八路智力竞赛抢答器设计

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八路智力抢答器课程设计

数字抢答器电路设计一、设计题目八路竞赛抢答器二、课程设计目的1、培养数字电路的设计能力。

2、掌握抢答器电脑设计方法。

三、设计内容和要求3.1 设计内容⒈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。

⒉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。

⒊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。

4.用中小规模集成电路组成智力竞赛抢答器电路，画出各单元电路图和总体逻辑框图，正确描述各单元功能，合理选用电路器件，画出完整的电路设计图以及写出设计总结报告3.2 设计要求⒈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，同时蜂鸣器发出声响。

⒉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。

⒊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。

四、设计总体框如图（一）所示为八路智力竞赛抢答器的总体方框图。

其工作原理如下：抢答器系统原理框图如上所示。

它由主体电路和扩展电路两部分组成，主体电路完成基本抢答后，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，扩展电路完成定时抢答的功能五、单元电路设计方案和原理说明⒈抢答器电路设计其原理说明：(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。

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。

设计八路智力竞赛抢答器

一、设计任务及要求：设计任务：设计八路智力竞赛抢答器。

要求：1.熟悉74LS175、74LS74芯片各引脚的功能，并逐个说明它们的主要技术参数，并简要说明其在电路中的基本作用；2.根据测试数据，简要说明电路的工作原理及本电路能达到的实用功能；3.采用应用设计软件完成电路设计，要求仿真通过并简要说明工作原理。

指导教师签名：年月日二、指导教师评语：指导教师签名：年月日三、成绩验收盖章年月日八路智力竞赛抢答器1 设计目的（1）熟悉74LS175、74LS74芯片各引脚的功能，并逐个说明给出它们的主要技术参数，并简要说明其在电路中的基本作用。

（2）根据测试数据，简要说明电路的工作原理及本电路能达到的实用功能；（3）采用应用设计软件完成电路设计，要求仿真通过；并简要说明工作原理。

2 设计思路如图1所示为总体方框图。

其工作原理为：通电源后，抢答器处于工作状态，灯灭，主持人宣布“开始”，选手开始抢答，抢答器完成：优先判断、编号锁存。

当一轮抢答之后，禁止二次抢答。

如果再次抢答必须由主持人操作“复位”开关。

图1 电路原理框图3 芯片介绍3.1 74LS17574LS175是常用的四位数码寄存器，其引脚排列如图2所示。

图 2 74LS175引脚图图中，D 0～D 3为并行数据输入端，Q 0～Q 3为并行输出端， CP 为时钟输入端（上升沿有效），MR 为清除端（低电平有效）。

74LS175功能表如表1所示。

表 1 74LS175功能表输入输出MR CP D 0D 1 D 2D 3Q 0Q 1 Q 2 Q 3 0 × × × × × 0 0 0 0 1 ↑ D 0 D 1 D 2 D 3 D 0D 1D 2D 31 1 × × × × 保持 1 0 ××××保持3.2 74LS7474LS74内含两个独立的D 上升沿双D 触发器，每个触发器有数据输入（D ）、置位输入（D S ）复位输入（D R ）、时钟输入（CP ）和数据输出（Q 、Q ），其内部结构如图3所示。

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。

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。

八路智力竞赛抢答器的设计

摘要抢答器是一种常见的电子产品，尤其是在各类智力竞猜中，为了实现选手的公平性，性能优良的抢答器往往更能得到各单位的青睐。

这里通过两种设计方案的对比，最终选定了用单片机实现抢答器电路。

由于单片机具有可编程定时器和中断设备，便于实现编程和时间的精确控制。

所用方案电路结构简单，易于实现，它用4个七段数码管来显示，且具有简单精准的报警电路。

所选方案的一个很重要的特点在于具有灵活性，主持人可以根据题目难易进行时间设定，这样进一步保证了公平性。

由于它具有成本低廉，结构简单，且性能优良的诸多优点，必定会得到广泛的应用。

关键词：抢答器，单片机，七段数码管，时间设定目录一方案的概述 (1)1.1 设计内容及要求 (1)1.1.1 设计内容 (1)1.1.2 设计要求 (1)1.2 设计方框图 (2)1.3 抢答器的程序流程 (3)二抢答器单元设计及其说明 (8)2.1主要芯片的介绍 (8)2.2程序流程图 (10)2.3 MAX7219 (12)2.3.1 MAX7219引脚说明 (12)2.3.2 基本的工作方法 (13)2.3.3 MAX7219初始化 (14)2.3.4 部分程序功能介绍 (14)2.4LCD简介 (16)2.4.1LCD和LED的区别 (16)2.4.3显示电路设计和LCD的引脚功能说明 (17)2.4.4液晶显示模块 (18)三抢答器电路原图及仿真 (20)3.1抢答器原理图 (20)3.2仿真软件介绍 (21)3.3仿真测试效果 (22)设计小结 (25)参考文献 (26)附录一 (26)附录二 (27)一方案的概述1.1 设计内容及要求1.1.1 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。

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。

八路智力竞赛抢答器课程设计

赣南师院物理与电子信息学院数字电路课程设计报告书姓名：班级：电子信息工程学号：时间：图1，抢答器总体框图根据对功能要求的简要分析，将抢答器电路分为主体电路和扩展电路两部分组成。

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的功能。

其工作过程是：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，定时显示器上显示设定的时间，当节目主持人宣布抢答题目后，说一声“抢答开始”，同时将控制开关拨到“开始”位置，扬声器给出声响提示，抢答器处于工作状态，定时器倒计时。

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按动抢答按钮时，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，使系统恢复到禁止工作状态，以便进行下一轮抢答。

1.4单元电路设计设计过程1.4.1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按钮操作无效。

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2所示。

图2，抢答电路设计过程图3,74LS48引脚图十进数或功能输入BI/RBO输出备注LT RBI D C B A a b c d e f g0 H H 0 0 0 0 H 1 1 1 1 1 1 011 H x 0 0 0 1 H 0 1 1 0 0 0 02 H x 0 0 1 0 H 1 1 0 1 1 0 13 H x 0 0 1 1 H 1 1 1 1 0 0 14 H x 0 1 0 0 H 0 1 1 0 0 1 15 H x 0 1 0 1 H 1 0 1 1 0 1 16 H x 0 1 1 0 H 0 0 1 1 1 1 17 H x 0 1 1 1 H 1 1 1 0 0 0 08 H x 1 0 0 0 H 1 1 1 1 1 1 19 H x 1 0 0 1 H 1 1 1 0 0 1 1设计过程1.4.2定时电路设计节目主持人根据抢答题的难易程度，设定一次抢答的时间，通过预置时间电路对计数器进行预置，选用十进制同步加/减计数器74LS192进行设计，计数器的时钟脉冲由秒脉冲电路提供。

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 。

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。

八路抢答器的设计

2、电路组成
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；

八路竞赛抢答器课程设计

八路竞赛抢答器课程设计目录摘要 (1)1 八路竞赛抢答器的设计要求与设计方案 (2)1.1 八路竞赛抢答器的方案选择与比较.. 21.2 八路竞赛抢答器的元件选择 (3)2 八路竞赛抢答器的硬件设计 (3)2.1 八路竞赛抢答器的硬件框图 (3)2.2 显示电路设计 (4)2.3 电路设计 (4)2.4 开始和复位电路 (5)2.5 总电路 (6)2.6 可编程并行接口8255及其引脚说明 82.7 8086及引脚说明 (10)2.7.1 名称和功能相同的32个引脚 102.7.2 最小模式下的24--31引脚 (12)2.7.3 最大模式下的24--31引脚 (13)3 八路抢答器的软件设计 (15)3.1 主程序流程图 (15)3.2 显示模块程序设计 (16)3.3 延时模块程序设计 (17)3.4 开始模块程序设计 (18)3.5 复位模块程序设计 (18)3.6 程序清单 (19)设计体会与小结 (22)参考文献 (23)摘要随着科学技术的不断发展，促使人们学科学、学技术、学知识的手段多种多样。

抢答器作为一种工具，已经广泛应用于各种智力知识竞赛场合。

但抢答器的使用频率较低，有的制作复杂，有的可靠性低，减少实用性。

本课程设计是基于微机原理与接口技术的简单应用。

通过硬件与软件的结合，用我们刚刚学过的汇编语言编写程序模拟分析了竞赛中抢答系统的运用，结合竞赛的实际情况阐述了抢答系统的工作原理，给出了一种简单实用的多路抢答系统的硬件、软件电路设计方案。

该抢答器由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；若无人抢答，当主持人按下复位按钮时，屏幕显示清零，等待下一轮抢答。

本课题设计了一种采用8255芯片和汇编语言制作的多功能抢答器，实验箱中的开关区和数码显示区共同完成。

主要功能：1.倒计时 2.用LED数码管显示1-8号选手先按下键者的号码。

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。

八路抢答器设计

小组成员：
❶：八组参赛者在进行抢答时，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，并发出声音提示抢答成功 ❷：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 ❸：抢答应具有一个总开关，可以由人控制开始抢答的时间
方案一
抢答器开关→优先编码器→锁存器→译码器→显示器 ↓ ↑ ↑ 主持人 → 控制器 →→→ 发声电路当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扬声器发出短暂响声，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，使系统恢复到禁止工作状态，以便进行下一轮抢答。这种方案原理比较简单，但组装电路比较麻烦，控制电路部分要用几种芯片，相对繁琐。
方案二
抢答器→锁存器↔优先编码器→译码器→显示器 ↑ ↓ 主持人发声电路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、译码电路和译码显示电路，最后显示的是抢答选手的编号，因此当有选手抢答时同时实现编号显示和报警提示
方案的选择相比之下，第二种方案更好些。它的主要优点是控制电路简单，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。而第一种方案电路过于复杂，成本高且不易实践，因此本设计采用方案二。
该电路完成两个功能：一是分辨出选手按键的先后，并锁存电平信号，并通过译码显示电路显示编号；二是使其他选手的抢答信号处于无效状态。该电路主要由八D锁存器74LS373、优先编码器 74LS148七段译码器74LS48、74LS04、和七段数码显示管组成。首先介绍主要芯片的逻辑功能。

八路智能竞赛抢答器设计

课程设计任务书学生姓名：专业班级：通信0706班指导教师：工作单位：信息工程学院题目: 八路智能竞赛抢答器设计初始条件：要求完成地主要任务:1、抢答器电路组成及工作原理2、定时器电路组成及工作原理3、报警及时序控制电路组成及工作原理4、仿真结果分析时间安排：第20周，安排任务（鉴3-302，1.14星期一上午1~4节）第20-21周，绘图仿真设计（鉴主13楼计算机实验室1）第21周，完成（答辩，提交报告，演示）指导教师签名：年月日系主任（或责任教师）签名：年月日目录摘要 (1)1. 抢答器地功能要求 (2)1.1基本功能 (2)1.2扩展功能 (2)2. 方案论证与比较 (2)2.1方案一：采用数字电路 (3)2.2方案二：采用单片机 (3)2.3方案三：采用PLC (4)2.4方案比较 (4)3.总体设计原理与各部分单元电路地设计 (5)3.1数字抢答器总体具体方框图 (5)3.2各部分单元电路地设计 (6)3.3完整电路图设计 (9)4电路调试 (9)4.1抢答器电路 (9)4.3秒脉冲发生电路 (11)4.4时序控制电路 (12)4.4报警电路 (13)4.5整体电路调试 (14)5仿真结果分析 (15)5.1抢答电路仿真 (15)5.2定时电路仿真 (15)5.3总体电路仿真 (16)6心得与体会 (18)7参考资料 (19)8附录：电路中地元件介绍 (20)8.1 优先编码器74LS148 (20)8.2译码器74LS48 (21)8.3同步十进制可逆计数器74LS192 (23)8.4 555芯片 (25)摘要该抢答器主要是基于 7 4系列集成芯片组成电路各个部分，成本较低，且基本能够使用于学校地一些活动中.采用74LS148编码器和74LS279 RS锁存器组成抢答器地核心部分抢答电路.采用74LS192十进制加/减计数器设计抢答器地定时部分，计数器地时钟脉冲电路提供.采用555定时器和三极管构成报警电路，时序控制电路由74LS121产生.采用七段共阴极LED数码管显示抢答序号和定时时间，由74LS48数字显示译码管显示数码管.本文介绍了一种采用数字电路制作地多功能数显抢答器，它除了具有基本地抢答功能之外，还具有定时报警地功能，和数显地功能，当抢答开始后，系统会自动倒计时，并且时间是可以预设地，期间有人抢答地话系统会停止计时，如果期间没人抢答，系统会有短暂地报警，提示抢答结束.AbstractThe device is based mainly on the Number 7 4 series of integrated circuitchips , which are in the lower cost, and be available to some of the school activities.The core of the Answer circuit is composed of 74LS148 and 74LS279 RS encoder latch.74LS192 increase the use of metric / Answer by counter design's timing of the clock pulse counter circuit to provide. Using 555 timer and alarm circuit transistor constitute, timing control circuit is generated by the 74LS121. Seven-Segment LED cathode using a total of digital display and serial number Answer regular time, figures from the 74LS48 decoder digital tube display. In this paper, a digital circuit using a number of significant production Answer multi-functional device, which in addition to the Answer with the basic functions, but also has a regular alarm functions, and several significant features, when the start Answer, the system will automatically countdown, and can be pre-set time period if it was Answer system will stop the clock, if no one Answer period, the alarm system will be short-lived, suggesting that the end Answer.1. 抢答器地功能要求1.1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，他们地编号分别是0、1、2、3、4、5、6、7，各用一个抢答按钮，按号与选手地编号相对应，分别是So、S1、S2、S3、S4、S5、S6、S7.②给节目主持人设置一个控制开关，用来控制系统地清零(编号显示数码管灭灯)和抢答地开始.③ 抢答器具有数据锁存和显示地功能.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地编号，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.优先抢答选手地编号一直保持到主持人将系统清零为止.1.2扩展功能① 抢答器具有定时抢答地功能，且一次抢答地时间可以由主持人设定(如20s).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，同时蜂鸣器发出声响.② 参赛选手在设定地时间内抢答，抢答有效，定时器停止工作，显示器上显示选手地编号和抢答时刻地时间，并保持到主持人将系统清零为止.③ 如果定时抢答地时间已到，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00.2. 方案论证与比较制作抢答器可以用好多地方法，可以用单片机来完成，它地功能强大制作简单，并且外围地元件也很少；也可以用PLC来实现，他地制作也是比较简单；还可以用我们学过地EDA技术来制作；最后也可以用数字电路来实现，它地原理比较简单，集成块地价格也比较便宜且很容易购买，与我们学完地〈〈数字电路〉〉联系紧密，能将我们所学知识用于实际，对巩固所学知识有重要意义，用了一些成型电路，如NE555标准秒脉冲电路等，使总体方案易于实现.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地编号，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地抢答时间，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.2.2方案二：采用单片机图2-2单片机电路构成地抢答器原理方框图2.3方案三：采用PLC此电路地功能如图2-3示，当主持人打开启动开关后，在设定时间TO 内，如果某组抢先按下抢答按钮，则驱动音效电路①发出声响，指示灯LI亮，并且在8段数码管显示器上显示出抢答成功地组号，此时电路实现互锁，其他组再按下抢答按钮为无效。

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。

八路抢答器课程设计cd4511

八路抢答器课程设计cd4511一、教学目标本课程的学习目标包括以下三个方面：1.知识目标：学生需要掌握八路抢答器的基本原理、工作方式以及相关的电路知识。

2.技能目标：学生能够熟练使用八路抢答器，进行相关的实验操作，并能够分析实验结果。

3.情感态度价值观目标：通过本课程的学习，学生能够培养对科学实验的兴趣，提高科学探究的能力，增强团队合作意识。

二、教学内容本课程的教学内容主要包括以下几个部分：1.八路抢答器的基本原理：介绍八路抢答器的工作原理，包括电路结构、工作方式等。

2.八路抢答器的使用方法：详细讲解如何使用八路抢答器进行实验操作，包括接线方式、操作步骤等。

3.八路抢答器的实验操作：进行相关的实验操作，让学生亲手实践，加深对理论知识的理解。

4.实验结果的分析：对实验结果进行分析，让学生学会如何通过实验数据来验证理论知识。

三、教学方法本课程的教学方法包括以下几种：1.讲授法：教师通过讲解相关理论知识，让学生掌握八路抢答器的基本原理。

2.实验法：学生亲自动手进行实验操作，加深对理论知识的理解。

3.讨论法：学生分组讨论实验结果，共同分析问题，培养团队合作意识。

4.案例分析法：通过分析实际案例，让学生学会将理论知识应用到实际问题中。

四、教学资源本课程的教学资源包括以下几种：1.教材：提供相关理论知识的讲解，为学生提供学习参考。

2.实验设备：包括八路抢答器、实验仪器等，为学生提供实践操作的机会。

3.多媒体资料：通过视频、图片等形式，为学生提供丰富的学习资源。

4.参考书：提供更深入的理论知识，为学生拓展视野。

五、教学评估本课程的评估方式包括以下几个方面：1.平时表现：通过观察学生在课堂上的参与程度、提问回答等情况，评估学生的学习态度和理解程度。

2.作业：布置相关的作业，评估学生对知识的掌握程度和应用能力。

3.考试：进行期中和期末考试，全面评估学生对课程知识的掌握情况。

评估方式应客观、公正，能够全面反映学生的学习成果。

八路抢答器实验报告

八路抢答器的实验报告一、设计题目八路抢答器设计二、设计要求1.设计一个竞赛抢答器, 可同时供8名选手或者8个代表队参加比赛, 他们的编号分别是 1.2.3.4.5.6.7、8, 各用一个抢答器的按钮, 按钮的编号与选手的编号相对应。

2.给节目主持人设计一个控制开关, 用来控制系统的清零和抢答开始。

3.抢答器具有数据锁存、显示的功能和声音提示功能。

抢答开始后, 若有选手按动按钮, 编号立即锁存, 在数码管上显示选手的编号, 并有声音提示。

此外, 要封锁其他选手抢答。

优先抢答的选手的编号一致保持到主持人将系统清零为止。

三、设计思路工作原理为:接通电源前, 抢答按钮与清零按钮都未按下。

接通电源后, 主持人清除开关处于工作状态, 抢答器处于工作状态, 编号显示器显示为0, 蜂鸣器未鸣响（为方便控制, 电路设计为清除开关按下时是清零状态, 未按下时为工作状态）。

等一轮抢答完成后（七段数码管显示出优先抢答队员编号, 并蜂鸣器鸣响）, 主持人将清零开关按下数码管清为零, 蜂鸣器停止鸣响。

然后先后把各队员抢答按钮与主持人清零按钮复位。

即可进入下一轮抢答。

原理为：电路中清零按钮控制D触发器集成块74LS175清零端低电平输入, 按下时清零端输入为低电平（清零端低电平有效）, 未按下时输入高电平。

清零后D 触发器集成块74LS175 Q`端输出全变为高电平, 使编码器74HC147（有效输入电平为低电平）无有效低电平输入, 七段数码管上显示为0。

抢答时, 队员按下抢答按钮的时间有先后次序, 电路中每个抢答按钮连接一个D触发器, 当一抢答按钮按下后其对应的触发器锁存住信号, Q`端输出有效低电平, 同时通过反馈电路使D触发器集成块得脉冲信号终止输入, 从而使其他D触发器停止工作, 抢答后也无法锁存。

达到有先输入有先锁存功能。

原理为：根据与门功能特点：只要有一低电平输入输出即为低电平。

当D触发器集成块74LS175输出端输出一有效低电平后, 电路中第7个与门U15A输出即为低电平, 而U15A输出信号又与555触发器构成的多谐振荡器输出信号相与, 因此只要U15A输出低电平, 多谐振荡器产生的脉冲就无法输入, 只有当D触发器集成块74LS175输出端输出全为高电平时脉冲才正常输入, 各D触发器正常工作。

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。