四人抢答器电路设计
4人抢答器电路设计解析
电工学实验A （下）实验报告4 人竞赛抢答器的设计学院名称：材料科学与工程班级：10 级4 班姓名：XXX学号：1810004XX成绩：2013 年1 月12 日目录第一篇实验设计任务介绍 (3)1.1设计题目 (3)1.2实验目的 (3)1.3实验内容 (3)1.4实验要求 (4)第二篇设计背景 (5)第三篇设计原理 (5)3.1抢答器的主要功能简介 (5)3.2抢答器工作原理 (7)32174LS175 原理介绍 (7)32274LS00 原理介绍 (9)323.555原理介绍 (11)第四篇设计电路图介绍 (13)4.1电路设计图 (13)4.2.元件清单 (14)第五篇心得体会 (14)第一篇实验设计任务介绍1.1设计题目数控增益放大器的设计1.2实验目的1、掌握面包板搭接电路技术；2、学习调试系统电路，提高实验技能；3、了解竞赛抢答器的工作原理及其结构。
1.3实验内容1、设计任务：设计制作一个可容纳四组参赛的数字式抢答器。
2、设计要求：（1）每组设置一个抢答按钮，供抢答者使用；（2）电路具有第一抢答信号的鉴别和锁存功能；（3）在主持人将系统复位并发出抢答指令后，若有参赛者按抢答开关，则提醒主持人（音频提示或信号灯亮），同时显示出抢答者的组别；（4）同时电路应具备自锁功能，使别组的抢答开关不起作用；（5）要求电路主要选用中规模 TTL或CMO S集成电路。
3、设计要点 :（ 1 ）抢答控制器：竞赛抢答器的核心，当任意一位参赛者按下开关时，抢答控制器立刻接受该信号，则提醒主持人（音频提示或信号灯亮），同时显示出抢答者的组别。
与此同时，封锁其他参赛者的输入信号，这就要求抢答器的分辨能力高（CP 为1MHZ）同时要求电路有4组输入和输出，电路可考虑用4个D触发器（74LS175）和与非门组成（74LS00和74LS20 ；（2）抢答控制输入电路：有 4个开关组成， 4人各控制一个，按下开关使相应控制端信号为高电平或低电平；（ 3）清零装置：供每次比赛前主持人使用，它保证每次抢答前使抢答器清零，避免电路误动作和抢答过程中的不公平。
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。
四人抢答器电路设计数字电子技术课程设计
题目：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、方案设计与论证抢答器的基本工作原理：1、当主持人按下“开关”按钮后，选手可以通过按按钮的快慢来决定由谁来回答，按得快的选手的编号显示在电子显示管上并伴有响声。
2、此后选手输入被锁住，如果主持人按下复位键则编号显示处不作任何显示。
3、然后主持人就按下计时开关，选手开始作答，作答的时间少于60秒，以倒数的方式进行，而且通过显示屏把时间显示出来。
4、当选手作答仅剩10秒时，开始通过喇叭响来做提示。
如果到了显示“00”时，计时器不再进行倒数而停留在“00”状态。
5、此时选手仍没有作答成功，则主持人会对该选手进行减分处理，如果在“00”之前作答成功则加分，分数也是通过计分器显示出来。
6、之后主持人按下开关，所有的显示及工作状态回到初始状态以便进行下一次答题。
原理框架图（图1）图1.原理框架图方案一、对照上面原理框架图，各个主要的部分选用对应功能的芯片进行设计，如果在仿真时没能找到相应的芯片则用相近的。
比如在选手抢答时的输入用74148优先编码器进行编码让一个输入有效，并用七段显示译码器显示出台号。
方案二、对照框架图，选用各种逻辑站以及相关的逻辑函数进行设计，编号进直接把锁存器的输出转化8421BCD码，并通过逻辑函数表达式的方式输入到显示译码器中让其显示出来。
通过比较可以得出方案一更可行，理由在于芯片组上集成的功能要强大些，且用的元器件的数目会相对少一些这样会更美观而且不容易出错。
三、单元电路设计与参数计算1、封锁电路封锁电路的主要功能是分辨选手按键的先后，并能把第一个抢答者的编号锁存起来，并使其他选手的按键操作无效。
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.。
4人抢答器设计
抢答器设计电路目录1设计介绍 (3)1.1 设计任务 (3)1.2 设计要求 (3)2系统方案的选择及系统方框图 (3)2.1 系统方案的选择 (3)2.2 系统方框图 (4)3电路具体设计 (5)3．1 555定时器构成的多谐振荡器 (5)3．2 D触发器抢答部分电路 (6)3．3 抢答组别显示功能 (6)3．4 总体设计电路 (7)4 系统单元电路测试 (7)4．1 测试555定时器电路 (7)4．2 D触发器抢答部分电路 (8)4．3 抢答组别显示功能 (9)4．4 其他单元电路的测试 (10)5设计体会 (13)附录 1 元器件清单 (14)1设计介绍1.1 设计任务设计制作一个可容纳四组参赛的数字式抢答器。
1.2 设计要求①提供四个抢答按钮，供抢答者使用；②电路具有第一抢答信号的鉴别功能，即在主持人将系统复位并发出抢答指令后，若有参赛者按抢答开关，则提醒主持人（音频提示或信号灯亮），同时显示出抢答者的组别；③电路具有锁存功能，当第一个抢答信号发出后，其它抢答按钮开关无法再发出抢答信号；④电路具有抢答问题的时间控制功能，即要求抢答操作的时间<10s （显示0-9），时间显示采用倒计时方式，在规定时间内若有人抢答，则停止计时。
2系统方案的选择及系统方框图2.1 系统方案的选择方案一、采用74LS175构成四路抢答器，555定时器接成多谐振荡电路，提供脉冲信号，74LS148与 74LS48译码器接到七段显示数码管显示出选手编号，74LS192设计成倒计时与计分部分电路。
方案二、用组合逻辑器件CD4511 构成四路抢答器。
CD4511 实现优先抢答的锁存、编号进直接把锁存器的输出转化8421BCD码，数码管显示先抢答者的编号，同时四路抢答器发出响声；主持人通过“复位”按钮清除数码管的显示和停止响声。
结论：通过比较可以得，方案一更可行，相对来说，74系列芯片在Protues仿真软件中能够找到，且现实中比较容易购买。
四人智力抢答器电路
四人智力抢答电路一、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。
用数字显示抢答倒计时间，由“9”倒计到“0”时，无人抢答，蜂鸣器鸣响。
选手抢答时，数码显示选手组号，同时蜂鸣器鸣响，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。
抢答器具有定时抢答的功能。
（4）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（10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。
二、总体方案1.工作原理：本电路图是用D触发器和与非门组成的，555电路提供CP脉冲，主要提供给倒计时的脉冲。
1,2,3,4按钮为抢答者按钮，Space按钮为主持人复位按钮。
当没有人抢答时，按钮1,2,3,4均为高电平，这时芯片虽然有连续脉冲输入,但74LS373的输出端Q1-Q4均为1，发光二极管不亮，蜂鸣器输入端为高电平，所以发声。
当有人抢答时，例如1键被按下时，在CP脉冲作用下，Q1立即变为0，发光二极管被点亮，同时蜂鸣器发声，在经反向后，控制脉冲不能再作用到触发器，即使其他抢答者按下按钮也将不起作用。
倒计时结束时，在没人回答的情况下，74LS192芯片通过反馈给蜂鸣器，蜂鸣器再次发声。
数电四人智力抢答器课程设计
设计题目：简易智力竞赛抢答器的设计与制作一、设计要求抢答器可供四组抢答，有人抢答时，蜂鸣器发声，同时优先抢答者对应的指示灯亮，而后抢答者对应的指示灯不亮。
主持人具有将抢答器复原的功能。
智力竞赛抢答器是用来判断哪一个预定状态首先发生的电路，主要由开关阵列电路、触发锁存电路、显示电路几部分构成。
二、总体设计电路由选手和主持人开关、触发锁存电路、抢答鉴别电路和显示电路组成。
三、单元电路设计1、选手开关和主持人开关选手开关由下面四个开关组成，四位抢答者通过开断各自的开关开关实现抢答，给译码器输入高低电平，其中低电平为有效信号2Q03Q17Q16Q210Q211Q315Q314D04D15D212D313CLK9MR1+5V200200200200R4CV5TR2GND1TH6DC7Q3VCC847K47K0.01U0.01UFGND+5V910121374LS04246810874LS2013121245674LS20GNDLED74LS1752、触发锁存电路此电路有74LS175组成。
它具有以下功能：①清零功能用集成触发器清除端实现，由主持人输入手动负脉冲控制②四个抢答键控制功能有按键实现③显示功能用数字逻辑箱中的发光二极管实现④脉冲信号控制功能由主持人输入手动正脉冲控制74LS175真值表如下GN10K 10K 10K 10K47K47K0.01UFGND135911LED4、显示电路电路由四个发光二极管和四个200欧电阻串联组成，哪个选手先抢到对应的灯即亮。
1TH6 DC7 Q3847K47K0.01UF GND+5V5、时钟脉冲电路由555定时器和两个0.01uF 的电容和470欧姆的电阻组成多谐振荡。
2Q03Q17Q16Q210Q211Q315Q314D0D1D2D3CLK MR200200200200910121374LS04874LS2013121274LS20GND LED74LS175四、总电路图抢答开始时，主持人清楚信号按下复位开关，74SL175的输出Q1~Q全为0，所有发光二极管LED均熄灭。
四人抢答器电路设计
四人抢答器电路设计抢答器是一种用于游戏或竞赛中的设备，能够实现多人同时抢答，并且能够准确显示哪个人最先抢到答案。
在设计四人抢答器电路时，需要考虑到多个方面，包括硬件设计、电路原理等。
以下详细介绍四人抢答器电路设计的具体细节。
硬件设计四人抢答器电路设计采用的是数字电路，主要由以下硬件组成：四个拥有独立编号的按键开关，用于标记每个人的答案。
四个LED灯，用于显示每个人按下按键的时间。
一块控制板，用于完成按键开关输入信号的处理和LED灯的控制功能。
一块显示器，用于显示每个人按下按键的时间。
四个音响装置，用于声音提示。
拥有独立编号的按键开关为了保证每个人的按键开关能够与其他人的区分开来，需要让每个按键开关拥有独立编号。
按键开关使用触点式开关，因为它们可以提供更好的触感和可靠的连接。
同时，为了增加按键的可视性，在每个按键开关的周围安装不同颜色的外壳，以便于区分。
LED灯LED灯用于显示每个人按下按键的时间。
当有人按下开关时，LED将发出闪烁的信号，以便于知道谁最先抢到答案。
LED使用外置电阻后的串联电路连接到控制板上，这些电阻的作用是将电源电压降低到LED所需的工作电压，以保护LED灯的长期稳定性。
控制板控制板是四人抢答器电路设计的核心部分。
它的作用是将按键开关的输入信号进行处理，并控制LED灯的亮灭。
控制板使用单片微处理器作为控制芯片，并通过程序设计实现按键开关的输入检测、数据处理、LED灯的控制等功能。
此外，控制板还需要提供电源和接口，以便于与其他硬件组件连接。
控制板里还要有一个定时电路，来记录并比较每个按键的时间，以判断谁先抢到了答案。
显示器显示器用于显示每个人按下按键的时间。
它可以是液晶显示屏、LED显示屏或数码管显示屏等。
当有人按下按键时，控制板将该信息传输到显示器上，显示器相应地显示出来，以便于观众或参赛者观看。
音响装置音响装置用于发出声音提示。
当有人抢到答案时，它将发出声音，以引起其他人的注意。
四人抢答电路设计
物理与电子工程学院课程设计题目:四人抢答电路专业电子信息工程班级2010级3班学号 12300332学生姓名韩立指导教师张英四人抢答电路一、课程设计目的本次设计主要依据《数字电子技术基础》理论课程而进行的一项独立的思考过程，起到巩固所学的知识，加强综合能力，培养电路设计能力的作用，初步掌握数字电路设计方法。
一、功能要求设计任务：1. 运用数字电子技术的理论、技术和器件；2. 设计一个可供四人竞赛的抢答器，编号为 1、2、3、4，各用一个抢答按钮，按钮的编号和选手的编号相对应，主持人设置一个控制开关，用来控制系统的清零。
3. 抢答器具有数据存储和显示的功能，抢答开始后，若有选手按动抢答按钮，编号立即锁存，并与抢答按钮对应的数码管亮。
4.当有选手按动抢答按钮时，扬声器发出声音。
二、原理图：如图是四人参加的抢答电路，图中的主要器件是74LS175型上升沿D触发器，它的清零端MR和时钟脉冲C是4个D触发器共用的。
抢答前先清零，Q0-Q3均是“0”，响应其数码显示管是“0”抢答开始，若D0端首先按下，则数码显示器显示“1”。
若D1端首先按下，则数码显示管显示“2”，若D2端首先按下，则数码显示管显示“3”，若D3端首先按下，则数码显示管显示“4”，MR端的按键开关控制四个D行触发器是否清零。
由一个脉冲信号和输出端反馈会来的信号当做时钟输入端。
三、调试如下D0端按下时：D1端按下时：D2按下时：D3按下时：四、总结本次设计的是四路抢答器，达到了设计目的，主要运用了四D 触发器74LS175、双4 与非门74LS20 和74LS00,通过本次课程设计我受益匪浅，不仅仅是学以致用了，同时我更加全面的了解了数字电路中许多零件的使用，也许从课本上我可以很容易的辨别出各种触发器的各个引脚，但是在实际应用中真的没有那么容易，等到真的使用了，才发现我所学的还远远不够。
五、原器件清单电阻器 1K 7开关按钮开关 5D触发器74LS175 1数码管共阴 1 四输入与非门74LS20 1二输入与非门74LS00 1 电容CAP 1蜂鸣器SPEAKER 1三极管NPN 1完成日期： 2013 年 7 月欢迎您的下载，资料仅供参考！致力为企业和个人提供合同协议，策划案计划书，学习资料等等打造全网一站式需求。
四人抢答器设计报告
抢答器实验设计报告姓名：班级：学号：一、设计目的1、学习数字电路中的优先编码器、锁存器、多谐振荡器、译码器、数据显示管的综合应用。
2、熟悉抢答器的工作原理3、了解数字系统设计，调试及故障排除方法。
二、设计要求（1）抢答器同时供4名选手比赛，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，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。
三、拓展要求（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（如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，系统报警并禁止抢答，定时显示器上显示00。
四、电路的设计方案抢答器具有锁存、定时、显示和报警功能。
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计时。
而在选手按键抢答的时候都有报警以提醒主持人和选手。
抢答时间设定9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0,开始计时，到9秒停止；主持人将开关置“开始”状态，宣布“开始”抢答器工作。
计时器计时，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。
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。
计分操作是由选手自行连续按按键进行加分。
五、实验各个模块图1、按键除颤按键去抖动的关键在于提取稳定的低电平状态。
滤除前沿、后沿抖动毛刺。
四人竞赛抢答器电路设计
四人竞赛抢答器的设计
一、电路设计框图
二、电路设计总图
三、电路各部分的设计
四人竞赛抢答器的设计
技能目标
1．能根据需要选用适当的触发器进行设计。
2．能正确使用逻辑分析仪或示波器进行数字信号分析。
知识目标
1. 集成触发器的使用。
2. 组合逻辑电路和实序电路的综合设计。
3. 逻辑分析仪的使用方法。
0
1
1
0
0
1
0
2
0
0
1
1
3
0
1
0
0
4
三、电路各部分的设计
5. 数码显示电路
A、B 、C 、 用组合逻辑电路设计方法设计一个由抢答的逻辑状态到
8421BCD码的转换电路。
D分别表示
第1、2、3、
4 队对应的
JK触发器的输出 Q
JK触发器
（U1A、U1B、
U2A、U2B）
的输出
，
Q
用Y3、Y2、Y1、Y0分
4. 声音报警电路设计
蜂鸣器是一种一体化结构的电子音响器，采用直流电压
供电，广泛应用于计算机、报警器、电子玩具、汽车电子设
备、电话机、定时器等电子产品中作发声器件。
分为压电式蜂鸣器和电磁式蜂鸣器两种类型。
三、电路各部分的设计
5. 数码显示电路
Y3
Y2
Y1
Y0
显示
Y3 Y2 Y1 Y0
0
0
0
0
0
0
0
数码管显示队号
三、电路各部分的设计
1. 按键输入部分：抢答键
主持人按键：
抢答键：
三、电路各部分的设计
四人抢答器电路设计
四人抢答器电路设计一、引言四人抢答器是一种常见的电子竞赛设备，通常由一个主控器和四个答题器组成。
主控器用于控制整个系统的运行，而答题器用于参赛者进行答题操作。
本文将介绍四人抢答器的电路设计方案。
二、主控器设计1. 电源电路设计主控器需要稳定可靠的电源供电，我们可以采用一个直流电源适配器或者电池组来为主控器供电。
电源电路设计需要包括整流、滤波和稳压等环节，以确保主控电路的工作稳定。
2. 控制电路设计控制电路是主控器的核心部分，它负责接收答题器的信号并进行处理。
我们可以使用单片机或者可编程逻辑器件（FPGA）来实现控制功能。
控制电路需要设计合适的接口电路以与答题器进行通信，并且需要具备较强的抗干扰能力。
3. 显示电路设计主控器需要通过显示器来显示比赛过程和成绩等信息。
显示电路设计需要考虑显示效果和显示内容的处理方式。
常见的显示器有数码管显示器和液晶显示器，我们可以根据需求选择合适的显示器类型。
三、答题器设计1. 电源电路设计答题器也需要稳定可靠的电源供电，与主控器相同，我们可以选择直流电源适配器或者电池组来为答题器供电。
电源电路设计需要考虑到答题器的功耗和电池寿命等因素。
2. 按键电路设计答题器的按键电路需要设计合适的按键接口和按键触发方式。
我们可以使用机械按键或者触摸按键来实现答题功能。
按键电路需要考虑到按键的灵敏度和可靠性，以确保参赛者可以准确、迅速地进行答题操作。
3. 信号传输电路设计答题器需要将答题信号传输给主控器，传输电路设计需要考虑到信号的传输距离和传输速率等因素。
我们可以使用串口、蓝牙或者无线射频等方式来实现信号传输。
4. 指示灯电路设计答题器的指示灯是为了显示参赛者答题操作的结果，指示灯电路设计需要考虑到指示灯的亮度和触发方式。
常见的指示灯有LED灯和LCD显示屏，我们可以根据需求选择合适的指示灯类型。
四、系统集成与调试1. 电路原理图设计根据主控器和答题器的设计方案，我们可以绘制出电路原理图。
四人抢答器电路设计报告 数电课程设计
四人抢答器电路设计报告数电课程设计电子技术课程设计报告学院：电气与电子工程学院专业班级：电气工程及其自动化学生姓名：指导教师：完成时间：2013年12月19日成绩：评阅意见：目录四人抢答器电路设计报告一. 设计要求 (1)二．设计的作用目的 (1)三. 设计的具体实现 (1)1.系统概述 (1)2.单元电路设计与分析 (2)3.电路的安装与调试 (6)节日彩灯控制电路设计报告一. 设计要求 (7)二．设计的作用目的 (7)三. 设计的具体实现 (7)1.系统概述 (7)2.单元电路设计与分析 (8)3.电路的安装与调试 (10)温度控制电路设计报告一. 设计要求 (10)二．设计的作用目的 (10)三. 设计的具体实现 (10)1.系统概述 (10)2.单元电路设计与分析 (11)四．心得体会、存在问题和进一步的改进意见等 (12)五. 附录 (13)六. 参考文献 (14)四人抢答器电路的设计报告一. 设计要求1）抢答器最多可供4名选手参赛，编号为1-4号，各队对应用一个按钮S1-S4中一个控制，并设置一个清零和抢答控制开关S，该开关由主持人控制。
2）抢答器具有锁存功能，直到主持人，清零。
3）开关S作为清零及抢答控制开关（由主持人控制），当开关S被按下时抢答电路清零，当开关S松开后这允许抢答，输入抢答信号由抢答按钮开关S1-S4实现。
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，对应的数码显示管就显示几号，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。
二. 设计的作用、目的（1）掌握并应用数字电路课程所学的理论知识。
（2）了解数字电路设计的基本思想和方法，学会科学分析和解决问题。
（3）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。
三. 设计的具体实现1．系统概述当主持人按下抢答控制按钮后，四位选手抢答按动按钮，当某一选手首先按抢答按钮时，可通过触发锁存电路被触发并锁存，在输出端产生相应的电平信息，同时为防止其他开关随后出发而产生紊乱，最先产生的输出电平又反过来将触发电路锁定，然后在译码器中译码，将触发器输出的数据转换为数码管需要的逻辑状态，最后在显示电路中显示出所按键选手的号码。
四路智能抢答器设计指导
谢谢观看 有不懂的地方请提问
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。
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。
4人抢答器设计电路以及元器件介绍
４人抢答器电路元器件介绍一.7４ＬS2７9介绍７4LS279为四R-Ｓ锁存器,图3-1为7４LS279的引脚图。
管脚图真值表备注:H＝高电平，Ｌ=低电平,Q O=建立稳态输入条件之前的Ｑ电平。
*:对于锁存器１和3，有两个输入:H=两个输入均为高电平，L=其中一个或两个输入为低电平。
#：这种情况是不稳定的,即当和输入回到高电平时，状态将不能保持。
二.7４LS1４8介绍74LS14８是一个八线－三线优先级编码器。
图3-3为74LＳ14８引脚图。
管脚图真值表74LS１48优先编码器管脚功能介绍:74ＬS148为１6脚的集成芯片,电源是VCＣ(16)、ＧND(８)，Ｉ０—I7为输入信号,A2,A1，A0为三位二进制编码输出信号，IE是使能输入端,OE是使能输出端，ＧＳ为片优先编码输出端。
从功能表中可以得出，７４LS１48输入端优先级别的次序依次为I7，I6,…，I0 。
当某一输入端有低电平输入，且比它优先级别高的输入端没有低电平输入时,输出端才输出相应该输入端的代码。
例如:I5=0且I6=I7=1(I６、I7优先级别高于I5) 则此时输出代码０10 。
这就是优先编码器的工作原理。
三．74LS48介绍７４LＳ４8芯片是一种常用的七段数码管译码器驱动器,可以直接驱动共阴极的半导体数码管，ABCD分别接信号，abcdeｆg分别接七段数码显示管。
LI’为灯测输入(正常使用时接高电平），RBO’为灭零输入端（接低电平时灭零）;灭灯输入／灭零输出BI’／RBO’为一个双功能的输入/输出端。
BI’/RＢO’作为输入端使用时,成为灭灯输入控制端，只要加入灭灯控制信号ＢI’＝0，无论Ａ3A2A1A０的状态是什么，定可以将被驱动数码管的各段同时熄灭。
BI’／RBO’作为输出端使用时,成为灭零输出端,由表达式RBO’=(A3’·A2’·Ａ1’·A0’·LＴ’·RBＩ’)’知：只有当输入为A3A2A１A0都为0时,而且灭零输入信号(RBI’=0)时，ＲBO’才会是低电平。
四人抢答器电路设计
题目：四人抢答器电路设计课程名称：数字电子技术学院：电子信息与电气工程学院学生姓名：裴雷雨学号：20110201011X专业班级：自动化2011级2班指导教师：李立2013年6月6日课程设计任务书摘要：本文介绍设计了一个四人抢答器控制电路，该电路能够实现四人比赛抢答的功能并通过发光二极管和蜂鸣器实现对抢答者的声光报警指示。
其中抢答电路用四D触发器74LS175、与非门74LS00和555定时器实现；报警电路用一个上拉电阻、发光二极管、蜂鸣器等实现抢答声光指示器；显示电路用74LS74 D触发器、74LS192计数器、74LS47译码器（驱动器）和七段共阳极数码显示器实现；时钟电路用计数器74LS192、555定时器、74LS47译码器（驱动器）、七段共阳极数码显示器和双D触发器74LS47共同完成十秒倒计时的时钟电路。
关键词：抢答器；声光报警；定时电路；显示电路；时钟电路目录1.设计背景 (1)1.1数字电路系统 (1)1.2时钟电路的作用及基本构成 (1)1.3 Multisim软件和DXP软件 (1)2.设计方案 (2)2.1分析任务 (2)2.2论证方案... (2)2.3电路分析 (2)3.方案实施 (3)3.1设计原理图 (3)3.2用Multisim电路仿真 (10)3.3制作PCB (12)3.4安装与调试 (12)4.结果与结论 (12)5.收获与致谢 (13)6.参考文献 (13)7.附件 (14)7.1电路原理图 (14)7.2 PCB布线图 (15)7.3实物图 (16)7.4元器件清单 (17)1. 设计背景1.1 数字电路系统数字电路系统一般包括输入电路、控制电路、输出电路、时钟电路和电源等。
输入电路主要作用是将被控信号转换成数字信号，其形式包括各种输入接口电路。
比如数字频率计中，通过输入电路对微弱信号进行放大、整形，得到数字电路可以处理的数字信号。
模拟信号则需要通过模数转换电路转换成数字信号再进行处理。
四人抢答器电路设计
四人抢答器电路设计一、设计目标本次设计的目标是设计一个四人抢答器电路，使得四个参赛者可以通过按下按钮来抢答，且每次只有一个人能够抢答成功。
同时，需要在电路中添加一些保护措施，以避免电路出现故障或损坏。
二、电路原理1.按键模块每个参赛者都需要一个按键模块，用来触发抢答器。
在本次设计中，我们可以采用常见的机械按键或者触摸开关作为按键模块。
2.计时模块为了保证每个参赛者都有相同的时间来进行抢答，需要添加计时模块。
在本次设计中，我们可以采用555定时器芯片来实现计时功能。
3.状态指示灯为了方便参赛者和观众了解当前的抢答状态，需要添加状态指示灯。
在本次设计中，我们可以采用LED灯作为状态指示灯。
4.保护电路为了避免电路出现故障或损坏，需要添加保护电路。
在本次设计中，我们可以采用稳压器、过压保护和反向保护等措施来实现保护功能。
三、具体实现1.按键模块的接入将四个按键模块分别接入到单片机的四个IO口上，并通过上拉电阻将IO口电平拉高。
当参赛者按下按键时，对应的IO口电平会变为低电平，触发抢答器。
2.计时模块的接入将555定时器芯片连接到单片机的一个IO口上，并通过外部元件调整计时时间。
在每次抢答开始时，单片机会向555定时器芯片发送一个触发信号，开始计时。
当计时结束后，555定时器芯片会输出一个高电平信号，表示抢答时间已经结束。
3.状态指示灯的接入将四个LED灯分别连接到单片机的四个IO口上，并通过限流电阻限制LED灯的电流。
当某个参赛者抢答成功时，对应的LED灯会亮起。
4.保护电路的接入将稳压器连接到单片机供电端口上，以保证单片机工作稳定。
同时，在输入端添加过压保护和反向保护二极管，以避免外部环境对电路造成损害。
四、总结本次设计实现了四人抢答器功能，并添加了一些保护措施以避免故障和损坏。
通过按键模块、计时模块和状态指示灯的组合，实现了抢答器的正常运行。
同时，通过添加稳压器、过压保护和反向保护等措施，保证了电路的稳定性和安全性。
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成绩课程设计说明书题目：四人抢答器电路设计课程名称：数字电子技术学院：电子信息与电气工程学院学生姓名：***学号： 011X专业班级：自动化2011级2班指导教师：**2013年 6月6日课程设计任务书四人抢答器电路设计摘要：本文介绍设计了一个四人抢答器控制电路，该电路能够实现四人比赛抢答的功能并通过发光二极管和蜂鸣器实现对抢答者的声光报警指示。
其中抢答电路用四D触发器74LS175、与非门74LS00和555定时器实现；报警电路用一个上拉电阻、发光二极管、蜂鸣器等实现抢答声光指示器；显示电路用74LS74 D触发器、74LS192计数器、74LS47译码器（驱动器）和七段共阳极数码显示器实现；时钟电路用计数器74LS192、555定时器、74LS47译码器（驱动器）、七段共阳极数码显示器和双D触发器74LS47共同完成十秒倒计时的时钟电路。
关键词：抢答器；声光报警；定时电路；显示电路；时钟电路目录1.设计背景 (1)数字电路系统 (1)时钟电路的作用及基本构成 (1)Multisim软件和DXP软件 (1)2.设计方案 (2)分析任务 (2)论证方案... (2)电路分析 (2)3.方案实施 (3)设计原理图 (3)用Multisim电路仿真 (10)制作PCB (12)安装与调试 (12)4.结果与结论 (12)5.收获与致谢 (13)6.参考文献 (13)7.附件 (14)电路原理图 (14)PCB布线图 (15)实物图 (16)元器件清单 (17)1. 设计背景数字电路系统数字电路系统一般包括输入电路、控制电路、输出电路、时钟电路和电源等。
输入电路主要作用是将被控信号转换成数字信号，其形式包括各种输入接口电路。
比如数字频率计中，通过输入电路对微弱信号进行放大、整形，得到数字电路可以处理的数字信号。
模拟信号则需要通过模数转换电路转换成数字信号再进行处理。
在设计输入电路时，必须首先了解输入信号的性质，接口的条件，以设计合适的输入接口电路。
数字逻辑电路是一门研究数字信号的编码、运算、记忆、计数、存储、分配、测量和传输的科学技术。
简单地说是用数字信号去实现运算、控制和测量的科学。
时钟电路的作用及基本构成时钟电路是数字电路系统中的灵魂，它属于一种控制电路，整个系统都在它的控制下按一定的规律工作。
时钟电路包括主时钟振荡电路及经分频后形成各种时钟脉冲的电路。
比如多路可编程控制器中的555多谐振荡电路，数字频率计中的基准时间形成电路等都属于时钟电路。
设计时钟电路，应根据系统的要求首先确定主时钟的频率，并注意与其他控制信号结合产生系统所需的各种时钟脉冲。
Multisim软件和DXP软件Multisim软件是由加拿大IIT公司推出的大型设计工具软件。
它不仅提供了电路原理图输入和硬件描述语言模型输入的接口和比较全面的数据分析功能，同时还提供了庞大的元、器件模型库和一整套虚拟仪器表，可以满足对一般的数字逻辑电路、模拟电路以及数字-模拟混合电路进行分析和设计的需求。
DXP软件是一个软件集成平台，把为电子产品开发提供完整环境所需的工具全部整合在一个应用软件中。
DXP包括所有设计所需的工具：原理图和HDL设计输入、电路仿真、信号完整性分析、PCB设计、基于FPGA的嵌入式系统的设计和开发。
此次课程设计主要学习应用到Multisim软件的电路图仿真和DXP软件的原理图及PCB的设计，因此熟练掌握两种软件的基本操作很有必要。
2. 设计方案分析任务抢答器具有锁存、定时、显示和报警功能。
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。
而在选手按键抢答以及抢答时间倒计时到时的时候都有报警以提醒主持人和选手。
抢答时间设定9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，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。
论证方案将由定时器组成的多谐振荡器发出的高频脉冲接至触发器的输入端口。
将四个抢答开关信号接入触发器的输入端口，当系统抢答信号发出后，第一个抢答者信号生成，触发器所对应的Q输出端口输出高电平，此时指示发光二极管亮。
同时将__ Q输出端口和高脉冲相与接至触发器脉冲端口，由于__Q端口发出低电平信号，从而封锁了抢答电路。
在此同时，触发器__Q端口的低电平信号也接至声光指示模块上，和十秒倒计时模块中的定时器组成的多谐振荡器的时钟相与，用来封锁显示电路的倒计时。
电路分析当主持人宣布开始，定时电路开始秒脉冲电路的作用而进行倒记时，并通过译码器在显示器中显示。
报警电路给出声音提示。
当选手首先按某一开关键时，可通过触发锁存电路被触发并锁存，在输出端产生相应的开关电平信息，同时为防止其它开关随后触发而产生紊乱，最先产生的输出电平变化又反过来将触发电路锁定。
然后在译码器中译码，将触发器输出的数据转换为数码管需要的逻辑状态。
最后在显示电路中显示出所按键选手的号码。
若有多个开关同时按下时，则在它们之间存在着随机竞争的问题，结果可能是它们中的任一个产生有效输出。
3.方案实施设计原理图1、本次设计选用的集成芯片的逻辑符号图及功能如下图1 74LS192的逻辑符号图表1 74LS192功能表输入输出CLR LOAD UP DOWN D C B A QD QCQBQA1×××××××0000 00××d c b a d c b a 01↑1××××加计数011↓××××减计数74LS192是同步十进制可逆计数器，它具有双时钟输入，并具有清除和置数等功能。
其逻辑符号图如图1所示。
图中UP是加法计数脉冲输入端，DOWN是减法计数脉冲输入端，____CO是进位脉冲输出端，_____BO是借位脉冲输入端，CLR是异步清零输入，_________LOAD是异步置数输入端，A、B、C、D是并行数据输入端，Q A、Q B、Q C、Q D是计数器输入端。
图2 74LS74逻辑符号图74LS74内含两个独立的上升沿双D触发器，每个触发器有数据输入（D）、置位输入（___DS）复位输入（___DR）、时钟输入（CLK）和数据输出（Q、__Q）。
___DS、___DR的低电平使输出预置或清除，而与其它输入端的电平无关。
当___DS、___DR均无效（高电平式）时，符合建立时间要求的D数据在CLK上升沿作用下传送到输出端。
表2 74LS74功能表输入输出SD RDCLK D Q n+1 Q n+10 1 ×× 1 01 0 ×× 0 10 0 ×× 0 01 1 ↑ 1 1 0 1 1 ↑ 0 0 1 1 1 ↓× Q n Q n图3 74LS47的逻辑符号图74LS47为4线—七段译码器/驱动器它和七段数码显示管共同组成显示电路，该电路的输入D、B、C、A是四位BCD码，输出是驱动七段数码管工做的反码，某段输出为0表示点亮该段，为1表示熄灭该段。
74LS47驱动的是共阳极的数码显示管，因此数码显示管的CA端接高电平VCC才能正常工作。
图4 74LS175的逻辑符号图74LS175是常用的四D触发器集成电路，里面含有四组D触发器，可以用来构成寄存器、抢答器等功能部件。
表3 74LS175的功能表输入输出R D C P1D2D3D4D1Q2Q3Q4QL×××××L L L LH↑1D2D3D4D1D2D3D4DH H××××保持H L××××保持图5 555定时器逻辑符号图555定时器是一种将模拟电路和数字电路集成于一体的电子器件。
用它可以构成单稳态触发器、多谐振荡器和施密特触发器等多种电路。
本文用到555定时器的多谐振荡功能。
2、本次电路设计各芯片构成的局部电路图如下报警电路如图6所示，该电路的发光二极管的输出经过一个74LS00的与非门，当与非门输出为高电平时，发光二极管不亮，并且蜂鸣器不响，也就是说此电路不工作；当与非门输出为低电平时，发光二极管点亮，并且蜂鸣器发出声响，此电路导通。
VCC 5V R6100ΩLED424VCC25图6 报警电路原理图抢答电路如图7所示，四个抢答开关按钮与四D 触发器74LS175的四个D 输入端口相接，当第一个抢答者摁下抢答按钮时，Q 端输出高电平，而与之相对应的Q 端口输出低电平，此低电平与555定时器的触发高电平相与后输出低电平，并将其输入到四D 触发器的CLK 输入端，从而封锁了剩余三位抢答者的抢答信号。
图7 抢答电路原理图显示电路如图8所示，该电路主要由74LS47和七段数码显示管共同组成，此电路主要是为了提醒抢答者在抢答开始之后所剩余时间多少。
图8 显示电路原理图图9 555定时器构成的多谐振荡器原理图用555定时器设计的多谐振荡器原理图如图9所示，555在此的功能是为了满足数码管倒计时为十秒的工作状态及当第一个抢答信号发出时封锁其他三个信号的要求，故据此可以根据充放电时间计算出电路的震荡周期：1T ＝(1R ＋2R )×C×Ln2 2T ＝2R ×C×Ln2故：T ＝1T ＋2T ，根据设计要求可知此震荡周期为1Hz ，取电容C 1、C 2的大小分别为10uF 和10nF ，由此可以计算出两电阻的阻值大概在48KΩ左右，因此选用1R =2R =47KΩ。
由此用示波器仿真输出信号如下图10 所示，该仿真周期存在着误差，那是因为提供的电阻为47KΩ，与理论的48KΩ的电阻存在着一定的差别，误差也就是由此产生的。
图10 555定时器信号输出波形图用Multisim电路仿真图11 无人抢答时的仿真图图12 有人抢答时的仿真图制作PCB首先建立PCB文件，对元件选择正确的封装，利用网络表导入元件，然后进行布线，先要进行一系列的参数设置，并要移动元件的位置尽量得到最佳布局，我们采用的是手动布线的方法。
PCB板制作要求如下：1、单位采用公制单位（mm）。
2、电源线和地线要求采用或是,如果从两个焊盘中间穿过时用或。