数电设计八路抢答器介绍
8路抢答器设计(含完整图)
数字电路课程设计报告8路数字抢答器1.概述抢答器同时供8名选手或8个代表队比赛，分别用8个按钮S0 ~ S7表示。
另外设置系统清除开关一个，该开关由主持人控制。
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，并在七段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零为止。
当主持人按下清除键后，参赛选手可以进行抢答，同时倒计时电路开始倒计时，抢答有效时，红灯亮，倒计时停止，显示器上显示选手的编号，并保持到主持人将系统清零为止。
2、8路数字抢答器各主要芯片介绍2.1、74LS14874LS148是一个8线—3线优先编码器。
74LS148外部管脚图、真值表如图所示：图一 74ls148 真值表由表不难看出，在0=S 电路正常工作状态下，允许70~I I 当中同时有几个输入端同时为低电平，即有编码输入信号。
7I 的优先权最高，0I 的优先权最低。
当07=I 时，无论其它输入端有无输入信号（表中以x 表示），输出端只给出7I 的编码，即000012=Y Y Y ，当74LS148的功能表输 入输 出S0I 1I 2I 3I 4I 5I 6I 7I2Y 1Y 0Y S Y EX Y1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 x x x x x x x x 1 1 1 1 1 1 1 1 x x x x x x x 0 x x x x x x 0 1 x x x x x 0 1 1 x x x x 0 1 1 1 x x x 0 1 1 1 1 x x 0 1 1 1 1 1 x 0 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 0 0 0 1 0 0 0 1 1 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1 0 1 0 0 1 0 1 0 1 1 0 1 1 0 1 0 1 1 1 1 0U CC Y EX Y S I 3 I 2 I 1 I 0 Y 0I 4I 5I 6I7S Y 2Y 1GND 图２ 74LS148管脚图16 9 74LS148 1 80167==I I 、时，无论其它输入端有无输入信号，只对6I 编码，即输出为001012=Y Y Y 。
八路抢答器数电程序设计
目录摘要 (2)第1章设计任务书 (2)1.1 设计目的 (2)1.2 设计任务 (3)1.3 八路抢答器的概述 (3)第2章系统功能简介 (3)2.1 基本功能 (3)2.2 扩展功能 (4)第3章功能设计内容 (4)3.1 设计题目 (4)3.2 设计指标 (4)第4章实现原理 (5)4.1 八路抢答器总体方框图 (5)4.2 关键技术分析 (6)第5章各部分电路设计 (7)5.1 抢答器电路 (7)5.2 定时电路 (9)5.3 报警电路 (11)5.4 时序控制电路 (11)第6章设计步骤 (13)第7章系统仿真 (14)第8章总结 (16)致谢 (17)参考文献 (18)附录A: 系统元器件清单 (19)附录B: 系统整体电路 (20)摘要八路抢答器由主体电路和扩展电路组成，优先编码电路、锁存器、译码电路将输入信号在显示屏上输出；由控制电路和主持人开关启动报警电路。
通过定时电路和译码电路将秒脉冲产生的信号在显示屏上输出实现计时功能，构成扩展电路。
通过连线、调试等工作形成八路抢答器。
关键字：抢答电路,定时电路,报警电路第1章设计任务书1.1 设计目的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.培养根据课题需要选学参考书籍,查阅手册、图表和文献资料的自学能力。
通过独立思考，深入钻研有关问题，学会自己分析并解决问题的方法。
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初步掌握简单实用电路的分析方法和工程设计方法。
4.了解与课题有关的电子电路以及元器件的工程技术规范，能按设计任务书的要求，完成设计任务，编写设计说明书，正确地反映设计与实验的成果，正确地绘制电路图等。
5.培养严肃、认真的工作作风和科学态度。
通过课程设计实践，逐步建立正确的生产观点、经济观点和全局观点。
1.2 设计任务设计一个供八名选手参加的八路抢答器，每组设计一个抢答按钮供参加者使用。
8路抢答器的数字电路
- - - 《数字电子技术》课程设计报告8路智力抢答器设计与制作设计要求：1、可同时供8名选手或8个代表队参加比赛；2、主持人控制系统的清零（编号显示数码管灭灯）和抢答的开始；3、抢答器具有数据锁存和显示的功能；4、抢答器具有定时抢答的功能，且一次抢答的时间可以由主持人设定；5、具有报警功能。
设计人：罗帅学号：专业：08电气班级：1成绩：评阅人：哈尔滨应用技术职业技术学院8路智力抢答器设计与制作8路智力抢答器是一种用数字电路技术实现由主持人控制、定时抢答、报警功能的装置。
他是在规定的时间内进行抢答。
一旦有人抢答，显示器上会同时显示抢答时间和抢答选手号码。
当超出规定时间时，即使抢答，不会显示选手号码。
8路智力抢答器包括组合逻辑电路和时序电路。
通过此次设计与制作，进一步的了解各种在制作中用到的中小规模集成电路的作用及实用方法.且由于8路智力抢答器包括组合逻辑电路和时叙电路.通过它可以进一步学习与掌握各种组合逻辑电路与时序电路的原理与使用方法。
一、设计要求（一）设计指标1、计一个智力竞赛抢答器，可同时供8名选手或8个代表队参加比赛，他们的编号分别是0、1、2、3、4、5、6、7，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——S7。
2、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。
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，编号立即锁存，并在LED数码管行显示出选手的编号，同时扬声器给出音响提示。
此外，要封锁输入电路，禁止其他选手抢答。
优先抢答选手的编号一直保持到主持人将系统清零为止。
4、抢答器具有定时抢答的功能，且一次抢答的时间可以由主持人设定（如30s）。
当节目主持人启动“开始”键后，要求定时器立即减计时，并用显示器显示，同时扬声器发出短暂的声响。
5、参赛选手在设定的时间内抢答，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。
8路计时抢答器设计报告
数字电子技术基础课程设计-----八位计时抢答器一、设计理念智力竞赛是一种生动活泼的教育方式，在各种智力竞赛中，最最激烈的便是抢答环节的比赛。
抢答引起参赛者和观众极大地兴趣，在短时间内，参赛选手在主持人抢答的口令下达后开始抢答，充分体现出参赛者思维的活跃。
在这类比赛中，对于谁先谁后抢答，在什么时候抢答，如何限定抢答的规定时间等问题，如果单凭主持人主观的判断，就很容易出现误判。
所以我们就需要一种具备自动锁存、置位、清零等功能的只能抢答器来解决这些问题。
二、设计要求设计一个具备计时功能的八路抢答器，它所要实现的功能如下：1、给八位参赛选手分别配备一个抢答按钮，编号为K0、K1、K2、K3、K4、K5、K6、K7。
2、主持人可以主持抢答、计时的开始与清零。
3、抢答器可以显示出最先按下抢答键的选手编号。
4、抢答器具有60秒倒数计时功能。
抢答规则：主持人按下开始抢答键，选手可以开始抢答，同时计时器开始60秒钟倒计时，选手通过优先按键得到抢答机会后，在计时器所显示的剩下时间内完成抢答，否则扣分。
三、设计方案1、设计思路根据设计的要求，我们小组的设计思路如下：该抢答器由开关电路、触发电路、触发锁存电路、优先编码电路、译码电路、计时电路所组成。
2、具体电路的设计及其工作原理 （1）电源电路限于我们现成的电源只有9V 直流电源，但是我们的电路工作电压应该是5V 的稳压直流电源，我们通过利用7805芯片对9V 进行降压处理，形成直流5V 稳压电源。
（2）抢答电路工作原理：74LS148有8个信号输入端I0 ～ I7、3个二进制码输出端A0 ～A2、输入使能端EI、输出使能端EO和优先编码工作状态标志GS, 其功能如表1 所示。
由表可知, 当EI的非=0时, 编码器工作; EI的非=1, 则不论8个输入端为何种状态, A0、A1、A2 输出为1,15端和14端输出为1,编码器处于非工作状态。
（附74LS148引脚图与真值表）当抢答开关S0 ～S7 中的任意一个开关按下时,编码器输出相应按键对应的二进制代码,低电平有效。
8路数字抢答器设计说明
数量11
1、2、
6、7引脚，为NE555提供电源+Ucc，即任何抢答键按下时，扬声器都能发出报警声。元器件清单
序号910元件名称
电阻
电阻
电阻
电阻
电阻
电阻
瓷片电容
瓷片电容
电解电容
电解电容型号与规格
R1R2R3R4R510K
R6R17R1610KR72.2K
R8100K
R9R10R11R12330R
R13R14R15300R
C1103
C2104
C3100UF
C447UF
D1D2D3D4D5
11二极管
1N4148
数码管
三极管
蜂鸣器
开关集成Βιβλιοθήκη 路集成电路线路板D6D7D8D9D10
D11D12D13D14
D15D16D17D18
12
13
14
15
16
18
18DS
Q19013
S1 ----S9
U2555
U14511
单面PCB单位只只只只只只只只只只只只只只只只只只
1、2、
6、7脚为BCD码输入端，9～15脚为显示输出端。3脚为测试端（LT），当L T为“0 ”时，输出全为“1 ”。4脚为消隐端（B I），当B I为“0 ”时，输出全为“0 ”，因此此时可以清除锁存器内的数值，即可使用为复位端。5脚为锁存允许端（L E），当L E端由“0 ”→“1 ”时，a、b、c、d、e、f、g七个输出端保持在LE为“0”时所加BCD码对应的数码显示状态。
简易8路数显抢答器：
简单实用的八路数显抢答器，主要包括抢答、编码、优先锁存、数显、复位及音频振荡等电路。元器件主要包括
数电八路抢答器课程设计
数电八路抢答器课程设计一、引言数电八路抢答器是一种基于数字电路设计的设备，用于进行抢答竞赛。
本课程设计将详细介绍数电八路抢答器的原理、设计过程和实现方法。
二、数电八路抢答器的原理数电八路抢答器由主控制器、显示屏、按钮和信号输入模块组成。
其工作原理如下：1. 主控制器通过按钮检测模块检测每个参赛者的按键动作。
2. 当有参赛者按下按钮时，按钮检测模块会向主控制器发送信号。
3. 主控制器根据接收到的信号判断哪个参赛者按下了按钮，并将该参赛者的编号发送给显示屏。
4. 显示屏上显示被判定为第一名的参赛者编号。
三、数电八路抢答器的设计过程1. 系统需求分析我们需要明确系统的功能需求和性能要求。
根据题目要求，我们需要实现一个能够支持最多8位参赛者同时抢答并显示第一名的系统。
2. 系统框架设计系统框架设计是整个设计过程的基础，它包括主控制器、显示屏、按钮和信号输入模块之间的连接关系和通信机制。
我们需要根据系统需求，确定各个模块的功能和接口。
3. 电路设计在电路设计中，我们需要根据系统框架设计的结果，选择合适的数字电路元件，并进行电路连线。
主要包括按钮检测模块、信号输入模块和显示屏的电路设计。
4. 电路测试与调试完成电路设计后，我们需要进行测试与调试。
通过外部信号源模拟参赛者按下按钮的动作，检验按钮检测模块是否正常工作；测试信号输入模块是否能够正确接收到参赛者编号；验证显示屏是否能够正常显示第一名参赛者的编号。
5. 系统集成与优化在完成各个模块的测试与调试后，我们需要将它们进行集成，并对整个系统进行优化。
可以添加声音提示功能或增加LED灯效果来提高用户体验。
四、数电八路抢答器的实现方法1. 硬件实现硬件实现是将上述设计过程中得到的电路图和元件连接起来以构建实际的抢答器设备。
可以使用面包板或印刷电路板来搭建电路，并根据需要进行元件的布局和焊接。
2. 软件实现软件实现是编写嵌入式程序，控制各个模块的工作。
主要包括按钮检测模块、信号输入模块和显示屏的控制程序。
8路抢答器(数字电路)
课程设计论文课程设计名称：数字电路课程设计课程设计题目：多路智力抢答系统的设计摘要：本设计介绍了一种用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，抢答电路数码管上显示选手编号。
蜂鸣器发生报警，二极管发光，定时电路显示倒计时时间。
若在规定的时间内无人抢答，定时电路显示00，同时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。
Multisim 软件结合了直观的捕捉和功能强大的仿真，能够快速、轻松、高效地对电路进行设计和验证。
凭借Multisim，可以立即创建具有完整组件库的电路图，并利用工业标准SPICE 模拟器模仿电路行为。
本设计就是利用Multisim 软件进行电路图的绘制并进行仿真。
关键词:八路, 抢答器, 设计,定时，计时，报警一、实验目的1. 熟悉智力竞赛抢答器的工作原理掌握抢答电路、优先编码电路、锁存电路、定时电路、报警电路、时序控制电路、译码电路、显示电路及报警电路的设计方法。
二、实验任务基本功能1. 设计一个多路智力竞赛抢答器，同时供8 个选手参赛，编号分别为0 到7，每个用一抢答按键。
2．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。
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，编号立即锁存，并在LED 数码管上显示出选手的编号，同时蜂鸣器给出音响提示。
此外，要封锁输入电路，禁止其他选手抢答。
优先抢答选手的编号一直保持到主持人将系统清零为止。
三、扩展功能：1. 具有定时抢答功能，可由主持人设定抢答时间。
当抢答开始后，定时器开始倒计时，并显示在LED 上，同时扬声器发声提醒。
2. 选手在规定时间内抢答有效，停止倒计时，并将倒计时时间显示在LED 上，同时报警。
八路抢答器设计说明书 精品
八路抢答器的设计一、设计要求（1）设计一个智力抢答器，可同时供8名选手或八个代表队参加比赛，他们的编号分别是1,2,3,4,5,6,7,8，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，S4，S5，S6，S7。
（2）节目主持人设置一个控制开关，用来控制系统的复位和抢答开始。
（3）抢答器具有数据锁存和显示功能。
抢答开始后，若有选手按动抢答按钮，编号立即锁存，并在LED数码管上显示出选手的编号，同时扬声器发出提示声音，此外封锁输入电路，禁止其他选手抢答。
优先抢答的选手的编号一直保持到主持人将系统复位为止。
二、总体设计思路本次设计采用T0外部中断来实现主持人的控制开关，用P0口输出选手的段码，用P2口来读取按键选手号，用P1口来点亮选手相应的发光二极管。
三、硬件设计3.1 原理综述单片机：使用了AT89C51单片机芯片控制电路。
显示电路：P0口输出选手段码，P1口点亮相应的发光二极管。
按键电路：P3^2管脚接一个开关来实现主持人的控制开关，通过P2口接的按键来读取选手号。
图3.1 硬件框图3.2 元器件清单3.3 硬件原理图图3.2 硬件原理图四、软件设计4.1 程序流程图图4.1 主程序流程图4.2 程序及注释#include<reg51.h> //包含头文件REG51.H #define uchar unsigned char#define uint unsigned int //数据类型的宏定义uchar code seg7[9]={0xff,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80}; //7段数码管0-8断码uchar act[9]={0xff,0xfe,0xfd,0xfb,0xf7,0xef,0xdf,0xbf,0x7f}; //低电平有效的位码uchar num; //宏定义全局变量num bit bdata start; //定义开始按键start sbit bz=P3^3; //定义P3.3为bz//延时函数*********************************************************** void delay(uint k){uint i,j;for(i=0;i<k;i++){for(j=0;j<121;j++){;}}}//蜂鸣器*********************************************************void buzzer(void){while(1){bz=~bz;delay(10);}}//外中断0 ************************************************************ void EA_INT0() interrupt 0 //定义函数名为EA_INT0的T0外中断服务函数，中断号为0 {uchar in=1; //定义in=1start=!start; //start取反if(start==1) //判断是否开始抢答{while(in) //循环{P2=act[0]; //初始化P2if(P2!=0xff) //判断有无选手按下{delay(10); //延时确定有选手按下for(num=1;num<9;num++) //判断选手号{if(P2==act[num]) //读取选手号{bz=1;in=0;break;} //停止循环}}}}else{num=0;P3=0xff;bz=0;}}//******************************************************************************* void main(void) //主函数{ start=0; //初始化startP0=seg7[0]; //初始化段码P1=act[0]; //初始化发光二级管bz=0; //初始化蜂鸣器EX0=1; //允许外中断T0IT0=1; //外中断T0设为边沿触发EA=1; //开启总中断while(1) //无限循环{P0=seg7[num]; //P0输出段码P1=act[num]; //点亮相应的二极管}}五、软硬件调试5.1 软硬件仿真环境设置1）Keil 与Proteus连接连接开始必须在proteus安装目录下VDM51.dll文件复制到Keil安装目录的\C51\BIN 目录中，但新版本中没有，所以必须下载安装补丁vdmagdi.exe，则在Keil 安装目录的 \C51\BIN 目录中有文件：VDM51.dll2）修改keil安装目录下 Tools.ini文件用记事本(其它的编辑软件也可以,如Ultra Edit)打开Keil 根目录下的TOOLS.INI 文件，在[C51] 栏目下加入TDRV3=BIN\VDM51.DLL ("Proteus VSM Monitor-51 Driver" ) ，其中“TDRV3”中的“3”要根据实际情况写，不要和原来的重复。
8路抢答器设计八路智力竞赛抢答器
1 前言1.1主要功能介绍（1）抢答器最多可供8名选手参赛，编号为1~8号，各队分别用一个按钮（分别为S1~S8）控制，并设置一个系统清零和抢答控制开关S，该开关由主持人控制。
（2）抢答器具有数据锁存功能,并将锁存数据用LED数码管显示出来，同时蜂鸣器发出间歇式声响（持续时间为0.5秒），主持人清零后，声音提示停止。
（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，松开后则允许抢答。
输入抢答信号由抢答按钮开关S1~S8实现。
（4）有抢答信号输入（开关S1~S8中的任意一个开关被按下）时，并显示出相对应的组别号码。
此时再按其他任何一个抢答器开关均无效，指示灯依旧“保持” 第一个开关按下时所对应的状态不变。
1.2扩展功能介绍（1）抢答器具有定时抢答的功能，且一次抢答的时间可以由主持人设定（如30秒）。
当节目主持人启动“开始”键后，要求定时器立即减计时，并用显示器显示，同时扬声器发出短暂的声响，声响持续时间0.5秒左右。
（2）参加选手在设定的时间内抢答，抢答有效，定时器停止工作，显示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。
（3）如果定时抢答的时间已到，却没有选手抢答时，本次抢答无效，系统短暂报警，并封锁输入电路，禁止选手超时后抢答，时间显示器上显示00。
（4）当选手抢答完后，主持人可根据相关题的加减分对选手进行加分或减分。
2总体方案设计此次课程设计我们有两套方案一是硬件部分主要由单片机、74LS373锁存器、LED显示器、声音报警器和其它基本外围电子电路组成软件部分则采用51系列单片机通用C语言精心设计编写。
它所具有的功能包括：抢答器同时供8名选手或8个代表队比赛，当开关S按下，抢答器发出0.5秒的报警声系统开始进行计时，选手可进行抢答，当计时30秒之后若没人抢答，则系统发出警报并禁止抢答，定时显示数码管上显示00字样，之后等待开关S按下，系统复位；若在30秒内有选手进行抢答，此时扬声器会发出3秒时间的警报，同时在定时显示数码管上显示选手抢答时间(以秒为最小单位)，编号显示数码管上显示抢答选手编号，显示器上的状态直到开关S按下将系统复位为止；系统复位时所有的数码管不显示任何的数据。
八路抢答器的设计
抢答者序号显示电路主要由译码驱动电路及数码显示电路组成。 在实际电路设计过程中，译码驱动电路一般可以直接使用专用数字 集成电路，而数码显示电路一般使用七段LED数码管。
LED数码显示器
常用的数字显示器有多种类型，按显示方式分，有字型重叠式、点 阵式、分段式等。按发光物质分，有半导体显示器，又称发光二极管 (LED)显示器、荧光显示器、液晶显示器、气体放电管显示器等。目 前应用最广泛的是由发光二极管构成的七段数码显示器。
脚的处理方法一般为接地或者接电源的方法，需要视具体电路作不同的处 理。）。该芯片的15脚为空余端子，在使用时可以不作任何处理。该电路的 输出为十进制编码的反码，为了确保译码显示电路能够正确译码及显示，在实 际电路中还需要对该电路的十进制编码输出端进行取反处理，一般在其每个输 出端接一个非门即可。
2、编码电路
抢
答
抢 答 信 号 输 入
者 序 号 编 码 输 出
锁存及解锁电路
1、电路作用
锁存电路主要用于对抢答者的抢答信息进行锁存，以确保电路只响 应一位抢答者的抢答请求。解锁电路主要用于在本轮抢答后，主持人 解除本轮抢答信息，以便能够进入下一轮抢答。
2、电路组成
在实际电路设计过程中，锁存电路一般可以直接使用触发器构成， 该电路有别于前面使用的数字集成电路。该电路的输出不经取决于电 路的当前输入状态，还与电路的上一个状态有关，称为时序逻辑电路 （前面介绍的为组合逻辑电路）。在本设计中采用74LS373作为锁存 电路。
二、设计任务分析
1、所设计的电路必须存在抢答开关阵列才能实现抢答功能；
2、电路中必须存在能够显示抢答结果的LED数码管，该数码管在 抢答结束后，应当立即显示对应的抢答结果。抢答器复位后，该数 码管显示为“0”，以表明当前状态为待抢答状态；
8路抢答器电路设计
8路抢答器电路设计一、前言抢答器是一种常见的电子竞赛设备，它可以用于各种比赛中，如知识竞赛、游戏竞赛等。
本文将介绍一种8路抢答器电路设计方案。
二、电路原理8路抢答器电路主要由以下部分组成：1. 信号发生器：用于产生触发信号，触发抢答器工作。
2. 抢答器控制模块：用于控制抢答器的工作状态，包括开始、停止、重置等功能。
3. 抢答器显示模块：用于显示哪个选手先按下了按钮。
4. 按钮模块：每个选手都有一个按钮，用于按下后触发抢答器工作。
三、硬件设计1. 信号发生器信号发生器可以采用 NE555 定时器芯片来实现。
NE555 可以产生稳定的方波信号，频率可通过改变 RC 确定。
在本设计中，我们将频率设置为 1kHz。
此外，在输出端加上一个 NPN 晶体管来放大输出信号，并驱动后面的控制模块和显示模块。
2. 抢答器控制模块控制模块采用 AT89C2051 单片机来实现。
AT89C2051 是一种低功耗、高性能的 8 位 CMOS 微控制器，具有 2K 字节的 Flash 可编程存储器、128 字节的 RAM 和 15 个 I/O 引脚。
在本设计中，我们将使用其中的定时器和外部中断功能。
定时器用于计时选手按下按钮到触发信号到达控制模块的时间差，以确定哪个选手先按下了按钮。
外部中断用于检测选手是否按下了按钮。
3. 抢答器显示模块显示模块采用共阳极数码管来实现。
由于本设计只需要显示哪个选手先按下了按钮，因此只需要一个数码管即可。
同时，为了方便区分哪个选手是第几名，我们在数码管前面加上一个 LED 灯来指示当前是第几名选手。
4. 按钮模块按钮模块采用常闭型按钮开关来实现。
每个选手都有一个按钮开关，当选手按下自己的按钮后，抢答器就会开始工作。
四、软件设计1. AT89C2051 端口配置在软件设计之前，需要先配置 AT89C2051 的端口。
由于本设计使用了定时器和外部中断功能，因此需要配置相应的引脚。
具体配置如下：P1.0：用于控制信号发生器的触发信号输出。
数电课程设计报告——八路数字式抢答器
课程设计报告设计题目：八路数字抢答器的设计与实现班级：学号：姓名：指导教师：设计时间：2012年7月摘要抢答器是为智力竞赛者答题时进行抢答而设计的一种优先判决器电路，广泛应用于各种知识竞赛、文娱活动等场合。
本次课程设计的抢答器通过选手按键、数码显示等功能准确、公正并且直观的判断出选手抢答的优先顺序。
本次课程设计的数字抢答器由主体电路和扩展电路共同组成。
优先编码器、锁存器、译码电路完成将参赛队的输入信号在显示器上输出的功能；主体电路由用控制电路和主持人开关启动报警电路这两部分组成。
定时电路和译码电路将秒脉冲产生的信号在显示器上完成输出计时的功能，这些部分构成扩展电路。
该抢答器电路对犯规抢答者（包括提前抢答和超时抢答）除有声、光报警外，还有显示抢答犯规者序号功能。
同时本抢答器仅用数字芯片便实现了抢答并显示编号的功能，同时自动锁存优先编号使得本抢答器具有显示直观的特点，配合声音提示，使得抢答器效果更为生动。
抢答器的设计利用Multisim7完成了原理图设计和电路仿真，具有数字显示、倒计时显示、编码译码功能，应用效果良好。
关键词：抢答器，锁存，仿真目录摘要 (2)第1章概述··············································第2章课程设计任务及要求·································2.1设计任务············································2.2设计要求············································第3章系统设计···········································3.1方案论证············································3.2系统设计············································3.2.1 结构框图及说明·································3.2.2 系统原理图及工作原理···························3.3单元电路设计········································3.3.1 单元电路工作原理·································3.3.2 元件参数选择·····································第4章软件仿真···········································4.1仿真电路图·········································4.2仿真过程···········································4.3仿真结果···········································第5章安装调试···········································5.1安装调试过程·······································5.2故障分析···········································第6章结论···············································第7章使用仪器设备清单···································参考文献··················································收获、体会和建议··········································第1章概述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，因此，在许多比赛活动中为了准确，公正的进行每一场比赛，特别设置了一台具有显示第一抢答者并锁定、犯规警告等多种功能的抢答器，该设计针对各种要求设计出可供八名选手参赛使用的数字式竞赛抢答器，适用于各大中小电视台，学校等单位举行的智力竞赛。
数字电路实验,八路抢答器
数字抢答器信管1001 方杰4203100130题目要求：供8个代表队比赛，8个抢答按钮S0~S7，另外设置一个主持人按钮S。
开始抢答后，在数码管上显示优先按下抢答器的选手编号，同时扬声器发出声响提示。
主持人按下S按钮清除显示一：5.4.1 核心器件74LS148简介经查阅和分析知道，抢答器的输入为八路抢答按钮及主持人控制的抢答开始和清零两个按钮。
抢答器的输出有一个发光二极管、一个数码管和一个蜂鸣器。
因为要把八路的开关量转变成对应的数字来显示，而显示译码器接收的是BCD码，所以这里要用到8-3线编码器。
而74LS148是一个中规模且具有优先编码权限的集成器件，它的优先权按输入端编号从高到低。
74LS148的引脚图如下图所示。
EI是使能端，低电平有效。
EO和GS都为输出，且互反。
当EI有效，且正常编码时，即八个输入中有任一个输入有效，则EO为高电平，GS为低电平；如果没有一路输入为低电平，则EO为低电平，GS为高电平。
这两个引脚通常用于芯片的扩展。
输入编号为7的优先权最高。
当EI有效时，输入与输入的对应关系如下图所示输入输出(6、7、9)7有效0006有效0015有效0104有效0113有效1002有效1011有效1100有效111二．设计原理经过百度和google在网上找到一副完整的设计图，经过查阅得到设计原理将原理拆分为3个部分1. 编码部分由八路电阻与按钮串接在电源和地之间，中间点引出接到优先编码器74LS148的八个输入端，S1~S7分别接到输入1~7，而S8接到输入0上，当S8动作时显示“8”。
这样使抢答者的编号1~7正好与编码器的输入和输出对应上。
六个D触发器用来锁存信号，只使用异步输入端，相当于低电平输入有效的RS 锁存器。
中间三个D触发器的异步置位S端接编码器的三个输出，经过反相保持后接到显示译码器的输入端。
异步清零端R都接到另一个D触发器U5:B的端，由复位按钮来控制。
输入S8按钮接到了74LS148的输入0上，而它的优先权是最低的，也就是只要没有其他输入有效就会编0的编码，造成此开关按下或不按下都显示0。
multisim仿真八路抢答器原理
multisim仿真八路抢答器原理Multisim仿真八路抢答器原理引言：八路抢答器是一种常见的电子竞赛设备，广泛应用于学校的抢答竞赛和知识竞赛等活动中。
通过该设备，可以实现多人同时抢答问题的功能，提高比赛的趣味性和参与度。
本文将介绍Multisim仿真八路抢答器的原理及实现过程。
第一部分：抢答器原理八路抢答器的原理主要基于数字电路设计，主要包括按钮输入、电路检测和显示控制三个方面。
以下将详细介绍每个方面的实现原理。
1. 按钮输入：八路抢答器需要八个按钮用于参赛者的抢答操作，每个按钮对应一个参赛者。
当参赛者按下按钮时，相应的信号需要传递给电路进行处理。
在Multisim仿真中，我们可以使用开关元件来代表按钮，通过控制开关的状态来模拟按钮的按下和释放。
同时，可以使用个体指标来监测开关的状态，并将其作为后续电路的输入信号。
2. 电路检测：八路抢答器需要实时检测参赛者的抢答行为，并判定哪位参赛者率先按下按钮。
为实现该功能，我们可以使用多路选择器（MUX）来实现对多个输入信号的优先级判断。
当有多个参赛者同时按下按钮时，MUX可以根据优先级规定将其中一个参赛者的信号优先传递给输出端，以判定哪位参赛者率先按下按钮。
3. 显示控制：八路抢答器需要实时显示哪位参赛者率先按下按钮，以及显示当前问题的编号等信息。
为实现该功能，我们可以使用译码器和数码管来实现对输出信号的解码和显示。
译码器用来将MUX输出的优先级信号转换为对应参赛者的编号，并将其传递给数码管进行显示。
第二部分：Multisim仿真实现在了解了八路抢答器的原理之后，我们可以使用Multisim软件进行仿真实现。
以下将一步一步介绍具体的实现过程。
1. 创建电路图：打开Multisim软件，创建一个新的电路图，选择数字电路设计模块。
2. 添加按钮输入：在电路图中添加八个开关元件，用以模拟参赛者的按钮操作。
连接每个开关的状态指示灯到个体指标元件，以监测按钮的按下和释放。
八路抢答器数电设计论文
电子课程设计——8路抢答器学院电子信息工程学院专业、班级学校太原科技大学姓名指导老师2010年12月目录一、设计任务与要求 (3)........................................................................二、总体框图 (3)........................................................................三、选择器件 (3)........................................................................四、功能模块 (10)........................................................................五、总体设计电路图 (13)........................................................................六、心得体会 (16)………………………………………………………………一、设计任务与要求1、设计一个八路抢答器。
2、当8个按键中的任何一个按下的时候，有对应的信号指示，有对应的信号指示，并其他7个抢答按键不再有效。
3、只有复位按键按下后才能使显示信号消失，并将抢答按键解锁，进入下一次抢答。
4、能显示抢答者的编号，并进行声音提示。
二、总体框图设计方案的电路由输入电路、优先编码电路、锁存电路、控制电路、译码显示电路以及音响提示电路组成。
其框图如下这种方案是选用优先优先编码器将抢答者选出，然后送入锁存器，锁存器输出经过译码显示，显示出抢答者的编号。
控制电路将编码器编码器置于禁止状态，不准许其他竞赛者抢答。
三、选择器件U174LS148NA09A110A211GS 1434455623127867EO 13EI120174LS148优先编码器功能表从上图可以看出：1、输入信号低电平有效，当多个输入有效时，对最大输入数字进行优先编码。
八路抢答器数电
主持人 控制开 关
控制 电路
2,具体设计方案如下 ① 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,编号显示器和指示灯灭灯,等主持 人将开关置"开始"位置后,抢答器处于等待状态, 此时可以进行抢答. ②抢答器完成:优先判断抢答的组号,并将编号进行 锁存,然后通过译码器将编号显示在七段数码管上. ③如果再次抢答必须由主持人操作"清除"和"开始"状 态的开关,即需要主持人清零.
五,电路的工作原理
1,开关阵列电路 该电路由多路开关所组成,供抢答着使用,每一抢 答者与一个开关相对应(开关S0—S7的代号分别是8 ,1,2,6,7,即抢答着的组号,便于主持人看到 显示器上的数字后,能准确宣布谁是优先抢答者). 开关应为常开型,当按下开关时,开关闭合;当松开 开关时,开关自动弹出断开.
当按键松开即按下时,74LS148的此时由于仍有2Q =1,使=1,所以74LS148仍处于禁止状态,确保 不会出二次按键时输入信号,保证了抢答者的优先性 .如有再次抢答需由主持人将S开关重新置于"清除 "然后再进行下一轮抢答. 若按下S0,经RS锁存器后,1Q=1,74LS148的输 出,,经RS锁存后,2Q=1,,74LS48处于工作状态, 5Q4Q3Q=000,且1Q=1,所以经译码显示为"8".保 证抢答者的优先性与上述类似. 若所按的是其他开关(S1,S2,S3,S4,S6,S7)的 工作过程与按下开关S5的工作过程相似,只是 5Q4Q3Q的输出会发生变化.
作品实物图
正面1
作品实物图
正面2
作品实物图
侧面
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数字电子技术课程设计报告八路智力竞赛抢答器的设计专业:电子信息科学与技术班级:2012级1班姓名:学号:指导老师:电子通信与物理学院日期: 2015 年 1 月10 日指导教师评语1设计要求在当代社会中企业、学校和电视台等单位常举办各种智力竞赛, 抢答记分器是必要设备。
过去在举行的各种竞赛中我们经常看到有抢答的环节，举办方多数采用让选手通过举答题板的方法判断选手的答题权，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。
人们于是开始寻求一种能不依人的主观意愿来判断的设备来规范比赛。
因此，为了克服这种现象的惯性发生人们利用各种资源和条件设计出很多的抢答器，从最初的简单抢答按钮，到后来的显示选手号的抢答器，再到现在的数显抢答器，其功能在一天天的趋于完善不但可以用来倒计时抢答，还兼具报警等等功能，有了这些更准确地仪器使得我们的竞赛变得更加精彩纷呈，也使比赛更突显其公平公正的原则。
在这一背景下本文利用74LS系列芯片设计了一种有效、便捷的八路数字抢答器。
设计要求如下：利用数字电路设计一个八路抢答器，允许八路参加，并具有锁定功能，用LED显示最先抢答的队号码，系统设置外部清除键，按动清除键，LED显示器自动清零灭灯。
数字显示功能：数字抢答器定时为30S，启动开启键以后要求Ⅰ)定时开始；Ⅱ)扬声器要短暂报警；Ⅲ)发光二极管亮灯；如果在30S内抢答有效,计时结束，30S内抢答无效，发光二极管灯灭。
2 设计任务本次描述的八路抢答器功能指标为：设计一个能支持八路抢答的智力竞赛抢答器；主持人按下开始抢答的按键后，有短暂的报警声提示抢答人员抢答开始且指示灯亮表示抢答进行中；在开始抢答后数码管显示30秒倒计时；有抢答人员按下抢答键后，在数码管上显示抢答成功人员的编号，倒计时暂停，同时后续抢答人员的抢答将无效；当主持人再次按下按键回到复位状态，倒计时的数码管保持显示30，显示人员编号的数码管灭，指示灯灭。
本次设计的电路由包括抢答电路、定时电路、报警电路在内的三部分电路组成。
抢答电路由按键、锁存器、优先编码器、数码管译码驱动器等器件组成；定时电路由555定时器、计数器、锁存器、数码管译码驱动器、开关等器件组成；报警电路由蜂鸣器、单稳态脉冲触发芯片等器件组成。
3 总体设计3.1原理分析3.1.1工作原理简介如图2.1所示为抢答器的结构框图，它由抢答电路、计时电路和报警电路三部分组成。
抢答电路完成基本的抢答功能，即开始抢答后，当选手按动抢答键时，能显示选手的编号，同时能封锁输入电路，禁止其他选手抢答。
计时电路完成计时功能。
其工作原理为，当开始抢答的开关没有闭合时，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；主持人将开关置于"开始抢答"状态，宣布"开始"抢答。
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。
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。
如果再次抢答只须主持人将开关断开后闭合。
3.1.2抢答器工作过程主持人开关拨到“开始抢答”状态，会有提示音，并立刻进入抢答倒计时（预设30s抢答时间），如有选手抢答，显示其号数并停止倒计时，只有第一个按抢答的选手有效。
如倒计时期间，主持人想停止倒计时可以随时将开关拨到“准备”状态，系统会自动进入准备状态，等待主持人拨回"开始抢答"进入下次抢答计时。
如果主持人将开关拨到“开始抢答”状态，而此时有人按了抢答按键则抢答无效，不会显示其号码。
3.1.3主要元器件功能介绍（1）8D锁存器74LS37374LS373为三态输出的8 D锁存器。
引脚说明：D0～D7 数据输入端，OE 三态允许控制端（低电平有效），Q0～Q7 输出端。
当三态允许控制端 OE 为低电平时，Q0～Q7为正常逻辑状态，可用来驱动负载或总线。
当 OE 为高电平时，Q0～Q7 呈高阻态，即不驱动总线，也不为总线的负载，但锁存器内部的逻辑操作不受影响。
当锁存允许端 LE 为高电平时，Q 随数据 D 而变。
当 LE 为低电平时，D 被锁存在已建立的数据电平。
（2）优先编码器74LS14874LS148 为 8 线－3 线优先编码器。
将 8 条数据线（0－7）进行3 线(4-2-1)二进制（八进制）优先编码，即对最高位数据线进行译码。
芯片管脚：0－7 编码输入端(低电平有效)，EI 选通输入端(低电平有效)，A0、A1、A2 三位二进制编码输出信号即编码输出端(低电平有效)，GS 片优先编码输出端即宽展端(低电平有效)，EO 选通输出端，即使能输出端。
（3）数码管译码器驱动器74LS4874LS48芯片是一种常用的七段数码管译码器驱动器。
引脚：A0－A3为译码地址输入端，BI/RBO为消隐输入（低电平有效）/脉冲消隐输出（低电平有效）LT为灯测试输入端（低电平有效），RBI脉冲消隐输入端（低电平有效），Ya－Yg段输出。
当A0-A3输入0到15时，段输出驱动数码管显示响应的数字。
（4）74LS192十进制可逆计数器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。
3.2电路设计3.2.1抢答电路设计抢答电路的功能有两个：一是能分辨出选手按键的的先后，并锁存优先抢答者的编号，供译码显示电路用；二是要使其他选手的按键操作无效。
选用优先编码74LS148和8D锁存器74LS373可以完成上述功能，其电路组成如图2.2所示。
其工作原理是：当主持人控制开关S9处于断开状态时，74LS373的锁存控制端为高电平不锁存，Q随数据D而变。
此时8输入与非门74LS30的输出为低电平。
同时由于开关S9断开，数码管的共阴极为高电平，这样就不会在未抢答状态下显示号码了。
而此时74148的输入为八个高电平输出为三个高电平如果不加控制经7448译码输出后会在数码管上显示数字7。
这里把8输入与非门74ls30的输出接到7448的灭灯控制端BI/RBO，抑制数码管显示。
当开关S9被闭合时，进入抢答状态。
这时虽然开关S9闭合使或门74S32的一个输入端为0，但由于8输入与非门的输出仍为0所以74LS373的锁存控制端仍为1，不会阻止数据的通过。
当第一个按键按下时，74LS30的输出变为高电平，同时由于开关S9以闭合使得或门74S32的两个输入都为低电平，则锁存器373的锁存控制端ENG变为低电平，锁存此时的Q值。
理论上该值只有一个为低电平，其余为高电平，为低电平的那个即为抢答的成功的那个。
这时对74148来说就有了有效输入（某个输入端变为0），优先编码得到一个数字作为7448的输入在数码管上显示出来。
这样就完成了从抢答到显示的工作。
3.2.2定时电路设计定时电路主要实现30秒倒计时的功能。
该部分主要由555定时器秒脉冲产生电路、十进制同步加减计数器74LS19构成的减法计数电路、74LS4译码电路和2个7段数码管即相关电路组成。
完成的功能是当主持人按下开始抢答按钮后，进行30s 倒计时。
当有人抢答时，计时停止。
两块74LS192 实现减法计数，通过译码电路74LS48显示到数码管上，其时钟信号由时钟产生电路提供。
74LS192 的预置数控制端实现预置数30s ，计数器的时钟脉冲由秒脉冲电路提供。
按键弹起后，计数器开始减法计数工作，并将时间显示在共阴极七段数码显示管上。
当有人抢答时，停止计数并显示此时的倒计时时间；如果没有人抢答，且倒计时时间到时，也停止计时。
其中555定时器和两个电阻、两个电容构成多谐振荡器产生周期为一秒的脉冲接到74LS192的减计数端进行每秒一次的减计数。
其震荡周期的计算公式为2ln )(111C R R T +=。
在电路中取Ω=K R 301 Ω=K R 272 F C n 4701=得震荡周期为T=(30k+27K)*470nF=1S 。
两片74LS192构成30进制减计数器。
当收到来自555定时器的脉冲时，控制个位的74LS192就会减计数，当它减到0再收到脉冲要继续减的时候，其借位输出端输出正脉冲使十位的74LS192减一计数。
开关的作用是在开关闭合时进行预置数，把两片74LS192分别预置位3和0。
74LS373的作用这里没有体现出来，它是在总的电路中用到的。
它用于在成功抢答后锁存数码管上显示的时间。
74LS48是数码管译码驱动器。
用于将573中锁存的数字显示出来。
这里的数码管是共阴极数码管，其共阴极直接接地没有像抢答电路中那样加入按键控制。
图2.3 定时电路3.2.3报警电路设计报警电路的作用是当开始抢答时进行短暂的报警提醒。
由于要求是短暂的报警提醒，所以要设计一种可以产生单脉冲的单稳态电路，使其在某个信号刺激下产生单脉冲使有源蜂鸣器发声一段时间后停止发声。
本次设计采用了一个集成的单稳态芯片构成单稳态电路。
当有脉冲到达时单稳态触发器进入暂稳态，输出高电平使蜂鸣器响进行发声报警。
在暂稳态维持一段时间后，自动返回稳态回到低电平，蜂鸣器停止发声。
将单稳态触发器的脉冲输入接到开关上，当开关闭合时产生一个脉冲使蜂鸣器发声。
电路有TTL 集成单稳态触发器构成。
输出脉冲宽度公式为RC w 69.0t 。
这里R 取30千欧姆，C 取10微法。
得到w t 约为0.2秒。
当输入下降沿时蜂鸣器就会响0.2秒。
3.2.4总电路设计把抢答电路、计时电路、报警电路三部分组合起来再加上一些控制电路就构成了总电路。
如图2.5所示。
当有人抢答成功时，八输入与非门输出为1而U10非门7404输出1，则与非门U9B输出0使计时电路中的74LS373锁存此时的时间，数码管时间不再变化，直到断开开关准备进行下一轮抢答。
开始抢答开关同时连接控制着一个指示灯，当开始抢答时指示灯会亮；开关也连接了一个由单稳态触发器构成的警报电路，开关闭合后会有一个脉冲送到单稳态触发器使其发出一个单稳态脉冲驱动蜂鸣器短暂鸣响提醒抢答人员抢答开始。
当脉冲结束后蜂鸣器停止鸣响。
当抢答结束要进行下一次抢答前开关再次断开，这是会同时使指示灯灭，显示号码的数码管灭，显示倒计时的两个数码管恢复显示30。
如此循环往复，构成整个抢答过程。
总的电路图见图2.5 总电路图4仿真调试4.1抢答电路仿真仿真结果:当“开始抢答”按键S9没有闭合时，按下S0到S9进行抢答没有效果。
当S9闭合时，数码管显示S0到S9中最先按下的按键号。
如图2.6最先按下了S5显示5。
后按下的键不会改变显示的数字。
“开始抢答”按键S9断开后，数码管灭。