8路智力竞赛抢答器方案(完整方案)
八路抢答器设计(附源程序)
烟台大学单片机课程设计说明书课题：八路抢答器学生姓名：学号：院系：机电汽车工程学院专业：机械设计制造及其自动化指导老师：同组成员：组长：20 年06 月07 日目录1 概述 (2)2设计任务 (2)3 系统总体方案 (3)4 硬件设计 (4)4.1 控制系统所需硬件 (4)4.2 硬件原理介绍 (4)5 软件设计 (7)5.1 软件总体设计 (7)5.2 程序流程图 (8)6 Proteus软件仿真 (12)6.1 Keil软件 (12)6.2在Proteus软件 (12)7小结 (14)8心得体会 (15)附1：源程序代码 (16)附2：参考文献 (24)1 .概述8路智能抢答器的设计现如今，各种智力知识竞赛已经成为人们的一种娱乐形式，人们在答题的过程中不仅可以享受到乐趣，还可以学到一些科学知识和生活常识。
然而在抢答过程中，单靠视觉是很难判断出哪组最先完成抢答操作。
为了辨别哪一组或哪一位选手获得答题权，必须要设计一个智能抢答控制系统——智能抢答器。
抢答器作为一种电子产品，已被人们所熟知并广泛应用于各种智力知识竞赛场合。
抢答器在竞赛中有很大用处，通过抢答器的指示灯显示，数码管显示和警示蜂鸣等手段，能准确，公正，直观地判断出第1抢答者并协助比赛的顺利进行。
但是，目前使用的抢答器大多数都采用了逻辑电路进行设计，分立元件较多，造成抢答器的成本较高。
此外一般抢答器由模拟电路，数字电路或二者结合组成，其智能化程度低，故障率高，显示简单。
现代电子技术的发展要求电子电路朝数字化，集成化方向发展，因此设计出全集成电路的多路抢答器是现代电子技术发展的要求。
2 .设计任务本设计要求学生结合现有的实际条件，以单片机为控制核心，设计一个8路智能抢答器。
要求实现的功能如下：1) 抢答器可同时供8名选手或8个代表队比赛，分别用8个按键S1～S8进行抢答。
2) 主持人可以通过智能抢答器的按键设定每道题的抢答时间和回答时间。
3) 具有清零和非法抢答控制功能，并由主持人操纵，避免选手在主持人说“开始”前提前抢答，违反规则。
数电课程设计八路智力竞赛抢答器设计
数电课程设计八路智力竞赛抢答器设计课程设计任务书题目: 八路智力竞赛抢答器设计初始条件：◆教材：《电子线路设计·实验·测试》第三版谢自美主编华中科技大学出版社◆元器件：74LS48三片，72LS192两片，74LS279、74LS148、74LS00、74LS11、555各一片，数码管三个，发光二极管一个，开关、电阻、电容若干，面包板，导线若干◆仿真：Proteus仿真软件要求完成的主要任务: （包括课程设计工作量及其技术要求，以及说明书撰写等具体要求）◆多路智力竞赛抢答器功能要求：基本功能：1．设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，她们的编号分别是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、S1、S2、S3、S4、S5、S6、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数码管上显示出选手的编号，同时扬声器给出音响提示。
另外，要封锁输入电路，禁止其它选手抢答。
优先抢答选手的编号一直保持到主持人将系统清零为止。
扩展功能：1．抢答器具有定时抢答的功能，且一次抢答的时间能够由主持人设定。
当节目支持人按下“开始”按钮后，要求定时器立即倒计时，并在显示器上显示，同时扬声器发出短暂的声响，声响持续时间0.5s左右。
2．参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。
3．如果定时抢答的时间已到，却没有选手抢答，则本次抢答无效，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.报告要求：课程设计的内容要求用A4纸打印，且页数不得少于20页。
时间安排：第20周理论设计、实验室安装调试地点安排：鉴主15楼通信实验室一指导教师签名：年月日系主任（或责任教师）签名：年月日摘要在各种智力竞赛场合，抢答器是必不可少的最公正的用具。
八路智能抢答器最终版
目录1.绪论 (2)1.1 课题研究背景及意义 (2)1.2 课题研究的内容 (2)2.抢答器的系统概论 (3)2.1 系统的主要功能 (3)2.2 系统需求分析 (3)2.3 抢答器的工作流程 (3)3.总体设计方案 (6)3.1 单片机的选择 (6)3.2抢答器方案论证 (6)4.硬件设计 (8)4.1总体设计结构图 (8)4.2最小系统电路设计 (8)4.2.1时钟频率电路图 (8)4.2.2复位电路图设计 (9)4.3输入电路设计 (9)4.3.1键盘扫描电路的设计 (9)4.3.2功能键系统设计 (10)4.4输出电路设计 (10)4.4.1 蜂鸣器电路设计 (10)4.4.2 数码管显示电路 (11)5.软件设计 (14)5.1主程序结构图 (14)5.2主程序流程图 (14)5.3主要程序分析 (16)6.Protues和keil仿真 (19)6.1 proteus软件的介绍及使用 (19)6.2 Keil软件的介绍及使用 (19)6.3抢答器protenus软件的仿真 (20)7.实物制作 (23)7.1电路板焊接 (23)7.2电路板调试 (23)8.总结和展望 (24)8.1科研实践总结 (24)8.2对未来的展望 (24)附录 (25)1.参考文献 (25)2.元器件清单 (25)3.原理图 (26)4.程序代码（C语言）： (26)1.绪论1.1 课题研究背景及意义本次课程设计制作的是智能抢答器。
对于抢答器我们大家都很熟悉：是用于选手做抢答题目时用的，选手进行抢答，最先抢到题的选手回答问题。
本实验设计的智能抢答器由主体电路与扩展电路组成。
优先编码电路、锁存器、译码电路将参赛队的输入信号在显示器上输出；用控制电路和主持人开关启动报警电路，以上两部分组成主体电路。
通过定时电路和译码电路将秒脉冲产生的信号在显示器上输出实现计时功能，构成扩展电路。
经过布线、焊接、调试等工作后智能抢答器成形。
8位竞赛抢答器课程设计
目录1. 原理分析（by 张潇） (2)1.1 设计任务 (2)1.2 性能指标 (2)1.3 工作原理 (2)2. 方案选择（by 张潇） (3)2.1 方案设定 (3)2.2 方案比较 (3)2.3 方案选择 (3)3. 电路原理图绘制及仿真（by 王倩） (3)3.1 所需元器件型号及数量 (3)3.2 电路原理图 (4)3.3 电路仿真结果 (5)4. Pcb图绘制（by 朱文广） (5)4.1 pcb绘制步骤 (5)4.2 pcb绘制原则 (5)4.3 8路抢答器pcb图 (7)5. 综合调试（by 朱文广） (7)5.1 软件调试 (7)5.2 硬件调试 (9)6. 总结（by 王倩） (10)附录1：电路仿真图 (11)附录2: 8路抢答器完整程序 (12)1.1 设计任务以单片机为核心，设计一个8位竞赛抢答器，同时供8名选手或8个代表队比赛。
设置一个系统清除和抢答控制开关S，开关由主持人控制。
抢答器具有锁存与显示功能。
即选手按按钮，锁存相应的编号，并在优先抢答选手的编号一直保持到主持人将系统清除为止。
抢答器具有定时抢答功能，且一次抢答的时间可由主持人设定。
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。
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。
1.2 性能指标电源电压：直流5V±10%选手组数：2-8组初始抢答倒计时：20s初始回答倒计时：30s倒计时范围：1-99s可设倒计时提示时间：最后5s1.3 工作原理八路数字抢答器原理框图如图1所示，其工作原理为：接通电源后，主持人未按下开始抢答，抢答器处于禁止状态，数码管显示“----”；主持人宣布“开始”同时按下开始抢答按键，抢答倒计时开始计时，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。
8路抢答器设计
8路抢答器设计抢答器被广泛应用于交互式教学、竞赛、互动游戏等场合。
本文介绍一种基于单片机的8路抢答器设计方案。
1. 系统功能本设计实现以下功能：1. 设定问题和倒计时时间；2. 按下抢答器键后，选手答题；3. 答对或答错均计分，答错扣分；4. 显示当前排名和得分情况；5. 比赛结束后，显示最终排名和得分情况。
2. 系统硬件本设计采用STM32F103C8T6单片机作为主控制器，其主要特点是成本低廉、易于学习和上手。
硬件主要包括以下部分：1. 单片机板：采用STM32F103C8T6开发板，外接LCD显示屏；2. 抢答器：包括8个按键和8个LED指示灯，用于选手抢答和显示选手答题情况；3. 扫描电路：对抢答器按键进行扫描，获取选手输入。
本设计的软件分为如下模块：1. 初始化模块：对单片机系统进行初始化，包括外部时钟、GPIO端口等的配置；2. 显示模块：用于显示问题、倒计时、选手答题情况和最终排名和得分情况；3. 时钟模块：用于倒计时和计时，倒计时结束后停止答题；4. 抢答模块：用于接收选手抢答信息，并根据答题情况进行得分；5. 判断模块：用于判断选手答题是否正确；6. 得分模块：用于计算选手得分；7. 排名模块：用于计算选手最终得分和排名。
4. 抢答器操作流程5. 总结本设计实现了一种基于单片机的8路抢答器功能，并且硬件成本相对较低，易于制作。
软件上分模块化设计，便于扩展和修改。
但是由于时间和技术限制，还存在一些功能没有完善，比如数据记录、多轮比赛等功能。
此外，对于选手的选手答题有些限制，只能按照先后顺序抢答，如果需要加入随机抢答等功能，需要进行扩充。
八路竞赛抢答器的设计方案
八路竞赛抢答器的设计方案一，设计题目、目的及要求1.1设计题目8路抢答器的设计1.2设计目的1、熟悉74ls148、74ls28、74ls29的功能和应用掌握其工作原理，并熟练运用它们。
2、熟悉面包板的使用。
3、掌握数字抢答器的工作原理以及制作方法。
4、增强动手能力，把握严谨的工作态度。
5、熟练运用所学习的模电及数电知识。
1.3设计要求1、八个选手或代表队参加比赛，编号0，1，2，3，4，5，6，7，各用一个抢答按钮，其编号与参赛者的号码一致。
此外，一个按钮给主持人用来清零；2、抢答器具有数据锁存功能，并将所锁存的数据用数码管显示出来；3、数码管不显示后动作选手编号，只显示先动作选手编号，并保持到主持人清零为止；4、选手只有在主持人说开始抢答后才能开始抢答拨动开关。
5、并且抢答结束后裁判没有清零，选手不得动自己的开关。
二、方案设计2.1、总体设计思路按照题目的要求，经过自己的思考与分析以后，将思路确定。
要满足题目所说的，要能完成抢答功能，当某一个选手输入后，屏幕上能显示出该选手的号码，同时通过锁存能限制其他选手的抢答，并且自己抢答后，由于锁存效果也不能反悔。
当抢答开始时，主持人未说开始抢答时，裁判的开关置于清零端，由于此时数码管处于灭灯状态，所以无论选手如何操作，数码管也不会有数据显示，由此想到用裁判来控制清零端，当裁判清零时，即可清除数码管上的数字，并且由于开始时屏幕上不能有显示，所以当裁判置于开始端的时候，数码管译码器的灭灯输入端依然是灭灯输入，只有当选手触发时才能改变电平，输入内容。
另外锁存端必然是反馈锁存，所以要使用后面芯片的信号来反馈给前面的芯片的使能端以控制其使能输入，由此阻断其他选手的输入信号。
锁存后如果没有其他信号去解锁，系统就处于禁止工作状态不能再工作，所以想到要用裁判清零来控制使能端，在消除数码管显示的同时来解锁使能端，让电路恢复其功能。
2.2、方案设计2.2.1 设计方案1（个人方案）根据以上思路，决定使用以下流程图作为本次课程设计的方案，基本能实现抢答器的功能，可以完成说明书上的要求。
八路智力竞赛抢答器设计
课程设计任务书题目: 八路智力竞赛抢答器设计初始条件：◆教材：《电子线路设计·实验·测试》第三版谢自美主编华中科技大学◆元器件：74LS48三片,72LS192两片,74LS279、74LS148、74LS00、74LS11、555各一片,数码管三个,发光二极管一个,开关、电阻、电容若干,面包板,导线若干◆仿真：Proteus仿真软件要求完成的主要任务: 〔包括课程设计工作量与其技术要求,以与说明书撰写等具体要求〕◆多路智力竞赛抢答器功能要求：基本功能：1．设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、S1、S2、S3、S4、S5、S6、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数码管上显示出选手的编号,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.扩展功能：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.当节目支持人按下"开始"按钮后,要求定时器立即倒计时,并在显示器上显示,同时扬声器发出短暂的声响,声响持续时间0.5s左右.2．参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.3．如果定时抢答的时间已到,却没有选手抢答,则本次抢答无效,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.报告要求：课程设计的内容要求用A4纸打印,且页数不得少于20页.时间安排：第20周理论设计、实验室安装调试地点安排：鉴主15楼通信实验室一指导教师签名：年月日系主任〔或责任教师〕签名：年月日摘要在各种智力竞赛场合,抢答器是必不可少的最公正的用具.本次所设计的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.电路由主体电路和扩展电路两部分组成,分别由集成编码器、计数器、锁存器、定时器和必要的门电路等组成,其中主体电路的作用是完成主持人的控制系统清零与抢答开始功能以与完成参赛者的抢答并显示其编号的功能,扩展电路由控制电路,主要包括秒脉冲发生电路和定时电路,并且在设计中加入了报警电路,以提示选手和观众.经Proteus仿真软件验证抢答器原理图无误,可实现设计所要求功能.根据原理图,在面包板上连接构成实物.AbstractQuiz in a variety of occasions, Answer is just the most essential appliances.Designed by The Answer quiz can be at the same time for eight players or teams to participate in eight games. Circuit from the main circuit and the expansion of the circuit is posed of two parts, respectively, by the integration of encoders, counters, latches, timers and necessary, such as gates, of which the role of the main circuit is pleted the control system host cleared with Answer contestants began to function and the pletion of the Answer and display the function of its number to expand the circuit by the control circuitry, including pulse circuit and timing circuit, and in the design of alarm circuit is added in order to prompt players and spectators.By Proteus Answer simulation software to verify correct schematic device can achieve the required design features. According to the principle of map board in connection constitute a kind of bread.目录1 八路智力竞赛抢答器的设计-2 -1.1 抢答器的功能要求- 2 -1.2 整体设计思路- 2 -1.3单元电路的设计- 4 -抢答电路设计- 4 -1.3.2 定时电路设计- 8 -报警电路设计- 11 -1.3.4 时序控制电路- 11 -1．4 抢答器整体电路- 13 -2 电路仿真- 14 -3 八路智力抢答器实物制作- 15 -3.1 面包板的使用- 15 -3.2 电路板制作- 17 -4 元器件清单- 17 -5 小结- 18 -6 参考文献- 19 -附录八路智力竞赛抢答器总图I八路智力竞赛抢答器在各种智力竞赛场合,抢答器是必不可少的最公正的用具.在我们各种竞赛中我们也经常能看到有抢答的环节,某些举办方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,而抢答器的应用就能避免这种弊端.随着科技的飞速发展,能够实现抢答器功能的方式有多种,可以采用模拟电路、数字电路或模拟与数字电路相结合的方式以与利用微电脑芯片作为核心部件进行逻辑控制与信号产生的单片机技术和C语言编程而设计的多路智力竞赛抢答器.本设计将采用数字电路实现一八路智力竞赛抢答器.1 八路智力竞赛抢答器的设计1.1 抢答器的功能要求基本功能：设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、S1、S2、S3、S4、S5、S6、S7.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.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.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.扩展功能：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.当节目主持人按下"开始"按钮后,要求定时器立即倒计时,并在显示器上显示,同时扬声器发出短暂的声响,声响持续时间0.5s左右.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.如果定时抢答的时间已到,却没有选手抢答,则本次抢答无效,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00.1.2 整体设计思路根据对功能要求的简要分析,将定时抢答器电路分为主题电路和扩展电路两部分.主体电路完成基本的抢答功能,即开始抢答后,当选手按动抢答器按钮时,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.扩展电路完成定时抢答与报警功能.比赛开始时,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,定时显示器上显示设定时间.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,定时器开始倒计时.若定时时间到,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.若选手在定时时间内按动抢答按钮时,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.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.根据对功能要求的理解,设计了如下两种方案.方案一系统框图如图1所示.图1 八路智力抢答器方案一设计框图方案一所示抢答器工作过程：该方案是将抢答按钮先直接与锁存器而不是优先编码器相连,将最先抢答的选手的编号锁定,再依次经过优先编码器、译码器和七段显示器,最后显示的是抢答选手的编号,经过优先编码器后的信号到单稳态触发器,单稳态触发器又与报警电路直接连接,所以显示编号的同时可以发出报警信号.另外由主持人控制开关和其他部分电路通过门电路实现对抢答电路、定时电路和报警部分电路的控制.方案二系统框图如图2所示.图2八路智力抢答器方案二设计框图方案二所示抢答器的工作过程：主持人按动开始抢答的开关后,最先抢答的选手的电平信号先经过优先编码器,再依次经过数据锁存器,此时已经限制了其他选手的抢答,信号再经过译码器和七段数码显示器,将最先抢答的该选手的编号显示出来,并同时产生报警信号,到此完成的是抢答功能；如果没有人抢答, 30秒减计数器减到00时也会发出报警信号,此是完成计时功能.相比之下,第二种方案更好些.它的优点表现在以下几个方面：这种方案原理比较简单.主持人对整体电路的控制只需几个门电路就可完成,不必用特别的芯片来组成控制电路；更容易实现报警提示功能,在有选手抢答后或者计时开始和结束时.既减少了布线使整个电路更直观简单,又降低了产生错误的可能性.1.3单元电路的设计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按钮的先后,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钮操作无效.因此,选用优先编码器74LS148和RS锁存器74LS279以与译码显示电路完成上述功能,其引脚图与真值表如下图所示.图3 74LS148引脚图表1 74LS148真值表74LS148是一八线-三线优先编码器,该编码器由8个信号输入端,3个二进制输出端,输入输出均为低电平有效.EI为输入使能端,低电平有效,当EI为低电平时,编码器处于工作状态；EO为输出使能端,只有在EI=0,且所有输入都为1时,输出为0；GS表征编码器的工作状态,当且仅当EI为低电平,且输入至少有一各为有效电平时,GS才有效.因此,可根据EI、EO、GS功能扩展端的特点,对电路进行相应控制.编码器在抢答电路中功能是判断抢答者的编号.图4 74LS279引脚图74LS279是由4个RS锁存器组成,且均为与非门构成的RS锁存器.其中,1S和3S有两个输入端,S1和S2均为相与的关系.本设计中,将S2均接高电平,仅利用S1控制输出.其引脚图如图四所示,下表为SR锁存器的功能真值表,值得注意的是S和R不能同时为高电平,否则输出不确定.表2 74LS279真值表74LS48为七段显示译码器.该集成译码器设有多个辅助控制端,以增强器件的功能.BI/RBO为灭灯输入,当BI=0时,所有字形熄灭.LT为试灯输入,当LT=0且RBO=1时,显示字形为8,常用于检测自身的好坏.RBI为动态灭灯输入,当LT=1,RBI=0且输入均为0时,输出均为低电平,数码管"灭零".其引脚图和逻辑图分别如图5图6所示,真值表如表3所示.图574LS48的引脚图图6 74LS48的逻辑图表374LS48真值表由真值表可以看出译码器74LS48输出高电平有效,用以驱动共阴极数码管.七段显示译码器一般与七段数码显示器相连,共同构成四输入端的数码显示电路,如图7所示.共阴极数码显示器的功能表如表4所示.图77448组成的四个输入端的数码显示组合电路图87448产生的显示数字表4 共阴极数码显示器的功能表十进制A3 A2 A1 A0 a b c d e f g0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 01 0 0 0 1 0 1 1 0 0 0 02 0 0 1 0 1 1 0 1 1 0 13 0 0 1 1 1 1 1 1 0 0 14 0 1 0 0 0 1 1 0 0 1 15 0 1 0 1 1 0 1 1 0 1 16 0 1 1 0 0 0 1 1 1 1 17 0 1 1 1 1 1 1 0 0 0 08 1 0 0 0 1 1 1 1 1 1 19 1 0 0 1 1 1 1 0 0 1 1根据各芯片功能与抢答器的功能要求,抢答器电路如下所示图9 抢答器电路工作原理：SW1-8为八位选手的抢答开关,SW9单刀双掷开关设为主持人控制开关.当主持人控制开关置于清零状态时,RS触发器的R端为低电平,输出端全部为低电平.于是74LS48的BI为高,显示器灭灯；74LS148的选通输入端ST为高电平,74LS148处于工作状态,此时锁存电路不工作.当SW9置于开始状态,优先编码电路和锁存电路同时处于工作状态.74LS279的1R、1S均为高电平,由真值表可知,输出1Q为低电平,从而使74LS148输入使能端为低电平有效,即抢答器处于等待工作状态.若有选手〔假设为3号选手〕按动抢答开关〔即闭合SW4〕,此时优先编码器74LS148输入端I3接低电平有效,则输出A2A1A0为100,A2A1A0分别接至4S、3S、2S,根据RS锁存器真值表,2Q3Q4Q输出分别为110,从而74LS48的输入端DCBA为0011,经74LS48译码,显示器上显示"3".与此同时,当74LS148输入端有一个为低电平时,GS为低电平有效,即标志译码器处于工作状态,从而使1S为0,此时1Q输出为高电平,致使EI为高电平,74LS148处于禁止工作状态,其他选手抢答按钮的输入信号不会被接受.这就保证了抢答者优先性以与抢答电路的准确性.抢答结束后,主持人开关置于清零状态,数码管变灰,一切恢复初始状态,以便进入下一轮抢答环节.定时电路设计设计要求抢答器具有定时功能,且节目主持人根据抢答题的难易程度,可设定一次抢答的时间〔设为30s〕.设计中选用十进制同步加/减计数器74LS192进行设计,74LS192是具有置数和清零功能,其引脚图和逻辑图如图10所示,真值表如表5所示.图1074LS192引脚图和逻辑图P0、P1、P2、P3——置数并行数据输入；Q0、Q1、Q2、Q3——计数数据输出；CR————————清零端；LD————————置数端；CPu ———————加法计数CP输入；CPd ———————减法计数CP输入；CO————————进位输出端；BO————————借位输出端.表574LS192真值表根据设计要求,需要两片74LS192构成100进制减计数器.由功能真值表可知,只需将个位74LS192的借位输出端BO与十位74LS192的CPd即可实现100进制减计数.值得注意的是,要使其实现减计数,CPu端口必须接高电平.计数器的时钟脉冲由秒脉冲电路提供.秒脉冲电路由555构成的多谐振荡器构成,如图11所示.多谐振荡器无需外加输入信号就能在接通电源自行产生矩形波输出.图11 多谐振荡器因为周期为一秒,所以频率是1赫兹.图中电容的充放电时间分别是：t1=RB×C×ln2≈0.7RB×Ct2=<RA+RB>×C×ln2≈0.7<RA+RB>C所以555的3端输出的频率为： f=1/<t1+t2>≈1.43/[<2RA+RB>C]我们采用的电阻和电容值分别是：RA=15KΩ,R2=68KΩ,C1=10uf,满足上式,即得到的是秒脉冲.由以上集成芯片设计的定时电路如图12所示.图12 定时电路工作原理：首先主持人根据题的难易程度改变74LS192的输入端D3D2D1D0的电平来确定抢答时间〔假定为30秒〕,555构成秒脉冲产生电路为计时电路提供脉冲.抢答开始前主持人闭合开关,74LS192的置数端PL为低电平有效,处于置数状态,数码管显示定时时间.抢答开始,主持人打开开关,计数器处于计数状态,555产生的秒脉冲与十位74LS192借位输出端〔其初始状态为高电平〕相与.计数器递减计数至00,十位74LS192借位输出端为低电平,计数器停止工作,产生报警.计时期间有人抢答,减计数器停止计时,显示器上显示此刻时间.报警电路设计由555定时器和三极管构成的报警电路如图13所示.图中555定时器用来构成多谐振荡器,其震荡频率和秒脉冲产生电路中频率的计算方法相同.3端的输出信号经过三级管驱动扬声器,发出报警信号.当4端的输入信号是高电平时,振荡器工作,有报警信号,4端输入低电平时,振荡器不工作,没有报警信号.也就是说需要报警时只需控制输入端即可.图13报警电路时序控制电路时序控制电路是抢答器设计的关键,需要完成以下三项功能：a.主持人将控制开关拨到"开始"位置时,扬声器发声,抢答电路和定时电路进入正常抢答工作状态.b.当竞赛选手按动抢答键时,扬声器发声,同时抢答电路和定时电路停止工作.c.当设定的抢答时间到,无人抢答时扬声器发声,同时抢答电路和定时电路停止工作.本设计中采用门电路对控制开关、抢答电路、定时电路、报警电路进行连接,以实现上述三项功能要求〔如图14所示〕.图14 时序控制电路其中,两输入与非门采用74LS00,引脚图如图15所示.三输入与门采用74LS11,引脚图如图16所示.电路中利用与非门两输入端相连实现非门的逻辑功能.图15 74LS00引脚图图16 74LS11引脚图工作原理：门G1的作用是控制时钟信号CP的放行与禁止,门G2的作用是控制74LS148的输入使能端.主持人控制开关从"清零"位置拨到"开始"位置时,74LS279的输出1Q=0,经G3反相,A=1,则从555输出端来的时钟信号CP能够加到74LS192的CPd始终输入端,定时电路进行递减计时.同时,在定时时间未到时,74LS192的借位输出端BO2为低电平,门G2的输出ST为高电平,使74LS148处于正常工作状态,从而实现功能a的要求.当选手在定时时间内按动抢答按钮时,1Q=1,经G3反相,A=0,封锁CP信号,定时器处于保持工作状态；同时,门G2的输出ST为低74LS148处于禁止工作状态,从而实现功能b的要求.当定时时间到时,来自74LS192的BO2为高,ST为高,74LS148处于禁止工作状态,禁止选手进行抢答.同时,门G1处于关门状态,封锁CP信号,使定时电路保持00状态不变,从而实现功能c的要求. 1．4 抢答器整体电路通过控制电路将抢答、定时电路进行连接后,构成了抢答器电路的整体设计,总电路图如图17所示：图17总电路图下面介绍八路智力竞赛抢答器的使用原理.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.然后是主持人对整个电路系统清零,将开关置于"清零"的位置,输出低电平,分为两路：一路与锁存器的1R2R3R4R端相连,使输出端1Q2Q3Q4Q为低电平,1Q所输出的低电平经与门反馈给74LS148的EI端子,编码器不工作,因此抢答部分显示器灭灯无显示,实现了清零；另一路低电平输出到计数器74LS192的LD端,而CR端也是低电平,所以使得对应显示器输出预置的数据.接下来主持人根据题目的难易程度设置抢答时间,此设定可以通过调节输入两片74LS192的四个输入端D、C、B、A的高低电平来进行〔例如要设定时间为30秒,就将十位的74192的D、C、B、A分别置位为0、0、1、1,而将各位的74LS192的D、C、B、A都置于0〕.当主持人宣读完题目说"开始"并将开关置于"开始"位置后,输出为高电平,此高电平有两路方向：一路输出到74LS192的LD端,使其处于高电平而开始减计数；还有一路输出到锁存器的R端.当任意一个选手抢答时,例如3号抢答时,74LS148三号端子输入低电平有效,此时GS 为低电平有效,表征编码器在正常工作.编码输出A2A1A0为100,与其对应的4S3S2S为100,经74LS279锁存,4Q3Q2Q输出为011,经译码显示编号为3.与此同时,1Q所输出的高电平反馈回编码器的是能输入端,使其停止工作.此时,其他选手若再按动按钮也无对应输出,这就保证了抢答者优先性以与抢答电路的准确性.另一路,74LS148的GS端输出电平由高变低,与秒脉冲发生器产生的秒脉冲相与后输出为0,使得无脉冲抵达计数器74LS192的Down端.计数器停止工作,保持原来显示不变,即实现了暂停减计数使其记录抢答时间的功能.若没有选手按动按钮,则74LS279输出全为高电平,74LS148也输出高电平,1Q端输出低电平至74LS48的灭灯输入RI/RBO端,使得信号经74LS48到显示器上时无显示；若到定时部分计数器倒计时到00还无选手按动按钮的话,十位74LS192的借位输出端输出高电平反馈回个位Down端,停止计数.综上所述,所设计的电路基本可以实现要求中的功能.2 电路仿真电路仿真采用Protues仿真软件进行的.Protues软件可提供的仿真元器件资源：仿真数字和模拟、交流和直流等数千种元器件；可提供的仿真仪表资源：示波器、逻辑分析仪信号发生器、交直流电压表电流表等.它不仅具有其它EDA工具软件的仿真功能,还能仿真单片机与外围器件.因此,选用该软件对抢答器各单元电路与整体电路进行仿真.◆抢答电路仿真图18抢答电路仿真◆计时电路仿真图19 计时电路仿真◆整体电路仿真图20整体电路仿真通过对各单元电路与总电路的仿真,验证了设计电路的正确性.3 八路智力抢答器实物制作由于本设计使用芯片数量较多,管脚连线复杂,为避免在焊接过程中出现疏漏和错误,故在抢答器的制作时选择用面包板完成.3.1面包板的使用面包板是专为电子电路的无焊接实验设计制造的.由于各种电子元器件可根据需要随意插入或拔出,免去了焊接,节省了电路的组装时间,而且元件可以重复使用,所以非常适合电子电路的组装、调试和训练.◆常用面包板的结构面包板图21所示.插座板中央有一凹槽,凹槽两边各由65列小孔,每一列的五个小孔在电气上相互连通.集成电路的引脚就分别插在凹槽两边的小孔上.插座上、下边各一排〔即X和Y排〕在电气上是分段相连的55个小孔,分别作为电源与地线插孔用.对于SYB-130插座板,X和Y排的1-15孔、16-35孔、36-50孔在电气上是连通的.图21 面包板结构图面包板插孔所在的行列分别以数码和文字标注,以便查对.面包板的使用方法与注意事项A．安装分立元件时,应便于看到其极性和标志,将元件引脚理直后,在需要的地方折弯.为了防止裸露的引线短路,必须使用带套管的导线,一般不剪断元件引脚,以便于重复使用.一般不要插入引脚直径〉0.8mm的元器件,以免破坏插座内部接触片的弹性.B．对多次使用过的集成电路的引脚,必须修理整齐,引脚不能弯曲,所有的引脚应稍向外偏,这样能使引角与插孔可靠接触.要根据电路图确定元器件在面包板上的排列方式,目的是走线方便.为了能够正确布线并便于查线,所有集成电路的插入方向要保持一致,不能为了临时走线方便或缩短导线长度而把集成电路倒插.C．根据信号流程的顺序,采用边安装边调试的方法.元器件安装之后,先连接电源线和地线.为了查线方便,连线尽量采用不同颜色.例如：正电源一般采用红色绝缘皮导线,负电源用蓝色,地线用黑线,信号线用黄色,也可根据条件选用其它颜色.D．面包板宜使用直径为0.6mm左右的单股导线.根据导线的距离以与插孔的长度剪断导线,要求线头剪成45º斜口,线头剥离长度约为6mm左右,要求全部插入底板以保证接触良好.裸线不宜露在外面,防止与其它导线断路.E．连线要求紧贴在面包板上,以免碰撞弹出面包板,造成接触不良.必须使连线在集成电路周围通过,不允许跨接在集成电路上,也不得使导线互相重叠在一起,尽量做到横平竖直,这样有利于查线,更换元器件与连线.F．最好在各电源的输入端和地之间并联一个容量为几十微法的电容,这样可以减少瞬变过程中电流的影响.为了更好地抑制电源中的高频分量,应该在该电容两端再并联一个高频去耦电容,一般取0.01 ~ 0.047Uf的独石电容.G．在步线过程中,要求把各元器件在面包板上的相应位置以与所用的引脚号标在电路图上,以保证调试和查找故障的顺利进行.H．所有的地线必须连接在一起,形成一个公共参考点.3.2 电路板制作由于客观条件限制,实物制作仅选择了主体电路进行制作调试,即抢答电路部分.首先,按照面包板的使用规则,将74LS148、74LS249与74LS48依次插在凹槽两侧.再将其余元器件〔电阻、开关等〕插入面包板.然后,按照抢答电路原理图所示接线.接线过程中,应注意面包板内部结构,有效使用其相通插孔,减少接线数量.制作过程中,由于主持人所用的控制开关插入面包板无法有效使用,因此,将其单独焊接在电路板上.此外,制作时采用了USB供电的办法以提供电路所需电源.实物如图22所示.图22 抢答电路实物图4 元器件清单。
8路智力竞赛抢答器
一、概述电路选用优先编码器74LS148 、锁存器74LS373 、74LS48译码和一个7段数码管组成抢答显示电路；定时显示主要由555定时器秒脉冲产生电路、十进制同步加减计数器74LS192减法计数电路、和2个4段数码管即相关电路组成；由555定时器和三极管构成的报警电路。
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。
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。
二、方案设计与论证设计一个8路智力竞赛抢答器，具体设计要求如下：1.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。
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，并在LED数码管上显示，同时扬声器发出报警声响提示。
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。
4. 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。
5. 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。
6. 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。
数字抢答器总体方框图如图2-1所示为总体方框图。
其工作原理为：接通电源后，主持人将开关置“开始”状态，抢答器工作，定时器倒计时。
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。
8路抢答器电子设计
8路抢答器电子设计八路定时抢答器的设计方案1.设计题目八路数字抢答器的设计2.设计目的3.设计要求3.1设计指标：抢答器可供8名选手或8个代表队比赛，分别用8个按钮S0~S7表示。
3.1.2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。
3.1.4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，同时扬声器发出短暂的声响，声响持续的时间0.5秒左右。
3.1.6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。
3.2设计要求：3.2.1画出电路原理图。
3.2.2进行电路的仿真与调试。
4.设计方案多路智力竞赛抢答器的组成框该设计抢答器的电路主要是由抢答开关电路、触发电路、触发锁存电路、编码器、七段显示译码器几部分构成。
工作原理为：5.具体设计及原理图5.1抢答器电路的设计出（Q4—Q1）全部置０，使74LS48的BI的非＝０，显示器灯灭；74LS148的选通输入端ST的非=0，使之处于工作状态，此时锁存电路不工作。
当主持人把开关S置于\开始\时，优先编码器和锁存电路同时处于工作状态，即抢答器处于等待工作状态，等待输入端的信号输入，当有选手将键按下时（如按下S5），74LS148的输出Y2Y1Y0的非=010，YE某的非=0，经RS锁存后，CTR=1，BI的非=1，74LS279处于工作状态，Q4Q3Q2=101,74LS48处于工作状态，经74LS148译码后，显示器显示为\５\。
此外，CTR=1，使74LS148的ST的非为高电平，74LS148处于禁止工作状态，封锁其他按键的输入。
当按键松开即按下时，74LS148的YE某的非为高电平，但由于CTR维持高电平不变，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以及抢答电路的准确性。
如有再次抢答需由主持人将Ｓ开关重新置“清除”，电路复位。
8路智力竞赛抢答器方案(完整方案)
昆明工业职业技术学院课程设计设计题目：8路智力竞赛抢答器的设计班级：10级计算机控制技术学生姓名：学号：指导教师：白文忠职称：讲师指导小组组长：教学班负责人：提交日期：2012年月日8路智力竞赛抢答器的设计摘要本设计主要介绍用数电知识设计八路抢答器。
优先编码电路、锁存器、译码电路将参赛队的输入信号在显示器上输出，并与主持人开关相连接，即构成了抢答器的主体电路。
经过布线、接线、调试等工作后数字抢答器成形。
借助较少的外围元件完成抢答的整个过程，设计制作了八路抢答器，设计编程简单，工作稳定可靠。
可供8人或8个代表队抢答，并用7段数码管显示首先抢答者的组别号码，有人抢答后自动闭锁其他各路输入，禁止其他人抢答，使其他组的开关失去作用，而显示最先按下抢答键的组别号。
只有当主持人按下复位按键才能再次抢答。
关键词：八路抢答器；定时；计时；编码；译码AbstractThis design mainly introduces several electrical design with knowledge of eight way responder.Priority encoder circuit, latch, decodercircuit will be teams of the input signal in the display output, and host switch connected, which constitute the main circuit of the responder.After wiring, wiring, commissioning work forming digital answering device.With fewer peripheral component finish vies to answer first the entire process, design of eight way responder, programming is simple, stable and reliable work.For 8 or 8 teams vies to answer first, and the 7 digital tube display first responder group number, automatic locking other people answer after each input, no other answer, the other group switch out of action, and show the first pressing the answer key category.Only when the host press the reset button to again vies to answer first.Key words：Eight way responder；Timing；Time；Code；Decoding目录一、设计内容及设计要求(一)基本功能(二)扩展功能二、设计及原理(一)设计框图(二)设计原理三、抢答器的基本原理及电路的设计方法(一)抢答电路的的设计(二)定时电路的设计(三)报警电路的设计(四)时序控制电路的设计(五)整机电路的设计四、主要器件及功能(一)8线-3线优先编码器74LS148(二)十进制可逆计数器74LS192(三)七段数码管译码器驱动器74LS48(四)锁存器74LS148(五)555定时器五、元器件列表六、设计体会一、设计任务及设计要求（一）基本功能1.设计一个智力抢答器，可同时供8名选手或8个代表队参加比赛，其编号分别是0、1、2、3、4、5、6、7，个用一个抢答按钮，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。
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。
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。
八路抢答器课程设计
电子工程系桂林航专电子工程系电子技术课程设计说明书设计题目：八路抢答器专业年级：电子信息工程技术学号： 2009045203 姓名同组姓名：指导教师：2010年12 月29日八路抢答器一、设计题目八路竞赛抢答器二、课程设计目的（1）培养综合性数字电路的设计能力。
（2）掌握八路抢答器的设计、组装和调试方法。
三、设计内容和要求3.1 设计内容1、设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、S1、S2、S3、S4、S5、S6、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，并在数码管上显示出选手的编号。
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。
3.2 设计要求1、画出电路原理图；2、元器件及参数选择；3.3 制作要求自行装配和调试，并能发现问题和解决问题。
3.4 编写设计报告写出设计与制作的全过程，附上有关资料和图纸，有心得体会。
四、设计总体框如图：所示为八路竞赛抢答器的总体方框图。
其工作原理如下：五、电路设计方案和原理说明⒈抢答器电路设计(1)抢答电路的功能有两个：一是能分辨出选手按键的先后，并锁存优先抢答者的编号，供译码显示译码电路用；二是要使其它选手按键操作无效。
(2)选用优先编码器4511、三极管组成抢答电路。
(3)抢答电路工作原理：当控制开关置于“清除”位置时，4511BI —端为低电平，输出Q6—Q1全为低电平。
此时4511的输出为0；74LS148选通输入BI —=0，ST —=0,4511处于工作状态，而锁存电路不工作。
当有选手按键抢答时，如5号选手优先按5号键，则4511输出Y2Y1Y0=010，YEX=0，经RS 锁存后，Q1=1，BI —=1，7448工作，Q4Q3Q2=101，显示器显示数字5。
课程设计任务书-八路抢答器(仅供参考)
2011年11月26日：此阶段调试，完成项目全部调整与测试工作，撰写设计报告；
2011年12月16日：统一进行实物验收，上交课程设计报告（格式、内容必须符合）；
项目验收方式：
1、在规定的时间统一进行验收，验收时同时交设计报告。
李群芳、张士军、黄建，《单片微型计算机》（第三版），电子工业出版社，2008
3、完成形式：
(1)、设计与制作可供实际检测的实物样机。
(2)、完成课程设计报告。
进度要求：（一阶段完成设计、二阶段检查电路板、三阶段完成调、测试、撰写论文、四阶段验收。）
2011年11月6日：完成电路设计；上交电路图与元件清单供老师检查和备料；
1、主要技术要求:
（1）设计一个可供8人进行抢答的抢答器。
（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A（Action），选手抢答实行优先显示，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。
（4）当主持人启动“开始”开关后，定时器开始由5减计时（数码管显示5、4、3、2、1、A）。
2、学生提供实物作品交验时要同时附上一份整理打印好的指标自测记录表；
3、软件项目要上机运行检验，验收时提供一份打印的操作与功能简要说明。
（5）数码管显示A时选手可以抢答，这时定时器停止工作，显示器上显示选手的号码并保持到主持人按复位键。
2、参考文献
童诗白.《模拟电子技术基础》.清华大学电子学教研组编.第二版,北京:高等教育出版社，1988
李瀚荪，《电路分析基础》（第四版）北京：高等教育出版社，2006
8路智力抢答抢课程设计
8路智力抢答抢课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能掌握8路智力抢答器的原理和操作方法。
2. 学生能理解并运用与抢答器相关的电子技术基础知识，如电路组成、信号传输等。
3. 学生能了解抢答器在现实生活中的应用，并与相关学科知识进行联系。
技能目标：1. 学生能独立完成8路智力抢答器的组装和调试。
2. 学生能通过实际操作，培养动手能力、团队协作能力和问题解决能力。
3. 学生能运用已学知识，设计并改进抢答器系统，提高创新能力。
情感态度价值观目标：1. 学生通过参与课程，培养对科学技术的兴趣和热爱，激发学习积极性。
2. 学生在团队协作中，学会尊重他人，培养良好的沟通能力和团队精神。
3. 学生通过实践，认识到知识在实际生活中的应用，培养学以致用的意识。
课程性质：本课程为实践性较强的课程，结合电子技术基础知识，培养学生动手能力和创新能力。
学生特点：八年级学生已具备一定的电子技术基础知识，具备初步的动手能力，对新鲜事物充满好奇心。
教学要求：注重理论与实践相结合，鼓励学生动手实践，培养创新能力。
在教学过程中，关注学生的个体差异，因材施教，使学生在轻松愉快的氛围中学习。
通过课程目标的分解和教学设计，使学生在完成具体学习成果的过程中，达到课程目标的预期效果。
二、教学内容1. 教学大纲：（1）抢答器原理介绍：讲解抢答器的基本工作原理，如信号输入、处理和输出等。
（2）电子元件认知：介绍抢答器中常用的电子元件，如按钮、开关、集成电路等。
（3）电路组装与调试：教授如何根据电路图组装抢答器，并进行调试。
（4）抢答器应用拓展：探讨抢答器在生活中的应用，以及与其他学科的联系。
2. 教学内容安排与进度：（1）第一课时：抢答器原理介绍，电子元件认知。
（2）第二课时：电路图分析，电路组装与调试。
（3）第三课时：抢答器应用拓展，讨论与总结。
3. 教材章节与内容：（1）教材第十五章：电子技术基础，涉及抢答器原理和电子元件等内容。
（2）教材第十六章：电路设计与组装，涉及抢答器电路图分析和组装调试等内容。
八路智力竞赛抢答器
目录1 概述 ..............................2 设计方案...........................2.1设计方案和要求................2.2设计思想和原理................2.3单元电路的设计................（2）定时电路设计................（3）报警电路设计................（4）计分电路设计................ 4部分重要原件引脚图及其功能表....... 5心得体会........................... 6附录...............................1.概述智力竞赛是一种生动活泼的教育方式，而抢答就是智力竞赛中非常常见的一种答题方式。
抢答能引起参赛者和观众的极大兴趣，并且能在极短的时间内，使人们迅速增加一些科学知识和生活常识。
但是，在这类比赛中，对于谁先谁后抢答，在何时抢答，如何计算答题时间等等问题，若是仅凭主持人的主观判断，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，清零等功能智能抢答器来解决这些问题。
在本次课程设计中，将主要设计一个供八人使用的定时抢答器。
他要实现以下主要功能：（1）为8位参赛选手各提供一个抢答按钮，分别编号S0、S1、S2、S3、S4、S5、S6、S7；（2）主持人可以控制系统的清零与抢答开始；（3）抢答器要有数据锁存与显示的功能。
抢答开始后，若有任何一名选手按动抢答按钮，则要显示其编号至系统被主持人清零，并且扬声器发生提示，同时其他人再按对应按钮无效；（4）抢答器要有自动定时功能，并且一次抢答时间由主持人任意设定。
当主持人启动“开始”键后，定时器自动减计时，并在显示器上显示。
同时扬声器上发出短暂声响；（5）参赛选手只有在设定时间内抢答方为有效抢答。
若抢答有效，则定时器停止工作，并且显示抢答开始时间直到系统被清零；（6）若设定时间内无选手进行抢答（按对应按钮），则系统短暂报警，并且禁止选手超时抢答，定时器上显示00数字抢答器由主体电路与扩展电路组成。
基于单片机的8路抢答器的设计
基于单片机的八路抢答器设计方案第一章抢答器设计功能分析1.1 数字抢答器的概述对于抢答器我们大家来说都不陌生, 它是用于很多竞赛场合, 真正实现先抢先答, 让最先抢到题的选手来回答问题。
抢答器不仅考验选手的反应速度同时也要求选手具备足够的知识面和一定的勇气。
选手们都站在同一个起跑线上, 体现了公平公正的原则。
1.2 设计任务与要求1.基本要求:给主持人设置一个开关, 用来控制系统的清零（编号显示数码管灭灯）和抢答器的开始。
抢答器具有数据锁存和显示的功能。
抢答开始后, 若有选手按动抢答器按钮, 编号立即锁存, 并在LED数码上显示选手的编号, 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。
1.发挥部分:2.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。
3.参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, 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。
选手如果在主持人按开始键之前违规抢答, 系统报警, LED显示违规选手号码和FF, 直到主持人按下停止键。
第二章抢答器方案论证抢答器的实现方式有种多样, 通过纯电子器件搭建电路实现, 如优先编码器, 锁存器, 555定时器译码器等, 纯电子器件实现没有软件参与, 调试简单, 但是它不易于扩展和修改, 而且电路结构复杂, 调试困难电子, 电子器件管脚很多, 实际搭建起来费时费力, 焊接很容易出错。
于是, 我想到了用单片机实现。
单片机体积小价格低, 应用方便, 稳定可靠。
单片机将很多任务交给了软件编程去实现, 大大简化了外围硬件电路, 使外围电路的实现简单方便。
8路智能抢答器的设计方案
\8路智能抢答器的设计方案1 引言智能抢答器，顾名思义就是用于比赛时，跟对手比反应时间，思维运转快慢的新型电器。
随着社会科技技术的不断发展，它的应用场合也随之增加；技术含量大大提升；更加方便可靠。
目前, 在电视台、商业机构、学校及企事业单位，广泛采用多种多样、功能齐全的智能抢答器用于各种竞赛，为竞赛增添了刺激性和娱乐性, 人们的业余生活得到了一定程度的丰富和充实。
用单片机进行知识竞赛抢答器设计，其控制方便，灵活，只要按按钮，便可改变竞赛抢答器的抢答方案。
课题的背景和意义无论军队还是电视节目中，都会用到抢答器。
目前市场上已经有很多类型的抢答器，但其中绝大多是早期设计的，采用模拟电路、数字电路或者模数混合电路的产品。
这些已经相当成熟，但是随着功能的增多，人们要求的复杂和电路的高要求，成本普遍偏高，故障率高，显示方式简单或者没有，无法准确的判断，也不便于参数的调节和功能的升级换代。
近年来随着科技的发展，应用的不断的深入，单片机、PCLD、PCL的应用技术的成熟和准确性，同时带动传统的控制检测技术的不断更新。
本文就是利用单片机为核心部分的控制及信号的产生，单片机的性能优势必将使得竞赛真正达到公平、公正、公开。
本课题的主要任务本课题所设计和制作的智能抢答器具有如下功能：1)在主持人按下开始键后显示“F FF”。
2)有8个抢答按键，在开始倒计时后可进行抢答。
3)抢答成功后进入回答时间倒计时。
4)如若选手违规抢答，则显示选手号并报警。
5)可以自由调整抢答时间和回答时间。
2 智能抢答器的整体设计硬件设计图系统框图如图所示，智能抢答器由单片机、八段数码管显示电路、选手抢答按扭电路、主持人控制电路、时间调整电路和蜂鸣器报警电路组成。
单片机本设计所用的单片机为STC89C52单片机，STC89C52单片机采用40Pin封装的双列直插DIP结构，如图所示，40个引脚中，电源Vcc和接地GND各一根，外置石英振荡器的时钟线两根，4组8位共32个I/O口，中断口和P3口复用。
8路智力竞赛抢答器的设计
课程设计说明书一、课题名称……………………………………………………页码二、内容摘要……………………………………………………页码三、设计内容及要求……………………………………………页码四、方案论证及比较……………………………………………页码五、单元电路的设计、参数计算和器件选择…………………页码六、完整的电路图及工作原理…………………………………页码七、设计特点及实用价值………………………………………页码八、总结与心得体会……………………………………………页码九、元器件清单…………………………………………………页码十、参考文献……………………………………………………页码附录（图）…………………………………………………………页码一、课题名称8路智力竞赛抢答器的设计二、内容摘要主要包括数码显示八路抢答器电路的组成、设计及功能，电路采用74系列常用集成电路进行设计。
该抢答器除具有基本的抢答、锁存功能外，还具有定时抢答功能，时间定为30S，时间计时用LED 显示，时间到扬声器发出2S声响，抢答功能失效。
主持人通过控制开关，控制清零（编号显示数码管灭灯）和抢答的开始，开始后系统将自动倒计时30秒。
若在规定的时间内有人抢答，则计时将自动停止；若规定的时间到并且无人抢答，则系统中的蜂鸣器将发响持续2秒，提示主持人本轮抢答无效，实现报警功能，抢答功能失效。
该抢答器主要运用到了编码器、计数器、锁存器和定时器：它采用74LS148来实现抢答器的选号，采用74LS74芯片实现对号码的锁存，采用74LS192实现十进制的减法计数，采用555芯片产生秒脉冲信号来共同实现倒计时功能。
三、设计内容及要求1、可同时供8名选手参加比赛；2、他们的编号分别是0、1、2……..7；各用一个抢答按钮，按纽编号与选手编号相对应；3、主持人手持一控制开关，用来控制清零（编号显示数码管灭灯）和抢答的开始；4、抢答器具有数据锁存和显示的功能；5、抢答器具有定时抢答功能，时间定为30S，时间计时用LED显示，时间到扬声器发出2S声响，抢答功能失效。
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昆明工业职业技术学院课程设计设计题目：8路智力竞赛抢答器的设计班级：10级计算机控制技术学生姓名：学号：指导教师：白文忠职称：讲师指导小组组长：教学班负责人：提交日期：2012年月日8路智力竞赛抢答器的设计摘要本设计主要介绍用数电知识设计八路抢答器。
优先编码电路、锁存器、译码电路将参赛队的输入信号在显示器上输出，并与主持人开关相连接，即构成了抢答器的主体电路。
经过布线、接线、调试等工作后数字抢答器成形。
借助较少的外围元件完成抢答的整个过程，设计制作了八路抢答器，设计编程简单，工作稳定可靠。
可供8人或8个代表队抢答，并用7段数码管显示首先抢答者的组别号码，有人抢答后自动闭锁其他各路输入，禁止其他人抢答，使其他组的开关失去作用，而显示最先按下抢答键的组别号。
只有当主持人按下复位按键才能再次抢答。
关键词：八路抢答器；定时；计时；编码；译码AbstractThis design mainly introduces several electrical design with knowledge of eight way responder.Priority encoder circuit, latch, decodercircuit will be teams of the input signal in the display output, and host switch connected, which constitute the main circuit of the responder.After wiring, wiring, commissioning work forming digital answering device.With fewer peripheral component finish vies to answer first the entire process, design of eight way responder, programming is simple, stable and reliable work.For 8 or 8 teams vies to answer first, and the 7 digital tube display first responder group number, automatic locking other people answer after each input, no other answer, the other group switch out of action, and show the first pressing the answer key category.Only when the host press the reset button to again vies to answer first.Key words：Eight way responder；Timing；Time；Code；Decoding目录一、设计内容及设计要求(一)基本功能(二)扩展功能二、设计及原理(一)设计框图(二)设计原理三、抢答器的基本原理及电路的设计方法(一)抢答电路的的设计(二)定时电路的设计(三)报警电路的设计(四)时序控制电路的设计(五)整机电路的设计四、主要器件及功能(一)8线-3线优先编码器74LS148(二)十进制可逆计数器74LS192(三)七段数码管译码器驱动器74LS48(四)锁存器74LS148(五)555定时器五、元器件列表六、设计体会一、设计任务及设计要求（一）基本功能1.设计一个智力抢答器，可同时供8名选手或8个代表队参加比赛，其编号分别是0、1、2、3、4、5、6、7，个用一个抢答按钮，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.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）和抢答开始。
3.抢答器具有数据锁存和显示功能。
抢答开始，若有选手按抢答按钮，编号立即锁存，并在LED数码管上显示选手编号，同时扬声器发出音响提示。
此外，要封锁输入电路，禁止其他选手抢答，并将优先抢答选手的编号一直保持到主持人将系统清零为止。
（二）扩展功能1.抢答器具有定时抢答，且一次抢答的时间长度可以由主持人设定（如30s）。
当主持人启动“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音响，音响持续时间为0.5s左右。
2.参赛选手在设定的时间内抢答，抢答有效；有效抢答结束定时器停止工作，显示器上显示选手的编号和抢答时空的时间，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，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00.二、设计及原理(一)设计原理1.本设计的根本目的在于准确判断出第一抢答者的信号并将其锁存。
实现这一功能可选择使用锁存器实现。
在得到第一信号之后应立即将电路的输入封锁，即使其他组的抢答信号无效。
但是，第一抢答信号应该在主持人发出抢答命令之后才有效。
2.当电路形成第一抢答信号之后，用编码、译码及数码显示电路显示出抢答者的序号，也可以用发光二极管直接指示出序号。
3.在主持人没有按下开始抢答按钮前，参赛者的抢答开关无效；当主持人按下开始抢答按钮后，开始进行30秒倒计时，此时，若有选手抢答，显示该组别并使抢答指示灯亮表示“已有人抢答”；当计时时间到，仍无选手抢答，则计时指示灯灭表示“时间已到”，主持人清零后开始新一轮抢答。
(二)原理框图三、抢答器基本原理及设计方法(一)抢答电路的设计抢答电路的功能有两个，一是能分辨选手按键的先后，并锁存优先抢答者的编号，供译码显示电路用，而是要使其他选手的操作无效。
选用优先编码器74LS148和RS锁存器74LS279可以完成上述功能，其电路组成如图1。
图1 抢答器电路其工作原理是：当主持人的控制开关处于“清除”位置时，RS触发器的R端为低电平，输出端（4Q—1Q）全部为低电平，于是74LS48的RBI=0，显示器灭灯；74LS148的选通输入端ST=0，74LS148处于工作状态，此时锁存电路不工作。
当主持人将开关拨到“开始”位置时，优先编码电路和锁存电路同时处于工作状态，即抢答器处于等待工作状态，等待输入端I7丶…丶I0输入信号。
当有选手将键按下时（如按下S5），74LS148的输出Y2Y1Y0=0，Y EX=0，经RS锁存器后，CTR=1，B=1，74LS279处于工作状态；4Q3Q2Q=101，经74LS48译码，显示器显示“5”。
此外，CTR=1，使74LS148的ST端为高电平，74LS148处于禁止工作状态，封锁了其他按键的输入。
当选手按下的键松开后，74LS148的Y EX为高电平；但由于CTR 维持高电平不变，所以，74LS148仍处于禁止工作状态，其他按键的输入信号不会被接收。
这就保证了抢答者的优先性及抢答电路的准确性。
当优先抢答者回答完为题后，有主持人操作控制开关S，使抢答电路复位，以便进行下一轮的抢答。
(二)定时电路的设计节目主持人根据抢答题的难易程度，设定一次抢答时间的长度，通过预置时间电路对计数器进行预设。
现选用十进制加/减计数器74LS192进行设计，计时器的时钟脉冲由秒脉冲电路提供，具体电路如图2。
图2 定时电路通过一个555定时器预设答题时间的长度。
无稳态触发器的特点：无外输入信号，外围有RC元件，且6、2端短接在一起。
无稳态触发器也称为多谐振荡器，其输出能够在“0”和“1”之间来回跳变，形成矩形波，输出跳变的原因是因为RC回路的反复充、放电过程导致输入端不断变化。
充放电过程能够自动切换反复进行的条件是：当输出为“1”，能够启动充电回路输入端电位不断抬高，高到逻辑“1”时，输出跳变为“0”；当输出为“0”，能够启动放电回路工作使输入端电位不断降低，低到逻辑“0”时，输出跳变为“1”，555电路充、放电过程可以通过7腿进行，也可以通过输出3腿进行。
图中的多谐振荡器，充、电过程通过7腿进行切换，当输出为“1”，7腿悬空，启动Ucc-R1-R2-地的充电回路，充电过程使6、2端的电位不断提高，高到2/3Ucc时，输出跳变为“0”。
当输出为“1”，7腿对地短接，形成C-R2-7-地的放电回路，放电使的6、2端的电位不断降低，低到1/3Ucc时，输出跳变为“1”，充、放电过程不断反复进行。
该电路由电源对RC充电，由7腿到地对RC放电，而7腿悬空与对地短接恰好可以切换充、放电过程，从而完成计时。
(三)报警电路的设计由555定时器和三极管构成的报警电路如图3所示。
其中555定时器构成多谐振荡器，振荡频率为其输出信号经三极管推动扬声器。
PR为控制信号，当PR为高电平时，多谐振荡器工作；反之，电路停振。
图3 报警电路(四)时序控制电路的设计时序控制电路是抢答器设计的关键，他要完成以下三项功能：①主持人将控制开关拨到“开始”位置时，扬声器发声，抢答器和定时电路进入正常工作状态。
②当参赛选手按动抢答键时，扬声器发声，抢答电路和定时电路停止工作。
③当设定的抢答时间到，无人抢答时，扬声器发声，同时抢答电路和定时电路停止工作。
根据上面的功能要求以及图2-12和图2-13，设计的时序控制电路如图2-15所示。
图中，门G1的作用是控制时钟信号CP的放行与禁止，门G2的作用是控制74LS148 的输入使能端。
图2-15（a）的工作原理是：主持人将控制开关从“清除”位置拨到“开始”位置时，来自于图2-12中的74LS279的输出CTR=0，经G3反相，A=1，则从555输出端来的时钟信号CP能够加到74LS192的CP D时钟输入端，定时电路进行递减记时；同时，在定时时间未到时，来自图2-13中74LS192的借位输出端，G2的输出，使74LS148 处于正常工作状态，从而实现功能①的要求。
当选手在定时长时间内按动抢答键时，CTR=1，经的输出G3反相，A=0，封锁CP信号，定时器处于保持工作状态；同时，门 G2， 74LS148 处于禁止工作状态，从而实现功能②的要求。
当定时时间倒时，来自74LS192的，，74LS148 处于禁止工作状态，禁止选手进行抢答。
同时，门 G1处于关门状态，封锁CP信号，使定时电路保持00状态不变，从而实现功能③的要求。
74LS121用于控制报警电路及发声的时间。
（a）抢答定时电路的时序控制电路（b）报警电路的时序控制电路图4 时序控制电路(五)整机电路设计经过以上各单元电路的设计，从而得到了定时抢答器的整机电路，如图5所示。