基于Multisim四路抢答器设计
四路抢答器在Multisim12中的完美仿真_程珊
电子技术 • Electronic technology104 •电子技术与软件工程 Electronic Technology & Software Engineering【关键词】Multisim 仿真 抢答器 CD4511 锁存1 引言美国国家仪器（National Instruments）有限公司推出了NI系列电子电路设计软件套件（Circuit Design Suit），Multisim12.0就包含其中，这是款非常实用的电子设计自动化（Electronic Design Automation）软件，被广泛的运用于电路设计、仿真和教学。
然而即使该软件集成了2000多个来自诸如飞利浦、美国国家半导体等知名厂商的最新数据库元件模型，依然难免缺漏。
以二十一世纪高职高专院校规划教材——《应用电子技术》中“四人抢答器电路”为例，如图1，此电子类教材中多有涉及的典型电路若不作修改，是不能被完美仿真的。
2 四路抢答器2.1 四路抢答器设计思路对抢答器具体的功能要求为：每一轮抢答的输出具有唯一性，即显示终端只显示最先按下的那个抢答键对应编号，只有通过解锁电路解锁才能进入下一抢答环节。
因此基本的抢答器应由开关阵列电路、编码电路、译码显示电路、锁存电路以及解锁电路五大部分组成，按图1电路的设计，得到图2模型。
这个成熟的电路利用CD4511的锁存端LE和消隐端实现信号锁存及解锁；利用二-四路抢答器在Multisim12中的完美仿真文/程珊十进制优先编码器CD40147实现按键编码。
然若用Multisim仿真有两个问题：a.信号不能锁存，软件中CD4511元件模型LE端锁存功能无效。
b.无CD40147芯片模型。
基于上述两点，对原电路的锁存和编码部分作出修改。
新设计思路为：a.增加74LS373设计一独立的锁存电路，一按下开关就将信号锁存起来；b.用74LS147替代CD40147。
模图1：四路抢答器图2：抢答器模型框图（1）图3：抢答器模型框图（2）（a）图4：开关阵列电路（b）Electronic technology •电子技术Electronic Technology & Software Engineering 电子技术与软件工程• 105图8：四路抢答器电路设计图图7：译码、显示电路型框图如图3。
四人抢答器 mulstism仿真(计时,锁存,加分,鉴别……)
数字电路课程设计—基于Mulstisim 的智能抢答器设计姓名：学号：200800800144班级：08级通信2班日期：2010年7月3号基于Mulstisim 的智能抢答器设计一、摘要及设计目的：1.学习智力竞赛抢答器电路的工作原理。
2.学习综合数字电子电路的设计、实现和调试方法。
3.设计实现一个可容纳四组参赛者的数字智力竞赛抢答器。
4．要求：每组设置一个抢答按钮供抢答者使用；电路具有第一抢答信号的鉴别和锁存功能。
在此基础上再增加计分电路和犯规电路。
二、设计原理：可将整个系统分为三个主要模块：抢答鉴别模块QDJB；抢答计时模块JSQ；抢答计分模块JFQ。
整个系统的组成框图如图5-5-8所示。
三、设计内容1 抢答显示以及锁存鉴别电路：采用亮灯的方式，亮过一个后其他的灯不在亮，并且开始计时。
利用的是将输出信号‘或’在一起与时钟相与，但有一个灯亮后，时钟信号变成一个恒定的值，不在起作用，完成鉴别的功能。
如图乙灯亮了后，开关丙闭合灯不再亮。
2计时电路：设计在10秒内回答抢答到的问题，采用的原件是十进制计数器74Ls160、译码器、以及数码管。
3.add电路：用加分开关做为时钟信号，并且由指示灯的高低电平决定要加分的人，高低电平变化一次是一个脉冲。
我选择的是每次加1/单位。
4.复位信号：复位开关直接连在d触发器的清零端，完成的功能是：每次抢答完后对计时电路和指示灯电路清零，为下一次抢答做准备。
四.设计结果如图:Key = Space Key = Space Key = SpaceU2AU10AU6AU20AU19U23U24U25A给乙加分，之后复位然后给丙加分,同时丙灯发光Key = Space Key = Space Key = SpaceU2AU10AU6AU20AU19U23U24U25A五 元件清单：六参考文献：数字电路基础设计第三版（教材）电子设计实验（教材）七总结：Multisim 可以很方便的实现计算机仿真和虚拟实验，真的很有趣，它让我感到了以前学的空洞的知识有了依附，能够验证我们学的到底是对是错，在认为是书本错了的时候，有了可以验证的工具。
基于Multisim四路抢答器设计定稿版
基于M u l t i s i m四路抢答器设计HUA system office room 【HUA16H-TTMS2A-HUAS8Q8-HUAH1688】EAD实训课程设计报告课题基于multisim的四路抢答器设计教师专业 13电气工程及其自动化学号姓名2016、4、28一．设计题目基于Multisim四路抢答器设计二．主要内容设计4人数字式竞赛抢答器三．具体要求（1）在给定5V直流电源电压的条件下设计一个可以容纳四组参赛者的抢答器，组成设定一个抢答按钮供参赛者使用。
（2）设置一个系统清零和抢答控制开关K（该开关由主持人控制），当开关K被抢按下时，抢答开始（允许抢答），打开后抢答电路清零。
（3）抢答器具有一个抢答信号的鉴别、锁存及显示功能。
即有抢答信号输入（参赛者的开关中任意一个开关被按下）时，锁存相应的编号，并在LED数码管上显示出来，同时扬声器发生声响。
此时再按其他任何一个抢答器开关均无效，优先抢答选手的编号一直保持不变，直到主持人将系统清除为止。
四．进度安排第一天上午：介绍设计所用仿真软件；布置任务，明确课程设计的完整功能和要求。
下午：图书馆查阅资料。
第二天全天：消化课题,了解设计要求，明确被设计系统的全部功能。
第三天全天：确定总体设计方案，画出系统的原理框图。
第四天全天：绘制单元电路并对单元电路进行仿真。
第五天全天：分析电路，对原设计电路不断修改，获得最佳设计方案。
第六天上午：完成整体设计并仿真验证。
下午：准备课程设计报告。
第七天上午：对课程设计进行现场运行检查，给出实践操作成绩。
五．成绩评定成绩分为三部分：考勤占30%，实践操作占40%，课程设计报告占30%基于Multisim四路抢答器设计一．设计内容基于Multisim四路抢答器设计二．设计目的及要求1．掌握抢答器的工作原理及其设计方法2. 学会用Multisim10软件操作实验内容3. 掌握设计性试验的实验方法基本要求：(1)在给定5V直流电源电压的条件下设计一个可以容纳四组参赛者的抢答器，每组设定一个抢答按钮供参赛者使用。
基于Multisim的多功能智力竞赛抢答器的设计与仿真
三、输入关键词
在智力竞赛抢答器设计中，以下关键词至关重要：
1、稳定性：抢答器的稳定性直接决定了其可用性和可靠性。设计过程中应 采用成熟的硬件和软件方案，确保设备在长时间使用和大量竞赛中稳定运行。
2、可扩展性：考虑到不同竞赛场景和需求，抢答器应具备良好的可扩展性， 以便根据实际需求增加或优化功能。这有助于延长抢答器的使用寿命，并适应未 来可能的变化。
一、需求分析
智力竞赛抢答器的主要需求方是竞赛组织者、参赛者和观众。抢答器应具备 快速、准确、稳定的特点，以便在竞赛中充分发挥作用，提高竞技体验和公平性。 此外，抢答器还需具备良好的操作界面，以便参赛者快速上手。
二、设计思路
1、抢答器外观设计
抢答器的外观应简洁大方，符合现代审美观念。同时，要注重实用性，以便 参赛者能够方便快捷地操作。
2、软件设计
软件部分采用中断程序的方式实现抢答功能。当触发电路检测到抢答信号时， 程序会立即响应并记录选手的抢答时间。同时，软件还需实现倒计时功能、得分 统计功能等多种竞赛所需的功能。
3、用户界面设计
用户界面设计是本设计的重要部分，为了提高使用体验，我们需要设计一个 简单明了、易于操作的界面。界面上包括选手编号、倒计时、得分等信息，以及 控制开关和指示灯等操作元素。
1、电路仿真
通过Multisim软件进行电路仿真，我们验证了触发电路和计数电路的正确性。 在仿真过程中，当触发电路接收到抢答信号时，计数电路开始计数，并且计数过 程可以被停止和清零。
2、软件仿真
通过编写和调试软件代码，我们实现了多种竞赛功能，包括抢答时间记录、 倒计时、得分统计等。软件仿真结果表明，这些功能可以正常工作，且响应时间 快，运行稳定。
3、用户界面设计友好，易于操作和理解； 4、具有较高的响应速度和准确性，确保竞赛的公平性和公正性。
基于Multisim的四路抢答器实验报告
基于Multisim的四路抢答器实验报告说明抢答器是一种在教学、培训等活动中广泛使用的设备。
它可以让学生在课堂上进行互动，提高课堂效率和教学质量。
本实验采用Multisim软件实现了一种四路抢答器。
本文将介绍该抢答器的设计、测试和结果分析。
设计相应材料本实验所需材料如下：1. Multisim软件2. 按钮模块4个3. 7段数码管显示模块4个4. 计时器555电路芯片1个5. 与非门芯片1个6. 逻辑门芯片1个7. LED灯4个8. 蜂鸣器1个9. 电阻若干10. 导线若干电路图本抢答器的电路图如下图所示：其中，K1、K2、K3、K4为四个按键模块，D1、D2、D3、D4为四个7段数码管显示模块。
各个按键模块设置不同的按键编码，同时通过复用7段数码管显示模块，使得仅有一个数码管被激活。
计时器555芯片与与非门芯片共同实现了抢答器的计时和逻辑判断操作，逻辑门芯片和LED灯与蜂鸣器一起完成最终的音光提示。
测试与结果分析本抢答器的测试结果表明，它可以较好地完成四路抢答的功能。
当按下某一路按键时，该路数码管会显示相应的编码，同时其他三个数码管被关闭。
此时，计时器开始计时。
如果其他三个按键先于该键被按下，相应按键模块被锁定，LED灯亮起，蜂鸣器发出声音。
如果该键在其中任意一路键按下后被按下，则该键模块被锁定，相应的LED灯亮起，蜂鸣器发出声音，同时计时器停止。
在进行多次测试后，抢答器表现出了较为稳定的性能。
总结本实验采用Multisim软件实现了一种四路抢答器。
通过计时器、逻辑门、LED灯和蜂鸣器等多个模块的组合，实现了对多路按键的响应和妥善处理。
这种抢答器具有简单明了、易于使用和功能完备等特点，适用于各种现场教育、培训和竞赛场合中。
基于Multisim的四路抢答器实验报告
课程设计说明书课程名称：数字电子技术课程设计题目：四路抢答器《四路抢答器》实验报告一、设计任务与要求1．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。
；2．电路具有定时功能。
要求回答问题的时间≤30秒（显示为29~00），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。
3．具有计分功能。
每组参赛者起始分为100分，抢答后由主持人计分，答对1次加10分，否则减去10分4．在复位状态下台号数码管不作任何显示（灭灯）。
提高要求：5．答题时间还剩5s时，每秒发出提示声音。
二、方案设计与论证本电路系统大致可分为三个模块：1、选手抢答模块；2、计时模块；3、选手计分模块。
其中选手抢答模块必须要实现“锁存”功能以正确实现“抢答”功能。
计时模块应与抢答模块相互联系。
计分模块由主持人控制即可。
方案一：电路的总原理框图如下：抢答电路部分选用74LS148优先编码器、74LS279RS锁存器、74LS48数码管译码器与共阴极7段数码管组成。
该电路主要完成三个功能：1、识别优先按下抢答键的选手并将其译码后显示在数码管上；2、在最先按下抢答键的选手按下的同时将74LS148锁闭，禁止其他选手抢答，以实现锁存的目的；3、在选手按下抢答键的同时给计时电路发送开始计时信号。
计时部分选用两片74LS192可逆计数器、一个秒脉冲信号源、一个蜂鸣发声器以及若干逻辑门组成。
该电路主要完成三个功能：1、在接收到抢答电路部分的抢答信号后即开始向74LS192发送计时信号；2、在倒计时到仅剩五秒开始每秒发出警报；3、在倒计时到00时停止计时并关闭蜂鸣发声器发出声响；分数控制部分选用两片74LS192可逆计数器、单脉冲源及数码管构成。
该电路主要完成对选手分数的加减控制功能。
该部分电路共有三个按键，分别为：分数复位、加分与减分键。
均由主持人控制。
三、单元电路设计与参数计算1、抢答电路设计设计电路如图1所示。
用Multisim实现的四路抢答器实验报告
用Multisim实现的四路抢答器实验报告四路抢答器实训报告宋晓瑜电子信息工程技术目录概述 (3)基本功能 (3)基本构成部分 (3)多谐振荡 (3)倒计时 (3)优先译码 (4)控制端 (4)多谐振荡电路555芯片分析 (6)倒数计数电路74LS192分析 (7)基本控制电路分析 (8)选手抢答 (8)主持人控制端 (8)优先译码芯片74LS148在电路中的作用及分析 (9)参考文献 (10)概述元器件：74LS08、74LS02、74LS04、74LS192、74LS555、74LS148、74LS74基本功能本实训作业最终实现了四路抢答器的效果，设定好需要倒计时的时间后由主持人宣布开始抢答，选手即开始抢答，特定的数码管将显示最先抢到信号的选手号码，在时间到达仍然无人抢答时，计时器到零停止。
基本构成部分多谐振荡电路、倒数计时电路、控制电路、优先译码电路。
多谐振荡通过555芯片进行基本调试模拟连接，构成一个频率为100HZ 的毫秒脉冲电路。
倒计时倒计时电路在工作过程中，实现倒数计时，利用两个74LS192芯片，以毫秒脉冲信号产生的借位信号为第二个192芯片的脉冲信号，从而达到秒计时的效果。
设计时在各输入信号端A,B,C,D接入不同的信号，倒计时的时间值不同。
在选手有抢答信号产生时倒计时停止，抢答时间到零而到无人抢答时自动停止计时。
优先译码在电路运行过程中各个选手的输入信号通过D出发器进行保存，并且送至优先译码芯片中，由于优先译码器的特点是当有输入信号时两个输出端口会输出信号（GS\EO端），具体功能表如下：此功能产生的信号可用来给计时电路发送暂停命令。
控制端控制端有两部分组成：选手控制端、主持人控制端主持人持控制置数端O点表示开始计时，R点表示复位（将选手之前的选择进行清除记忆）R点为点触式开关。
主持人在控制电路时应注意必须将选手之前的选择进行清除才可按下开始按钮。
选手控制端在主持人宣布开始计时后开始抢答，若有人优先抢到机会，则抢答无效，若倒计时计时完毕仍无人抢答则选手将无法进行抢答。
毕业设计-四路智力竞赛抢答器的设计课案
摘要本文设计可供四人抢答的抢答器电路并对其进行仿真。
首先本文提出了一种控制以及计时电路的方案，并对其进行了论证。
设计方案先利用D触发器及优先编码器74LS148N组成的抢答电路实施抢答电路的运行，然后利用555集成电路构成秒脉冲发生器；然后用其产生的矩形波触发倒计时计数器；运用输出的进位电压控制计时器的停止，并发生警报。
然后用Multisim9对电路进行仿真和整体的性能指标测试。
经过测验，得到了比较符合要求的仿真结果。
关键字：D触发器、优先编码器74LS148、七段显示译码器74LS48、555集成电路目录摘要 (I)目录 .............................................................................................................................. I I 绪论 . (1)第1章方案与论证 (2)1.1 设计要求 (2)1.2 方案论证 (2)第2章单元电路设计 (4)2.1 抢答器按键保持与封锁电路 (4)2.1.1 74LS74D触发器 (4)2.2 选手号码显示电路 (6)2.2.1 74LS148优先编码器 (6)2.2.2 74LS248七段译码器 (8)2.3 脉冲发生器电路 (10)2.3.1 555定时器 (10)2.4 8421BCD码递减计数器电路 (12)2.4.1 十进制可逆计数器74LS192 (12)2.5 抢答及限时鸣响电路 (14)2.5.1 74LS04非门 (14)2.5.2 74LS02与非门 (15)总结 (17)参考文献 (18)附录Ⅰ总电路图 (19)附录Ⅱ元器件清单 (20)绪论关于这次设计的用于多人竞赛抢答的器件，在现实生活中很常见，尤其是在随着各种智益电视节目的不断发展，越来越多的竞赛抢答器被用在了其中，这种抢答器的好处是不仅能够锻炼参赛选手的反应能力，而且能增加节目现场的紧张、活跃气氛，让观众看得更有情趣。
基于multisim的四路智力抢答器的答辩过程
基于multisim的四路智力抢答器的答辩过程在四路智力抢答器的答辩过程中，我将通过Multisim进行系统设计和仿真，展示其硬件电路设计和软件程序实现的功能和性能。
首先，我将从系统的需求出发，设计出符合要求的硬件电路。
四路智力抢答器是一个自动评分系统，需要包括四个答题器和一个主控单元。
答题器通过按钮输入答案，主控单元通过计算机程序控制答题器的工作。
因此，在电路设计中，我将采用数字逻辑电路和微控制器相结合的方式来完成。
在Multisim中，我首先通过集成电路库选择适合的数字逻辑元件和微控制器，然后将它们连接在一起。
对于答题器，我采用按钮开关作为输入装置，然后通过与或非门进行逻辑运算，输出到LED灯进行指示。
对于主控单元，我选择了ATmega16微控制器，它具有足够的输入输出接口和处理能力。
接下来，我将使用Multisim进行电路的仿真。
通过设置按钮开关的状态，我可以模拟用户输入答案的过程。
通过观察LED灯的亮灭情况，我可以验证逻辑电路的运行是否正确。
同时，通过观察微控制器的输出信号，我可以确保主控单元与答题器之间的通信是否正常。
在仿真过程中，如果发现电路出现问题，我可以通过调整参数或更换元件来解决。
例如，如果LED灯不亮，我可以检查逻辑门之间的连接是否正确，或者通过改变电阻的值来调整电流大小。
通过不断的优化和调试，我可以确保电路的正常工作。
在设计和仿真完成后，我将进行答辩演示。
我将向评委展示整个系统的硬件电路和软件程序，并解释每个部分的功能和设计思路。
同时，我将演示系统的实际运行效果，通过按下按钮并观察LED灯的亮灭情况来展示答题器的工作状态。
通过与主控单元的通信，我还可以展示主控单元的计算和评分功能。
在答辩过程中，我将详细讲解Multisim在整个设计和仿真过程中的作用，包括选取元件、建立电路连接、设置开关状态、观察输出信号等。
同时，我还将解释Multisim在电路调试和优化中的重要性，以及在不断优化电路性能和提高系统稳定性方面的作用。
基于Multisim四路抢答器设计
EAD实训课程设计报告课题基于multisim的四路抢答器设计教师专业13电气工程及其自动化学号姓名2016、4、28 一．设计题目基于Multisim四路抢答器设计二．主要内容设计4人数字式竞赛抢答器三．具体要求〔1〕在给定5V直流电源电压的条件下设计一个可以容纳四组参赛者的抢答器，组成设定一个抢答按钮供参赛者使用。
〔2〕设置一个系统清零和抢答控制开关K〔该开关由主持人控制〕，当开关K被抢按下时，抢答开场〔允许抢答〕，翻开后抢答电路清零。
〔3〕抢答器具有一个抢答信号的鉴别、锁存及显示功能。
即有抢答信号输入〔参赛者的开关中任意一个开关被按下〕时，锁存相应的编号，并在LED数码管上显示出来，同时扬声器发生声响。
此时再按其他任何一个抢答器开关均无效，优先抢答选手的编号一直保持不变，直到主持人将系统去除为止。
四．进度安排第一天上午：介绍设计所用仿真软件；布置任务，明确课程设计的完整功能和要求。
下午：图书馆查阅资料。
第二天全天：消化课题,了解设计要求，明确被设计系统的全部功能。
第三天全天：确定总体设计方案，画出系统的原理框图。
第四天全天：绘制单元电路并对单元电路进展仿真。
第五天全天：分析电路，对原设计电路不断修改，获得最正确设计方案。
第六天上午：完成整体设计并仿真验证。
下午：准备课程设计报告。
第七天上午：对课程设计进展现场运行检查，给出实践操作成绩。
五．成绩评定成绩分为三局部：考勤占30%，实践操作占40%，课程设计报告占30%基于Multisim四路抢答器设计一．设计内容基于Multisim四路抢答器设计二．设计目的及要求1．掌握抢答器的工作原理及其设计方法2. 学会用Multisim10软件操作实验内容3. 掌握设计性试验的实验方法根本要求：(1)在给定5V直流电源电压的条件下设计一个可以容纳四组参赛者的抢答器，每组设定一个抢答按钮供参赛者使用。
(2)设置一个系统清零和抢答控制开关K〔该开关由主持人控制〕，当开关K被按下时，抢答开场〔允许抢答〕，翻开后抢答电路清零。
4路智力竞赛抢答器课程设计任务书
1、电路板的布局及焊接
2、系统调试
3、撰写课程设计说明书
4、课程设计答辩
指导教
师签字
教研室
主任签字
说明：1、此表一式三份，院、学科组、学生各一份2、学生那份任务书要求装订到课程设计报告前面。
[2]数字电子技术基础.阎石.北京.高等教育出版社。
[3]数字电子技术基础.康华光.北京.高等教育出版社.2008年.第五版。
[4]集成电子技术.蔡惟铮.北京.高等教育出版社.2004年.第一版
周次
第一周
第二周
应
完
成
内
容
1、查阅资料
2、学习设计软件的使用
3、利用软件设计4路智力竞赛抢答器电路，具有选手显示、优先抢答的功能
设
计
要
求
本次课程设计需要完成以下要求：
1、4路智力竞赛抢答器电路应具备选手优先抢答,并以发光二极管表示抢答成功信号，数码管显示数字作为显示抢答者信号.
2、整体电路布局合理，线路清晰
3、课程设计说明书条理清晰，结构合理，格式规范
参
考
资
料
[1]数字电路与逻辑设计.胡锦.北京.高等教育出版社.2010.5。
塔里木大学课程设计任务书
课程名称：现代电子技术
课程所属教研室：计算机021212107
学生姓名
罗志坚
（专业）班级
通信16-1班
学号
5021212125
学生姓名
古再丽
学号
学生姓名
设计题目
4路智力竞赛抢答器的设计
设
计
技
术
内
容
本设计主要在multisim的工作环境下设计一个4路智力竞赛抢答器电路，做了以下设计内容：
4路抢答器课程设计报告
4路抢答器设计报告目录一．设计任务和要求11.1设计目的11.2设计任务21.3设计要求2二．设计的方案的选择与论证2三．电路设计计算与分析33.1锁存电路的设计33.2编码器电路的设计43.3译码器电路和数码管显示电路的设计53.4倒计时电路的设计73.5时钟电路的设计93.5整体电路（具体清晰电路请详见附件）9四．总结及心得10五．附录12六．参考资料12一．设计任务和要求1.1设计目的（1）掌握数字抢答器的设计方法。
（2）学会安装与调试由分立器件与集成电路组成的多级电子电路小系统。
1.2设计任务设计四路抢答器，具体要求如下：（1）主持人按动启动按钮，抢答开始，同时开始10秒的倒计时；（2）四名抢答选手编号分别为1-4，各自控制一个按钮进行抢答，有人按下时，扬声器给出声音提示，倒计时电路停止计时，同时显示抢答选手的,。
（3）选用7段LED做显示器。
1.3设计要求（1）合理的设计硬件电路，说明工作原理及设计过程，画出相关的电路原理图（运用Multisim电路仿真软件）；（2）选择常用的电器元件（说明电器元件选择的过程和依据）；（3）对电路进行局部或整体仿真分析；（4）按照规要求，按时提交课程设计报告（打印或手写），并完成相应答辩。
二．设计的方案的选择与论证抢答电路：使用74ls175作为锁存电路，当有人抢答时，利用锁存器的输出信号号将时钟脉冲置零，74ls175立即被锁存，同时蜂鸣器鸣叫，这时抢答无效，使用74ls148作为编码器，对输入的型号进行编码，输出4位的BCD码，再将这四位的BCD码输入共阳极数码管里显示出抢答者的编号。
主持人电路：；利用74ls190计数器作为倒计时的芯片，当主持人按下抢答按钮时，74ls190被置九，同时将显示上次抢到题目的选手编号的数码管清零，并开始倒计时，，并通过74ls47编码器将记时时间进行编码，并送到7段共阳极数码管，显示此时的时间。
假如在9秒有人抢答，则计数器停止倒计时，将锁存器锁存，禁止选手抢答，蜂鸣器鸣叫。
四路抢答器实验设计
-课程设计说明书-石油化工学院课程设计任务书一、设计题目四路抢答器二、主要容及要求（1）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。
（2）电路具有定时功能。
要求回答问题的时间≤30秒（显示为29~00），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。
（3）具有计分功能。
每组参赛者起始分为100分，抢答后由主持人计分，答对1次加10分，否则减去10分（4）在复位状态下台号数码管不作任何显示（灭灯）。
提高要求：（5）答题时间还剩5s时，每秒发出提示声音。
三、进度安排1、掌握multisim仿真器软件的使用（5月25号）。
2、去图书馆和网上查找需要的资料，并整理好。
（5月26日）。
3、对课程设计的要求进行理解，初步设计。
（5月27日）。
4、整体设计开始，并逐步改进和调试。
（5月29日）5、完成设计并写课程设计说明书。
（5月30日）6、课题答辩（6月20日）四、总评成绩指导教师学生签名抢答器电路设计一、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、方案设计与论证如图所示为总体方框图。
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。
定时器倒计时，选手在定时时间抢答时，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。
如果再次抢答必须由主持人再次操作“清除”和“开始”状态开关。
四路抢答器课程设计报告
四路抢答器课程设计报告绪言为了加深对数字电子技术课程理论知识的理解，有效地提高动手能力，独立分析问题、解决问题能力，协调能力和创造性思维能力，树立严谨的科学作风，培养综合运用理论知识解决实际问题的能力。
现设计一个四人智能抢答器，通过电路的设计、安装、调试、整理资料等环节，初步掌握工程设计方法和组织实践的基本技能，逐步熟悉开展科学实践的程序和方法。
四人智力竞赛抢答器一、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。
由主持人控制，抢答前锁定抢答器，抢答时开启电路；用发光二极管LED显示哪个选手抢到。
2．设计要求（1）4名选手编号为：1，2，3，4。
各有一个抢答按钮和发光二极管，按钮和发光二极管的编号都与选手的编号对应，也分别为1，2，3，4。
（2）给主持人设置一个控制按钮，用来控制系统清零和抢答的开始。
（3）抢答器具有数据锁存功能。
抢答开始后，若有选手按动抢答按钮，该选手编号立即锁存，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。
、电路原理分析下图为供4人用的智力竞赛抢答装置电路，用以判断抢答优先权。
图中F1为4D触发器74LS175，它具有公共置0端和公共CP端；F2为双4输入与非门74LS20；F3是由74LS00组成的多谐振荡器；F4是由74LS74组成的4分频电路。
F3，F4组成抢答电路中的CP时钟脉冲源。
抢答开始时，由主持人清除信号，按下复位开关S5，74LS175的输出Q1~Q4全为0，所有发光二极管LED均熄灭。
当主持人宣布“抢答开始”后，首先做出判断的参赛者立即按下开关，对应的发光二极管点亮，同时，通过与非门F2送出的信号锁住其余3个抢答者的电路，不再接受其他信号，直到主持人再次清除信号为止。
四人智力抢答器原理图三、电路设计与单元电路分析1.电路设计电路由选手开关电路、主持人开关电路、触发锁存电路、时间脉冲电路、抢答鉴别电路和显示电路组成。
基于Multisim 10的四路智力竞赛抢答器_广大
基于Multisim 10的四路智力竞赛抢答器陈海兵（广州大学机械与电气工程学院，广州51006）摘要：基于Multisim 10 的四路智力竞赛抢答器，可广泛用于各种智力竞赛抢答环节。
四路智力竞赛抢答器电路主要由抢答电路，倒计时电路，报警封锁电路，时序控制电路等组成。
实验结果表明，该仿真方法真实、准确。
设计出的四路智力竞赛抢答器具有实用性强，操作简单，成本低廉等特点。
关键词：Multisim 10；四路智力竞赛抢答器；电路设计；仿真1 引言20世纪90年代，电子和计算机技术专家致力于探索新的电子电路设计方法，并在设计方法和设计工具等方面取得了巨大成功。
EDA(Electronic Design Automation，电子设计自动化)技术是在CAD(Computer Aided Design,计算机辅助设计)、CAM（Computer Aided Manufacturing，计算机辅助制造）、CAT(Computer Aided Testing,计算机辅助测试)和CAE（Computer Aided Engineering,计算机辅助工程）的基础上发展起来的计算机软件系统，在教学、科研、产品设计与制造等各方面都发挥了巨大的作用。
[1]Multisim 10 是美国NI公司推出的Multisim新版本。
它是一个完整的设计工具系统，提供了一个庞大的元件数据库，并提供原理图输入接口、全部的数模SPICE仿真功能、VHDL/Vreilog设计接口与仿真功能等。
与传统的电子电路设计与实验方法相比，具有如下特点：设计与实验可以同步进行，可以边设计边实验，修改调试方便；设计和实验用的元器件及测试仪器仪表齐全，可以完成各种类型的电路设计实验；可以方便对电路参数进行测试和分析；实验不消耗实际的元器件，实验所需元器件的种类和数量不受限制，实验成本低，实验速度快，效率高；设计和实验成功的电路可以直接在产品中使用。
[2]本文介绍以Multisim 10为平台设计一个四人智力竞赛抢答器。
基于Multisim的四人抢答器设计与仿真
设计报告题目: 基于Multisim的四人抢答器设计与仿真课程：通信终端设计项目实训专业：电子信息工程技术班级： 1401011学号： *********学生姓名：***2016年 03月14日1任务目标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S5，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LED 灯变亮，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。
5）记忆功能。
电路能够保存第一个按下开关者的信号，让其对应的信号灯自动保持长亮，从而答题者不用长按开关。
并且该信号还要对屏蔽电路起作用。
6）屏蔽功能。
当第一个灯亮起之后，电路能够使用记忆的信号，屏蔽掉其他后继答题者的开关信号，使其他的灯不会再亮.7）恢复功能.主持人开关可以使电路恢复到初始状态。
2 总体设计思路上升沿触发D 触发器的功能按照抢答的规则，首先.电路能对第一个按下抢答开关的答题者迅速做出反应，对应的灯要亮，并且灯亮起之后，该答题者不必长按开关，电路可以自行工作，保持灯亮。
其次，当有一盏抢答灯亮起之抢答按钮和主持人复位按钮输入部分控制部分（触发器） 输出显示部分逻辑控制部分后，其他答题者后继的开关按下信号不会使其它的信号灯亮。
最后，当本次答题结束后，主持人的开关可以关闭亮起来的灯，使电路恢复初始状态，等待下一次的抢答。
2.1输入部分抢答按钮按下时，输入高电平有效。
2.2触发器该触发器是1个D触发器74LS175，它具有置0端，置1端和CP 端；1个4输入与门，1个二输入与门；四个轻触开关，它们组成抢答电路中的CP时钟脉冲源，抢答开始时，由主持人清除信号，按下复位开关S5，74LS175的输出Q 1非～Q 4非全为1，所有发光二极管LED均熄灭，当主持人宣布“抢答开始”后，首先作出判断的参赛者立即按下开关，对应的发光二极管点亮，同时，通过与门送出信号锁住其余三个抢答者的电路，不再接受其它信号，直到主持人再次清除信号为止。
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。
基于multisim的四路智力抢答器的答辩过程
基于multisim的四路智力抢答器的答辩过程答辩过程：首先，我想强调的是四路智力抢答器（Four Channels Intelligent Buzzer）是一个基于Multisim软件实现的模拟电路项目。
它的设计灵感来自于娱乐节目中常用的抢答器系统，我们将其引入到了教育领域中，帮助学生在课堂中进行智力竞赛。
在这个答辩过程中，我将结合PPT和实物展示这个四路智力抢答器的设计原理、功能特点以及实验效果，并回答评委们可能提出的问题。
首先，让我来介绍一下四路智力抢答器的设计原理。
该抢答器由四个独立的信号输入接口、一个显示屏和四个LED指示灯组成。
每个信号输入接口连接一个按键开关，当按下任意一个按键时，对应的信号输入接口会向控制部分发送一个电信号，表示该选手按下了抢答按钮。
控制部分会根据信号的先后顺序，通过数字显示屏和指示灯来显示正确答题选手。
接下来，我将详细说明抢答器的主要功能特点。
首先，在四路智力抢答器的设计中，我们采用了四个独立的信号输入接口，实现了四个选手同时抢答的功能。
这样不仅能够增加课堂互动和竞争氛围，还能够提高学生们的参与度和注意力。
其次，我们采用了数字显示屏和LED指示灯来显示正确答题选手的信息，简洁明了。
选手按下抢答按钮后，不仅可以在显示屏上看到自己的抢答时刻，还可以通过LED指示灯了解其他选手的抢答情况。
最后，这个抢答器的设计还考虑了电路的稳定性和安全性，通过添加合适的电阻和电容等元件，提高了电路的抗干扰能力和安全性。
现在，我将通过Multisim软件进行实际演示，展示四路智力抢答器的实验效果。
首先，我将连接四个信号输入接口，并通过按键模拟选手的抢答行为。
Multisim软件将会实时显示每个选手的抢答时刻，并通过LED指示灯来指示正确答题选手。
我还会通过改变抢答时序，演示不同选手的抢答情况，以及抢答器的快速响应能力。
最后，我将回答评委们可能提出的问题。
例如，他们可能会问抢答器的电路原理是怎样的，它如何实现四个选手同时抢答的功能，是否可以扩展到更多的选手。
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课程设计报告
课题基于multisim的四路抢答器设计
教师
专业13电气工程及其自动化
学号
姓名
2016、4、28
一．设计题目
基于Multisim四路抢答器设计
二．主要内容
设计4人数字式竞赛抢答器
三．具体要求
（1）在给定5V直流电源电压的条件下设计一个可以容纳四组参赛者的抢答器，组成设定一个抢答按钮供参赛者使用。
（2）设置一个系统清零和抢答控制开关K（该开关由主持人控制），当开关K被抢按下时，抢答开始（允许抢答），打开后抢答电路清零。
（3）抢答器具有一个抢答信号的鉴别、锁存及显示功能。
即有抢答信号输入（参赛者的开关中任意一个开关被按下）时，锁存相应的编号，
并在LED数码管上显示出来，同时扬声器发生声响。
此时再按其他任
何一个抢答器开关均无效，优先抢答选手的编号一直保持不变，直到
主持人将系统清除为止。
四．进度安排
第一天上午：介绍设计所用仿真软件；布置任务，明确课程设计的完整功能和要求。
下午：图书馆查阅资料。
第二天全天：消化课题,了解设计要求，明确被设计系统的全部功能。
第三天全天：确定总体设计方案，画出系统的原理框图。
第四天全天：绘制单元电路并对单元电路进行仿真。
第五天全天：分析电路，对原设计电路不断修改，获得最佳设计方案。
第六天上午：完成整体设计并仿真验证。
下午：准备课程设计报告。
第七天上午：对课程设计进行现场运行检查，给出实践操作成绩。
五．成绩评定
成绩分为三部分：考勤占30%，实践操作占40%，课程设计报告占30%
基于Multisim四路抢答器设计
一．设计内容
基于Multisim四路抢答器设计
二．设计目的及要求
1．掌握抢答器的工作原理及其设计方法
2.学会用Multisim10软件操作实验内容
3.掌握设计性试验的实验方法
基本要求：
(1)在给定5V直流电源电压的条件下设计一个可以容纳四组参赛者的抢答
器，每组设定一个抢答按钮供参赛者使用。
(2)设置一个系统清零和抢答控制开关K（该开关由主持人控制），当开关K
被按下时，抢答开始（允许抢答），打开后抢答电路清零。
(3)抢答器具有一个抢答信号的鉴别、锁存及显示功能。
即有抢答信号输入（参
赛者的开关中任意一个开关被按下）时，锁存相应的编号，并在LED数码
管上显示出来，同时扬声器发生声响。
此时再按其他任何一个抢答器开关
均无效，优先抢答选手的编号一直保持不变，直到主持人将系统清除为止。
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。
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，系统封锁输入电路，禁止选手超时后抢答，时间显示器上显示0。
三．设计思路
四．设计器材及说明
设计器材芯片名称数量（只）
74LS20D四输入与非门2
74LS190D加减发器1
74LS175N四D触发器1
74LS21N四输入与门1
74LS148D8线3线编码器1
74LS04D非门3
数码管————2 LED RED红色发光二极管4 LED BLUE蓝色发光二极管1 BUZZER蜂鸣器4
74LS190D为加减法器，~cten端为使能端，~LOAD端为预置端，~U/D接入低电平时为加法器，接入高电平时为减法器,CLK为时钟输入端，~RCO借位端（高电平时）。
74LS175D，4D触发器~CLR清零端，CLK为脉冲输入端
74LS148D，低电平有效的8-3线编码器。
五．设计原理及过程
图一
如图1：锁存电路完成功能：74LS21、74LS20组成控制74LS175脉冲信号输入的控制电路，主持人清零后，在抢答时间内，如果有选手抢答，74LS21的输出端为0，则74LS20的输入端为0，由于74LS20为与非门，输出端始终为1，使得clock 端无法输入脉冲信号，达到锁存效果，该部分电路锁存选手的编号，同时封锁其他选手的编号。
图二
图三
如图二：为编码，译码，显示电路：锁存电路对选手编号锁存后，优先编码器74LS148芯片立即分辨出抢答者的编号，然后将输入端编码译成8421BCD，数码管显示对应抢答者的编号。
同时选手编号对应的LED灯亮，蜂鸣器发出短暂响声（如图三），提醒主持人。
图四
如图四：计时电路：74LS190为加/减法器，将输入端A、D接高电平预置输入9，即倒计时器从9开始倒计时，主持人清零后，LOAD端接入1，74LS190为减法器，并开始工作，定时器开始倒计时，在规定的时间内（10秒），如果有选手抢答，74LS20输入端为0输出端为1，74LS190脉冲输入端截止，计时电路停止工作，显示器显示抢答剩余时间，LED5不亮。
如果没有选手抢答，倒数到0后，74LS190输出端13输出低电平，同时LED5发出蓝色光，并控制锁存脉冲电路，使锁存电路停止工作，此时即使有选手抢答仍无效。
图五（静止时的电路）
图六（工作时的电路）
如图六：具体工作过程：若A路先闭合开关，则D1输入高点平，Q1输出高电平，LED1亮，显示器显示1，同时1号蜂鸣器发出响声。
而~Q1输出低电平，接入74LS21，74LS20后，触发器停止工作。
此时如果有其他选手再闭合开关时，由于触发器不工作，其他选手对应的LED灯不亮，蜂鸣器不响，示器上仍显示为1。
74LS148译码器输入端Q1=0，Q2=1，Q3=1，Q4=1，则74LS148的输出为100，通过74LS04非门电路转换为001，则显示器显示1。
六．设计结果与分析
（一）1、四个选手各有一个抢答按键，各对应一个指示灯；
2、主持人有控制指示灯和报警声的复位键和允许抢答控制键和一个犯规
指示灯，当选手在允许抢答前按开关时，对应的指示灯亮，犯规灯亮，
警报声响。
（二）调试过程中遇到的问题、以及改进、调试的方法
1．一开始蜂鸣器不响，试过多种方法也响不了，后来发现蜂鸣器的额定电压和频率可以编辑，通过改蜂鸣器额定电压和频率即可。
2．在使用74LS190D是数码管总是从9-0再从9-0循环无法停止，后来经过我们在12，13输出端加入发光二极管测试后发现13端口为借
位端，当数字由9-0时13输出端产生一个下降沿，我们将其输入到
控制74LS190脉冲信号的与非门后实现了当数字从9-0后自动停止
的初衷，并将13输出端接入蓝色发光二极管，使之成为无人抢答的
报警信号灯，实现了一个倒计时并报警的功能拓展。
3．抢答电路有问题，不能实现应有功能，主要是电路导线点错连接处，通过排查已经解决。
（三）了解了抢答器的工作原理，而且感觉电路的界面，器件的排布直接影响到整体电路的美观性、理解性，所以以后设计电路时，要在连接正确的基础
上争取界面整洁，干净。
而且感觉电路的界面，器件的排布直接影响到整
体电路的美观性、理解性，所以以后设计电路时，要在连接正确的基础上
争取界面整洁，干净。
七．设计体会
我们学习了数字电路，对电子技术有了一些了解，但那都是一些理论的东西。
通过这次抢答器课程设计，我才把学到的东西与实践相结合，使我们将课堂上的理论知识有了进步的了解，并增强了对数字电子技术这门课程的兴趣。
了解了更多电子元件的工作原理。
在这次抢答器设计过程中，更进一步地熟悉了芯片的结构级掌握了各种芯片的工作原理和其具体的使用方法。
也锻炼了自己的通过查看相关资料来解决问题的能力。
极大程度的节约了耗材，在实际生产活动在实践中有着十分重要的作用。
在这次试验中，我对Multisim软件有了更进一步的了解，这是我在以后的学习中更加的得心应手。
试验中借助仿真软件不仅可以把课堂里学到的直接应用，而且还可以把各个知识点祝贺为一个整体。
在这次时间的过程中学到了一些初技能以外的其他东西，我体会到了学习的乐趣，培养了我独立思考的能力，激发了我对电路设计的兴趣。
领略到了别人在处理问题是显示的优秀品质，更深切的体会到人与人之间的那种相互协调合作的机制，最重要的还是自己对一些问题的看法产生了良性变化。
八．参考书目
《数字逻辑电路实验及课程设计指导书》自编
《电子技术基础数字部分》康华光主编
《基于multisim10的电子仿真实验与设计》王连英主编
《数字电路课程设计与实验》李维主编。