多路抢答器设计

电子课程设计报告

题目:多路抢答器设计

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完成日期： 2013 年 12月 19 日

多路抢答器设计任务书

1．设计目的与要求

设计一个八位智力竞赛抢答器。准确地理解有关要求，独立完成系统设计，要求所设计的电路具有以下功能：

（1）设计8组参赛的抢答器，每组设置一个抢答按钮；

（2）电路具有第一抢答信号鉴别与锁存功能，抢答成功后，显示组别、发出声响；

（3）设置犯规电路，对提前抢答或超时抢答的组别，显示组别、发出声响。

2．设计内容

（1）画出电路原理图；

（2）元器件及参数选择；

（3）电路仿真；

（4）搭接所设计的电路完成设计功能。

3．编写设计报告

写出设计的全过程，附上有关资料和图纸，有总结体会。

4．答辩

在规定时间内，完成叙述并回答问题。

目录

1 引言……………………………………………………………

2 总体设计方案…………………………………………………

2.1 设计思路………………………………………………………

2.2 总体设计框图…………………………………………………

3 抢答器电路……………………………………………………

3.1 报警电路………………………………………………………

3.2 编码及犯规电路………………………………………………

3.3锁存电路的成品展示…………………………………………

3.4报警及抢答电路的成品展示…………………………………

3.5显示电路的显示………………………………………………

3.6整体电路………………………………………………………

4 元件清单………………………………………………………5总体体会…………………………………………………………参考文献……………………………………………………………

摘要

在这个竞争激烈的社会中，知识竞赛，评选优胜，选拔人才之类的活动愈加频繁。在竞赛中，都是多个选手一起参加，如果采用举手回答问题的这个方式来进行竞赛已经不适应社会的需要。并且在主持人提出的问题时候，如果让选手用举手等方法来进行抢答，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。而在当今社会里，比赛要追求准确、公正、直观地判断出第一抢答者，这时候智能抢答器就派上用场了。

智能抢答器是一种应用十分广泛的设备，在各种竞赛、抢答场合中，它都能客观、迅速地判别出最先获得发言权的选手。早期的抢答器只是由几个三极管、可控硅、发光管等器件组成的，能通过发光管的指示辩认出选手号码。现在大多数智能抢答器都由单片机或数字集成电路构成的，并且新增了许多功能，如选手号码显示，抢搭电路，选手得分显示等功能。

随着科技的发展，现在的抢答器向着数字化、智能化的方向发展，这就必然提高了智能抢答器的制造成本。鉴于现在小规模的知识竞赛越来越多，操作简单，经济实用的小型抢答器肯定很有市场。因此，我选择简易逻辑数字抢答器这一课题。

关键字：CD4511 报警电路数字编码电路八路锁存抢答数码显示

1.引言：

八路智能抢答器主要由数字优先编码电路、锁存/译码/驱动电路于一体的CD4511集成电路，犯规电路，4069集成电路，数码显示电路和报警电路组成。优先编码电路、CD4511集成电路将参赛队的输入信号在数码显示管上输出，用报警电路对提前抢答的进行显示，并发出声响，这样就构成了八路智能抢答器电路。

通过研究后发现，采用数字电路技术设计的抢答器与目前常用的抢答器相比优点还是有很多的。首先，设计电路连接简单，因为采用了CD4511集成芯片进行设计的，大多数功能单元都能通过数字电路完成，第二，工作性能可靠，抗干扰能力优于目前抢答器。所以本研究是一个实用的工程设计，具有创新性和实用性。

2、总体设计方案

2.1、设计思路

答抢答器的工作过程是：接通电源时，节目主持人将开关置于“清除”位置，抢答器处于禁止工作状态，编号显示器灭灯，当节目主持人宣布“抢答开始”，同时将控制开关拨到“开始”位置，蜂鸣器给出声响提示，抢答器处于工作状态，当选手抢答时，对选手进行编码，并封锁输入电路，禁止其他选手抢答，同时系统报警。当选手在按动抢答键时，抢答器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，并由锁存器进行锁存，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，避免其他选手再次进行抢答；（4）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。

2.2总体设计框图：

八路抢答器的总体方框图如图（一）所示：

该电路主要完成基本抢答功能和锁存，犯规电路的功能，即开始抢答前，当有选手按动抢答时，能显示出选手的编号同时能封锁输入电路，而且蜂鸣器发出声音，报警提示。开始抢答后，提前抢答的电路有主持人清零，当选手按动按键时，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。对于提前抢

答的选手进行编码，然后有犯规电路显示犯规选手的编号，同时报警提示。

总的来说吧!刚开始时，接通电源，节目主持人将开关置于“清零”位置，抢答器处于禁止工作状态，编号显示器灭灯，当节目主持人宣布“抢答开始”，同时将控制开关拨到“开始”位置，抢答器处于工作状态，对于提前抢答的选手有犯规电路进行编码，译码，显示，同时系统报警，并封锁输入电路，禁止选手提前抢答。若选手在主持人宣布开始后开始按动抢答按钮时，抢答器要完成以下四项工作：1.优先编码器电路立即分辨出抢答者的编号，并由锁存器进行锁存，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，避免其他选手再次进行抢答；4当选手将问题回答完毕时，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。5此时犯规电路不工作，只有当选手提前抢答时，犯规电路才开始工作。

3、抢答器的整体仿真电路如图二：