【技术】四路智力竞赛抢答器设计
毕业设计——四路智力竞赛智能抢答器【范本模板】
摘要和关键词本文主要围绕四路选手抢答电路的设计和制作而展开叙述的,叙述了电路设计的过程。
该电路主要包括电源电路、抢答显示电路、倒计时电路和脉冲电路构成。
电源电路提供稳定的5V电源，抢答显示电路能够锁存抢先获得抢答权的选手编号,倒计时电路能够对选手答题时间进行控制，脉冲电路为电路提供秒脉冲信号。
关键词:抢答电路仿真电路板倒计时目录一.绪论..。
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11.1 设计任务与要求.。
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11.2 设计方案.。
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1二。
模块设计及仿真..。
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22。
1 仿真软件介绍。
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22.2 电源电路的设计和仿真...。
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32.3 抢答显示电路。
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42.4 定时电路.....。
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52。
5 脉冲电路..。
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(5)三. 元件及封装选择。
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63.1 74LS279锁存器。
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63.2 优先编码器 74LS148。
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.7 3.3 555定时器。
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..9 3.4 译码器及应用.。
四路竞赛抢答器的设计
数字电子技术综合实验——四路竞赛抢答器的设计1 设计要求与方案论证1.1设计要求利用基本逻辑门电路、组合逻辑电路和触发器，设计一个四人抢答器，要求：①每个参加者控制一个按键，用其发出抢答信号。
②主持人有一个控制按键，用于将电路复位。
③开始后，先按动按钮者将其对应的发光二极管点亮，其他3人对该电路不起作用。
1.2 设计方案论证①方案一：用一片四D触发器74LS175和四输入2或非门CD4002实现。
四D触发器输出经四输入或非门到四路抢答按键开关，加到触发器的四个输入端，同时经四输入或非门和反相器作为四D触发器的时钟信号，四D触发器清零端经上拉电阻接电源，同时经过清零控制开关到地。
电路简单成本低，稍加扩展就能达到实用化。
②方案二：用一片八线－三线优先编码器74LS148、四RS触发器74LS279和七段译码器74LS48实现数显四路（八路）抢答器，电路稍显复杂，但功能较完善。
方案二电路比较完善，但成本较高，而本课题要求四路抢答，方案一电路简单成本低，性价比高，能够满足课题要求，故采用方案一设计。
2 抢答电路原理2.1 抢答电路框图控制电路由D触发器构成，完成基本的抢答功能。
主持人控制清零复位按钮，当有选手按动抢答键，对应的指示灯点亮，指示对应选手的编号，同时逻辑电路封锁其他按键抢答输入电路，禁止其他选手抢答。
2.2 四路抢答器电路设计四路抢答器在Multisim9.0环境下设计并仿真，设计电路如图1所示。
电路由4D触发器74LS175、4输入或非门CD4002、6反相器74LS04、4个抢答按键、1个清零复位按键和4个发光二极管组成。
抢答开始前，主持人按动“E”键清零复位，作好抢答准备，抢答队员开始抢答。
若“A”键按下，对应的指示灯LED1点亮，此时，若“B”键或“C”键或“D”键按下，均不改变显示状态，维持LED1灯亮，A队回答完问题后，开始下一题抢答前，主持人必须按动“E”键清零。
图1 四路抢答器电路图3 单元电路设计及元器件选择3.1 单元电路设计（1）控制单元控制单元由D触发器构成，接通电源时，输入状态为零，无输出指示，但由于触发器在电源接通瞬间，输出状态有不确定因素（由于本设计无开机复位电路），所以，在抢答前，主持人必须按一下“E”键清零，作好抢答前的准备。
四路智力竞赛抢答器课程设计
2016届课程设计《四路智力竞赛抢答器》课程设计说明书学生姓名学号所属学院信息工程学院专业计算机科学与技术班级计算机16-6班指导教师教师职称讲师塔里木大学教务处制塔里木大学课程设计任务书课程名称：四路智力竞赛抢答器目录摘要: (1)1.设计目的和要求 (2)1.1设计要求 (2)1.2设计目的 (2)2.功能介绍 (3)3.总体方案设计 (3)4．具体电路设计 (4)4.1 主电路设计 (4)5.设计原理 (5)6.四路抢答器元器件清单 (6)7.主要器件介绍 (6)7.1 74ls175 四d触发器 (6)7.2 74LS20 与非门87.3 74LS00 二输入与非门 (10)7.4 555的工作原理 (12)8.四人抢答器仿真 (15)9.实验步骤及操作 179.1 检测与查阅器件 199.2 连接电路 (19)9.3 电路调试 (19)10.实物图如下 (19)11.实验困难问题及解决措施 (20)11.1困难一 (20)11.2困难二 (21)11.3困难三 (21)11.4困难四 (21)11.5 困难五 2212.设计成品的优点与不足 (21)12.1优点 (21)12.2不足 (21)12.3改良 (22)总结 24致谢 (24)参考文献 (25)塔里木大学课程设计评审意见表 28课程设计验收鉴定表 29塔里木大学教学实习日志 30塔里木大学数字电路课程设计说明书四路智力竞赛抢答器摘要:在日常生活中各种竞赛场合经常要用到抢答器，在电视台和娱乐场所等大型场合中的智力抢答更是不可缺的系统，其利用的是大型显示屏显示数字。
抢答器不但在以上场合取到很大的作用，而且在现代制造业中也有很重要的作用。
现代电子技术的飞跃发展，各类智能化产品相应而出，抢答器器也不例外；数字电路具有电路简单、可靠性高、成本低等优点，本设计就以数字电路为核心设计四路抢答器。
而本次课程设计技术目标与要求是设计四路的抢答器，附有简单的抢答功能，不仅可以用于比赛，娱乐抢答，知识竞赛等活动，也可以用于各类需要竞争的场合，抢答器的运用非常附有人性化，应用非常广泛。
四组智力竞赛抢答器设计
哈尔滨工程大学项目报告项目名称：四组智力竞赛抢答器设计班级：20100434学号：2010043402姓名：赵涛项目难度项目答辩项目报告总分项目成绩项目名称：四组智力抢答器设计项目简介：四组智力抢答器设计的主要内容包括：设计四组智力抢答器设计的硬件模型、编写I/O分配表、画PLC接线图、编写梯形图程序以及程序的调试和运行。
1、四组智力抢答器设计的控制要求：四组智力抢答器如图1所示。
知识竞赛抢答器能适合以下比赛规则：出题后，各队员抢答必须在主持人说出“开始”并按下裁判台的开始按钮SB1后10S内抢答。
（若有选手在主持人未按下开始按钮就开始抢答则报警）10S时间到，如无队抢答，则抢答器给出时间已到信号，该题作废。
在有队抢答的情况下，则抢答器发出“抢答”信号，抢到题的队必须在15S内答完题，如15S内未答完，则作超时违规处理，信号灯发出超时信号，答题结束。
主持人抢答超时开始答题超时选手一选手二选手三选手四信号灯1信号灯2信号灯3信号灯41号犯规灯2号犯规灯3号犯规灯4号犯规灯图1 四组智力抢答器示意图2、时序图：根据四组智力抢答器的控制要求，四组智力抢答器的时序图如图2所示，这是编制梯形图的基础。
开始SB1停止SB2抢答超时计时答题超时计时提前抢答报警答题超时报警10S15S抢答指示灯提前抢答某位抢答成功图2 四组智力抢答器时序图3、I/O地址分配表根据四组智力抢答器的控制要求，本系统所用的硬件包括西门子S7-300 PLC、启动按钮SB1、停止按钮SB2、输出器件。
系统的I/O分配表如表1所示。
表1 I/O地址表输入输出地址代号输入信号地址代号输出信号I1.0SB1主持人开始按钮Q11.0HL0主持人灯I1.1SB2主持人停止按钮Q11.1HL1信号灯1I1.2SQ1一号选手按钮Q11.2HL2信号灯2I1.3 SQ2 二号选手按钮Q11.3 HL3 信号灯3I2.0 SQ3 三号选手按钮Q12.0 HL4 信号灯4I2.1 SQ4 四号选手按钮Q12.1 HL5 抢答超时灯Q12.2 HL6 1号犯规灯Q12.3 HL7 2号犯规灯Q13.0 HL8 3号犯规灯Q13.1 HL9 4号犯规灯Q13.2 HL10 答题超时灯4、系统接线图：根据四组智力抢答器的控制要求，PLC 接线图如图3所示 。
4路智力竞赛抢答器的设计
目录1设计目的和要求 (1)1.1设计目的 (1)1.2设计要求 (1)1.3设计背景 (2)1.4设计意义 (2)2功能介绍 (3)2.1设计思路 (3)2.2设计中存在的问题 (3)3 设计方案和内容 (3)3.1总体方案 (3)3.2器件清单 (4)3.3电路原理图的设计与过程 (9)3.4焊接过程 (11)总结 (15)致谢 (18)4路智力竞赛抢答器的设计摘要：实现抢答器的方式有多种，可以采用模拟电路，数字电路和混合电路，可以实现多路抢答的功能。
现介绍的是用数字电路设计的四路抢答器，以74LS175、74LS00、74LS20为核心，具有反应快、功能齐全、实用性强的特点。
关键词：四路抢答器电路仿真设计前言在日常生活中各种竞赛场合经常要用到抢答器，在电视台和娱乐场所等大型场合中的智力抢答更是不可缺的系统，其利用的是大型显示屏显示数字。
抢答器不但在以上场合取到很大的作用，而且在现代制造业中也有很重要的作用。
现代电子技术的飞跃发展，各类智能化产品相应而出，抢答器器也不例外；数字电路具有电路简单、可靠性高、成本低等优点，本设计就以数字电路为核心设计四路抢答器。
而本次课程设计技术目标与要求是设计四路的抢答器，附有简单的抢答功能，不仅可以用于比赛，娱乐抢答，知识竞赛等也可以用于各类需要竞争的场合，抢答器的运用常附有人性化，应用非常广泛。
1设计目的和要求1.1设计目的1.进一步掌握数字电子技术课程所学的理论知识。
2.熟悉几种常用集成数字芯片，并掌握其工作原理，进一步学会使用其进行电路设计。
3.了解数字系统设计的基本思想和方法，学会科学分析和解决问题。
4.培养认真严谨的工作作风和实事求是的工作态度。
1.2设计要求1.每个参加者控制一个按钮，用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.竞赛开始后，先按动按钮者对应的一个发光二极管点亮，此后其他3人再按动按钮对电路不起作用。
1.3设计背景信息时代的21世纪，人类社会的进步和科学技术的发展非常迅猛，人类开始迈入了数字化和科技化的智能世界。
四路抢答器课程设计报告
1 设计任务描述1设计题目四路抢答器的设计1.1设计要求1.1 设计目的（1）掌握四路抢答器的构成、原理与设计方法；（2）熟悉集成电路的使用方法。
1.2 基本要求（1）要求实现ABCD四路抢答器的设计——每组都具有独立的抢答按键，要求某路抢答后，其余三路抢答无效；（2）某路抢答信号到达后，指示该路已抢答的独立灯光发光，发出提示音，并用数码管显示抢答的组号（以ABCD表示）；（3）裁判桌上的公共通道号显示（以ABCD表示）；（4）抢答时间的定时与报警，具体实现可自拟。
1.3 发挥部分( 1 )抢答次数显示；（2）选手分数计数显示。
2设计思路竞赛抢答器的设计思路即为有多个信号输入端，但是当有其中任何一个信号输入时，运行电路将所存电路，直至总控制开关闭合为之。
本设计题目为智能四路竞赛抢答器，使其能方便的实现优先抢答，本组抢答后，各组独立的灯光显示，同时发挥部分设计了抢答定时电路。
抢答器具有锁存、定时、显示功能。
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LED数码管把选手的编码显示出来，并且开始抢答时间的倒计时，同时用LED数码管把选手的所剩抢答时间显示出来。
抢答时间可设定（０～１５秒）。
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“开始”状态，宣布“开始”抢答器工作。
定时器倒计时提示。
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。
据要求，则设计思路如下：由主持人控制四组抢答，当一人按下抢答按钮后，将会有灯光显示，单独显示器显示组别并发出提示音。
同一时刻优先编码电路将抢答信号锁存，其他人抢答失效，再通过译码显示将抢答认的组别显示出来。
由主持人控制抢答时间，抢答时间设为１５秒。
经典四路抢答器课程设计
四路抢答器课程设计设计参考一、数码抢答器1.设计要求（1）8个参赛选手，用0~7号表示，抢答赛中，锁定并显示最先抢答选手号。
（2）报警提醒主持人等功能。
（3）主持人控制电路。
2．课题涵盖的知识点编码器、锁存器、脉冲发生器、译码器、三极管的开关特性应用等知识。
3．设计课题中部分单元电路的原理说明（1图1.1 数码抢答器的整机工作原理构图数码抢答器的整机工作原理构图如图1.1所示。
图1.2 数码抢答器实验板。
图1.3提供了一种供参考用的整机电路图。
电路组成如下：U1组成8线3线编码器，U3、U7A形成锁存脉冲，其中C1有延时作用，74LS175锁存编码信号，S9为主持人复位开关，U6、SMG1组成译码显示电路，U5、U7B组成报警电路。
图1.2 数码抢答器实验板（2）编码器按照预先的约定用文字、数码、图形等字符或图片表示特定对象的过程统称为编码，如学生的学号、考号、邮编等都属于编码，但在数字、微机、单片机等系统中，多利用多位的二进制数码0和1按照某种预先约定的规律排列，组成不同的数码，表示某一具体特定事物或含义，之所以编为二进制码是因为二进制数便于进行存储、运算等各种数字信号处理，而且电路实现简单。
在本项目中为了便于锁存、显示抢答的选手号，可利用二进制编码器将8位选手的按键号编为3信二进制数码。
编码器可以用小规模集成电路设计而成，也可以直接用中规模集成电路如8线-3线编码器74148来实现。
此电路如有74147还可以有10个输入抢答端。
（3）译码显示器本项目可采用七段数码显示译码器。
其作用是将8421BCD码译码后通过数码管显示出来，译码是编码的逆过程。
数码管是由发光二极管显示字段的显示器件，在数字电路和单片机中广泛采用的是七段数码管，这种数码管的显示字段各对应一个发光二极管，根据发光二极管在数码管内部的连接形状不同分为共阴极和共阳极两种。
可编辑修改图1.3 供参考用的整机电路图精品文档驱动共阴数码管的显示译码器可采用MC14511，其功能表如表1.1。
四路智力抢答器仿真设计
一．设计题目四路智力抢答器仿真设计二．主要内容设计4人数字式竞赛抢答器三．具体要求（1）在给定5V直流电源电压的条件下设计一个可以容纳四组参赛者的抢答器，组成设定一个抢答按钮供参赛者使用。
（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被抢按下时，抢答开始（允许抢答），打开后抢答电路清零。
（3）抢答器具有一个抢答信号的鉴别、锁存及显示功能。
即有抢答信号输入（参赛者的开关中任意一个开关被按下）时，锁存相应的编号，并在LED数码管上显示出来，同时扬声器发生声响。
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。
四．进度安排第一天上午：介绍设计所用仿真软件；布置任务，明确课程设计的完整功能和要求。
下午：图书馆查阅资料。
第二天全天：消化课题,了解设计要求，明确被设计系统的全部功能。
第三天全天：确定总体设计方案，画出系统的原理框图。
第四天全天：绘制单元电路并对单元电路进行仿真。
第五天全天：分析电路，对原设计电路不断修改，获得最佳设计方案。
第六天上午：完成整体设计并仿真验证。
下午：准备课程设计报告。
第七天上午：对课程设计进行现场运行检查，给出实践操作成绩。
五．成绩评定成绩分为三部分：考勤占30%，实践操作占40%，课程设计报告占30%四路智力抢答器一．设计内容四路智力抢答器二．设计目的及要求1．掌握抢答器的工作原理及其设计方法2. 学会用Multisim10软件操作实验内容3. 掌握设计性试验的实验方法基本要求：(1)在给定5V直流电源电压的条件下设计一个可以容纳四组参赛者的抢答器，每组设定一个抢答按钮供参赛者使用。
(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，抢答开始（允许抢答），打开后抢答电路清零。
(3)抢答器具有一个抢答信号的鉴别、锁存及显示功能。
即有抢答信号输入（参赛者的开关中任意一个开关被按下）时，锁存相应的编号，并在LED数码管上显示出来，同时扬声器发生声响。
四路抢答器课程设计报告
四路抢答器课程设计报告绪言为了加深对数字电子技术课程理论知识的理解，有效地提高动手能力，独立分析问题、解决问题能力，协调能力和创造性思维能力，树立严谨的科学作风，培养综合运用理论知识解决实际问题的能力。
现设计一个四人智能抢答器，通过电路的设计、安装、调试、整理资料等环节，初步掌握工程设计方法和组织实践的基本技能，逐步熟悉开展科学实践的程序和方法。
四人智力竞赛抢答器一、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。
由主持人控制，抢答前锁定抢答器，抢答时开启电路；用发光二极管LED显示哪个选手抢到。
2．设计要求（1）4名选手编号为：1，2，3，4。
各有一个抢答按钮和发光二极管，按钮和发光二极管的编号都与选手的编号对应，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，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。
、电路原理分析下图为供4人用的智力竞赛抢答装置电路，用以判断抢答优先权。
图中F1为4D触发器74LS175，它具有公共置0端和公共CP端；F2为双4输入与非门74LS20；F3是由74LS00组成的多谐振荡器；F4是由74LS74组成的4分频电路。
F3，F4组成抢答电路中的CP时钟脉冲源。
抢答开始时，由主持人清除信号，按下复位开关S5，74LS175的输出Q1~Q4全为0，所有发光二极管LED均熄灭。
当主持人宣布“抢答开始”后，首先做出判断的参赛者立即按下开关，对应的发光二极管点亮，同时，通过与非门F2送出的信号锁住其余3个抢答者的电路，不再接受其他信号，直到主持人再次清除信号为止。
四人智力抢答器原理图三、电路设计与单元电路分析1.电路设计电路由选手开关电路、主持人开关电路、触发锁存电路、时间脉冲电路、抢答鉴别电路和显示电路组成。
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。
基于PLC四路抢答器的设计
基于PLC四路抢答器的设计PLC四路抢答器设计是一种基于可编程逻辑控制器（PLC）的系统，用于实现多人抢答游戏的设备。
该系统可以用于教育培训、智力竞赛等各种场景，提高参与者的反应能力和竞争意识。
下面将详细介绍PLC四路抢答器的设计。
1.系统结构PLC四路抢答器由主控单元、按键单元、显示单元和声音模块组成。
主控单元负责抢答器的控制和信号处理，按键单元用于参与者进行抢答，显示单元显示参与者的得分情况，声音模块用于发出抢答和答案正确的提示音。
2.主控单元设计主控单元采用PLC进行控制，具有较高的稳定性和可靠性。
它通过读取按键单元的信号，控制显示单元和声音模块的状态，并根据参与者的抢答顺序和答案是否正确进行得分计算。
主控单元还可以设置游戏的时间限制、参与者数量等参数。
3.按键单元设计按键单元由若干个按钮组成，每个按钮代表一个参与者。
当参与者准备抢答时，他们可以按下自己对应的按钮。
主控单元根据按键的信号进行响应，记录抢答的顺序和答题的正确性。
4.显示单元设计显示单元用于显示参与者的得分情况和答案的正确与否。
对于每个参与者，显示单元可以显示其抢答的顺序和得分。
当参与者抢答成功或答案正确时，显示单元可以发出相应的提示，如闪烁、改变颜色等。
5.声音模块设计声音模块用于发出抢答和答案正确的提示音。
当参与者抢答成功或者答案正确时，声音模块可以发出嘈杂的声音作为奖励。
同时，在一些参与者抢答时间结束或者所有题目答完后，声音模块可以发出结束的提示音。
6.系统功能PLC四路抢答器可以实现以下功能：-支持多人同时抢答，提高参与者的竞争意识和反应能力。
-可以设置游戏的时间限制和参与者数量，适用于不同规模和需求的竞赛活动。
-可以显示参与者的得分情况，提供公平公正的竞赛环境。
-提供声音提示，增加游戏的趣味性和紧张感。
7.系统优势与传统的抢答器相比，PLC四路抢答器具有以下优势：-PLC控制的稳定性高，不易受到外界干扰，保证系统的可靠性。
四路智能抢答器设计指导
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8 7
4 3 uo
2kΩ
47 kΩ
10µF
6 2
1 该图为书中1HZ电路
分频电路
2.怎样产生500HZ、10HZ、1HZ脉冲？
100分频
10HZ EP 74160 c ET Q3 Q2 Q1 Q0 EP 74160 c ET Q3 Q2 Q1 Q0
1000分频
1HZ
1KHZ
EP 74160 c ET Q3 Q2 Q1 Q0
a bcdef g 7448 A3A2A1A0
Q3Q2Q1Q0
Q3 Q2 Q1 Q0
A3 A2 A1 A0 7448
BS201
画原理图时，请按照书本标准接线。
抢答及锁闭电路
D
1
D
Q1 Q2 Q3 Q4 显 示 台 号 电 路
2
D
3
D
4
RD
主持人 清零
有人抢答为0 无人抢答为1
去控制限时和短音提示电路
D触发器输出 显示译码器输入
A0 A1 A2 A3
a b c d e e g
7448
BS201
Q1 Q2 Q3 Q4 A3 A2 A1 A0 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1 1 0 1 0 1 0
A0= Q1 + Q3 A1= Q2+ Q3 A2= Q4 A3= 0
抢答器
• 四人抢答器，每人一个抢答按钮，并显示抢答者台号。 • 主持人功能：发出抢答指令，系统清零，预置限时时间。 （30或60秒） • 电路具有时间显示功能和限时功能。在限时内，有人抢答， 显示电路停止工作。若限时时间到，未有抢答，也停止工 作。 • 声响功能：当发出抢答信号或限时时间到，发出持续2～3 秒的单音或双音音响以作提示。
4路智力抢答器及原理电路图
4路智力抢答器及原理电路图1(设计目的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，而在竞赛中往往分为几组参加，这时针对主持人提出的问题，如果要是让抢答者用举手等方法，这在某种程度上会因为主持人的主观误断造成比赛的不公平性。
比赛中为了准确、公正、直观地判断出第一抢答者，这就要有一种抢答设备作为裁判员，这就必然离不开抢答器。
在数字电路设计的过程中具体的目的如下:1)巩固和加深对电子电路基本知识的理解，提高综合运用本课程所学知识的能力。
2)培养根据设计需要选学参考书籍，查阅相关手册、图表和文献资料的自学能力，并掌握抢答器的基本原理，掌握4D锁存器、计数器、555定时器的工作原理和使用方法。
3)通过电路方案的分析、论证和比较，设计计算和选取元器件、电路组装、调试和检测等环节，初步掌握简单实用电路的分析方法和工程设计方法。
4)学会简单电路的实验调试和性能指标的测试方法，提高学生动手能力和进行数字电子电路实验的基本技能，学会使用Multisim仿真软件。
2(设计要求及方案论证2(1设计要求(1)四组参赛者在进行抢答时(用4组彩灯代表)，当抢先者按下面前的按钮时，抢答器能准确地判断出抢先者，并以声、光为标志。
要求声响、光亮时间为9秒后自动熄灭。
(2)抢答器应具有互锁功能，某组抢答后能自动封锁其他各组进行抢答。
(3)抢答器应具有限时(抢答时间、回答问题时间)的功能。
限时档次分别为30秒、60秒、90秒;时间到时应发出声响。
同时，时间数据要用数码管显示出来。
(4)抢答者犯规或违章时，应自动发出警告信号，以提示灯光闪为标志。
(5)系统应具有一个总复位开关。
12(2方案论证方案一，用优先编码器74LS148和74LS279锁存器实现抢答和锁存功能，用加法器74LS160实现计数功能，但此方案电路繁琐复杂，不做选用。
方案二，用4D触发器74LS175实现抢答并锁存功能，用计数器74LS192实现定时功能，此方案电路相对简单，并且74LS192可以实现减数倒计时功能，所以选用方案二。
4路抢答器的设计
• 要求：
1. 可容纳4个选手同时参加比赛，编号分别为1，2，3，4， 各有一个抢答按钮。主持人通过一个开关控制抢答系统。 2. 主持人预先设定抢答时间10秒，显示倒计时。如时间倒计 为零时，仍没有选手抢答，锁定抢答器，再抢答无效。 3. 抢答器具有数据锁存功能，在主持人宣布抢答开始前，如 果有选手已按下抢答按钮，系统红灯发出示警；当主持人 宣布抢答开始时，倒记时开始，选手们可以抢答，系统会 锁定并显示规定时间内最先抢答的选手的相应编号。 4. 抢答器对参赛选手动作的先后要有很强的分辨能力，即使 他们动作的先后只相差几毫秒，抢答器也要能分辨出来。 系统不显示后动作选手的编号，只显示先动作选手的编号， 并保持到主持人清零为止。
2048Hz时钟脉冲可由实验板直接得到
采用编码器74148
4. 译码显示模块 • 为了将选手编号输出的8421BCD码显示出来，需 用显示译码电路将输出数码转换为数码显示器件所 需要的输出逻辑和一定的电流，一般这种译码器通 常称为7段译码显示驱动器。 常用的7段译码显示驱动器用7448 在7SLEDA数码管上显示
5.分频模块 • 频率为1Hz和2048Hz的时钟脉冲。时钟脉冲可用 CD4060加32.768kHz晶振电路，结合分频电路 获。 输入：8hz（由实验板直接得到） 输出：1hz 利用JK触发器或D触发器
抢答器的组成框图
1.基本抢答器模块
抢答电路采用2个四D触发器74175，4个输入端由4位 选手控制，平时处于低电平，抢答时输入一个高电平。 开始开关由主持人控制（接抢答电路的清零端，它的 非接犯规电路的清零端） 。主持人控制键输入低电平时 抢答模块不工作，犯规电路工作；输入高电平时抢答器才 开始工作，犯规电路不工作，CP端输入接用门电路构成 的电子开关，用来控制2048Hz时钟脉冲的输入，控制端 通过外加与门电路反馈得到，平时反馈‘1’，有人抢答后 立即反馈‘0’，截止时钟脉冲，从而锁定系统状态，直到 主持人按控制键复位。
班四路抢答器设计方案[]
![班四路抢答器设计方案[]](https://img.taocdn.com/s3/m/5d9ec563cbaedd3383c4bb4cf7ec4afe04a1b14b.png)
PORT(AIN4：IN STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO;0)
DOUT7：OUT STD_LOGIC_VECTO(R6 DOWNTO)0); END YMQ;
ARCHITECTURE ART OF YMQ IS
BEGIN
PROCESS(AIN4)
BEGIN
V。有抢答信号输入时，有数码管显示出相应组别的号码。此时再按其他任何一个
抢答开关均无效，指示灯依旧保持第一个开关按下时所对应的状态不变。
VI。能完成由主持人控制的30秒倒计时，有抢答信号输入后计时器停止。
VII•能完成定时器复位，启动，暂停/继续计数。
VIII•能完成对每个选手抢答次数的记录，并可复位.
BEGIN
IF CLR='1'THEN TMP：A="1001”;TMPB:="1001"；SWYUZH〈I="0000"；GWYUZHI<="0000";DA<="100”1；DB〈="1001”;
ELSIF CLK'EVENT AND CLK='1'THEN
IF LDN='1'THEN
IF TA='1'THEN
BEGIN
PROCESS(CLK，LDN，EN,CLR，TA，TB，FLAG)
VARIABLE TMPA: STD_LOGIC_VECTOR(3DOWNTO；0)
VARIABLE TMPB: STD_LOGIC_VECTOR(3DOWNTO；0
VARIABLE STAY，FINISH: STD_LOGIC;-—倒计时停止标志
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绪论
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。
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显示电路 抢答电路
显示电路 倒计时电路
发光二极管
CP
报警电路
总控制电路
图
设计思路：利用 D 触发器上的置位或复位实现抢答电路的信号的优先输入， 通过优先编码器和显示译码器把优先抢答的选手号码显示出来；由定时器发出的 秒脉冲信号经过递减计数器，译码器，再由数码管显示出来，中间包括控制电路。
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1.1 设计要求
第 1 章 方案与论证
1．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； 2．抢答器具有锁存与显示功能；
3．抢答器具有定时抢答功能，定时时间为 60 秒，当主持人启动"开始"键后， 定时器进行减计时；
4．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。
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
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摘要
本文设计可供四人抢答的抢答器电路并对其进行仿真。首先本文提出了一种控制以及计 时电路的方案，并对其进行了论证。设计方案先利用 D 触发器及优先编码器 74LS148N 组成 的抢答电路实施抢答电路的运行，然后利用 555 集成电路构成秒脉冲发生器；然后用其产生 的矩形波触发倒计时计数器；运用输出的进位电压控制计时器的停止，并发生警报。然后用 Multisim9 对电路进行仿真和整体的性能指标测试。经过测验，得到了比较符合要求的仿真结 果。 关键字：D 触发器、优先编码器 74LS148、七段显示译码器 74LS48、555 集成电路
学生姓名
年级
2013 届 电子工程 学院 毕业设计选题审批单
10 专业 电子 班级 2 班
王楷
学号
34
选题 四路智力抢答器设计 选题性质 □设计□报告□其他
选题论证：
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指导教师初审意见：
签 名： 年月日
毕业设计工作领导小组审批意见：
签 名：
选题研究的主要内容和技术方案：
时间段
9 月 1 日-9 月 8 日
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工作内容
选题、开题、制定任务、开题
10 月 20 日
完成毕业设计
指导教师意见： 成果要求：
签字：
年月
日
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第 2 章 单元电路设计
2.1 抢答器按键保持与封锁电路
2.1.1 74LS74D 触发器 74ls74 双上升沿 D 触发＿器（有＿预置、清除端），1CP、2CP 时钟输入端，1D、
年月
日
学生姓名 指导教师
选题
2013 届 电子工程 学院 毕业设计开题报告及进度要求
பைடு நூலகம்
年级
班级
学号
选题性质 □设计□报告□其他
选题的目的和意义：
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毕业设计工作时间 2012 年 9 月 1 日 至 2012 年 10 月 20 日 毕业设计工作日程安排
1.2 方案论证
方案一： 用 CD4511 、CD4068 各一个电阻，开关，三级管和二级管若干及七段显示器 构成抢答电路。本电路的控制方法是利用开关进行输入编码当按键第一次就接下 时，输出由 1111110 变为所接下的键值的 BCD 编码经 4068 8 输入与门和一个三级 管控制后输出 CD4511 第五脚使其从底电平变为高电平，从而锁住 CD4511，实现 抢答功能。计数器利用两个 CD40110 和 CD4011 组合成 60 秒的加法计数器。此电 路原理简单，制作方便，但显示不为倒计时，观看比较不方便。 方案二： 抢答电路由四个 D 触发器 74LS74N，或非门 4002BT，开关若干，优先编码器 74LS148 及七段显示器等组成。本电路的控制方法是利用开关进行高低电位的输 入，当四个开关有一个有优先按下时，D 触发器的输出端输出的高电位通过或非 门进入其他 D 触发器的异步复位端从而使其他选手的输入信号锁存成无效。倒计 时电路由 74LS192, 七段显示器，及 555 定时电路组成。此电路的设计虽然较复杂， 但是能很好实现所要求的功能。 通过比较二个方案的特点，本电路采用方案二！ 智力竞赛抢答器的设计方框图如图 1.1 所示。包括抢答器电路，秒脉冲发生器 电路、计数器电路、译码与显示电路、报警电路和外部控制电路（辅助时序控制 电路）等六个部分组成。计时电路递减计时，每隔 1 秒钟，计时器减 1。其中抢答 器，计数器和控制电路是系统的主要部分。抢答器电路完成抢答功能，计数器完 成 60 秒计时功能，而控制电路完成计数器的直接清零、启动计数器、暂停/连续计 数、译码显示电路的显示功能。当计时器递减计时到零（既定时时间到）时，显 示器上显示 00，同时警报灯点亮。
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【关键字】技术
重庆信息技术职业学院
毕业设计 题目 四路智力竞赛抢答器设计
选题性质： 设计□报告□其他 院 系 电子工程学院
专 业 电子信息工程技术
班 级 10 级 （2） 班
学 号 34
学生姓名 王
楷
指导教师 王 芳 莉
教务处制
2012 年 9 月 1 日