极管一端为低电平时发光二极管点亮，显示的数字由送入的字节数据控制。
• 3. 软件设计分析首先在程序的开始为选手设置了一段违规程序，该程序的作用是为了防止选手在主持人没有按下抢答键时，有的选手已经提前抢答了，本次抢答为无效抢答，并有报警和指示灯显示该位选手的选号，做违规处理，if(kaishi==1)//当开始没按下时
•{ if(s1==0)
•{ c1=0;
•1b=0;//灯亮
•delay_ms(50);//响起警报
•}
•}。
4.抢答完毕之后按复位开关开始到复位状
态。
主要原器件
作品效果图
四路抢答器的电路图
心得体会
•一份汗水一份收获，经过我们两周的努力终于将作品展现在各位老师的面前。
经过这一次的实训我们收获了很多很多。
•通过这次我们体验到了成功的快乐，其次提高了我们的动手能力和团队合作精神，我们也学到了不少的专业知识。
获得了很多在课本上学不到的知识！。
四路抢答器
摘要：本文主要介绍了多路智力竞赛抢答器。
它是由主体电路和扩展电路组成。
主体电路由抢答电路、定时电路组成。
优先编码电路、锁存器、译码电路将各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，以上为主体电路工作原理。
通过译码电路将秒脉冲信号在显示器上输出实现计时功能，构成扩展电路。
数电课程设计的编写是以实际动手研究为主线，以科学研究所研究到的所应用的实际技术为主要内容。
培养学生掌握电子技术的科学规律、技术，测量技术等研究方法使其具有独立动手研究的能力，以便在未来的工作中开拓创新。
抢答器是一种能使任何比赛及竞争性的游戏体现公平、公正的电子装备。
在比赛中为了准确、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指示出第一抢答者。
同时还应设计记分、犯规和奖惩记录等多种功能。
为了全面运用科学动手研究的技术方法，在加强的直接动手方法的同时，力求让我们在短时间里得以掌握先进科学技术：如本设计中所使用到的Protel99等技术手段，新工具。
也培养了自己理论联系实际、设计电路的能力及正确的的处理数据、分析。
本文主要介绍了数字电子技术是一门应用性很强的专业基础课,主要任务是在传授有关数字电子技术基本知识的基础上,培训分析和设计数字电路的能力。
为了更好地把理论教学和实践有机地结合在一起，让我们进一步的掌握数字电子技术的知识、提高电子电路设计、分析、制作和调试的基本技能，在课程中特意安排了数字电子技术实习。
关键词抢答器、锁存电路、编码电路、译码电路、数码显示目录一、设计任务及要求 (3)1．1任务 (3)1．2要求 (3)1．2. 1基本要求 (3)1．2．2扩展要求 (3)二、设计方案 (3)2．1电路的设计 (2)三、设计原理及实现 (4)3．1元器件清单 (4)3．2 电路的工作工程及其原理图 (4)3．3主要芯片的功能和工作原理 (5)四、电路制作与调试 (6)4．1电路制作及其PCB图 (6)4．2 电路调试 (7)五、设计结论及体会 (8)参考文献 (8)一、设计任务及要求1.1、任务：用元器件及印刷电路板设计并制作一个多路智力竞赛抢答器。
四路抢答器电路组成及工作原理
四路抢答器电路组成及工作原理四路抢答器电路是一种用于抢答游戏或竞赛中的电子设备，可以让多个参与者以快速抢答的方式回答问题。
其基本组成部分包括信号发生器、信号接收模块、计分显示模块和控制模块。
下面我将详细介绍四路抢答器电路的工作原理。
1.信号发生器：信号发生器是四路抢答器电路的核心部分，它负责产生试题信号和抢答信号。
在发生器中，有一个计时器和一个按钮开关。
在游戏开始之前，计时器初始化为0，表示尚未开始抢答。
当游戏开始后，计时器开始运行，并且每秒钟产生一个试题信号。
当有人按下按钮开关时，计时器停止。
2.信号接收模块：信号接收模块是抢答器电路的外设，用于接收信号发生器产生的信号。
它包括四个接收器，分别对应四个参与者。
每个接收器都连接到一个LED指示灯和一个蜂鸣器。
当试题信号到达接收器时，LED指示灯会点亮，并发出一声蜂鸣器声音。
接收器还可以捕捉到按钮开关的信号，以确定参与者是否按下了按钮。
3.计分显示模块：计分显示模块用于显示每个参与者的得分情况。
它包括四个数码管显示器，分别对应四个参与者。
当一些参与者按下按钮开关时，计分显示模块会将其得分加1，并在数码管上显示出来。
4.控制模块：控制模块负责控制整个四路抢答器电路的工作流程。
它连接信号发生器、信号接收模块和计分显示模块。
控制模块可以控制信号发生器的启动和停止，在游戏进行过程中，它还会监测参与者是否按下了按钮开关，并相应地控制信号接收模块和计分显示模块。
1.游戏开始：控制模块启动信号发生器，并初始化计分显示模块中的得分为0。
信号发生器开始运行，每秒钟产生一个试题信号，对所有的参与者公平。
2.抢答：参与者观察试题信号的到来，并根据自己的判断抢答。
抢答的方式是按下按钮开关。
当有人按下按钮开关时，信号发生器停止。
3.信号接收和计分：信号接收模块接收到试题信号后，LED指示灯点亮，并发出蜂鸣器声音，提醒参与者谁是第一个抢答的人。
接下来，信号接收模块还会接收按钮开关的信号，并通知控制模块参与者是否抢答成功。
四路竞赛抢答器实习报告
一、实习目的通过本次实习，使学生掌握四路竞赛抢答器的原理和设计方法，提高学生的动手能力和实践能力，培养学生的创新思维和团队合作精神。
二、实习内容本次实习主要涉及以下内容：1. 四路竞赛抢答器原理分析四路竞赛抢答器是一种具有优先输出的电子电路，主要用于各类竞赛中的抢答。
在四路抢答器中，每组选手有一个抢答按钮，当主持人按下开始按钮后，选手按下抢答按钮，抢答器会显示抢答成功的选手编号，并发出音响提示。
2. 四路竞赛抢答器硬件设计四路竞赛抢答器的硬件设计主要包括以下几个部分：（1）按键电路：包括四个选手抢答按钮和一个主持人开始按钮。
（2）锁存电路：用于锁存抢答成功的选手编号。
（3）译码显示电路：将锁存的选手编号转换为数码管显示。
（4）音响电路：用于发出音响提示。
（5）定时电路：用于设定抢答时间。
3. 四路竞赛抢答器软件设计四路竞赛抢答器的软件设计主要包括以下几个部分：（1）按键扫描：扫描选手抢答按钮和主持人开始按钮的状态。
（2）锁存处理：当抢答按钮被按下时，将抢答成功的选手编号锁存。
（3）译码显示：将锁存的选手编号转换为数码管显示。
（4）音响提示：当抢答成功时，发出音响提示。
（5）定时处理：设定抢答时间，并在时间到时发出音响提示。
三、实习过程1. 理论学习首先，我们学习了四路竞赛抢答器的原理和设计方法，了解了硬件设计和软件设计的具体内容。
2. 硬件制作根据设计图纸，我们按照以下步骤制作了四路竞赛抢答器的硬件：（1）焊接按键电路：焊接四个选手抢答按钮和一个主持人开始按钮。
（2）焊接锁存电路：焊接锁存电路所需的元器件。
（3）焊接译码显示电路：焊接译码显示电路所需的元器件。
（4）焊接音响电路：焊接音响电路所需的元器件。
（5）焊接定时电路：焊接定时电路所需的元器件。
3. 软件编写根据设计要求，我们编写了四路竞赛抢答器的软件，包括按键扫描、锁存处理、译码显示、音响提示和定时处理等功能。
4. 系统调试在硬件制作和软件编写完成后，我们对四路竞赛抢答器进行了系统调试，确保各个功能正常运行。
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。
四路智力竞赛抢答器调试过程中可能遇到的问题
四路智力竞赛抢答器调试过程中可能遇到的问题
1. 连接问题：抢答器与主控设备之间的连接可能存在问题，导致信号传输失败或者延迟。
这时候可以检查连接线是否插好，并确保连接的稳定性。
2. 电源问题：抢答器需要电源供电，如果电源线接触不良或者电源适配器故障，可能导致抢答器无法正常工作。
此时可以检查电源线的连接并更换适配器进行测试。
3. 编程问题：抢答器的主控设备可能需要编程才能正常工作，如果编程过程中出现错误或者程序不完整，抢答器可能无法进行抢答。
这时候可以检查编程代码和固件，并确保正确加载到主控设备上。
4. 信号干扰问题：如果比赛现场存在其他电子设备导致的信号干扰，可能会影响抢答器的正常使用。
这时候可以尝试调整抢答器的信号频率或者增加屏蔽措施以减少干扰。
四路抢答器原理
四路抢答器原理
四路抢答器是一种用于比赛抢答环节的设备，其原理是通过无线电信号的传输和接收，实现抢答信号的发送和接收。
四路抢答器由一台主机和多个抢答器组成。
主机负责控制抢答的过程，包括分配抢答次序、接收抢答信号和显示抢答结果。
抢答器则负责发送抢答信号，并获取抢答结果。
具体实现上，主机通过无线电信号向各个抢答器发送信号，抢答器会接收到信号后立即发送抢答信号回主机。
主机会记录下抢答信号的时间顺序，并根据设定的规则决定有效抢答的结果。
在显示结果时，主机会将抢答的结果在相应的显示屏上显示出来，以便观众和参赛者进行观看。
四路抢答器的原理主要依赖于无线电信号的传输和接收。
通过使用无线电技术，可以实现远距离的信号传输和接收，使得抢答器可以方便地进行移动和布置。
同时，由于无线电信号的速度非常快，抢答信号的接收和分析可以在瞬间完成，确保了整个抢答的过程的准确性和效率。
总结起来，四路抢答器的原理是通过无线电信号的传输和接收，实现抢答信号的发送和接收，并通过主机进行控制和显示，以实现比赛中的抢答环节。
四路智力抢答器
智力抢答器智力抢答器是各种竞赛活动中不可或缺的电子设备，发展较快，从一开始的仅具有抢答锁定功能的一个电路，到现在的具有倒计时、定时、紫癜（或手动）抚慰、报警（即声响提示）、屏幕显示、按键发光等多种功能的技术融合。
因此，抢答器按设计功能要求的不同，可以分为很多种类。
1本抢答器的特征（1）在给定5V直流电源典雅的条件下设计一个可以容纳四组参赛者的抢答器，每组设置一个抢答按钮供参赛者使用，分别用4个按钮J1~J4表示。
（2）设置一个系统清零和抢答控制开关K（该开关由主持人控制），当开关K被按下时，抢答器开始（允许抢答），打开后抢答电路清零。
（3）抢答器具有第一个抢答信号的鉴别、锁存及显示功能。
即有抢答信号输入（开关J1~J4中的任一个开关被按下）时，锁存相应的编号，并在LED数码管上显示出来，同时扬声器发出声响。
此时再按其他任何一个抢答器开关均无效，优先抢答选手的编号一直保持不变，直到主持人将系统清除为止。
2总体设计方案数字式智力抢答器一般包括门控制电路、抢答编码电路、译码电路、优先锁存电路、数显电路、声响报警电路。
其中，门控电路、抢答编码电路、译码电路是核心，用于完成各组抢答信号的识别、判断；数显电路、声响报警电路用于显示抢答的组号并同时用扬声器提醒；优先锁存电路用于判断、锁存参赛者的第一个抢答信号并使其他抢答信号无效。
功能要求电路设置系统清零和控制开关，因此需要一个门控电路。
其工作原理框如图1所示。
图1 四路智力抢答器工作原理图3.单元电路设计（1）译码、数显电路由于需要用LED数码管显示抢答的相应编号，因此选用常见的BCD----七段锁存/译码/驱动集成电路CD4511。
其工作的逻辑真值表如表1所示。
表1CD4511逻辑真值表将CD 4511的七段译码输出端分别与数码管的7个端口连接，由于CD4511输出端的电压为5V，而数码管的前向导通电压和开门电流分别为1.66V和5V，这时CD4511与数码管连接时中间需要加限流电阻。
四路抢答器
电子技术课程设计题目：四路抢答器项目:四路抢答器总体功能介绍1、四路抢答器可以分别出四位选手抢答的第一信号并且具有所存功能，第一选手抢答时其对应的指示灯会亮。
2、电路可以针对答题的正误实现加分，并显示在液晶屏幕上。
3、电路设置有控制抢答开始的按钮，当抢答开始时会有99秒的倒计时，当倒计时结束时开始端会自动失效，在开始抢答之前或者倒计时结束后（开始前和开始失效后）抢答的人都算做犯规抢答。
设计方案根据以上分析，我们可将整个系统分为四个主要模块：抢答鉴别模块，抢答计时模块，抢答计分模块和抢答译码显示模块。
对于需显示的信息，需增加或外接译码器，进行显示译码。
器件介绍1、鉴别模块：抢答器是整个电路中的第一个元件，其功能主要是将选手的抢答信号输入到抢答判断器中，它有6个输入，6个输出，输入分别是清零、选手抢答按钮和主持人控制的START键，当主持人按下STA时选手的抢答信号从前4个输入端口输出到抢答判断器。
输出分别接到与A、B、C、D四组和开始信号相对应的LED指示灯以及抢答组别的信息STA TES。
从抢答器得到的四位选手的抢答信号、时钟脉冲输入。
输出中的前四位即选手的抢答信号，最后一个是一个4位总线输出状态量，“0000”代表没有选手抢答，从“0001”、“0010”、“0100”、“1000”按二进制递增分别代表四位选手的抢答状态。
此器件通过一个中间变量p实现第一信号的锁存（当p为0时允许输入，当有第一个输入时，p变为1，不允许输入）2、计分模块此元件是一个简单元件，工作原理是先将系统清零并给各组预置初始分值，然后将前面鉴别模块判断器的状态信号输出到计分器的输入端。
再给加分输入信号，根据CHOSE的输入选择给相应的组加分。
它有3个输入，12个输出，输入分别为：清零、加分控制、状态输入（四位二进制）。
输出分别是4位选手的分数，每一位选手有3位分数，每一位分数都为四位二进制。
我们将计分器的加分控制端连到拨动开关，以便确定分数加状态。
单片机四路抢答器的设计
单片机四路抢答器的设计一、设计需求分析在设计四路抢答器之前，我们首先需要明确其功能需求。
1、能够同时支持四路选手进行抢答。
2、当有选手按下抢答按钮时，能够迅速锁定并显示抢答者的编号。
3、具备倒计时功能，在规定时间内无人抢答则显示超时。
4、要有声音提示，如抢答成功、违规抢答、倒计时结束等。
二、硬件设计1、单片机选择我们选用常见的 51 系列单片机，如 STC89C52 单片机。
它具有性能稳定、价格低廉、编程方便等优点。
2、输入模块使用四个独立按键作为四路选手的抢答按钮，分别连接到单片机的四个 I/O 口。
3、显示模块采用数码管显示抢答者的编号和倒计时时间。
可以选择共阴极或共阳极数码管，通过单片机的 I/O 口进行驱动。
4、声音模块使用蜂鸣器来实现声音提示功能。
通过单片机控制蜂鸣器的通断，产生不同频率的声音。
5、电源模块为整个系统提供稳定的电源，可以使用 5V 直流电源适配器。
三、软件设计1、编程语言选择 C 语言进行编程，C 语言具有语法简洁、可读性强、可移植性好等优点。
2、主程序流程系统初始化后，进入等待抢答状态。
当有选手按下抢答按钮时，判断是否违规抢答（即在倒计时未结束前抢答）。
如果是合法抢答，锁定抢答者编号并显示，同时发出抢答成功的声音提示；如果是违规抢答，则发出违规提示音并显示违规者编号。
在抢答成功后，开始倒计时，倒计时结束时发出超时提示音。
3、中断处理利用单片机的外部中断功能，实现对抢答按钮按下事件的快速响应。
4、计时与显示程序通过定时器实现倒计时功能，并将剩余时间实时显示在数码管上。
四、系统调试1、硬件调试首先检查电路连接是否正确，有无短路、断路等情况。
然后测量各个电源点的电压是否正常，确保硬件工作在稳定的状态。
2、软件调试将编写好的程序下载到单片机中，通过单步调试、断点调试等方式，检查程序的执行流程和逻辑是否正确。
同时观察数码管显示和蜂鸣器发声是否符合预期。
五、设计优化与拓展1、增加更多的抢答通道，以满足更多选手参与的需求。
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2、抢答按键： 抢答按键： 键盘有独立式键盘和行列式键盘， 键盘有独立式键盘和行列式键盘，考虑到该控制电路 设计较简单且I/O口较充裕，因此将键盘设计成独立式键 口较充裕， 设计较简单且 口较充裕 四个按键供四名参赛选手抢答时使用， 口为四个 盘，四个按键供四名参赛选手抢答时使用，p1口为四个 按键抢答信号的输入口，低电平有效。 按键抢答信号的输入口，低电平有效。 通常按键所采用的开关时机械开关， 通常按键所采用的开关时机械开关，当开关闭合断开 由于机械触点的弹性作用， 时，由于机械触点的弹性作用，按键并不是马上稳定的接 通和断开，而是在闭合和断开的瞬间伴随一连串的抖动， 通和断开，而是在闭合和断开的瞬间伴随一连串的抖动， 键的抖动会引起一次按键被误读多次，为了确保CPU CPU对键 键的抖动会引起一次按键被误读多次，为了确保CPU对键 的一次闭合仅做一次处理，必须要消除键抖动。 的一次闭合仅做一次处理，必须要消除键抖动。消除方法 有硬件和软件两种， 有硬件和软件两种，由于利用硬件来抑制抖动的噪声一定 会增加电路的复杂性与成本，故常采用软件消抖的方法。 会增加电路的复杂性与成本，故常采用软件消抖的方法。
5、功能设置键： 功能设置键： 智能抢答器共有四个功能设置键， 智能抢答器共有四个功能设置键，其中包括由主持人 控制的“抢答开始键” 抢答时间调整键” 时间+1 控制的“抢答开始键”、“抢答时间调整键”、“时间 时间-1键 其对应的I/O接口分别为 接口分别为P3.1、 键”和“时间 键”，其对应的 接口分别为 、 P3.2、P3.4和P3.5。 、 和 。
6、报警电路： 报警电路： 报警电路在该智能抢答器中的作用是引起人们注 当主持人按下“开始抢答键” 意。当主持人按下“开始抢答键”，报警电路发出报 警提示参赛选手开始抢答；当参赛选手按下键， 警提示参赛选手开始抢答；当参赛选手按下键，报警 器提示主持人有参赛选手发生抢答;定时时间直到无人 器提示主持人有参赛选手发生抢答 定时时间直到无人 抢答，报警器提示本次抢答无效并禁止抢答。 抢答，报警器提示本次抢答无效并禁止抢答。
3、时钟电路： 石英晶振的频率选为典型值12MHz,机器周期为1us,电 容C1、C2起稳定振荡频率、快速起振的作用，为了提高温 度稳定性，应采用温度稳定性能较好的NPO高频电容。内部 时钟电路如图所示：
4、复位电路： 为了实现单片机的复位，在时钟电路工作后，必须在单片机的 reset端至少维持两个机器周期以上的高电平。单片机的复位电路有 两种，即上电复位电路和手动复位电路，本设计采用的是手动电平 复位。 电路如图所示：
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。
二、整体方案： 整体方案：
该能抢答器以AT89C51单片机为核心，控制精度较 该智能抢答器以 单片机为核心， 单片机为核心 操作误差主要来自晶振自身所造成的误差。 高，操作误差主要来自晶振自身所造成的误差。其他外围 电路包括复位电路、时钟电路、报警电路、 显示电路、 电路包括复位电路、时钟电路、报警电路、LED显示电路、 显示电路 抢答按钮、功能设置键等。进行时间设定； 抢答按钮、功能设置键等。进行时间设定；通过按钮扫描 出输出按键信息， 出输出按键信息，并通过单片机将它转化为在七段数码管 上显示的字符。单片机的p1口为 组抢答按钮的输入口， 上显示的字符。单片机的 口为4组抢答按钮的输入口， 口为 组抢答按钮的输入口 p0.0~p0.6为数码管的段选口，p2.0~p2.2为数码管的片选口。 为数码管的段选口， 为数码管的片选口。 为数码管的段选口 为数码管的片选口 外部中断INTO为抢答时间的调整口，p3.4和p3.5分别实现 为抢答时间的调整口， 外部中断 为抢答时间的调整口 和 分别实现 时间调整时的加一和减一功能； 为报警电路的控制口。 时间调整时的加一和减一功能；p3.6为报警电路的控制口。 为报警电路的控制口
四、主程序流程图：
开始
初始化子程序 开始抢答键按下 倒计时子程序 显示子程序
抢答处理子程序
结束
竞赛抢答器
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 该抢答器是同时供4名选手或4个代表队比赛，分别用4 计组成的一个4路智力竞赛抢答器。 计组成的一个4路智力竞赛抢答器。 技术指标如下： 技术指标如下： 1、 具有清零功能，并由主持人操纵； 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 抢答器具有锁存与显示功能，即选手按动按钮， 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。 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。 LED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 选手抢答实行优先锁存， 将系统清除为止。 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 抢答器具有定时抢答功能， 定（如30秒）。当主持人启动“开始”键后，定时器进行减计时， 30秒）。当主持人启动“开始”键后，定时器进行减计时， 当主持人启动 同时扬声器发出短暂的声响，声响持续的时间0.5秒左右。 同时扬声器发出短暂的声响，声响持续的时间0.5秒左右。 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 参赛选手在设定的时间内进行抢答，抢答有效， 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 止工作，显示器上显示选手的编号和抢答的时间， 人将系统清除为止。 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 如果定时时间已到，无人抢答，本次抢答无效， 并禁止抢答，定时显示器上显示00。 并禁止抢答，定时显示器上显示00。 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： 显示装置： 系统采用3只共阳极 只共阳极LED数码管，第一个数码管用来 数码管， 系统采用 只共阳极 数码管 显示抢答到问题的选手号码， 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 0.0~p0.6输出端口接 三态锁存器， 0.0~p0.6输出端口接74LS373三态锁存器，显示器 三态锁存器 的三个片选端口通过7404反相驱动器与 反相驱动器与p2.0~p2.2连接, 连接, 的三个片选端口通过 反相驱动器与 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 反相器在电路中起到了放大、控制等作用。 为静态显示和动态显示两种， 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 显示方式，因为虽然静态显示占用 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 数码管都需要占用独立的I/O 数据比较稳定，但每个 数码管都需要占用独立的 接口，使用的硬件资源较多； 接口，使用的硬件资源较多；然而动态显示的数据有轻微 的闪烁感，且占用的CPU资源较多，但是其显示方式采用 资源较多， 的闪烁感，且占用的 资源较多 的扫描的方式， 口可以复用， 的扫描的方式，I/O口可以复用，这样可以节省 口可以复用 这样可以节省I/O口资 口资 有利于降低成本。 源，有利于降低成本。