智力竞赛抢答器
JZD 系列智力竞赛抢答器说明书
JZD系列智力竞赛抢答器使用说明书一产品简介本公司具有十余年专业生产知识竞赛抢答器、计分器的经验。
产品采用了优质的元器件，生产工艺过程严格，质量稳定可靠，已在北京电视台及一些省市地方电视台、中国人民解放军总政治部及多个兵种总部、公安、法律，交通、银行、厂矿、企事业单位、学校等众多部门应用。
是各单位开展素质教育、精神文明、娱乐活动的必备产品。
二技术指标n电源电压：220V/50Hz，总功率小于20W。
n抢答、回答定时：定时范围1 —99秒，最小间隔1秒。
n抢答、回答计时：数字显示时间，计时过程中声光显示，时间结束发低音铃声提示。
n抢答显示：数字显示抢答组号，高音铃声提示，抢答有效指示灯点亮。
n偷抢显示：在抢答开始之前，若有人违例偷抢，则鸣铃声报警，显示偷抢组号，抢答无效指示灯光点亮。
n抢答路数：8路（JZD010-010）/ 12路（JZD010-011A）/16路（JZD010-011，JZD010-012, JZD010-012A）。
三使用方法1）8路/12路抢答器（JZD010-010/ JZD010-011A）箱体上盖为可拆卸式，使用前摘下。
将电源插头接入220V电源；控制盒电缆插入抢答器一侧的9芯插座（注意将锁扣钩牢！）；在抢答器另一侧面有一排从上至下的接线端子，每排沿水平方向的两个插孔，分别对应连接各参赛组抢答按钮的两个线端。
压下接线端子侧面的手把，将抢答按钮线端插入插孔，再松开手把将线端压牢。
具体如下图所示：2）打开电源开关，电源指示灯亮表示供电正常，抢答器显示出数字“88”，表示开机工作正常。
3）设定抢答定时：按下“抢答定时”键，可设置抢答定时时间。
单独按下“抢答定时”键，增加时间；同时按下“抢答定时”键和“复位”键，时间减少。
4）设定回答定时：按下“回答定时”键，可设置回答定时时间。
单独按下“回答定时”键，增加时间；同时按下“回答定时”键和“复位”键，时间减少5）抢答：按下“抢答”键，抢答器开始抢答操作，可分为如下3种状态。
智力竞赛抢答器的电路设计
智力竞赛抢答器电路设计一、选题背景1.抢答组数为3 组，输入抢答信号的按键需完成无抖动功能；2.能迅速、准确地判处抢答者，同时能排除其它组的干扰信号，闭锁其它各路输入使其它组再按开关时失去作用，并能对抢中者有显示和鸣叫指示3.每组有 1 位十进制计分显示电路，能进行加/减计分；4.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.回答问题的时间应可调整，分别为 10s、20；主持人应有复位按钮和开始抢答按钮。
二、方案论证(设计理念)说选用at89c51芯片进行仿真实验，由于题目要求以及芯片的端口较少问题，故选用了一个四位数码管，将显示分数和显示选手号的功能集成于一个四位数码管中，并由复位功能进行两种显示的切换。
将P0口接上数码管，从P2口选择几个作为位选端口，另外的几位作为主持人的按键用来进行加减分以及开始和复位的选择。
并对按键进行了消抖防影措施。
在芯片的对应端口连接上晶振电路，在P3口连接蜂鸣器进行相应的提示。
源程序在keil5环境中生成，仿真在protues8.9环境中生成，将程序写入芯片中得到了运行且功能无错误三、过程论述过程论述大致分为两个部分，为硬件部分和软件部分1.硬件部分P0口接上数码管，采用共阴极四位一体数码管。
由于连接的为P0口所以需要接上上拉电阻，由于单个电阻过于麻烦所以选择使用排阻。
蜂鸣器电路，由于单片机产生的电流过小，无法支持蜂鸣器的正常使用，所以使用三极管进行电流放大来保持蜂鸣器的正常使用。
图中显示的为按键，左侧是选手按键，右侧为主持人按键，分别为开始按钮、加分按钮、减分按钮、复位按钮。
2.软件部分本次实验使用了两个定时器中断，分别为定时器中断0和定时器中断1。
设置的初始抢答倒计时为20s，答题时间为10s，为两个定时器赋上相应的初值可以应对两种时间为零的各种情况由于题目的要求当复位按键或者选手按键按下后需要屏蔽其他选手的按钮影响，设计采用了一种标志位来控制按键扫描函数，当复位按键或者选手抢答按键按下后该标志位置1然后停止对按键函数的扫描以此来屏蔽其他按键的干扰。
多路智力竞赛抢答器的设计
多路智力竞赛抢答器的设计多路智力竞赛抢答器是一个用于智力竞赛中的设备，用于记录和管理参赛者的抢答顺序和答题情况。
它可以在比赛中提供公平、公正和高效的抢答环境，确保比赛的公正性和准确性。
下面是一个多路智力竞赛抢答器的设计，包含以下几个方面的内容。
一、硬件设计：1.抢答器主控制模块：用于控制整个抢答器的工作流程，包括参赛者抢答按钮的触发、显示屏的刷新以及结果的显示。
2.抢答按钮模块：每个参赛者都有一个抢答按钮，用于在抢答时触发抢答信号，并将信号传递给主控制模块。
3.显示屏：用于显示当前抢答顺序、参赛者的编号和答题情况等信息。
4.信号接口模块：用于接收和发送抢答信号，确保信号的稳定传输和准确记录。
二、软件设计：1.参赛者管理：可以添加、修改和删除参赛者信息，包括编号、姓名和其他个人信息。
2.抢答顺序生成算法：根据参赛者的编号和抢答时间，生成抢答顺序，确保每个参赛者都有平等的机会。
3.抢答计时器：记录每个参赛者的抢答时间，以毫秒为单位，确保答题时间的准确性。
4.答题结果记录：记录每个参赛者的答题情况，包括答题是否正确、答题时间和得分等信息。
三、工作流程：1.参赛者注册：在比赛开始前，将参赛者的信息录入系统，并为每个参赛者分配一个唯一的编号。
2.抢答顺序生成：根据参赛者的编号和抢答时间，生成抢答顺序，确保每个参赛者都有平等的机会。
3.比赛开始：显示屏上显示第一个参赛者的编号，并开始计时。
4.抢答过程：参赛者可以按下抢答按钮进行抢答，主控制模块接收到抢答信号后，记录抢答时间，并显示下一个参赛者的编号。
5.答题过程：参赛者按照题目进行答题，系统记录答题情况，并根据答题结果给予相应的得分。
6.比赛结束：显示屏上显示比赛结果，包括参赛者的得分和排名等信息。
四、安全性设计：1.数据备份：系统应具备数据备份功能，确保比赛数据在意外情况下的安全性。
2.故障恢复：系统应具备故障恢复功能，如断电恢复、程序崩溃等情况下能够自动恢复并继续比赛。
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。
四人智力竞赛抢答器实验报告
四人智力竞赛抢答器设计一台可供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1秒。
选手抢答时，数 码显示选手组号，同时蜂鸣器响1秒，倒计时停止。
(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1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1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。
⑹ 可用石英晶体振荡器或者 555定时器产生频率为1H Z 的脉冲信号，作 为定时计数器的CP 信号。
数字抢答器总体方框图如图11、1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;:掙人住制绷开关电S4场冲U 覷生戟理电■i:1■i ■i J♦・图11、1数字抢答器框图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，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，当一轮抢答之后，定时器停止、禁止二次抢答、定时器显示零。
智力竞赛抢答器设计
智力竞赛抢答器设计随着知识经济的快速发展，智力竞赛作为一种独特的文化现象，越来越受到大众的和喜爱。
抢答器作为智力竞赛中的重要设备，具有举足轻重的地位。
本文将围绕智力竞赛抢答器设计展开讨论，深入剖析其需求、思路及具体实现方法。
一、需求分析智力竞赛抢答器的主要需求方是竞赛组织者、参赛者和观众。
抢答器应具备快速、准确、稳定的特点，以便在竞赛中充分发挥作用，提高竞技体验和公平性。
此外，抢答器还需具备良好的操作界面，以便参赛者快速上手。
二、设计思路1、抢答器外观设计抢答器的外观应简洁大方，符合现代审美观念。
同时，要注重实用性，以便参赛者能够方便快捷地操作。
2、抢答器功能设计抢答器应具备以下基本功能：（1）实时显示题目和倒计时：抢答器应展示当前题目的内容，并设置倒计时功能，以便参赛者合理安排答题时间。
（2）抢答功能：抢答器应允许参赛者通过按钮或触摸屏等方式进行抢答，并自动判断抢答是否有效。
（3）声音提示功能：当抢答器检测到有效抢答时，应发出声音提示，以便所有参赛者和观众知晓。
（4）计时功能：抢答器应具备计时功能，以便在竞赛全程中掌握时间。
3、技术实现抢答器的技术实现应考虑以下几个方面：（1）稳定性：抢答器应采用可靠的硬件和软件方案，确保在竞赛过程中不会出现故障。
（2）可扩展性：抢答器应具备良好的可扩展性，以便根据不同竞赛需求进行功能扩展和升级。
（3）交互性：抢答器应支持多种交互方式，如按钮、触摸屏等，以便参赛者根据个人习惯选择操作。
三、输入关键词在智力竞赛抢答器设计中，以下关键词至关重要：1、稳定性：抢答器的稳定性直接决定了其可用性和可靠性。
设计过程中应采用成熟的硬件和软件方案，确保设备在长时间使用和大量竞赛中稳定运行。
2、可扩展性：考虑到不同竞赛场景和需求，抢答器应具备良好的可扩展性，以便根据实际需求增加或优化功能。
这有助于延长抢答器的使用寿命，并适应未来可能的变化。
3、用户友好性：抢答器的操作应简单直观，支持多种交互方式，以便参赛者和观众快速上手和操作。
智力竞赛抢答器三个问题解答
智力竞赛抢答器三个问题解答智力竞赛抢答器是一种常用于智力竞赛和电视节目中的设备，它能够快速准确地判断抢答者的速度和正确性。
在智力竞赛中，问题往往涵盖各个领域，包括数学、科学、文化、历史等等，非常考验参赛者的综合知识和思维能力。
1.智力竞赛抢答器是如何判断抢答者的速度的？智力竞赛抢答器一般包括一个按钮和一块显示屏。
当主持人提出问题后，抢答者可以按下按钮来回答问题。
抢答器会对按下按钮的时间进行计时，并通过显示屏显示时间。
通常，抢答者越快按下按钮，显示屏上的时间就越短。
抢答器能够精确地计算出按下按钮的时间，这是由于抢答器内部配备了高精度的计时装置。
它可以精确到毫秒级别，确保对抢答者速度的判断非常准确。
主持人可以根据抢答器的显示结果，来评判抢答者的速度，从而决定是否承认其回答。
2.智力竞赛抢答器是如何判断抢答者的正确性的？除了判断抢答者的速度，智力竞赛抢答器还能够判断抢答者的回答是否正确。
一般来说，抢答器会提供一个按钮用于抢答者回答问题。
当抢答者回答问题后，他们需要按下按钮来确认答案。
抢答器会对按下按钮的时间进行计时，并通过显示屏显示时间。
通常，抢答者越快按下按钮，显示屏上的时间就越短。
为了判断抢答者回答是否正确，智力竞赛抢答器通常需要与主持人的电脑或中央处理器连接。
主持人可以在电脑上预先设定正确答案，并将其发送到抢答器。
当抢答者回答问题后，抢答器会将其答案与电脑上的正确答案进行比对。
如果答案匹配，抢答器会根据抢答时间来判断抢答者的得分。
3.智力竞赛抢答器的设计和功能有哪些？智力竞赛抢答器的设计主要包括按钮、显示屏、计时装置和连接接口。
按钮是抢答者用来回答问题的设备，他们只需简单地按下按钮就可以完成操作。
显示屏用于显示抢答者的按下按钮的时间以及回答的正确性。
计时装置是抢答器用来精确计算抢答者按下按钮的时间的设备，它一般具备高精度和准确性。
连接接口用于与主持人的电脑或中央处理器进行通信，以判断抢答者的回答是否正确。
智力竞赛抢答器
编程语言
01
选择易于开发、调试和移植的编程语言，如C 或C。
程序结构
02
采用模块化程序设计，将程序划分为不同的功 能模块，便于开发和维护。
抢答逻辑
03
编写抢答逻辑代码，实现实时检测、判断最先 抢答和显示抢答结果等功能。
界面设计
04
设计简洁明了的界面，方便参赛者和裁判使用。
系统测试与优化
功能测试
01
03
电力。
显示器
用于展示抢答结果 。
工作流程
电源启动
抢答器接通电源后开始工作。
信号接收
按钮组件接收到抢答信号。
信号处理
电路板对接收到的信号进行处理 。
结果判断与显示
根据处理结果判断并显示抢答结 果。
信号接收与处理
信号接收
按钮组件接收到抢答信号后，将信号传递给电路板。
信号处理
电路板对接收到的信号进行识别和处理，判断抢答的有效性。
智力竞赛抢答器
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目 录
• 抢答器概述 • 抢答器的工作原理 • 抢答器的应用场景 • 抢答器的优势与局限性 • 抢答器的设计与实现 • 抢答器的未来发展与展望
01
抢答器概述
定义与功能
定义
抢答器是一种电子设备，用于智力竞 赛中判断并显示哪位选手最先按下抢 答按钮。
功能
具备信号输入、信号处理和信号输出 三大功能，能够快速准确地判断抢答 者的身份，并通过显示设备展示给所 有参赛者及观众。
抢答器的重要性
1 2
3
公平性
抢答器能够确保竞赛的公平性，避免因人工判断抢答顺序时 出现的误差或偏见。
高效性
抢答器能够提高竞赛的效率，减少等待时间，让比赛更加紧 凑和激烈。
智力竞赛抢答器实训报告
一、实验背景随着各类竞赛活动的普及，如何公正、高效地判定抢答者的优先级成为一个重要问题。
为此，我们设计并制作了一台适用于四人智力竞赛的抢答器。
该抢答器通过数字电路实现，能够实时显示倒计时时间，并在选手抢答成功时发出蜂鸣声，指示抢答者的优先级。
二、实验目的1. 熟悉数字电路中D触发器、分频电路、多谐振荡器、CP时钟脉冲源等单元电路的综合运用。
2. 掌握智力竞赛抢答器的工作原理。
3. 了解简答数字系统设计、调试及故障排除方法。
三、实验原理1. D触发器：D触发器是一种基本的数字电路单元，具有存储一位二进制信息的功能。
在本实验中，我们使用D触发器74LS175作为抢答器的核心元件，实现选手抢答信号的锁存和优先级判断。
2. 分频电路：分频电路用于将输入信号的频率降低，以满足抢答器对倒计时时间的需求。
在本实验中，我们使用74LS74组成的四分频电路，将输入时钟信号分频，产生倒计时所需的时钟脉冲。
3. 多谐振荡器：多谐振荡器是一种能够产生周期性方波信号的电路。
在本实验中，我们使用74LS00组成的多谐振荡器产生抢答成功时的蜂鸣声。
4. CP时钟脉冲源：CP时钟脉冲源为抢答器提供统一的时钟信号，保证各个单元电路同步工作。
四、实验步骤1. 电路设计：根据实验原理，设计抢答器的电路图，包括D触发器、分频电路、多谐振荡器、CP时钟脉冲源等单元电路。
2. 元器件选型：根据电路图，选择合适的元器件，包括D触发器、分频电路、多谐振荡器、CP时钟脉冲源、数码管、按键、蜂鸣器等。
3. 电路搭建：按照电路图，将选好的元器件焊接在电路板上，连接好各个引脚。
4. 电路调试：检查电路连接是否正确，使用示波器等工具检测各个单元电路的波形，确保电路正常工作。
5. 功能测试：进行抢答器功能测试，包括倒计时显示、抢答成功蜂鸣声、优先级判断等。
五、实验结果与分析1. 倒计时显示：抢答器能够正常显示倒计时时间，从9秒开始倒计时，直到0秒。
2. 抢答成功蜂鸣声：当选手抢答成功时，抢答器能够发出蜂鸣声，提示选手抢答成功。
智力竞赛抢答器逻辑电路设计
2．判组电路
判组电路由RS触发器完成，CD4043为三态RS锁存触 发器，当S1 按下时，Q1 为1，这时或非门74LS25为低电平， 封锁了其他组的输入。Q1为1，使发光管D1发亮，同时也 驱动音响电路鸣叫，实现声、光的指示。输入端采用了阻 容方法，以防止开关抖动。
3．定时电路
当进行抢答或必答时，主持人按动单次脉冲启动开关， 使定时数据置入计数器，同时使JK触发器74LS112翻转（ Q 1 ），定时器进行减计数定时，定时开始，定时指示灯 亮。当定时时间到，即减法计数器为“00”时， 为“1”，定 时结束，控制音响电路鸣叫，并灭掉指示灯（JK触发器 的 ，Q 1，Q 0 ）。
倒T形电阻网络D/A转换器电路中， S0 ～ S3为模拟开关，由 输入数码Di 控制；R 和2R 组成电阻解码网络，呈倒T形；运算放 大器A构成求和电路。
（1）当Di 1时，Si 接运放反相输入端（“虚地”），Ii 流入求 和电路。 （2）当Di 0 时，Si 将电阻2R接地。无论模拟开关Si处于何种位 置，与Si相连的2R电阻均等效接“地”（地或虚地）。这样流经 2R电阻的电流与开关位置无关，为确定值。
数字电子技术
智力竞赛抢答器逻辑电 路设计
简述
1
2 设计任务及要求
设计方案提示
3
4
主要元器件选择
设计原理及参考电路 5
1.1 简述
如图9-1所示为智力竞赛抢答器的电路原理组成方框图。
图9-1 智力竞赛抢答器原理框图
1.2 设计任务及要求
具体要求主要包括以下几点。
（1）抢答组数为4组，输入抢答信号的控制电路应由无抖动开关 来实现。 （2）选组电路能迅速、准确地判别抢答者，同时能排除其他组的 干扰信号，即闭锁其他各路输入使其再按开关时失去作用，并能 对抢中者发出声、光显示和鸣叫指示。 （3）计数显示电路为3位十进制计分显示电路，能进行加/减计分。 （4）开始作答时，启动定时灯亮，开始计时；当计时结束时，喇 叭发出单音调“嘟”声，并熄灭指示灯。
智力竞赛抢答器课程设计
智力竞赛抢答器课程设计课程名称：智力竞赛抢答器课程设计课程目标：1. 理解智力竞赛抢答器的原理和使用方法；2. 学会设计和制作智力竞赛抢答器；3. 培养学生的团队合作和创新能力；4. 提高学生的智力竞赛能力。
课程内容：第一课：智力竞赛抢答器原理介绍- 介绍智力竞赛抢答器的定义、作用和分类；- 分析智力竞赛抢答器的原理及其技术支持；- 给出智力竞赛抢答器的典型应用场景。
第二课：智力竞赛抢答器设计要点- 分析智力竞赛抢答器的设计要点，包括外观设计、按键设计、显示设计等；- 引导学生思考如何根据不同的智力竞赛需求设计合适的抢答器。
第三课：抢答器电路设计与制作- 介绍抢答器电路的基本原理和常用元器件；- 指导学生进行抢答器电路的设计与制作；- 学生利用提供的电路设计软件进行实践操作。
第四课：控制程序编写与调试- 介绍抢答器控制程序的编写方法和基本语法；- 引导学生编写控制程序，实现抢答器的功能；- 学生通过调试程序，确保抢答器能够正常工作。
第五课：抢答器实验与测试- 学生利用自己制作的抢答器进行实验和测试；- 分析实验结果，总结抢答器的性能和可靠性；- 学生提出改进抢答器的想法，并进行相应的修改。
第六课：智力竞赛抢答器应用拓展- 介绍智力竞赛抢答器的应用拓展，如音乐竞赛、知识竞赛等； - 引导学生思考如何根据不同的竞赛需求设计更复杂功能的抢答器；- 学生进行抢答器应用的创新设计。
课程评估：1. 学生的课堂参与度和合作能力；2. 学生的抢答器设计和制作成果；3. 学生编写的抢答器控制程序的质量；4. 学生对抢答器实验结果和改进建议的总结。
师生互动方式：1. 教师授课引导学生学习知识；2. 学生分组合作完成抢答器设计和制作任务；3. 学生展示自己的抢答器成果，互相评价和交流经验；4. 教师和学生共同总结课程内容，提出问题和改进建议。
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
智力竞赛抢答器课程设计
智力竞赛抢答器课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解并掌握抢答器的基本电路原理，包括按钮控制、指示灯显示等。
2. 学生能了解并描述数字电路基础知识，如逻辑门、触发器等，并明白其在抢答器中的应用。
3. 学生能够解释抢答器中涉及的电子元件的功能和作用，如电阻、电容、二极管、三极管等。
技能目标：1. 学生能够运用所学知识，设计并搭建一个简单的智力竞赛抢答器电路。
2. 学生通过实际操作，掌握基本的电路连接和调试技巧，提高动手能力。
3. 学生能够运用抢答器进行实际竞赛，提升反应速度和团队协作能力。
情感态度价值观目标：1. 学生通过课程学习，培养对电子技术的兴趣，激发创新意识。
2. 学生在团队协作中，学会互相尊重、支持和沟通，培养良好的合作精神。
3. 学生在竞赛过程中，树立公平竞争的意识，培养积极向上的心态。
课程性质：本课程为实践性较强的电子技术课程，结合理论知识与动手实践，培养学生电子技术应用能力。
学生特点：五年级学生对新鲜事物充满好奇，动手能力强，但电子技术知识有限，需要教师引导。
教学要求：注重理论与实践相结合，以学生为主体，教师引导，培养学生自主探究和团队协作能力。
通过课程目标的实现，使学生在知识与技能、情感态度价值观方面得到全面提升。
后续教学设计和评估将围绕这些具体的学习成果展开。
二、教学内容1. 数字电路基础知识：逻辑门原理、触发器功能及其在抢答器中的应用。
教材章节：第五章《数字电路基础》内容列举：逻辑门电路、RS触发器、JK触发器等。
2. 抢答器电路原理：按钮控制、指示灯显示、抢答成功判定等。
教材章节：第六章《电子技术应用》内容列举：按钮开关、指示灯、时钟信号、计数器等。
3. 电子元件功能与作用：电阻、电容、二极管、三极管等。
教材章节：第四章《常用电子元件》内容列举：电阻的阻值、电容的容值、二极管单向导电性、三极管放大作用等。
4. 电路连接与调试技巧：实物电路搭建、调试方法、故障排查等。
智力竞赛抢答器逻辑电路设计
智力竞赛抢答器逻辑电路设计
在逻辑电路设计中，我们需要考虑以下几个关键要素：按钮输入、时
间记录、比较和显示。
首先，按钮输入是抢答器的输入信号，可以通过按钮连接到电路中。
当参赛者按下按钮时，按钮会向电路发送一个电压信号，表示有参赛者抢答。
这个电压信号可以通过逻辑门电路进行检测和处理。
接下来，时间记录是抢答器的核心功能之一、当有参赛者按下按钮时，抢答器需要迅速记录下按下的时间顺序，以便后续比较和判断。
为了实现
时间记录功能，可以使用一个计时器电路，例如基于555定时器芯片或微
控制器的计时器功能。
在记录时间的过程中，我们需要将每位参赛者的按下顺序进行记录。
为了区分每位参赛者，我们可以为每个按钮设置一个独特的编号或标志。
这样，在时间记录中，可以同时记录按下的时间和参赛者的编号，以便后
续比较和判断。
比较是判断哪位参赛者最先抢答的关键步骤。
在时间记录完成后，我
们可以将参赛者的抢答时间进行比较，以确定最先抢答的参赛者。
比较可
以通过逻辑门电路实现，例如使用比较器电路、多路选择器电路等。
最后，抢答器需要实时地显示抢答结果，以便主持人和观众了解。
显
示可以通过LED显示屏、数码管等组件进行，这些组件可以通过逻辑门电
路控制来显示对应的结果。
综上所述，智力竞赛抢答器的逻辑电路设计主要包括按钮输入、时间
记录、比较和显示等功能。
通过设计合适的逻辑门电路，可以实现高效准
确的抢答功能，提升智力竞赛的游戏体验。
当然，设计的具体电路方案需要根据实际需求和可用的器件进行选择和调整。
02-智力竞赛抢答器的制作与调试
综合训练：智力竞赛抢答器的制作与调试智力竞赛抢答器是一种应用非常广泛的设备，在各种竞赛、抢答场合中，它能迅速、客观地分辨出最先获得发言权的选手。
本训练在对智力竞赛抢答器训练电路组成及工作过程进行分析的基础上，对智力竞赛抢答器实物制作及调试进行指导。
一、训练电路分析供4 人用的智力竞赛抢答训练电路图如图 1 所示。
图中 U1 为四D 触发器74LS175，它具有公共置 0 端和公共 CP 端，U2 是双D 触发器 74LS74，组成四分频电路，用以产生抢答电路中的 CP 时钟脉冲源。
U3 为双4 输入与非门 74LS20；U4 是四2 输入与非门 74LS00 组成多谐振荡器。
图 1 智力竞赛抢答器训练电路抢答开始时，由主持人先按下复位按钮 SB5，发出清除信号，U1 的输出 Q1～Q4 全为0，所有发光二极管 LED 均熄灭，图中 R1-R4 为发光二极管限流电阻，四个抢答者的按钮分别为 SB1、SB2、SB3、SB4。
当主持人宣布“抢答开始”后，首先作出判断的参赛者立即按下按钮，对应的发光二极管亮，同时，通过与非门的输出信号锁住时钟信号CP，其余 3 个抢答者的抢答信息不再被接受，直到主持人再次按下清除信号为止。
二、实物制作在对多功能板各集成芯片和元件进行连接时，导线要先拉直，每根线量好长度后，再剪断、剥好线头、根据走线位置折好后插入板中，要求导线的走线方向为“横平、竖直”。
导线的剥线长度与电路板的厚度相适应（比板的厚度稍短）。
导线的裸线部分不要露在板的上面，以防短路，但是绝缘部分绝对不能插入金属片内，导线要插入金属孔中央。
在自制电路板上将制作智力竞赛抢答器所需的 IC 插座及各种器件焊接好；装配时，先焊接 IC 等小器件，最后固定并焊接变压器等大器件。
电路连接完毕后，先不插IC。
调试时再插安装 IC 芯片。
最后安装制作的智力竞赛抢答器所需元件清单如表 1 所示，多功能板实物如图10.13所示。
智力竞赛抢答器三个问题解答
智力竞赛抢答器三个问题解答问题一：什么是智力竞赛抢答器？智力竞赛抢答器是用于智力竞赛比赛的一种设备，通常用于记录参赛选手的答题顺序和时间，以此来评判参赛选手的答题能力和速度。
问题二：智力竞赛抢答器的工作原理是什么？智力竞赛抢答器通常由以下几部分组成：主机、按钮、显示屏和计时器。
其工作原理如下：1.选手按下按钮：当问题被提出后，选手按下抢答器上的按钮，这会触发抢答器的传感器。
2.记录答题顺序和时间：抢答器的主机接收到按下按钮的信号后，会记录下选手按下按钮的时间点，并根据按下按钮的先后顺序对选手进行排序。
3.显示答题结果：抢答器的显示屏会显示每个选手的编号和答题时间，以便评判选手答题的准确性和速度。
4.计时器功能：抢答器还配备了计时器功能，可以记录选手按下按钮的时间长度，从而精确地评判选手的答题速度。
问题三：智力竞赛抢答器的应用场景有哪些？智力竞赛抢答器广泛应用于各类智力竞赛活动，包括学校内的知识竞赛、电视节目的互动环节、企事业单位内部的培训与团建等。
以下是智力竞赛抢答器的一些应用场景：1.学校智力竞赛：在学校内进行的知识竞赛、智力问答等活动中，使用抢答器可以提高比赛的公平性和娱乐性，激发学生的学习积极性。
2.电视竞赛节目：电视节目中的抢答环节是观众最为关注和喜爱的环节之一。
通过使用抢答器，可以准确记录参赛选手的抢答时间和正确率，增加比赛的紧张感和观赏性。
3.企事业单位培训：在企事业单位内部的培训与团建活动中，使用抢答器可以增加互动和竞争，提高员工的学习和团队合作能力。
4.智力游戏活动：智力游戏如脑力风暴、团队解谜等常常需要参与者通过抢答器来提交答案，从而增加游戏的趣味性和竞争性。
总结起来，智力竞赛抢答器在各类智力竞赛活动中起到了至关重要的作用，它不仅能够提高比赛的公平性和娱乐性，还能够有效评判选手的答题能力和速度，同时也可以增加比赛的观赏性和趣味性。
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EDA技术课程设计报告题目智力竞赛抢答器学院电子信息工程学院专业电子信息工程（本）学生姓名 XXX学号 XXX 年级 XXX 指导教师 XXX 职称 XXX二〇一〇年十二月智力竞赛抢答器摘要：EDA技术的应用引起了电子产品系统开发的革命性变革。
利用先进的EDA工具，基于VHDL描述语言，可以进行系统级数字逻辑电路的设计。
本采用FPGA作为控制核心，利用VHDL语言，实现了8路抢答器的功能。
通过MAX+PLUSⅡ软件开发工具对该系统进行编译、仿真，并下载到FLEX10K 系列的EPF10K10LC84--4上进行测试。
硬件测试表明本文所采用的模块化、逐步细化的设计方法有利于系统的分工合作、并且能够及早发现各子模块及系统中的错误，提高系统设计的效率，特别适用于可编程逻辑器件的应用设计。
关键词：EDA技术；数字逻辑电路；FPGA；8路抢答器目录第1章绪论 (1)1.1选题目的 (1)1.2设计要求及内容 (1)第2章 EDA技术介绍及VHDL语言介绍 (3)2.1EDA技术 (3)2.2VHDL语言 (3)2.2.1 VHDL语言概念 (3)2.2.2 VHDL语言结构 (4)2.3系统方案选择的优势 (4)第3章系统硬件模块设计 (6)3.1系统总体设计方案 (6)3.2锁存器模块 (6)3.3编码电路模块 (7)3.4译码电路模块 (7)3.5系统整体电路 (8)第4章系统软件设计及仿真 (9)4.1MAX+PLUSⅡ软件开发平台 (9)4.2锁存器电路软件设计 (9)4.2.1 锁存器电路程序设计 (9)4.2.2 锁存器电路仿真波形及分析 (10)4.3编码电路软件设计 (11)4.3.1 编码电路程序设计 (11)4.3.2 编码电路仿真波形及分析 (11)4.4译码电路软件设计 (12)4.4.1 译码电路软件程序设计 (12)4.4.2 译码电路仿真波形及分析 (13)4.5系统整体电路软件设计 (13)4.5.1 系统整体软件程序设计 (13)4.5.2 系统整体电路仿真波形及分析 (14)第5章结论 (16)参考文献 (17)第1章绪论1.1 选题目的如今社会智力竞赛是“快乐学习”这一教育模式的典范，它采用在规定的一段时间内抢答和必答等方式，在给人们的生活带来乐趣的同时，也使参与者和观众在愉悦的氛围中学到一些科学知识和生活知识，因此很受大家的喜欢。
数字抢答器在智力竞赛中起到很重要的角色，能够准确、公正、直关地判断出首轮抢答者，并且通过抢答器的数码显示和警示蜂鸣等方式指出首轮抢答者。
本课程设计是在学完EDA技术课程后的必修课程，它的目的和任务是综合利用所学EDA技术知识完成一个具有完整功能的电子系统设计，从系统顶层模块的划分、各功能模块的硬件语言描述（编程）、各模块及整体电路仿真、到最后下载到可编程器件实现真实的电路，让学生亲自体验一次采用现代电子设计自动化技术完成一个电子系统设计的全过程。
EDA课程设计，采用以学生自主设计为主教师指导为辅的原则，让学生有一个充分发挥自我想象的空间，设计分阶段进行，在独立力完成了方案设计后，组织一次交流讨论会，互相启发开阔设计思路，尽可能使学生在这个具有创新思维、难度最高的设计环节获得更多的收益，该课程设计让学生得到一次自主使用VHDL语言描述电路功能的训练机会，从而提高对VHDL语言的使用能力，加深对仿真在设计中的重要作用的认识，更深入更全面地提高使用MAX+PLUSⅡ软件工具完成设计全过程的熟练程度，尤其是要提高仿真和试验开发系统的使用能力，设计最终要做出真实电路并上电检测其功能和性能指标是否达到了预定的目标，最终获得初步的电子系统设计经验，为毕业设计和将来从事电子设计的相关工作打下基础。
最后写出课程设计报告。
1.2 设计要求及内容用VHDL语言描述抢答器逻辑功能，经编译后仿真，仿真波形正确后，加上段译码器编译通过后方可在试验箱上下载，做真实电路验证。
电路功能要求可满足8个组，同时参加竞赛。
抢答器复位后，数码显示为0，在竞赛主持人出完题并示意抢答开始后，每个组都可以通过各自的按钮开关发出抢答信号，抢答器一旦接收到某组最先发出的信号后，立即让数码管显出该组的组号，同时发出音响提示，且对后来组发出的抢答信号一律不与理睬。
主持人用复位钮复位抢答器，数码显示归0，提示音停止，在抢答组回答完问题后，重复前述过程，可进行下一题抢答。
该系统设计主要包括以下几个部分：第一章：绪论，阐述该设计的背景、意义，同时简述该系统设计的功能要求，了解本课程设计的目的是为了给同学们一次实践锻炼的机会，同时加深对EDA技术及VHDL语言的应用，熟练对MAX+PLUSⅡ软件的应用。
第二章：该抢答器功能实现的基础，即EDA技术介绍及VHDL语言结构，了解EDA技术的发展现状以及本系统采用EDA技术的优势；第三章：系统总体设计方案，各功能模块原理介绍；第四章：系统仿真与调试，详细介绍VHDL语言对8路竞赛抢答器的各模块设计和实现，并通过仿真波形分析该系统是否正常工作；第五章：课程设计总结，通过本次课程设计的所学所懂。
第2章 EDA技术介绍及VHDL语言介绍2.1 EDA技术EDA在通信（电信）行业里的另一个解释是数据架构，EDA给出了一个企业级的数据构架的总体视图，并按照电信企业的特征，进行了框架和层级的划分。
20世纪90年代，国际上电子和计算机技术教先进的国家，一直在积极探索新的电子电路设计方法，并在设计方法、工具等方面进行了彻底的变革，取得了巨大的成功。
在电子技术设计领域，可编程逻辑器件，如：CPLD、FPGA的应用，已得到广泛的普及，这些器件为数字系统的设计带来了极大的灵活性。
这些器件可以通过软件编程而对其硬件结构和工作方式进行重构，从而使得硬件的设计可以如同软件设计那样方便快捷。
这一切极大地改变了传统的数字系统设计方法、设计过程和设计观念，促进了EDA技术的迅速发展。
EDA技术就是以计算机为工具，设计者在EDA软件平台上，用硬件描述语言VHDL完成设计，然后由计算机自动地完成逻辑编译、化简、分割、综合、优化、布局、布线和仿真，直至对于特定目标芯片的适配编译、逻辑映射和编程下载等工作。
EDA技术的出现，极大地提高了电路设计的效率和可操作性，减轻了设计者的劳动强度。
利用EDA工具，电子设计师可以从概念、算法、协议等开始设计进行八路抢答的系统，大量的工作可以通过计算机完成，并可以将抢答器从电路设计、性能分析到设计出IC版图或PCB版图的过程在计算机上自动处理完成。
现在对EDA的概念或范畴用得很宽。
包括在机械、电子、通信、航空航天、化工、矿产、生物、医学、军事等各个领域，都有EDA的应用。
目前EDA技术已在各大公司、企事业单位和科研教学部们广泛使用。
2.2 VHDL语言2.2.1 VHDL语言概念VHDL语言即超高速集成电路硬件描述语言。
它是一种用形式化方法来描述数字电路和设计数字逻辑系统的语言。
特别适合描述复杂的组合逻辑、组运算、状态机和真值表，是1980年美国国防部实施超高速集成电路VHSIC项目中开发形成的描述集成电路结构和功能的标准语言，并在1987年成了IEEE的标准。
和传统门级设计方法相比有以下几个特点：(1)设计层次高，用于在较复杂的运算时能尽快的发现问题，缩短设计周期，产品上市快，从而降低成本；(2)与工艺无关独立实现，修改方便，系统描述能力强；(3)可读性好，有利于交流，适合文档保存；(4)VHDL标准、规范并且可移植性强；(5)VHDL类型多并且支持用户自定义类型，支持自上而下的设计方法和多种电路设计。
2.2.2 VHDL语言结构个完整的VHDL程序通常包括实体(Entity)、结构体(Architecture)、配置(Configuration)、程序包集合(Package)和库(Library)5个部分。
前4部分是可分别编译的源设计单元。
库存放已经编译的实体、结构体、配置和程序包集合。
VHDL的程序结构的实体是VHDL的硬件抽象,它表示具有明确的输入、输出的硬件设计的一部分。
结构体指定设计实体输入和输出之间的行为、逻辑关系或功能，并且可以采用行为风格、数据流风格、结构化风格或3种风格的混合形式进行描述。
其VHDL的结构如图2-1中图a）所示。
VHDL允许设计者对单个实体定义多个结构，并提供一个配置管理器，负责管理在特定的编译和仿真间使用某个结构体，并对仿真的结果进行比较，从中可以选出最佳的结构体，如图2-1中图b）所示。
a）VHDL结构图 b）有多个实体的VHDL程序结构图2-1 VHDL程序结构图2.3 系统方案选择的优势随着电子技术的发展，可编程逻辑器件的出现，使得电子系统的设计者利用EDA技术就可以独立设计自己专用的半成品。
在可编程逻辑器件的芯片中按一定的方式（阵列形式或单元阵列形式）只做了大量的门、触发器等基本逻辑器件，对这些基本期间适当地连接，就可以完成某个电路或系统的功能。
8路抢答器控制系统是工厂、学校和电视台等单位举办各种智力竞赛等娱乐活动中经常使用的重要基础设备之一。
目前，抢答器设计方法多种多样，传统的设计方法采用自底向上的设计方法，一般先按照电子系统的具体功能要求进行功能划分，然后每个子模块画出真值表，用卡诺图进行手工逻辑简化，写出布尔表达式，画出相应的逻辑线路图，再据此选择元器件，设计电路板，最后进行实测与调试，由于无法进行硬件系统功能仿真，如果某一过程存在错误，查找和修改时分不便，所以这是一种费时、费力的设计方法，而现代电子设计技术EDA是自顶向下且先进高效的一种技术。
VHDL是一种全方位的硬件描述语言，几乎覆盖了以往各种硬件描述语言的功能，整个自顶向下或自底向上的电路设计过程都可以用VHDL来完成。
本系统设计的就是采用VHDL硬件描述语言编程，基于MAX+PLUSⅡ平台进行编译和仿真来实现的，其采用模块化、逐步细化的设计方法有利于系统的分工合作，并且能够及早发现各子模块及系统中的错误，提高系统设计的效率。
在电子产品的设计理念、设计方式、系统硬件构成、设计的重要性、知识产权、设计周期等方面，EDA技术具有一定的优势，所以本次设计的抢答器抛弃了传统的设计方法，选择了采用主流的EDA技术进行设计。
第3章系统硬件模块设计3.1 系统总体设计方案根据选题类型和工作原理,该系统设计由三个模块组成,分别为：锁存器电路模块、编码电路模块、译码电路模块。
该系统设计整体框图如图3-1所示。
图3-1 智力竞赛抢答器系统的结构图由图3-1所知，抢答器的大致工作流程为：通过复位信号rst和八组抢答信号输入给锁存器电路，然后由锁存器将信号锁存并传送给编码电路，编码电路根据输入的信号发出不同的编码信号给译码电路，以及不同的提示信号，译码电路经过译码输出数码管段控制信号，使数码管显示所对应的数字，在此同时，蜂鸣器发生声响，这样就达到了智力竞赛抢答的效果。