74LS160四路抢答器设计
四路-抢答器课程设计
四路-抢答器课程设计-CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN课题题目：数字式4组竞赛抢答器的设计与制作一、课程设计目的本次课程设计主要是《数字电子技术》理论课程而设置的一门实践性课程，起到巩固所学知识，加强综合能力，培养电路设计能力，提高实验技术，启发创新思想的效果。
二、初始条件：本课程设计，要求用集成电路：74LSl48，74LS192,74LS175，74LS160,74LS00，74LS04，74LS20,74LS48,74LS32,555定时器和其它器件等，实现四路定时抢答功能。
三、要求完成的主要任务:1、可同时供4名选手（或代表队）参赛，其编号分别是1到4，各用一个抢答按钮，按钮的编号与选手的编号相对应。
给节目主持人设置一个控制开关，用来控制系统的清零(编号显示数码管灭灯)和抢答的开始。
2、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，编号立即锁存，并数码管上显示选手的编号，同时扬声器给出声音提示；同时封锁输入电路，禁止其它选手抢答。
3、抢答器具有定时抢答的功能，且一次抢答的时间为10秒。
当主持人启动“开始”键后，要求定时器立即进行加计时，并用显示器显示。
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时刻的时间，并保持到主持人将系统清零为止；如果定时抢答的时间已到，而没有选手抢答时，并封锁输入电路，禁止选手超时后抢答，定时显示器上显示0。
目录1 功能介绍 (3)主要功能介绍 (3)扩展功能介绍 (3)2总体方案设计.................................................. (3)3单元模块设计.................................................. (4)抢答器控制端电路功能介绍 (4)定时时间电路 (5)控制电路和报警电路 (5)振荡电路 (6)4主要芯片介绍 (7)优先编码器 74LS148 (7)计数器74LS192 (8)5四人抢答器仿真.............................................. (9)6系统调试...................................................... (9)7参考文献 (11)1功能介绍主要功能介绍（1）抢答器最多可供4名选手参赛，编号为1~4号，各队分别用一个按钮（分别为J1、J2、J3、J5）控制，并设置一个系统清零和抢答控制开关J4,J7，该开关由主持人控制。
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。
四路数字抢答器课程设计
课程设计专用封面设计题目： 四路数字抢答器课程设计 所修课程名称： 电子技术基础（数字部分） 修课程时间： 完成设计日期： 评阅成绩评阅意见：评阅教师签名： 年 月 日____ ____学院__ ___专业 姓名_ __ 学号________ ………………………………（密）………………………………（封）………………………………（线）………………………………一、设计题目：四人智力抢答器二、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，同时计数器显示此时的时间。
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（３０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。
参赛选手在设定时间（３０秒）内抢答有效，抢答成功，扬声器响，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，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５５５定时器产生频率为１Hz的脉冲信号，作为定时计数器的CP信号。
三、题目分析：本设计是一个数字电路设计课题，针对我们所有学的数字电路知识,为满足四组参赛队参赛的声光显示智力抢答器，我们采用７４ＨＣ７４双Ｄ触发器实现抢答电路，采用三十进制计数器实现计时电路、并由555时基电路组成。
此课题的设计工作原理为：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，显示器清零，定时器显示设定时间；主持人触发“开始”按扭后，计时器开始倒计时，抢答器处于工作状态。
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。
4路抢答器课程设计报告
4路抢答器课程设计报告课程设计报告：4路抢答器一、设计背景和目标抢答器是一种常见的教学装置，用于增强学生参与课堂互动和竞争的积极性。
为了提高现有抢答器的性能和功能，本次设计决定设计一款4路抢答器，以满足现代教育教学的需求。
本设计旨在通过增加抢答器的路数，提高课堂互动和竞争的效果，促进学生参与讨论和思考，培养学生的团队合作和竞争精神。
二、需求分析1.提高路数：既有的抢答器系统只能支持单一路数，不利于多个学生同时参与抢答活动，因此设计4路抢答器，以支持更多学生参与抢答。
2.精准识别：抢答器需要准确识别学生按下按钮的时间顺序，并显示该学生抢答的排名，以减少争议和纠纷。
3.考虑后续扩展：设计的抢答器具备一定的可扩展性，以满足未来可能增加的路数需求。
4.易于使用：抢答器的使用应简单方便，对教师和学生来说操作简单、直观。
三、系统设计1.硬件部分：抢答器由中控主机和多个答题器组成。
中控主机负责控制答题器的启动、暂停和排名显示，答题器则用于学生参与抢答。
中控主机需要具备多路输入和输出接口，以支持多个答题器的同时工作。
2.软件部分：中控主机需要具备按键扫描、计时、显示学生抢答排名等功能。
答题器则需要具备按键输入和与中控主机的通信功能。
四、应用场景本款4路抢答器适用于中小学课堂教学。
教师可以通过抢答器让学生在课堂上积极回答问题，增强学生对知识点的理解和记忆。
在团队竞赛中，抢答器也可以作为评分工具，用于记录团队的答题水平。
五、教学效果和可操作性评价1.教学效果：抢答器可以增强学生的参与度和互动性，培养学生的团队合作和竞争精神，促进学生思考和讨论，提高教学效果。
2.可操作性评价：抢答器的设计考虑到了简单方便的操作，教师和学生只需按下按钮即可完成相应操作，无需复杂的设置和操作过程，易于上手和使用。
六、结论本次设计的4路抢答器满足了现代教育教学的需求，提高了学生参与度和互动性。
通过抢答竞赛，可以培养学生的竞争意识和思考能力。
四路抢答器设计
一.四路抢答器设计1.1计任务和要求1.设计4路抢答器控制系统。
4路抢答时，抢答按钮依次为SB1、SB2、SB3、SB4，控制要求：任何一人按下对应的抢答按钮，其所对应的输出指示灯亮，且其余3路抢答按钮均失效；答题完毕后，主持人按复位按钮SB5，控制系统回到初始状态。
1.11方案选择.1.抢答器的组成框其工作原理为：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，定时显示器显示设定时间；主持人将开关置“开始”状态，宣布"开始"，抢答器处于工作状态，定时器倒计时，扬声器给出声响提示。
当定时时间到，却没有选手抢答时，系统报警，并封锁输入电路，禁止选手超时后抢答。
当选手在定时时间内抢答时，抢答器完成要完成以下四项工作：1）优先编码电路立即分辨出抢答者的编号，并由所存器进行所存，然后由译码显示电路显示编号；2）扬声器发出短暂声响，提醒节目主持人注意；3）控制电路要对输入编码电路进行封锁，避免其它选手再次进行抢答；4）控制电路要使定时器停止工作，时间显示器上显示剩余的抢答时间，并保持到主持人将系统清零为止。
当选手将问题回答完毕，主持人操作控制开关，使系统回复到禁止工作状态，以便进行下一轮抢答。
1.2元件选择及明细表1 73LS373 八D锁存器2 74LS148 优先编码器3 74LS48 七段译码显示器34 / 共阴极七段数码显示管5 74LS192 十进制可逆计数器6 NE555 555计时器7 74LS121 非重复触发单稳态触发器8 74LS04 非门9 74LS86 二输入异或门10 74LS11 三输入与门11 9013 三极管12 R1 510Ω13 R2 1KΩ与发光二极管相连14 R4 15KΩ 2 连接NE555的7脚与8脚15 R5 64KΩ 2 连接NE555的6脚与7脚16 R6 68KΩ 1 连接74LS121的11脚与VCC 17 C1 0.01uF 3 连接NE555的5脚与地18 C2 10uF 2 接NE555的6脚与地19 C3 100uF 1 用于扬声器电路20 D1 发光二极管 1 提示秒脉冲21 S0～S7 弹片开关 4 供选手抢答22 S8 单刀双掷开关/ 蜂鸣器三.主电路设计二控制电路2.1工作原理:首先是各个选手分别对应的按钮编号是S0、S1、S2、S3、S4、S5、S6、S7，抢答后显示器上显示的分别是0、1、2、3、4、5、6、7。
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。
四路定时抢答器课程设计
目录第一章设计任务及要求 01.1四路抢答器摘要 01.2设计任务 01.3 功能要求 0第二章设计思路 (1)2.1设计原理 (1)2.1.1编码器介绍 (1)2.2电路设计 (2)2.2.1 抢答电路 (2)2.2.2 定时电路 (4)2.2.3 秒脉冲产生电路 (7)2.2.4 报警电路 (7)2.2.5 控制电路 (9)2.2.6抢答器整体电路 (10)第三章电路仿真 (13)第四章元器件介绍 (15)4.1 元器件清单 (15)4.2 元器件简介 (16)第五章参考资料 (17)第一章设计任务及要求1.1四路抢答器摘要本文介绍了一种用74系列常用集成电路设计的数码显示八路抢答器的电路组成、设计思路及功能。
该抢答器除具有基本的抢答功能外，还具有定时、计时和报警功能。
主持人通过时间预设开关预设供抢答的时间，系统将完成自动倒计时。
若在规定的时间内有人抢答，则计时将自动停止；若在规定的时间内无人抢答，则系统中的蜂鸣器将发响，提示主持人本轮抢答无效，实现报警功能。
关键词：四路, 抢答器, 设计,定时，计时，报警。
1.2设计任务选择适当的器件设计一个电路，使它能够实现八路定时抢答器。
本次课设分基本设计和扩展设计两部分，基本设计为抢答器电路，扩展电路包括定时电路、报警电路、时序控制电路、整机电路。
在完成基本设计任务的基础上，可对抢答器进行进一步的完善设计，时期抢答器的功能更具实用性。
具体任务：(1) 四组参赛者在进行抢答时（用四个LED数码管）代表，当抢先者按下前面的按钮时，抢答器能准确地判断出抢答者，并以声、光为标志。
(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)抢答应具有一个总开关。
(4) 使抢答器具有限时（抢答时、回答问题时）功能，时间到时应发出声响，同时，时间数据要用数码管显示出来。
(5)有选手抢答时时间停止，报警电路发出报警信号，以提示灯光为标志。
1.3 功能要求(1)设计一个智能竞赛抢答器，可同时供4名选手或4个代表队参赛，他们的标号分别是0、1、2、3、各用一个抢答按钮，按钮的编号与选手的编号相对应，分别是S0、S1、S2、S3。
4路抢答器课程设计报告
4路抢答器设计报告目录一．设计任务和要求11.1设计目的11.2设计任务21.3设计要求2二．设计的方案的选择与论证2三．电路设计计算与分析33.1锁存电路的设计33.2编码器电路的设计43.3译码器电路和数码管显示电路的设计53.4倒计时电路的设计73.5时钟电路的设计93.5整体电路（具体清晰电路请详见附件）9四．总结及心得10五．附录12六．参考资料12一．设计任务和要求1.1设计目的（1）掌握数字抢答器的设计方法。
（2）学会安装与调试由分立器件与集成电路组成的多级电子电路小系统。
1.2设计任务设计四路抢答器，具体要求如下：（1）主持人按动启动按钮，抢答开始，同时开始10秒的倒计时；（2）四名抢答选手编号分别为1-4，各自控制一个按钮进行抢答，有人按下时，扬声器给出声音提示，倒计时电路停止计时，同时显示抢答选手的,。
（3）选用7段LED做显示器。
1.3设计要求（1）合理的设计硬件电路，说明工作原理及设计过程，画出相关的电路原理图（运用Multisim电路仿真软件）；（2）选择常用的电器元件（说明电器元件选择的过程和依据）；（3）对电路进行局部或整体仿真分析；（4）按照规要求，按时提交课程设计报告（打印或手写），并完成相应答辩。
二．设计的方案的选择与论证抢答电路：使用74ls175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零，74ls175立即被锁存，同时蜂鸣器鸣叫，这时抢答无效，使用74ls148作为编码器，对输入的型号进行编码，输出4位的BCD码，再将这四位的BCD码输入共阳极数码管里显示出抢答者的编号。
主持人电路：；利用74ls190计数器作为倒计时的芯片，当主持人按下抢答按钮时，74ls190被置九，同时将显示上次抢到题目的选手编号的数码管清零，并开始倒计时，，并通过74ls47编码器将记时时间进行编码，并送到7段共阳极数码管，显示此时的时间。
假如在9秒有人抢答，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。
四路数字抢答器课程设计
四路数字抢答器课程设计四路数字抢答器课程设计介绍•本文将为大家介绍一种名为四路数字抢答器的课程设计方案。
•四路数字抢答器是一种互动性强、能够激发学生积极性的教学工具。
设计目的•提高学生参与课堂互动的积极性。
•培养学生的快速反应能力和团队协作意识。
设计原理1.抢答器设计–抢答器由四个按钮和显示屏组成。
–学生可以通过按下按钮来抢答。
–显示屏可以显示抢答者的顺序和得分。
2.课程设计–设计一系列的问题，按照难易程度排列。
–学生可以分成小组，每组一名代表抢答。
–问题控制通过主持人进行。
课程实施步骤1.介绍抢答器–向学生解释抢答器的作用和使用方法。
2.分组讨论–将学生分成小组，每组一名代表。
–让学生共同讨论解答问题的策略。
3.启动游戏–主持人宣布游戏开始。
–每个小组的代表按下按钮进行抢答。
4.计分规则–抢答成功得1分，抢答失败扣分。
–每道题抢答后更新显示屏上的得分。
5.继续游戏–按照课程设计的问题顺序进行游戏。
–每道题的得分会决定下一道题的抢答顺序。
6.总结和奖励–游戏结束后，主持人可以对表现优异的小组进行奖励。
–对整个过程进行总结，回顾学习的收获。
教学效果•通过四路数字抢答器的运用，学生的课堂参与度大大提高。
•学生能够锻炼快速反应和团队合作的能力。
•课堂氛围更加活跃，学生学习的积极性得到了增强。
希望以上的四路数字抢答器课程设计方案对大家有所帮助，能够引领学生更加积极主动地参与课堂互动，提升学习效果。
注意事项•确保四路数字抢答器的正常运行和准确性。
•抢答游戏过程中，要保持公平和公正，避免出现歧视或偏袒现象。
•控制游戏时间，避免过长或过短，保持学生的专注度和学习效果。
•提醒学生在抢答时要保持冷静和思考，避免仓促回答错误的问题。
拓展应用•可以根据教学科目的需要，设计不同主题的抢答游戏。
•可以增加音效或灯光效果，增添游戏的趣味性和刺激感。
•可以将抢答游戏与其他教学方法相结合，形成多样化的教学模式。
总结通过四路数字抢答器的课程设计，能够极大地提升学生参与课堂互动的积极性，培养学生的快速反应能力和团队协作意识。
4路抢答器设计 2
四路抢答器设计报告姓名：韦雪峰学号：2010032231专业：自动化一、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。
1、四个参加者编号为A、B、C和D,对应组号为1—4，每个参与者控制一个按键，用其发出抢答信号；2、主持人有一个控制按键，用于将系统清零，即数码显示管灯灭，并控制抢答开始；3、参与者按抢答按钮，蜂鸣器响铃，对应的指示灯亮，同时数码管上显示最先抢答者的组号；4、电路具有互锁功能，有人优先抢答后系统能自动关闭其他路的输入信号。
二、设计过程：1、设计框图：复位抢触发控编码电译码电数码显闭锁控响铃电2、选用器件：按键、单刀双掷开关、电阻、直流源、共阴极数码管、74LS148、74LS273、CD4511、与非门等。
3、具体电路与调试结果： （1）具体电路：7404N21SEVEN_SEG_COM_KA B C D E F GCom1213127427N7404N43Key = CRKey = BRKey = ARKey = SpaceKey = AR1.0kohm1.0kohm1.0kohm1.0kohm300ohm300ohm 300ohm 300ohm 300ohm 300ohm 300ohm DA 7DB 1DC 2DD6OA 13OD 10OE 9OF 15OC 11OB 12OG14~EL 5~BI 4~LT34511BP 12V1.0kohm 3478131417181112569121516191D 1Q 2D 3D 4D 5D 6D 7D 8D2Q 3Q 4Q 5Q 6Q 7Q 8Q~CLR CLK74LS273NA09A17A26GS1431341522121117463E015V181011121314151617~EI 574LS148N0105V（2）调试结果：a 、在设计电路之前，必须先搞清楚设计需要确定好设计框图，针对每个框图，需要那些元器件，然后上网查找资料，选择合适的元器件，或者去图书馆找相关资料，帮助设计。
04.设计一个四名选手竞赛抢答电路
一、设计要求：设计一个四名选手竞赛抢答电路,四个选手每人有一个抢答按键，并对应各有一只指示灯。
主持人有一个用于控制指示灯和报警声的复位键和一个抢答允许控制键。
另外还设有一个犯规指示灯。
当某个选手先按下抢答键后其相应的指示灯点亮，其余的选手再按无效。
如果选手在主持人的抢答允许控制键按下之前按抢答键，其对应指示灯亮，发出报警声，同时犯规指示灯点亮。
二、设计方案：1. 设计原理及设计方案选择74LS161D五个，四个用于组成抢答电路，一个用于组成控制电路，指示灯五个，四个用于显示选手抢答，一个用于违规显示，蜂鸣器一个，用于违规报警，其余的用于配合组成电路用74LS161D组成每位选手的抢答电路，J1到J4为对应选手的抢答按钮（J1=A，J2=B，J3=C,J4=D）用74LS161D 和与非门组成控制电路，J5为允许抢答按钮（J5=Q）J6为复位按钮（J6=R）。
2. 元器件选择及参数计算元器件：74LS161D 五个74LS00N 一个74LS21N 一个74LS05N 四个74LS08D 一个指示灯一个蜂鸣器一个三、设计电路总体电路抢答电路：控制电路：四、设计总结：1. 调试过程中遇到的问题（1）当有选手抢答后其余再抢答无效无法实现；（3）违规不报警；2. 对所遇到问题的分析、处理、解决方法通过每一个选手用一个74LS161D控制，当按下抢答按钮，输入一个脉冲，计数器置1。
再通过非门变成0，四位选手通过与门将输出接入每一个74SL161D的P端，便可让其他选手抢答无效。
允许抢答的实现是通过相应按钮向74LS161D输入一个脉冲通过非门和与门输入到违规操作显示灯和蜂鸣器，即可实现允许抢答和违规报警。
3. 设计收获和心得体会通过这次抢答器的设计，我深入的了解了74LS161D的庞大功能，同时对它的认识又更进一步了。
学会了不少逻辑电路的设计知识。
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。
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。
四路抢答器课程设计
四路抢答器课程设计一、引言四路抢答器是一种常用于教育培训领域的教学工具，通过快速抢答的方式提高学生的参与度和专注力。
本次课程设计旨在介绍四路抢答器的原理、使用方法以及在教学中的应用。
二、四路抢答器的原理四路抢答器由主机和多个手持抢答器组成，主机负责控制整个系统，手持抢答器用于学生进行抢答。
具体原理如下：1.主机通过无线信号与手持抢答器进行通信，实现问题发送和结果显示。
2.主机将问题发送给手持抢答器，并启动计时器。
3.学生按下手持抢答器上的按钮进行抢答。
4.主机根据按钮按下的先后顺序判断正确回答者，并在显示屏上显示结果。
三、四路抢答器的使用方法使用四路抢答器进行课堂教学需要以下步骤：1.准备工作：确保主机和手持抢答器电量充足，并保证无线信号通畅。
2.设置问题：在主机上输入问题并设置倒计时时间。
3.发送问题：按下发送按钮，主机将问题发送给手持抢答器。
4.学生抢答：学生按下手持抢答器上的按钮进行抢答。
5.结果显示：主机根据按钮按下的先后顺序判断正确回答者，并在显示屏上显示结果。
6.统计分析：通过主机记录的数据进行统计分析，了解学生的回答情况。
四、四路抢答器在教学中的应用四路抢答器可以广泛应用于各个学科的教学中，以下是几个典型的应用场景：1. 提问环节在课堂上，教师可以使用四路抢答器来进行提问。
通过快速抢答的方式，激发学生积极性和参与度。
教师可以根据学生回答问题的情况及时调整教学内容和方法。
2. 小组竞赛将学生分成若干小组，每个小组配备一个手持抢答器。
教师出题后，小组内成员共同商讨并使用手持抢答器进行抢答。
正确回答者可以为自己小组赚取分数，从而增加竞争和合作氛围。
3. 课堂测验在课堂结束前，教师可以进行一次小型的课堂测验。
将几道题目发送给学生，学生使用手持抢答器进行抢答。
通过测验结果，教师可以了解学生对知识掌握的情况，并及时调整教学内容。
4. 反馈评估四路抢答器还可以用于学生对教师提出问题的反馈评估。
教师提出问题后，学生使用手持抢答器进行回答，并给出自己对问题的评价。
74LS160四路抢答器设计
江汉大学文理学院课程设计报告课程设计题目多路抢答器部（系）信息技术学部专业电子信息工程2班姓名学号指导教师路银聚设计日期2014年 6月10日目录一、设计题目 (3)二、设计目的 (3)三、主要内容及要求 (3)四、基本原理及参考框图 (3)五、设计方案 (4)六、电路工作原理 (4)七、仿真调试与分析 (10)八、结论与心得 (11)九、参考元件 (12)一、设计题目多路抢答器(74161/74160实现)二、设计目的在进行智力竞赛时，需要反映及时准确、显示清楚方便的定时抢答电路。
通常多组参加竞赛，所以定时抢答设备应该包括一个总控制和多个具有显示及抢答设置的终端。
三、主要内容及要求（1）设计一个智力竞赛抢答器，可同时提供4名选手参加比赛，按钮的编号为1、2、3、4。
（2）给主持人设置一个控制开关，用来控制系统的清零。
（3）抢答器具有数据锁存和显示的功能。
主持人将系统复位后，参赛者按抢答开关，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。
（4）设置计分电路。
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（5）定时功能。
系统设置60秒定时时间，当有参赛者抢答成功后，定时器开始减法计数并显示，参赛选手在设定时间内回答成功，由主持人将定时电路复位；如果定时时间到，参赛者尚未回答成功，则发出报警信号，由主持人将定时电路复位。
四、基本原理及参考框图图1 总体方案原理框图如图所示，多路抢答器主要由抢答电路和控制电路组成。
其工作过程为：接通电源后，主持人按下复位键，使抢答器处于禁止工作状态，按下开始键后，抢答器处于工作状态，当参赛者按下抢答键后，优先编码电路对抢答者的序号进行编码，由锁存器进行锁存，一码显示电路显示序号，控制电路使报警电路发出短暂声响，对输入编码电路进行封锁，禁止其他选手进行抢答。
根据抢答者在3分钟定时时间内回答的情况，主持人可以对选手得分进行加/减控制，以上过程结束后，主持人可以通过控制开关，对相应的电路进行复位，以便进行下一轮抢答。
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。
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江汉大学文理学院课程设计报告课程设计题目多路抢答器部（系）信息技术学部专业电子信息工程2班姓名学号指导教师路银聚设计日期2014年 6月10日目录一、设计题目 (3)二、设计目的 (3)三、主要内容及要求 (3)四、基本原理及参考框图 (3)五、设计方案 (4)六、电路工作原理 (4)七、仿真调试与分析 (10)八、结论与心得 (11)九、参考元件 (12)一、设计题目多路抢答器(74161/74160实现)二、设计目的在进行智力竞赛时，需要反映及时准确、显示清楚方便的定时抢答电路。
通常多组参加竞赛，所以定时抢答设备应该包括一个总控制和多个具有显示及抢答设置的终端。
三、主要内容及要求（1）设计一个智力竞赛抢答器，可同时提供4名选手参加比赛，按钮的编号为1、2、3、4。
（2）给主持人设置一个控制开关，用来控制系统的清零。
（3）抢答器具有数据锁存和显示的功能。
主持人将系统复位后，参赛者按抢答开关，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。
（4）设置计分电路。
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（5）定时功能。
系统设置60秒定时时间，当有参赛者抢答成功后，定时器开始减法计数并显示，参赛选手在设定时间内回答成功，由主持人将定时电路复位；如果定时时间到，参赛者尚未回答成功，则发出报警信号，由主持人将定时电路复位。
四、基本原理及参考框图图1 总体方案原理框图如图所示，多路抢答器主要由抢答电路和控制电路组成。
其工作过程为：接通电源后，主持人按下复位键，使抢答器处于禁止工作状态，按下开始键后，抢答器处于工作状态，当参赛者按下抢答键后，优先编码电路对抢答者的序号进行编码，由锁存器进行锁存，一码显示电路显示序号，控制电路使报警电路发出短暂声响，对输入编码电路进行封锁，禁止其他选手进行抢答。
根据抢答者在3分钟定时时间内回答的情况，主持人可以对选手得分进行加/减控制，以上过程结束后，主持人可以通过控制开关，对相应的电路进行复位，以便进行下一轮抢答。
五、设计方案如图所示为设计总体方框图。
设计方案：以74LS175+74LS48为主，构成抢答电路模块；以74LS192+数码管+蜂鸣器构成计时模块；以74LS192+74LS160为主构成计分模块。
其工作内容是主持人开关是74LS175的清零控制端，当主持人打下开关时整个电路开始工作，有一个抢答信号产生时74LS175被封锁，该芯片得不到时钟信号，处于不工作状态，不允许其他信号的输入有效，相对于方案二没有优先级，不会产生公平性的问题。
在74LS175有了一个输出信号后，通过或门的组合产生一个编码给74LS48让其进行译码输出译码显示台号。
例如编码为XXX1的有一号和三号，所以通过或门组合可以实现显示功能。
优点是便于扩展，容易添加新的电路。
六、电路工作原理1、电路完整工作过程描述（总体工作原理）①抢答器鉴别模块:图2 抢答器鉴别模块实现抢答器模块=74LS175+74LS48+门电路+七段数码管该电路完成三个功能：一是分辨出选手按键的先后，并锁存优先抢答者的编号；二是禁止其他选手按键操作无效；三是同时译码显示电路显示编号。
74LS175工作过程：主持人开关置于"清除"端时，芯片开始工作，A、B、C、D四个开关开始抢答，根据下图的真值表，可以知道当有一个开关打下时，通过门电路的控制封锁时钟禁止其他开关的输入，使其他输入无效。
74LS175图3 74LS175逻辑图输入输出R D CP 1D 2D 3D 4D 1Q 2Q 3Q 4Q L ×××××L L L LH ↑1D 2D 3D 4D 1D 2D 3D 4DH H ××××保持H L ××××保持图4 74LS175的功能真值表从表可见：① CLR是清零端，且低电平有效。
② CLK是时钟脉冲，且下降沿触发。
上图中的74ALS175N为一四路的锁存器，当CLK引脚输入上升沿时，1D-4D被锁存到输出端（1Q-4Q）。
在CLK其他状态时，输出与输入无关74LS48A0-A3 译码地址输入端BI'/RBO'消隐输入端（低电平有效）/脉冲消隐输出（低电平有效）LT' 等灯测试输入端（低电平有效）RBI' 脉冲消隐输入端（低电平有效）Ya-Yg 输出端图5 74LS48逻辑图②抢答器计时模块：图6 抢答器计时模块实现抢答器计时模块=74LS192+数码管+蜂鸣器定时电路选用十进制同步加减计数器74LS192进行设计。
74LS192具有下述功能：（1）.异步清零：CR=1，Q3Q2Q1Q0=0000（2）.异步置数：CR=0，LD=0，Q3Q2Q1Q0=D3D2D1D0（3）.保持： CR=0，LD=1，CPU=CPD=1,Q3Q2Q1Q0保持原态（4）.加计数：CR=0, LD=1，CPU=CP，CPD=1，Q3Q2Q1Q0按加法规律计数（5）.减计数：CR=0, LD=1，CPU=1，CPD= CP，Q3Q2Q1Q0按减法规律计数74LS192是双时钟方式的十进制可逆计数器。
CPU为加计数时钟输入端，CPD为减计数时钟输入端。
LD为预置输入控制端，异步预置。
CR为复位输入端，高电平有效，异步清除。
CO为进位输出：1001状态后负脉冲输出BO为借位输出：0000状态后负脉冲输出。
图7 74LS192逻辑图电键是控制清零端的开关，开关P是置数端的开关，P打开置数端指数，P关闭置数端不工作，并给予时钟信号。
电路工作，剩余20秒是给予提醒信号。
③抢答器记分模块：图8 抢答器计分模块实现计分器模块=74LS192+74LS160+控制开关+门电路该电路有74LS160、74LS192和门电路构成，74LS160构成的是分值电路，74LS192是加减电路。
由开关控制输入信号传向UP或DOWN，实现加减分。
对一分键电路，在U4上，当从0000变化到0011时，QA与QB通过与非门接到EP，RD 则通过一个开关来控制，当到达0011的时候，经过QA与QB的与非门出来的为零，使它保持0011的状态不变， QB输出的则是一个脉冲了。
对三分键电路，在U6上，当从0000变化到0101时，QA与QC通过与非门接到EP，RD 则通过一个开关来控制，当到达0011的时候，经过QA与QC的与非门出来的为零，使它保持0101的状态不变， QA输出的则是三个脉冲了。
通过双向开关切换电路为加法电路和减法电路，将异或门U7接至U1、U2、U3的UP端，为加法部分，将异或门U8接至U1、U2、U3的DOWN端，为减法部分。
从而控制比赛分数的加减。
开关J4控制U1、U2、U3的CLR端接通电源，当开关闭合是，分数置零，开始重新计数。
74LS160:是同步十进制计数器，依靠CP信号来工作，EP、ET高电平是工作，计分的单元电路中EP接数据输出端的与非输出，只要令清零端的数据输出位数与EP端的位数相减等于你要的位数即可实现加减相应的分数的功能。
图9 74LS160功能真值表例如：下图EP端是0011，而CLR端是0100，两端相减是0001，即十进制的1，所以实现加减一分的功能。
图10 74LS160N逻辑图2、总原理图图11 实验总电路图七、仿真调试与分析本设计基本符合课题的要求，可以实现抢答、加减分控制、计时功能的实现，主持人打下控制开关电路开始工作，抢答结束显示台号，接着实现计时功能。
完成作答后，加减分功能由控制端实现。
虽然这个设计可以完成要求，但是如果同时按下开关，指示灯同时亮时，显示台号有出错的可能行存在。
总的来说，抢答电路部分做的不是十分的理想，存在改善的地方，若以方案一的电路实现的话可以除去同时性的问题，但是优先级带来的问题又是需要解决的。
七、结论与心得经过将近三周的奋战，我们的课程设计总算圆满结束，不回想设计的“岁月”，现在仍记忆犹新！首先，老师一发课题，我们就商量着选题的事情，最初我们有两种想法：第一种是随便选个简单的设计课题，做完草草了事；第二种是选个有实际应用价值的课题，认真的做好设计，展现我们最好的作品。
因为要准备英语四级，所以才萌发了以上两种想法。
后来，经过几次角逐，第二种想法战胜了第一种想法，结果我们果断的选择了四人抢答器这一设计课题。
因为既要为四级争取更多的复习时间，又要做好课程设计，所以我们不得不快马加鞭，过关斩将，速战速决！因为我们坚信，凡事都要做好足够的准备，方能百战百胜！其次，从搜集资料到熟悉设计原理，再从开始使用仿真软件到完成整个设计电路图的整个过程，真可谓是夜漫漫其熙远兮，吾将上下而求索！汗与泪交织在一起，不知何是汗，何是泪，统一战线！说到仿真软件,我们不是很会用，所以仿真软件Multisim10.0，在整个设计过程，最耗费时间的是在调试电路上，，在这种关键时刻，最需要的是冷静的分析，结构和思路的优化，更加必不可少的是团队合作精神，往往很多电路故障的排除思路和解决方法都是在不断的讨论中和尝试下萌芽的！抢答电路模块经过两次方案的修改，因为如果采用优先编码器，虽然可以保证每一次都只有一个人先抢答到，但是如果当有两个人同时按下开关，那么优先权最高的那个先抢到，这不是很符合实际情况！如果采用四D触发器，最先因为忽略封锁时钟之前四输入与非门与一个反相器之间有个缓冲时间，如果两个人按下开关的间隔很短，发生在这个缓冲时间之前，那么两个人的二极管都会亮，电路似乎看起来没封锁时钟！最后几费周折，知道了这个隐藏的“忽略”，才恍然大悟！在对加减分电路模块的设计时，我毫无思路，队友也“无药可施”，但通过在网上对加减分电路的搜索，找到了一些相关的设计，经过一番努力，算是初步的了解这一部分电路的设计，但考虑到实际的抢答器应用，每个选手都应该有个初始分值，所以最初在实现预置数功能上竟然直接把加减分电路与抢答电路连在一起，结果造成电路过大，软件出问题，实现不了预置数或出错，分开各自接线，各个电路模块正常工作。
对于倒计时电路模块，由于扬声器发不出声音，经过老师的指导和同意，提醒功能用灯泡代替扬声器！最后，通过整个课程设计，我不仅学会了仿真软件的使用，而且学以致用的设计出了四人抢答器，还深深体会到团队合作精神的重要性！虽然课程设计结束了，但学习仍将继续┅┅八、元件清单。