数电课程设计——四人抢答器
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。
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。
4人抢答器课程设计
4人抢答器课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能够理解抢答器的电路原理，掌握基本的电子元件功能和使用方法。
2. 学生能够描述抢答器的工作流程，并解释其背后的科学原理。
3. 学生能够运用所学的电子知识，分析并解决抢答器在实际使用过程中可能遇到的问题。
技能目标：1. 学生通过小组合作，能够设计并搭建一个简单的4人抢答器电路。
2. 学生能够运用逻辑思维和问题解决能力，对抢答器进行调试和优化。
3. 学生能够在规定时间内，通过操作抢答器展示自己的学习成果。
情感态度价值观目标：1. 学生培养对电子科技的兴趣，激发探索精神和创新意识。
2. 学生在团队合作中，学会相互尊重、沟通协作，培养团队精神和责任感。
3. 学生通过实践活动，增强自信心，培养克服困难的意志品质。
课程性质：本课程为实践性、探究性的电子技术课程，注重理论知识与实际操作相结合。
学生特点：四年级学生具备一定的电子知识基础和动手能力，好奇心强，喜欢探索新事物。
教学要求：教师需引导学生通过小组合作、动手实践等方式，自主探索抢答器的工作原理，注重培养学生的创新能力和团队合作精神。
同时，关注学生的学习进度和情感态度，确保课程目标的实现。
在教学过程中，将课程目标分解为具体的学习成果，以便进行有效的教学设计和评估。
二、教学内容1. 电子元件基础知识：介绍抢答器中涉及的电子元件，如按钮、LED灯、晶体管、继电器等，结合教材相关章节，让学生理解各元件的功能和电路符号。
2. 电路原理：讲解抢答器的电路设计，包括基本电路图、电路连接方式、工作原理等，结合教材中的电路知识，让学生掌握抢答器电路的构成。
3. 制作与调试：引导学生分组进行抢答器制作，按照教学大纲逐步完成电路搭建、调试和优化，确保学生能够将理论知识应用于实际操作。
4. 抢答器工作流程：分析抢答器的工作流程，包括抢答、计时、显示等环节，结合教材内容，让学生深入理解抢答器的工作原理。
5. 故障分析与排除：教授学生如何分析抢答器可能出现的故障，掌握基本的故障排除方法，提高学生的问题解决能力。
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。
四人抢答器课程设计
四人抢答器课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解抢答器的基本原理，掌握其电路组成及功能。
2. 学生能运用所学的电子技术知识，分析并设计简单的抢答器电路。
3. 学生了解抢答器在现实生活中的应用，认识到电子技术在实际问题解决中的价值。
技能目标：1. 学生能独立完成抢答器电路图的绘制，并正确识别电路中的元件。
2. 学生通过动手实践，掌握基本的焊接技巧，能够组装和调试抢答器电路。
3. 学生能够运用抢答器进行团队竞赛，提高沟通与协作能力。
情感态度价值观目标：1. 学生通过抢答器的设计与制作，培养创新意识和实践能力，增强对电子技术的兴趣。
2. 学生在团队协作中，学会尊重他人，培养合作精神，提高团队荣誉感。
3. 学生认识到科技发展对社会进步的重要性，激发学习科学技术的热情，树立为国家和民族发展贡献力量的信心。
课程性质：本课程为电子技术实践课程，注重培养学生的动手能力、创新能力和团队协作能力。
学生特点：五年级学生，具有一定的电子技术基础，好奇心强，喜欢动手实践，团队合作意识逐渐形成。
教学要求：教师应关注学生的个体差异，提供适当的指导与帮助，鼓励学生积极参与，确保课程目标的实现。
同时，注重将理论与实践相结合，引导学生将所学知识应用于实际问题解决。
通过课程学习，使学生达到预期的学习成果。
二、教学内容本课程教学内容主要包括以下三个方面：1. 抢答器基本原理及电路组成- 介绍抢答器的工作原理，包括信号发射、接收和处理过程。
- 分析抢答器电路的组成，包括按键、编码器、解码器、指示灯等。
- 引导学生结合课本第四章第二节内容，了解抢答器各部分功能及相互关系。
2. 抢答器电路设计与制作- 讲解抢答器电路图的绘制方法，引导学生识别电路中的各个元件。
- 指导学生运用第五章第一节所学知识，设计简单的抢答器电路。
- 安排实践环节，让学生动手焊接组装抢答器，并学会调试电路。
3. 抢答器应用与团队竞赛- 介绍抢答器在实际生活中的应用场景，激发学生学习兴趣。
四人抢答器课程设计
四人抢答器课程设计
课程名称：四人抢答器
课程目标：
1.学会如何使用四人抢答器进行竞赛游戏。
2.培养学生的竞赛意识和团队合作精神。
3.提高学生的反应速度和敏捷度。
4.让学生在游戏中体验到快乐的学习氛围。
教学内容：
1.什么是四人抢答器，其原理和使用方法。
2.如何进行四人抢答游戏。
3.游戏规则和注意事项。
4.不同游戏场景下的四人抢答器应用。
教学步骤：
1.介绍四人抢答器的知识，说明其原理和使用方法。
2.进行四人抢答游戏，让学生亲身体验到游戏的快乐。
3.讲解游戏规则和注意事项，引导学生遵守游戏规则，避免出
现不必要的纠纷。
4.让学生分为不同的小组，进行四人抢答器的竞赛。
5.设计不同的游戏场景，如知识问答、歌曲鉴赏、画线速度等，让学生在不同的场景下进行游戏。
6.教师进行点评，评选出表现最好的小组和个人。
教学效果评价：
1.学生能够熟练掌握四人抢答器的原理和使用方法。
2.学生能够遵守游戏规则和注意事项，团队合作精神得到了锻炼。
3.学生的反应速度和敏捷度得到了提升。
4.学生在游戏中体验到了快乐的学习氛围。
教学资源准备：
1.四人抢答器设备。
2.游戏题目和问答材料。
3.奖品或荣誉证书。
4.教室或活动场地。
教学扩展：
1.学生可以在家庭聚会或校内比赛中使用四人抢答器进行竞赛。
2.学生可以设计自己喜欢的游戏场景和题目，与同学们进行游
戏交流。
3.老师可以利用四人抢答器进行课堂互动，检测学生的学习情况。
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。
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。
PLC课程设计-四人抢答器
学校代码;10128学号：201142934015课程设计说明书题目：P L C四人抢答器学生姓名：学院：班级：指导教师：二〇一三年六月十五日目录第一章概述 (1)1.1 题目背景及应用意义 (2)1.2 本文内容及工作安排 (3)第二章系统硬件设计 (4)2.1 器件介绍 (4)2.2 硬件连接 (5)第三章软件设计 (6)3.1 控制流程 (6)3.2 程序设计........................................ 错误!未定义书签。
总结 ................................................... 错误!未定义书签。
参考文献 .. (10)第一章概述1.1 题目背景及应用意义随着微处理器、计算机和数字通信技术的飞速发展，实用抢答器的这一产品是各种竞赛活动中不可缺少的设备，无论是学校、工厂、军队还是益智性电视节目，都会举办各种各样的智力竞赛，都会用到抢答器。
现在的抢答器具有倒计时、定时、自动（或手动）复位、报警（即声响提示，有的以音乐的方式来体现）、屏幕显示、按键发光等多种功能。
但功能越多的电路相对来说就越复杂，且成本偏高，故障高，显示方式简单(有的甚至没有显示电路)，无法判断提前抢按按钮的行为，不便于电路升级换代。
本设计要求就是利用PLC作为核心部件进行逻辑控制及信号的产生，用PLC本身的优势使竞赛真正达到公正、公平、公开。
可编程控制器（Programmable Logic Controller,简称PLC），是随着科学技术的进步与现代社会生产力方式的转变，为适应多品种、小批量生产的需要而产生、发展起来的一种新型的工业控制装置。
PLC在我国的应用已经有二十几年的历史，随着目前生产自动化水平的提高，以及各种监控系统的需要，PLC以其外部电路简单、模块化结构、可靠性高，尤其可以通过方便的编制和修改软件来实现顺序控制的功能等特点，在工业的应用中越看越广泛。
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（1）一, 设计目的（2）本设计是利用已学过的数电知识, 设计的4人抢答器。
（3）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。
（一）二, 整体设计（二）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。
（三）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。
四人抢答器课程设计plc
四人抢答器课程设计plc一、课程目标知识目标：1. 让学生理解PLC（可编程逻辑控制器）的基础知识，掌握四人抢答器的基本电路原理；2. 使学生掌握PLC编程软件的使用方法，能独立完成四人抢答器的程序编写与调试；3. 帮助学生掌握相关传感器的工作原理及其在四人抢答器中的应用。
技能目标：1. 培养学生运用PLC进行电路设计和程序编写的能力；2. 培养学生动手实践和解决问题的能力，能独立完成四人抢答器的搭建与调试；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积极作用。
情感态度价值观目标：1. 激发学生对PLC技术及自动化领域的兴趣，培养其探究精神；2. 培养学生严谨、细致的学习态度，提高其对工程技术的尊重和责任感；3. 引导学生关注我国自动化技术的发展，树立民族自豪感。
课程性质分析：本课程为电气自动化专业课程，旨在让学生掌握PLC技术及其在实践中的应用。
通过四人抢答器课程设计，使学生将理论知识与实际操作相结合，提高其专业技能。
学生特点分析：学生已具备基本的电路知识和编程能力，对PLC有一定了解，但实践经验不足。
因此，课程设计应注重实践操作，引导学生主动探索，提高其解决问题的能力。
教学要求：1. 理论与实践相结合，注重培养学生的动手能力；2. 采用小组合作形式，培养学生的团队协作能力；3. 注重过程评价，关注学生的学习成果和情感体验。
二、教学内容1.PLC基础知识：介绍PLC的组成、工作原理、性能指标等，对应教材第2章；2.四人抢答器电路原理：分析四人抢答器电路的设计思路、元件选择及连接方式，对应教材第4章；3.PLC编程软件使用：讲解PLC编程软件的操作方法，包括程序输入、编译、下载等，对应教材第5章；4.四人抢答器程序编写与调试：教授如何根据电路原理编写PLC程序，并进行调试，对应教材第6章；5.传感器及其在四人抢答器中的应用：介绍常用传感器的工作原理及其在四人抢答器中的使用，对应教材第3章；6.小组合作实践：组织学生进行小组合作，完成四人抢答器的搭建、编程、调试及优化，锻炼学生的动手能力。
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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课程设计说明书课程名称：数字电子技术、模拟电子技术设计题目：四人抢答器院系：电子信息与电气工程学院学生姓名：曹光宇学号：0021专业班级：电子信息工程2010级1班指导教师：胡万里2012年5月25日课程设计任务书设计题目四人抢答器学生姓名曹光宇所在院系电子信息与电气工程学院专业、年级、班电子信息工程2010级1班设计要求：1、设计制作一个可容纳四个组参赛的抢答器，每组一个抢答开关；2、设置一个抢答开始按键，同时设置抢答定时电路，且计时起点与抢答命令同步，计时终点是第一个抢答者的抢答信号到来，超时而无人抢答题目作废；3、系统具有第一抢答信号鉴别和锁存功能，主持人发布抢答命令后，第一抢答者按下抢答键后，电路应记下第一抢答者的组别，并封锁其他各组的抢答信号，即其他任何一组的抢答信号都不会使电路响应；4、系统采用声光指示第一抢答者：用扬声器提示第一抢答者产生；用发光二极管指指示第一抢答者。
学生应完成的工作：设计一个四人抢答器的电路，并利用Multisim软件进行电路仿真。
利用DXP 软件绘制电路原理图，并设计制作电路的PCB板。
根据设计原理对电路进行安装、调试，完成课程设计工作，并提交课程设计报告。
参考文献阅读：[1]童诗白.模拟电子技术基础[M].北京：高等教育出版社，2005.[2]臧春华.电子线路设计与应用[M].北京:高等教育出版社，2005.[3]邱关源，罗先觉.电路（第五版）[M].北京：高等教育出版社，2006.[4]阎石.数字电子技术（第五版）[M].北京：高等教育出版社，2005.[5]张阳天，韩异凡Protel DX P电路设计[M].北京：高等教育出版社，2005.工作计划：5月14号—16号完成原理图的设计；5月17号—28号进行PCB设计；5月21号—23号制作PCB 板；5月24号—25号电路板安装与调试，提交课程设计报告。
任务下达日期： 2012 年 5 月 14 日任务完成日期： 2012 年 5 月 25 日指导教师（签名）：学生（签名）：四人抢答器摘要：设计了一个四人抢答器控制电路，该电路具有计时起点与抢答命令同步，计时终点是第一个抢答者的抢答信号到来，超时而无人抢答题目作废；主持人发布抢答命令后，第一抢答者按下抢答键后，电路应记下第一抢答者的组别，并封锁其他各组的抢答信号；用扬声器提示第一抢答者产生；用发光二极管指指示第一抢答者等特点（功能）。
其中，抢答电路用4D触发器（74LS175），二输入四与非门74LS00，四输入双与门（74LS21）,555定时器实现；报警电路用上拉电阻，发光二极管和蜂鸣器组合来实现；显示电路用七段共阳极数码管和译码器（74LS47）来实现；时钟电路用555定时器和十进制加减计数器（74LS192）来实现。
利用Multisim 10对设计的电路进行仿真，可以得到设计要求的结果。
关键词：四人抢答器；抢答信号；声光报警；定时电路目录1.设计背景 (1)1.1学习并进一步了解数字电路 (1)1.2脉冲发生电路基本构成及作用 (1)2.设计方案 (1)2.1任务分析 (1)2.2方案论证 (1)3.方案实施 (2)3.1原理图设计 (2)3.2电路仿真 (5)3.3 PCB制作 (6)3.4安装与调试 (6)4.结果与结论 (7)5.收获与致谢 (7)6.参考文献 (8)7.附件 (9)7.1电路原理图 (9)7.2 PCB布线图 (10)7.3元器件清单 (10)1. 设计背景1.1学习并进一步了解数字电路学习了数字电子技术基础，了解数字电路中的门电路、组合逻辑电路、触发器、时序逻辑电路和脉冲的产生与整形等知识。
不仅明白它们功能而且知道它们内部的工作原理，为灵活运用这些器件打下了坚实的基础。
也让我们对数字电子技术有了整体的认识，它一般包括输入电路、控制电路、输出电路、时钟电路和电源等。
通过数电实验的练习让我们更深入了解各个器件的功能，把课本上的理论知识应用于实践，更加清楚的明白了各个器件的功能和用法（包括接口技术），使我们具备了一定的数字电路设计的能力。
也为各种器件的综合运用打下了基础。
1.2脉冲发生电路基本构成及作用For personal use only in study and research; not for commercial use脉冲发生电路是数字电路系统中的核心，根据系统的要求首先确定主时钟的频率，通过调节电路中电容电阻值，来调节出我们需要的时钟脉冲。
在时钟脉冲及经分频后形成各种时钟脉冲电路的作用下来控制整个系统，是整个系统都在它的控制下按一定的规律工作。
本次课程设计中我们采用的是用555定时器构成的多谐振荡器提供倒计时脉冲和扫描电路的脉冲。
2. 设计方案2.1任务分析任务是一个四人抢答器：它分为脉冲、报警、抢答、计时、显示等几部分组成。
我们小组采用了先局部后整体的模块化设计思想，根据本次课程设计所提供的器件来设计电路。
首先我们要分析各个模块要实现它的功能需要哪些器件，然后再思考怎样连接这些器件。
最后通过逻辑分析设计如何实现其整体功能。
2.2方案论证1、怎样得到所需脉冲？我们采用了用555定时器构成的多谐振荡器，通过调节与它相连的电容和电阻值来得到我们想要的频率（采用555向导做的）2、报警如何实现？由于要求是声光报警，我们采用的是发光二极管和蜂鸣器并联的形式，当有高电平时发光二极管和蜂鸣器同时工作，就实现了声光报警。
3 、如何显示倒计时？我们采用七段共阳极的数码管，用74LS47来驱动数码管显示数字。
4 、计时部分如何实现？首先要有一个脉冲信号（555定时器构成的多谐振荡器）调节它的频率为1HZ，来得到我们所要的时间信号，用此信号来驱动十进制加减计数器来记录脉冲的个数（即时间），再将此时间用显示电路显示就实现了计时功能。
5、抢答部分如何实现第一抢答者按下抢答键后，电路应记下第一抢答者的组别，并封锁其他各组的抢答信号？首先需要四个独立的按键开关供四位抢答者用，其次要想锁存信号就用4D触发器来实现，最后，要想达到第一抢答者按下抢答键后，电路应记下第一抢答者的组别，并封锁其他各组的抢答信号，我们采用的是四输入双与门来判断是否有人抢答，用一个555定时器构成的多谐振荡器的脉冲与四输入双与门经与门后连到4D触发器的CLK（锁存控制端），由于多谐振荡器脉冲的输入所以电路在不断的扫描是否有人抢答，直到有人抢答后CLK被锁，第一个抢答者的信号也被锁存住，再有其它信号来时4D触发器就不会工作来锁存其它信号了。
3. 方案实施3.1原理图设计选择合适的数字器件，multisim软件绘制各单元的逻辑电路图。
1、显示电路设计图1 显示电路显示电路是提醒抢答者倒计时时间，并能记录下抢答的时刻，因此要将倒计时模块连接到显示电路。
显示电路是用七段译码器来驱动数码管显示倒计时时间。
2、多谐振荡器电路设计图2 555定时器构成的多谐振荡器电路 表1 555定时器的功能表 输 入 输 出D R ' U TH U TRU O T D 0 1 1 1 1 × CC 2V 3> CC 2V 3< CC 2V 3< CC 2V 3> ×CC 1V 3> CC 1V 3> CC 1V 3< CC 1V 3< 低电平 低电平 不变 高电平 高电平 导通 导通 不变 截止 截止由555定时器组成的多谐振荡器的原理是将它的THR 端口和TRI 端口短接构成施密特触发器。
将VOD 与R2和C 组成的积分电路接到施密特触发器输入端构成多谐振荡器。
由于电容C 上的电压在VT+与VT-之间往复振动，知电容C 的充放电时间T1和T2。
T1=(R1+R2)*C*ln2，T2=R2*C*ln2，又因为T=T1+T2,振荡频率为f=1/T 。
输出脉冲的占空比为q=T1/T。
由于设计要求为f=1Hz，占空比为2/3，故R1=R2=48K。
由于本次设计提供的是47K的电阻，故有偏差。
3、报警电路设计图3 由LED和蜂鸣器构成的报警电路报警电路实际连接时0端没有直接接地，而是由4D触发器的四个~Q端口进行与运算后的端口，当有抢答者抢答时，此端口变成低电平，出现声光报警。
4、时钟电路设计图4 时钟电路时钟电路由555定时器组成的多谐振荡器发出1Hz的时钟脉冲接至预置数为9的计数器74LS192的倒计数脉冲输入端。
当倒计时为0时借位信号输出，将借位端接至双D触发器的CLK端，从74LS74的~Q的端口输出低电平。
将此低电平信号与1Hz的时钟脉冲经过与非门连接到倒计时脉冲输入端，从而封锁了倒计时模块。
整个过程恰好实现了10秒倒计时，实现了时钟设计。
5、抢答电路设计图5 抢答电路抢答电路的四个抢答开关接至4D触发器的四个输入端，由555定时器构成的多谐振荡器发出高频脉冲信号接触发器的脉冲输入端。
当有抢答开关闭合时，触发器将其信号锁存，相应的Q端变成高电平，与其相连的LED发光。
同时~Q端口输出低电平和高频脉冲信号经过两个与非门后接至4D触发器的CLK脉冲输入端，使得CLK端一直为低电平，从而封锁了抢答电路，实现了只有第一个抢答信号有效。
3.2 电路仿真在各单元电路设计的基础上，用Multisim软件把各单元电路连接起来，画出符合软件要求的系统整体逻辑电路图。
系统整体电路设计完成后，对系统整体进行仿真，验证设计的正确性。
验证结果表明完全符合电路的设计要求。
即主持人开关闭合时，开始进行倒计时，当有人抢答时，对应的LED发光二极管亮，并出现相应的报警。
完成总体设计的要求。
图6 电路仿真图3.3 PCB制作1、单位采用公制单位（mm）。
2、电源线和地线采用0.6mm,如果从两个焊盘中间穿过时用0.4mm。
.3、信号线采用0.5mm。
如果从两个焊盘中间穿过时用0.4mm。
4、焊盘的内径用0.9mm。
外径根据需要进行修改，一般为X方向1.6 mm，Y方向2.0mm，或是X方向2.0 mm，Y方向1.6mm。
5、过孔的大小和焊盘的设置一样。
6、数码管的封装采用上下的封装形式。
7、PCB板制作的大小紧凑、美观。
PCB大小选用10*15（单位CM）（实际布线范围应比所选规格要小）。
3.4安装与调试安装元件时极性不要接反例如发光二极管，极性电容，蜂鸣器等。
还有集成器件也应注意，不要插反。
电路焊制过程中不要和铜融合以防止短路，另外本次试验中时钟脉冲开关采用六角封装，信信号脉冲开关采用四角封装，因此在安装过程中一定要与PCB 板上的电路接法相吻合。
电路完成安装后，进行第一次调试，发现电路工作不稳定，仔细检查后发现电路中存在短路。
认为是铜和焊锡少量接触，于是吸锡后重新焊接，进行调试后成功。
进行调试发现电路工作状态不稳定，有些功能时好时坏，又经反复调试后经分析发现是2D触发器的问题，它影响倒计时，使得倒计时变快，并且使得抢答失去锁存功能。