电工自主设计实验--基于74LS74_D触发器的四路抢答器
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。
2．2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。
电工自主设计实验--基于74LS74_D触发器的四路抢答器
基于74LS74 D触发器的四路抢答器郭本生哈尔滨工业大学机电工程学院10级，11008001171.实验目的利用74LS74 D触发器设计供4人用的抢答器，用以判断抢答优先权，并可以实现如下功能：（1）抢答开始之前，主持人按下复位按钮，所有指示灯和数码管均熄灭；（2）主持人宣布开始抢答后，先按下按钮者对应的指示灯点亮，同时数码管显示该选手的序号；（3）此后他人再按下各自的按钮时，电路则不起作用。
2.总体设计方案或技术路线四路抢答器方案流程图（1）抢答控制电路由两片74LS20与非门实现；（2）选手抢答输入端、主持人控制端由两片D触发器实现；（3）灯光提示电路由高电平指示灯与CD4511数码管实现。
3.实验电路图4. 仪器设备名称、型号（1）直流稳压电源 1台（2）EEL-6模拟、数字电子技术实验箱 1台（3）74LS74 D触发器 2片（4）74LS20与非门 2片（5）CD4511数码管 4只（6）导线若干5.理论分析或仿真分析结果（1）主持人按下控制开关，将开关置于“清零”位置，D触发器置零，此时所有的指示灯和数码管均熄灭，选手按下按钮，指示灯和数码管均无任何反应；（2）主持人将开关置于“1”位置，指示灯亮，发出答题信号，此时，选手按下相应的按钮，指示灯亮，数码管显示选手的序号，并且优先作答者对应的74LS20与非门的输出将封锁其他选手的信号的输出，使其按钮不发挥作用，直到主持人再次清除信号为止；（3）主持人再次清零后，进入下一个答题周期。
6.详细实验步骤及实验结果数据记录（包括各仪器、仪表量程及内阻的记录）（1）复位功能（主持人置“0”）（2）抢答功能（主持人置“1”，以选手1和选手4抢答为例）选手1抢答 选手4抢答注：表中所示的指示灯和数码管的状态为各选手所对应的指示灯和数码管的状态。
7.实验结论根据本设计电路可实现预定的主持人清零复位、选手抢答以及抢答提示等基本功能，各功能模块均能正常工作，达到设计要求，完成了设计任务。
实验三触发器的应用(四人抢答器)
实验三触发器的应用（四人抢答器）一、实验目的：1．深入了解4D触发器74175、与非门7400、7420以及CP时钟脉冲等单元电路在数字电路中的综合应用。
2.通过实验，弄清抢答器的工作原理，了解数字电路在生活中的应用。
3. 通过实际操作，锻炼、加强自身的动手能力。
熟悉同步计数器的功能及应用特点；4．掌握中规模集成计数器的使用方法及功能测试方法。
二、实验仪器、设备、元器件：1．数字逻辑电路实验仪1台2. 元器件：74LS1175 74LS7420 74LS00（CC4011）导线若干3. 示波器和万用表三、实验原理：1．掌握利用74LS175及门电路构成四人抢答器的方法。
2．预习中规模集成电路计数器74LS175的逻辑功能及使用方法。
3．复习实现触发器的使用方法。
四、实验内容和步骤：1. 电路原理图如图1所示图3.1 74LS175构成抢答器原理图实验用4个D触发器实现(74175为4D触发器，本实验只用其中两个，将与非门7420、7400和74175按线路连接起来按照要求画出电路图如下图3.1所示（标出图中的接线孔数字），所用到的逻辑门如下图2所示功能说明：1.抢答器功能实现说明：由图1可看出，此功能通过触发器反码输出端封闭其他人的抢答，如：当LA灯亮时，QA(反)为0，通过与门使DB的输入为0，则QB的输出为0，所以LB灯不会亮。
同理，当LB灯己亮时，也会通过QB的反码输出端封锁KA的抢答行为。
2. 74175功能说明：74175为4D触发器且具有异步清0功能，在本实验中，只用到其中的4个。
实验中，通过KA,KB，Kc,KD4开关与DA，DB，DC，DD相连实现四人开关抢答。
3.7400功能说明：7400为14引脚的二输入4与非门，每个与非门有两个输入端。
图2中4个与非门就是由7400实现的。
4、7420 为14引脚的四输入2与非门图10-2 74LS175 00逻辑符号及引脚排列功能说明：1.抢答器功能实现说明：由图1可看出，此功能通过触发器反码输出端封闭其他人的抢答，如：当LA灯亮时，QA(反)为0，通过与门使DB的输入为0，则QB的输出为0，所以LB灯不会亮。
由触发器构成的四人抢答器
【摘要】：本文的研究目的是学习集成触发器芯片的逻辑功能；熟悉由集成触发器构成的抢答器的工作特点；掌握集成触发器芯片的正常使用。
培养科学的思维方法和探究精神。
通过毕业论文掌握文献检索的方法，掌握撰写学术论文的规范，提高运用基本理论、基本知识分析问题，解决问题的能力，初步掌握科学研究的方法。
通过论文给大家展示由触发器构成抢答器的实现原理、实现过程及其功能。
希望通过本文的给大家简单介绍一下触发器原理及功能，还有时钟脉冲发生器的工作原理。
能让大家对触发器、时钟脉冲等电子元件有一个初步的了解。
【关键词】：触发器；时钟脉冲；抢答器；四人抢答器【Abstract】：The purpose of this research is to study the integrated flip-flop chip logic function; familiar with the work characteristics of the integrated flip-flop consisting of the Responder;Normal use in integrated flip-flop chip.Cultivate a scientific way of thinking and an inquiring mind.Thesis master the literature search method to master the norms of academic writing, the use of basic theory, basic knowledge of analysis of the problem, problem-solving skills, the initial grasp of scientific research.Through the paper to show the trigger constitute Responder principle, process and function. I hope this article to give everyone a brief introduction to trigger the principle and function, as well as the working principle of the clock pulse generator. Allow everyone to have an initial understanding of the trigger clock pulse, and other electronic components.【Key words】: Flip-flop; clock pulse; Responder; four Responder目录前言 (1)第一章触发器的基本原理及功能 (2)1.1触发器的基础知识 (2)1.1.1基本RS触发器 (2)1.1.2同步RS触发器 (3)1.1.3主从RS触发器 (4)1.1.4边沿触发器 (5)1.2 集成触发器的原理及其功能 (5)1.2.1集成JK触发器 (5)1.2.2集成D触发器 (6)第二章 NE555集成定时器的组成和工作原理 (8)2.1单稳类电路 (8)2.2双稳类电路 (10)第三章抢答器的原理及其功能 (11)3.1抢答器的逻辑功能和电路组成 (11)3.1.1逻辑要求 (11)3.1.2电路组成 (11)3.2电路的工作过程 (12)结论 (13)参考文献 (14)致谢 (15)附录 (16)前言随着电子改革的不断深化和人们对物质生活的要求提高，我们的生活是越来越趋于机械化、智能化。
四路抢答器电路组成及工作原理（含电路图）
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。
模电课程设计--基于74LS74_D触发器的四路抢答器
基于74LS74 D触发器的四路抢答器1.实验目的利用74LS74 D触发器设计供4人用的抢答器，用以判断抢答优先权，并可以实现如下功能：（1）抢答开始之前，主持人按下复位按钮，所有指示灯和数码管均熄灭；（2）主持人宣布开始抢答后，先按下按钮者对应的指示灯点亮，同时数码管显示该选手的序号；（3）此后他人再按下各自的按钮时，电路则不起作用。
2.总体设计方案或技术路线四路抢答器方案流程图（1）抢答控制电路由两片74LS20与非门实现；（2）选手抢答输入端、主持人控制端由两片D触发器实现；（3）灯光提示电路由高电平指示灯与CD4511数码管实现。
3.实验电路图（1）直流稳压电源 1台（2）EEL-6模拟、数字电子技术实验箱 1台（3）74LS74 D触发器 2片（4）74LS20与非门 2片（5）CD4511数码管 4只（6）导线若干5.理论分析或仿真分析结果（1）主持人按下控制开关，将开关置于“清零”位置，D触发器置零，此时所有的指示灯和数码管均熄灭，选手按下按钮，指示灯和数码管均无任何反应；（2）主持人将开关置于“1”位置，指示灯亮，发出答题信号，此时，选手按下相应的按钮，指示灯亮，数码管显示选手的序号，并且优先作答者对应的74LS20与非门的输出将封锁其他选手的信号的输出，使其按钮不发挥作用，直到主持人再次清除信号为止；（3）主持人再次清零后，进入下一个答题周期。
6.详细实验步骤及实验结果数据记录（包括各仪器、仪表量程及内阻的记录）（1）复位功能（主持人置“0”）码管的状态。
7.实验结论根据本设计电路可实现预定的主持人清零复位、选手抢答以及抢答提示等基本功能，各功能模块均能正常工作，达到设计要求，完成了设计任务。
8.实验中出现的问题及解决对策（1）数码管接触不良，导致开始阶段数码管显示异常。
对策：更换导线，排除故障；（2）导线过多，容易连接错误。
对策：精简并重新设计电路，重新布线。
基于触发器的四位抢答器设计与制作课件
双下降沿J-K触发器 74LS112 引脚图
VCC 1RD 2RD 2CP 2K 2J 2SD 2Q
16 15 14 13 12 11 10 9 D
12 34 5 678
1CP 1K 1J 1SD 1Q 1Q 2Q GND
基于触发器的四位抢答器设计与制作
D输入端；
Q Q输出端，Q反向输出
端。
RD
D触发器特性方程： Qn+1=D
D触发器功能表：
RD SD CP D 01 X X 10 X X
11 0 11 1
Qn+1 功能 0 置0 1 置1 0 Qn+1=D 1
• 1、测试双上升沿D触发器74LS74的逻辑功能 （1）任选一D触发器接线，SD 、RD、D端接逻辑
触发器及应用设计
• 实验目的 1、D触发器和JK触发器的逻辑功能和测 试方法。 2、学习用触发器构成简单时序逻辑电路 的方法。
74LS21 74LS20 74LS00
74LS74 74LS112 74LS175
上升沿D触发器逻辑图
SD
D CP >
CP是脉冲输入端； SD置1端，低电平有效；
Q RD置0端，低电平有效；
开关，Q、Q端接电平显示，CP端接单次脉冲； （2）测试SD 、RD置位、复位功能； （3）D触发器逻辑功能测试，将结果记入表格中。
双上升沿D触发器 74LS74 引脚图
VCC 2RD 2D 2CP 2SD 2Q 2Q
14 13 12 11 10 9 8 D
1 2 34 5 67
1RD 1D 1CP 1SD 1Q 1Q GND
Qn+1 功能 0 置0 1 置1 Qn 保持 0 Qn+1=0 1 Qn+1=1 Qn 翻转
四人抢答器答
三、实验仪器
（1）数字电子实验箱 （2）74LS74D触发器 （3）74LS20与非门 （4）开关，导线若干 （5）时钟脉冲信号
四、实验电路图
五、实验原理
（1）与非门 A.逻辑表达式： B.与非门的特点是有“0”出“1”，全“1”出“0”，即两个输 入端至少有一个为低电平时输出为高电平；当两个输入端全为高 电平时输出为低电平。 C.
六、实验内容
4名选手编号1，2，3，4。分别持有一个抢答器J1， J2，J3，J4。主持人持有一个总开关，当总开关 打开，抢答开始。假如1号选手抢答成功（1号灯 亮），则其他人再按下抢答器时，抢答不成功（只 有1号灯亮）。同理，当2，3，4号选手首先按下 抢答器，其他人的抢答器就失去作用，无法实现抢 答功能，即同时只有一个人抢答成功。
ห้องสมุดไป่ตู้
七、状态转换图
谢谢大家
努 力 才 可 能 成 功
四人抢答时序逻辑设计演示
通信16-1 王汉 郝晨 孙伟嘉
一、设计目的
在生活常见的知识竞赛和综艺节目中，常设置
抢答环节；本次设计用74LS74D触发器和门电路等 模拟四人抢答器的时序逻辑功能。
二、设计思路
通过设计实现如下功能：主持人按下复位按钮 后，所有人均可抢答，以判断抢答优先权；抢答开 始前，主持人按下开始按钮开始抢答，最快按下按 钮的选手灯亮；其他选手再按下，电路对灯不作用。
（2）或门 A.逻辑表达式： B.或门的特点是有“1”出“1”，全“0”出“0”，即两个输入 端至少有一个为高电平时，输出为高电平；当两个输入端全为低 电平时输出为低电平。 C.
（3）74LS74 A.工作原理：SD和RD接至基本RS触发器的输入端， 它们分别是预置和清零端，低电平有效。当SD=0且 RD=1时，不论输入端D为何种状态，都会使Q=1， Q=0，即触发器置1；当SD=1且RD=0时，触发器的 状态为0，SD和RD通常又称为直接置1和置0端。 B.
四路智力竞赛抢答装置实验报告
四路智力竞赛抢答装置一、实验目的1、 学习数字电路中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、 熟悉智力竞赛抢赛器的工作原理。
3、 了解简单数字系统实验、调试及故障排除方法。
二、实验原理图8－1为供四人用的智力竞赛抢答装置线路，用以判断抢答优先权。
a ．四路抢答主电路c. 1KHz 非对称型多谐振荡器 b. 指示灯隔离驱动电路图8－1智力竞赛抢答装置原理图图中F1为四D触发器74LS175，它具有公共置0端和公共CP端,引脚排列见附录；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组成的四分频电路，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S1，74LS175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，首先作出判断的参赛者立即按下开关，对应的发光二极管点亮，同时共同的信号灯或蜂鸣器发出接通信号，通过与非门F2送出信号锁住其余三个抢答者的电路，不再接受其它信号，直到主持人再次清除信号为止。
三、实验设备与器件1、+5V直流电源2、逻辑电平开关3、逻辑电平显示器4、双踪示波器5、数字频率计6、直流数字电压表7、74LS175、74LS20、74LS74、74LS008、继电器、灯泡9、开关5个、导线若干四、实验内容1、测试各触发器及各逻辑门的逻辑功能。
试测方法参照实验二及实验九有关内容，判断器件的好坏。
2、按图8－1接线，抢答器五个开关接实验装置上的逻辑开关、发光二极管接逻辑电平显示器。
3、断开抢答器电路中CP脉冲源电路，单独对多谐振荡器F3及分频器F4进行调试，调整多谐振荡器10K电位器，使其输出脉冲频率约4KHz，观察F3及F4输出波形及测试其频率。
4、测试抢答器电路功能接通+5电源，CP端接实验装置上连续脉冲源，取重复频率约1KHz。
（1）抢答开始前，开关K1、K2、K3、K4均置“0”，准备抢答，将开关S置“0”，发光二极管全熄灭，再将S置“1”。
四路抢答器实验报告
四路抢答器计算机与信息工程学院2008级非师范班** 2008*******指导教师戚桂美讲师摘要抢答器在比赛中有很大的用途，它能准确公正直观的判断出第一抢答者。
通过抢答器的指示灯显示，数码显示指示出第一抢答者。
本文用了2D触发器74LS74,四输入与非门74LS20,二输入与非门74LS00等芯片的组合来完成抢答的功能实现.关键词2D触发器；数码显示；四输入与非门1设计任务及主要技术指标和要求1.1抢答器的说明设计一台可供4路智力竞赛抢答器。
每个参赛队面前对应一个抢答按钮，由主持人控制抢答开始结束，主持人按钮开始时，有声音响起，此时开始抢答；首先抢答的小组，有声光指示，并用显示小组的编号，此时其他组抢答将计无效。
1.2 设计任务和要求(1). 设计一个可以容纳4名选手或4个代表队比赛的抢答器。
(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，并将优先抢答选手的编号保持到显示器上，直到主持人将系统清除为止。
2引言智力竞赛是一种生动活泼的教育形式和方法，通过抢答和必答两种方式能引起参赛者和观众的极大兴趣，并且能在极短时间内，使人们增加一些科学知识和生活常识。
3工作原理该抢答器由复位电路抢答器触发器LED显示电路和蜂鸣器组成,如下图所示. 抢答器由二个74LS74和74LS00,74LS20组成抢答部分。
显示部分由74ls32和LED显示组成的。
开始时，当主持人按钮还未按是，CLR为0，所以输出Q1-Q4为0，所以发光二极管全为灭的；当主持人按钮按下时CLR为1，可以输入，谁先抢答，相应的谁的灯亮，利用74ls00和74ls20输出的是ｃｐ等于０，锁存其他的，不能使其他的输出。
4电路组成部分电路由选手开关电路、主持人开关电路、触发锁存电路、时钟脉冲电路、抢答电路和显示电路组成。
5设计步骤及方法(1)通过从图书馆查资料初步了解了数字钟的基本原理,根据基本原理自己画出基本的电路图。
四路抢答器实验设计
-课程设计说明书-石油化工学院课程设计任务书一、设计题目四路抢答器二、主要容及要求（1）当某台参赛者按下抢答开关时，由数码管显示该台编号并伴有声响。
此时，抢答器不再接收其他输入信号。
（2）电路具有定时功能。
要求回答问题的时间≤30秒（显示为29~00），时间显示采用倒计时方式。
当达到限定时间时，发出声响提示。
（3）具有计分功能。
每组参赛者起始分为100分，抢答后由主持人计分，答对1次加10分，否则减去10分（4）在复位状态下台号数码管不作任何显示（灭灯）。
提高要求：（5）答题时间还剩5s时，每秒发出提示声音。
三、进度安排1、掌握multisim仿真器软件的使用（5月25号）。
2、去图书馆和网上查找需要的资料，并整理好。
（5月26日）。
3、对课程设计的要求进行理解，初步设计。
（5月27日）。
4、整体设计开始，并逐步改进和调试。
（5月29日）5、完成设计并写课程设计说明书。
（5月30日）6、课题答辩（6月20日）四、总评成绩指导教师学生签名抢答器电路设计一、设计任务与要求1．可容纳四组参赛的数字式抢答器；2．当某台参赛者按下抢答开关时，由数码管显示该台编号并伴有声响。
此时，抢答器不再接收其他输入信号；3．电路具有定时功能。
要求回答问题的时间≤60秒（显示为00~59），时间显示采用倒计时方式。
当达到限定时间时，发出声响提示；4．具有计分功能。
要求能设定初始分值，能进行加减分5．在复位状态下台号数码管不作任何显示（灭灯）二、方案设计与论证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“清零”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，选手在定时时间抢答时，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。
毕业设计-四路智力竞赛抢答器的设计总结
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集成电路目录摘要 (I)目录 .............................................................................................................................. I I 绪论 . (1)第1章方案与论证 (2)1.1 设计要求 (2)1.2 方案论证 (2)第2章单元电路设计 (4)2.1 抢答器按键保持与封锁电路 (4)2.1.1 74LS74D触发器 (4)2.2 选手号码显示电路 (6)2.2.1 74LS148优先编码器 (6)2.2.2 74LS248七段译码器 (8)2.3 脉冲发生器电路 (10)2.3.1 555定时器 (10)2.4 8421BCD码递减计数器电路 (12)2.4.1 十进制可逆计数器74LS192 (12)2.5 抢答及限时鸣响电路 (14)2.5.1 74LS04非门 (14)2.5.2 74LS02与非门 (15)总结 (17)参考文献 (18)附录Ⅰ总电路图 (19)附录Ⅱ元器件清单 (20)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。
项目三 4人抢答器电路的搭建教材
脉冲源 1KHZ A
CP
封锁门G3打开阶段
允许抢答
封锁门G3封锁阶段 抢答无效
5、电路的安装与功能验证
1、安装 (1)测试各触发器及各逻辑门的逻辑功能，判断器
件的好坏。 (2)按照原理图插接好IC器件。 2、功能验证 (1)通电后，向下拨动清零开关5，所有LED灯灭。 (2)分别向上拨动逻辑开关1、2、3、4，观察对应
D CP 01
0 10
1 01 10
Qn+1
Qn =0
Qn =1
74LS175功能表
Q4 Q3 Q2 Q1 D C B A 0 0010001
0 0100010
0 1000011
1 0000100
由上表可得： D=0 C=Q4 B=Q2+Q3=Q2 • Q3
A=Q1+Q3=Q1 • Q3
16 15 14 13 12 11 10 9 VCC NC Y 3 I 3 I 2 I 1 I 9 Y 0
四输入D触发器 LED指示灯
四输入与非门
G1
&
74LS20
非门
G2
&
A
G3
&
封锁门
74LS00 1KHZ
74LS00
脉冲源
信号源
74LS175具有公共置0端和公共CP端，抢答之 前的准备阶段，由主持人先向下拨动复位开关5， 74LS175的输出Q1~Q4全变为0，清除了原有信号， 所有LED灯均熄灭，主持人再向上拨动复位开关5， 宣布“抢答开始”后，首先作出判断的选手立即按 下开关，对应的LED灯点亮，同时封锁门74LS00送 出信号锁住其余三个选手的电路，不再接受其它信 号，直到主持人再次清除信号为止。
四路抢答器设计实验报告
四路抢答器设计实验报告一、设计任务：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、养成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。
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。
二、技术指标抢答器是一种具有优先输出的电子电路。
它的基本功能是，在四组参赛的情况下，首先抢答者发出抢答信号，此时其他参赛组的抢答电路即失去控制作用。
在优先抢答者解除抢答信号后，电路才自动恢复到各组又可均等抢答的状态中。
1、设计一个可供4人进行的抢答器。
2、系统设置复位按钮，按动后，重新开始抢答。
3、抢答器开始时数码管显示序号0，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。
抢答后显示优先抢答者序号，同时发出音响。
，并且不出现其他抢答者的序号，这样其它选手无法再抢答，达到抢答目的。
4、抢答器具有定时抢答功能，本抢答器的时间设定为10秒，当主持人启动“开始”开关后，定时器开始减计。
5、设定的抢答时间内，选手可以抢答，这时定时器开始工作，显示器上显示选手的号码和抢答时间。
并保持到主持人按复位键。
6、当设定的时间一到，而无人抢答时，本题报废，选手们无法再抢答，同时扬声器报警发出声音，定时器上始终显示0。
三、元件清单：器件型号数量••器件型号数量双JK触发器74LS112 2 四/二输入与门74LS32 1 集成单稳态触发器74LS121 1 四/二输入与非门74LS00 1 译码器74LS48 1 •电阻10K 4 十进制计数器74LS160 2 •电阻47K 2 定时器555 1 •电阻100K 1 双四输入与非门74LS20 1 •电阻330欧11 四/二输入与非门74LS08 1 •电容22 1 反向器74LS04 1 •电容10 1 发光二极管LED 4 •电容0.01 1四、电路框图如下：1）智能抢答器总体方框图如下图所示为。
四人抢答器实习报告
实习报告一、实习目的1、锻炼我们的动手能力，发掘自己的创新能力，更好的学以致用。
2、加强我们对新知识点、新方法的理解，掌握电路板焊接技术3、了解四人抢答器的工作原理及其结构4、学习调试系统电路及其故障排除，提高实验技能二、原件清单列表表1：三、总体设计方案该抢答器为四人抢答器，可同时由四人进行抢答。
四人抢答器电路图如图1所示，电路的主要器件是四输入与非门74LS20和相反器74LS04。
抢答器正常工作时，S5处于弹出状态，三极管N2处于饱和导通状态，各集成芯片的电源电压由N2的集成电极供给。
图1 （课本图扫描）图2是四人抢答器的印刷线路图。
抢答前，四个与非门1A、1B、2B、2A的一个输入端被电阻R1~R4下拉成低电水平，因此相反器3A、3B、3C、3D的输出均为“0”，相应的发光二极管D1~D4都不亮，4A输出也为“0”，蜂鸣器不响。
图2（课本扫描图）抢答开始，若S1首先被按下，3A输出为“1”。
相应的发光二极管D1亮，4A输出为“1”，蜂鸣器发出声音。
同时3A输出的高点平通过D5反馈到1A的输入端，使其保持高电平。
另外将1A输出的低电平送到1B、2A、2B的输，由于其他三个与非门有一个输入端为“0”，因此再按其他按钮，就不起作用了。
抢答完毕，按下S5时，N2基极和发射极处于短路状态，使三极管N2处于截至状态，各集成芯片失去电源电压，无法工作。
当弹开S5后，集成芯片的电源电压恢复，准备下次抢答。
四、实习小结老师为我们讲的关于此次电子实习的相关内容和准备知识，因为我们是要用电烙铁焊电路板，老师带了一个电烙铁来给我们详细的讲解了各种注意事项、各种元器件的用法及功能。
当天下午的时候就去了实习地点，老师发给我们一个满满都是孔的一个焊接板和20个电阻，随后老师演示了一遍如何用电烙铁、锡丝在焊接板上面焊接电阻，然后布置任务一将20个电阻全部焊接到焊接板。
一开始我先将电阻两端的铁丝插进焊接板的两个孔中，然后拿着电烙铁和锡丝焊接。
武汉理工数电实验四人抢答器基于d触发器的设计
抢答器设计原理图
发光二极管， 选手抢答时，
对应灯亮
将Q0~Q1~Q2~Q3~ 与非，当没人抢答
时，与非门的输出 为0，当有人抢答
时，输出为1
内集成四个 D触发器， 当D端输入
高电平时对 应Q端输出
高电平
将非门的输出信号 与CP进行与非， 来控制CP脉冲是
制作流程
根据原理图画 protel原理图
建立元器件的 封装
生成PCB文件
焊接原器件、 完成作品
制作PCB电路 板
编辑PCB文件， 进行布线
Protel中的原理图
Protel中元器件的封装
74LS175
74LS00和74LS20
555
单刀双掷开关
发光二极管
PCB文件
PCB电路图
10 厘 米
BEFORE
第一次
8 厘 米
失败之处：线太细， 布局太乱，焊点太小
第二次
失败之处： 封装错误， 中间空隙 太大，浪 费材料， 布局太乱
16 厘 米
成品图
选手开关
电源开关 裁判
使用说明
本抢答器为四人抢答器，使用三节七号电池供电，当 不使用时，将电源开关断开，以免浪费电池；
开关SC为主持人控制开关，不允许抢答时，开关掷到 复位端，开始抢答时，开关掷到开始端；
555定时器连成多谐振荡器，为D触发器提供CP脉冲；
抢答器所使用的器件
74LS175（1个）------集成了4个D触发器的集成块 74LS20（1个）-------四输入端与非门 74LS00（1个）-------两输入端与非门 555定时器（1个） 发光二极管（4个） 单刀双掷开关（5个） 单刀单掷开关（1个） 0.01uF电容（2个） 1.6K电阻（4个）、5.1K电阻（1个）
2024电工电子创新实验报告四路抢答器设计
2024电工电子创新实验报告四路抢答器设计
一、实验目的：
1.熟悉数字电路设计流程；
2.掌握使用逻辑门和计数器设计电路的方法；
3. 学习使用Arduino作为发声和控制的工具。
二、实验材料：
1.电压表、万用表；
2.电源、开关、LED等电子元件；
3.面包板、导线等实验仪器；
4. Arduino控制板。
三、实验原理：
四路抢答器实际上是一个倒计时电路和一个触发电路的组合。
当倒计时时间结束时，先按下抢答器的按钮的参赛者会触发一个信号，表示抢答成功。
四、实验步骤：
1. 使用集成电路74HC590来实现倒计时电路。
将74HC590的引脚1和2接到电源（5V），引脚3接到电源（GND），引脚15接到一个频率为1Hz的时钟信号，引脚4接到Arduino的引脚2
2. 使用74HC00和74HC04来实现触发电路。
将74HC00的2个与非门的输入依次连接到Arduino引脚4和5，输出接到74HC04的输入。
将
74HC04的输出与LED灯串联，连接到Arduino引脚13来控制灯的亮灭。
3. 使用Arduino来实现发声和触发抢答器的功能。
将Arduino的引脚11接到一个8Ω的蜂鸣器，引脚3接到抢答器的按钮开关，引脚13接到74HC04的输入。
五、实验结果：
实现四路抢答器的设计，通过Arduino发声和控制LED灯的亮灭。
六、实验总结：
通过本次实验，我学会了如何使用逻辑门和计数器设计电路并加以实现。
同时，我也熟悉了使用Arduino作为发声和控制的工具。
这对我的电工电子专业学习和实践具有很大的帮助。
4路抢答器设计实验报告(一)
4路抢答器设计实验报告(一)4路抢答器设计实验报告1. 引言•介绍实验的背景和目的•提出实验问题和假设2. 实验设计•详细描述实验的设计方案，包括所使用的材料和工具•列出实验步骤和流程3. 实验结果•展示实验结果的数据和图表•对实验结果进行分析和讨论，与假设进行比较4. 结论•总结实验的结果和发现•对实验过程中的问题和不足进行讨论•提出进一步研究的建议5. 参考文献•列出实验过程中参考的文献和资料的引用附录•提供实验过程中的原始数据、图表和计算公式等详细信息1. 引言•实验背景：抢答器是一种常用于竞赛和学术场合的设备，用于测试参与者的反应速度和知识水平。
设计一个4路抢答器，可以满足多人同时参与的需求，提高竞赛的公平性和趣味性。
•实验目的：通过设计和制作4路抢答器，验证其稳定性和可行性，以及测试参与者的反应速度和竞技能力。
2. 实验设计•材料：Arduino开发板、面包板、按钮开关、LED灯、电阻、导线等•工具：焊接工具、螺丝刀、电子测试仪器等•步骤：1.搭建电路：将Arduino开发板与面包板连接，连接按钮开关和LED灯以搭建4路抢答器电路。
2.连接程序：使用Arduino编程语言编写程序，实现抢答器的功能。
3.测试功能：逐一测试每个按钮开关和LED灯是否正常工作。
4.整体测试：测试4路抢答器整体的功能和反应速度。
5.优化改进：根据测试结果，对电路和程序进行调整和改进。
3. 实验结果•数据和图表：记录每个参与者的抢答时间和正确率，并绘制柱状图和折线图进行统计和分析。
•结果分析：根据实验数据和图表，分析参与者的抢答速度和正确率，验证实验假设的成立与否。
4. 结论•通过实验设计和制作的4路抢答器，实现了多人参与的抢答功能。
•参与者的抢答速度和正确率与实验假设存在一定的关联性。
•在实验过程中发现的问题和不足：电路连接不牢固、程序运行不稳定等。
•进一步研究建议：改进电路连接的可靠性、优化程序的响应速度等。
电工电子创新实验报告-四路抢答器设计.
一、设计题目：四路抢答器设计二、技术指导和技术要求：用集成芯片设计并制作简易四路抢答器，具体要求如下：1.每个参加者控制一个按钮，用按动按钮发出抢答信号；2.抢答组数分为四组，即序号A、B、C、D，对应数字编码1、2、3、4，优先抢答者按动本组序号开关，该组对应数字编码立即锁存到LED显示器上，同时封锁其他组号，并有蜂鸣器声音提示。
此后其他3人再按动按钮对电路不起作用；3.竞赛主持人另有一个按钮，用于将电路复位。
三、选择总体方案，确定电路1、提出电路的方案方案（1）：如图1所示为总体方框图。
其工作原理为：通电源后，抢答器处于工作状态，编号显示器灯灭，主持人宣布“开始”，选手开始抢答，抢答器完成：优先判断、编号锁存、编号显示。
当一轮抢答之后，禁止二次抢答。
如果再次抢答必须由主持人操作“复位”开关。
图1 电路原理框图方案（2）：下面是用74LS175、74LS00、74LS20得到的4路抢答器的电路，如图2。
这个电路只是通过发光二极管来显示其结果，没有达到按照选手的号码来显示数字，并且其电路抢答没有声音，所要求集成块个数跟方案(1)相当，但实现功能稍逊方案(1)。
2、方案的选择与论证比较方案（1）和方案（2），发现方案（1）需要元器件数量稍微多一点，但所需元件都是比较简易，电路不是很复杂，并且所显示的效果比方案(2)要多，达到了实验的要求。
而方案(2)不能有效达到设计指标（没有声音、无数字显示），所以选择方案（1）。
图2 方案(2)电路图四、单元电路推导和电路元器件参数计算(1)优先锁存、门控电路：CD4511具有锁存、译码、消隐功能，通常以反相器作输出级，通常用以驱动LED，其引脚图和功能表如图3。
图3 CD4511的引脚图和功能表门控电路用来实现允许抢答和清零复位的功能，由一个开关R连入电路实现。
分析CD4511的功能表可知，给CD4511的端口LE加高电平就能实现这一锁存功能。
在抢答的准备阶段，主持人按下开关R后，CD4001 RS触发器输出端4号端口输出低电平，即CD4511的LE端口为低电平，4511处于消隐工作状态，LED数码管不显示；当第一个在抢答键按下时，5V电源通过二极管D3、D4、D5或者D6加至CD4001RS触发器S端，即1号脚输入高电平，其输出端4号脚变为高电平输出，即给LE一个高电平，锁存此时的编号，同时数码管显示相应的编号。
031_四人抢答器
南昌大学四人抢答器设计制作实验报告信息工程学院电气自动化系031 班级（专业）日期年月日实验名称：四人抢答器设计制作学号成绩（一）实验目的与内容：实验目的：1．掌握常用触发器的逻辑功能及测试方法。
2．学习掌握第一信号鉴别电路的设计方法。
实验内容：用D触发器做一个简单四人抢答器。
（二）实验仪器及设备：（三）实验原理及步骤：试验步骤：1 设有4个开关（S1～S4），另有4个指示灯。
抢答者按下开关，最先按下的则灯亮，其余不亮；而按下R D单向脉冲则可以把以前的灯清零。
2 用D触发器做一个简单抢答器，用74LS00、74LS86设计一个四人抢答器，原理图如图所示：1）对于集成块74LS00、74LS86的所有S D接高电压。
2）所有R D接单次脉冲。
3）CP接连续脉冲。
4）R D有清零作用。
工作原理分析：当S1和S4中任意一个开关合上，例：设S1最先关闭则由D触发器的工作原理D1=Q1；Q1通过与非门1与非门2则还是D1，此时当脉冲CP=1时由于与非门的作用CP总为1，起到了屏闭作用，此时其它开关即使合上也输入不进信号。
从而实现了四人抢答功能。
试验原理图：（四）实验结果记录：S1–S4中任意按下其中一个，它所对应的指示灯亮，此时其它三个任意按下后对当前结果无影响，即其它键对应指示灯不会亮。
触发RD使指示灯熄灭，恢复初态。
（五）实验数据处理与结果分析：当RD 清零后，Q1–Q4输出为0，即D1–D4指示灯都不亮。
由于S1–S4是“同等的”，所以以S1为例分析：当S1触发为高电平时，有Q n+1= 1 ，D1导通，其指示灯亮，而与此同时 D2，D 3，D4对应指示灯都不亮。
且经过两个与非门仍为“0”，再按cp脉冲与非值为“0”，cp在上升沿有效的触发，故电路为保持原状，不再进行工作。
若RD清零后，电路可重新回到工作状态。
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基于74LS74 D触发器的四路抢答器
1.实验目的
利用74LS74 D触发器设计供4人用的抢答器，用以判断抢答优先权，并可以实现如下功能：
（1）抢答开始之前，主持人按下复位按钮，所有指示灯和数码管均熄灭；
（2）主持人宣布开始抢答后，先按下按钮者对应的指示灯点亮，同时数码管显示该选手的序号；
（3）此后他人再按下各自的按钮时，电路则不起作用。
2.总体设计方案或技术路线
四路抢答器方案流程图
（1）抢答控制电路由两片74LS20与非门实现；
（2）选手抢答输入端、主持人控制端由两片D触发器实现；
（3）灯光提示电路由高电平指示灯与CD4511数码管实现。
3.实验电路图
4. 仪器设备名称、型号
（1）直流稳压电源 1台
（2）EEL-6模拟、数字电子技术实验箱 1台
（3）74LS74 D触发器 2片
（4）74LS20与非门 2片
（5）CD4511数码管 4只
（6）导线若干
5.理论分析或仿真分析结果
（1）主持人按下控制开关，将开关置于“清零”位置，D触发器置零，此时所有的指示灯和数码管均熄灭，选手按下按钮，指示灯和数码管均无任何反应；
（2）主持人将开关置于“1”位置，指示灯亮，发出答题信号，此时，选手按下相应的按钮，指示灯亮，数码管显示选手的序号，并且优先作答者对应的74LS20与非门的输出将封锁其他选手的信号的输出，使其按钮不发挥作用，直到主持人再次清除信号为止；
（3）主持人再次清零后，进入下一个答题周期。
6.详细实验步骤及实验结果数据记录（包括各仪器、仪表量程及内阻的记录）（1）复位功能（主持人置“0”）
（2）抢答功能（主持人置“1”，以选手1和选手4抢答为例）
选手1抢答 选手4抢答
注：表中所示的指示灯和数码管的状态为各选手所对应的指示灯和数码管的状态。
7.实验结论
根据本设计电路可实现预定的主持人清零复位、选手抢答以及抢答提示等基本功能，各功能模块均能正常工作，达到设计要求，完成了设计任务。
8.实验中出现的问题及解决对策
（1）数码管接触不良，导致开始阶段数码管显示异常。
对策：更换导线，排除故障； （2）导线过多，容易连接错误。
对策：精简并重新设计电路，重新布线。
9.本次实验的收获和体会、对电路实验室的意见或建议
收获和体会：
（1）通过本次自主设计实验，我对整个电子电路的设计流程有了初步的了解，并且基本掌
握了电子电路的一般设计方法，灵活的应用课本的知识；
（2）同时，我也发现了自己的不足之处，实践经验比较缺乏，具体问题具体分析的能力有待提高。
对电路实验室的意见或建议：
（1)自主设计实验可以进行单独的预约；
（2）及时更换损坏的电子元件。
10．参考文献
【1】王宇红.电工学实验教程【M】.北京：机械工业出版社，2010.
【2】秦曾煌.电工学：（下册）【M】.北京：高等教育出版社，1999.
【3】肖景和.数字集成电路应用精粹.【M】北京：人民邮电出版社，2002.。