数字电子技术项目5 智力竞赛抢答器的制作
数字电路设计---四人抢答器
一、设计任务与要求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，同时扬声器发出短暂的声响，声响持续的时间0.5秒左右。
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。
二、预习要求1．复习编码器、十进制加/减计数器的工作原理。
2．设计可预置时间的定时电路。
3．分析与设计时序控制电路。
4. 画出定时抢答器的整机逻辑电路图三、设计原理与参考电路1．数字抢答器总体方框图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"清除"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?quot;开始"状态，宣布"开始"抢答器工作。
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、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。
2．单元电路设计(1) 抢答器电路参考电路如图所示。
该电路完成两个功能：一是分辨出选手按键的先后，并锁存优先抢答者的编号，同时译码显示电路显示编号；二是禁止其他选手按键操作无效。
数字电子技术-4人智力竞赛抢答器
4人智力竞赛抢答器内容摘要：该抢答器用数字显示抢答倒计时时间，由“9”倒计到“0”时，蜂鸣器连续响0.5秒。
选手抢答时，显示选手号，同时蜂鸣器响0.5秒，倒计时停止。
该电路采用石英晶体振荡器产生频率为1Hz的脉冲信号，起振快，定时精度高，使用方便。
一、设计内容及要求：1. 设计内容：本课题要求设计一台可供4名选手参加比赛的智力竞赛抢答器。
2. 设计要求：14名选手编号为；1，2，3，4。
各有一个抢答按钮，按钮的编号与选手的编号对应，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（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，改选手编号立即锁存，并在编号显示器上显示该编号，同时扬声器给出音响提示，同时封锁输入编码电路，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（9秒）抢答的功能。
当主持人按下开始按钮后，要求定时器开始倒计时，并用定时显示器显示倒计时时间，同时扬声器发出音响，音响持续0.5秒。
参赛选手在设定时间（9秒）内抢答，抢答有效，扬声器发出音响，音响持续0.5秒，同时定时器停止倒计时，编号显示器上显示选手的编号，定时显示器上显示剩余抢答时间，并保持到主持人将系统清零为止。
5如果定时抢答时间已到，却没有选手抢答时，本次抢答无效。
系统扬声器报警（音响持续0.5秒），并封锁输入编码电路，禁止选手超时后抢答，时间显示器显示0。
6石英晶体振荡器产生频率为1Hz的脉冲信号，作为定时计数器的CP信号。
7二、电路工作原理：电路由脉冲产生电路，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音响产生。
主持人开始时，倒计时电路启动由9计到0，如有选手抢答，倒计时停止。
三、选定系统设计方案，画出系统框图4人智力竞赛抢答器系统框图如下所示四、单元电路设计参数计算及元器件选择1. 以锁存器为中心的编码显示电路。
电子技术自主设计实验报告 ——四人抢答器
自主设计实验5.6智力竞赛抢答器设计1.实验目的1）熟悉74LS174 D触发器的管脚排列及功能。
2）熟悉74LS00、74LS20与非门的管脚排列及功能。
3）设计相应的电路图，标注元器件参数，并进行实验。
2.总体设计方案或技术路线利用74LS175 D触发器设计供四人用的智力竞赛抢答器，用以判断抢答优先权。
抢答开始之前，由主持人按下复位开关清除信号，所有的指示灯和数码管均熄灭。
当主持人宣布“开始抢答”后，首先做出判断的参赛者立即按下按钮，对应的指示灯点亮，同时数码管显示该选手的序号，而其余三个参赛者的按钮将不起作用，信号也不再被输出，直到支持人再次清除信号为止。
数码管显示要求利用试验箱上的CD4511数码管实现。
但由于没有买到74LS175 D 触发器，故选择了74LS174 D触发器为六上升沿D触发器来替代作为实验中的主要器件。
74LS174 D触发器输出仅有Q没有Q__，为实现功能通过74LS04非门或74LS00与非门来实现。
3.实验电路图(1)芯片管脚排列图74LS174(2)初步设计电路（3）改进后电路完全用芯片连接4. 仪器设备名称、型号1）直流稳压电源 1台2）数字万用表 1只3）EEL-69模拟、数字电子技术实验箱 1台74LS174D触发器，74LS00、74LS20与非门，74LS04非门，CD4511数码管，电阻，电容，导线若干。
5.理论分析或仿真分析结果（1）理论分析清零端R__D和时钟脉冲C是六个D触发器共用的。
抢答前先清零，1Q-4Q均为“0”，相应的发光二极管LED1-LED4都不亮；1Q__-4Q__均为“1”,与非门G1输出为“0”，扬声器不响。
同时G2输出为“1”，将G3打开，时钟脉冲C可以经过G3进入D触发器的C端。
此时，由于S1-S4均未按下，1D-4D均为“0”，所以触发器的状态不变。
抢答开始，若S1首先被按下，1D和1Q均变为“1”，相应的发光二极管LED1亮；1Q__变为“0”，G1的输出为“1”，扬声器发响。
抢答器的设计与制作（五篇范例）
抢答器的设计与制作（五篇范例）第一篇：抢答器的设计与制作抢答器的设计与制作抢答器是竞赛问答中一种常用的必备装置,从原理上讲,它是一种典型的数字电路,其中包括了组合逻辑电路和时序电路。
从有利于学习的角度考虑，这里主要介绍以中小规模集成电路和ＰＬＤ器件设计抢答器的方法。
1抢答器的基本组成及工作原理1.1抢答器的组成抢答器的一般构成框图如图1.1所示。
它主要由开关阵列电路、触发锁存电路、编码器、7段显示器几部分组成。
下面逐一给予介绍。
图1.1抢答器的组成框图（１）开关阵列电路该电路由多路开关所组成，每一竞赛者与一组开关相对应。
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。
（２）触发锁存电路当某一开关首先按下时，触发锁存电路被触发，在输出端产生相应的开关电平信息，同时为防止其它开关随后触发而产生紊乱，最先产生的输出电平变化又反过来将触发电路锁定。
若有多个开关同时按下时，则在它们之间存在着随机竞争的问题，结果可能是它们中的任一个产生有效输出。
（３）编码器编码器的作用是将某一开关信息转化为相应的8421BCD码，以提供数字显示电路所需要的编码输入。
（４）７段显示译码器译码驱动电路将编码器输出的8421BCD码转换为数码管需要的逻辑状态，并且为保证数码管正常工作提供足够的工作电流。
（５）数码显示器数码管通常有发光二极管（LED）数码管和液晶（LCD）数码管。
本设计提供的为LED数码管。
1.2抢答器的工作原理(1)开关阵列电路图1.2所示为８路开关阵列电路，从图上可以看出其结构非常简单。
电路中，Ｒ1～Ｒ8为上拉和限流电阻。
当任一开关按下时，相应的输出为低电平，否则为高电平。
图1.2开关阵列电路(2)触发锁存电路图1.3所示为８路触发锁存电路。
图中，74HC373为8D锁存器，一开始，当所有开关均未按下时，锁存器输出全为高电平，经８输入与非门和非门后的反馈信号仍为高电平，该信号作为锁存器使能端控制信号，使锁存器处于等待接收触发输入状态；当任一开关按下时，输出信号中必有一路为低电平，则反馈信号变为低电平，锁存器刚刚接收到的开关被锁存，这时其它开关信息的输入将被封锁。
数电课程设计四人智力竞赛抢答器
竞赛抢答器要求：设计一个供四人参赛的抢答器，能准确分辨、记录第一个有效按下抢答键者，并用光指示；主持人没有宣布抢答开始时，抢答不起作用。
主持人宣布抢答开始时，按“开始”键，抢答开始，同时启动计时器计时；拓展要求：外加一个计时器，计时器计时采用正计数的方式，以加强现场气氛，增加紧迫感。
若预定时间内无人抢答，自动给出信号停止抢答，以免冷场。
倒计数定时器的时间精确到秒，最多为两分钟，一旦超出限时，则取消抢答权。
设计提示：关键是要存住第一抢答者的信息，并阻断以后抢答者的信号。
可用集成的多组触发器或锁存器辅以逻辑门实现；；计时器可用加法计数器完成；各单元电路分别设计、调试，最后合成。
目录1. 前言 ................................ - 1 -2. 总体方案设计 ............................ - 3 -2.1 方案说明. ................................................ - 3 -2.2 方案优点............................. - 4 -3. 单元模块设计 ............................ - 4 -3.1 抢答器电路........................... - 5 -3.2 计时器，数字显示器电路....................... - 8 -4. ......................................................................... 主要器件介绍- 9 -5. ......................................................................... 系统功能调试- 10 -6. 总结与体会 ............................ - 11 -【参考文献】 (18)附录................................. - 11 -1 前言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。
数字电子课程设计 智力竞赛抢答器
电子课程设计报告题目：智力竞赛抢答器学生姓名专业学号指导教师日期一、完成课题的工作基础和实验条件【工作基础】LPS305直流稳压电源提供5V固定电压TFG2006V-6MHz信号发生器提供峰峰值1V、频率1Hz的方波【实验条件】各类CMOS器件器件列表如下：【4518】1个【4013】2个【4072】3片【4069】3片二、设计任务和要求【智力竞赛抢答器】电路简介：智力竞赛抢答器是为智力竞赛参赛选手答题时进行抢答而设计的一种优先判决电路。
参赛选手可以分为若干组，抢答时每组选手对主持人提出的问题要在最短的时间内作出判断，并按下抢答键回答问题。
竞赛规则：主持人宣布答题开始时，选手可以选择抢答或放弃，如果选手提前抢答视为犯规。
【设计要求】1、计时功能：主持按下启动键后，秒时钟计时开始。
2、正常抢答：在规定时间40s之内某选手按下抢答键时，显示席位号，表示正常抢答，秒时钟自动停止；3、放弃抢答：主持按下启动键后，秒时钟计时开始，40s还没有选手按下抢答键，表示放弃抢答，秒时钟自动停止；4、提前抢答：主持人未按下启动键时，某选手就按下抢答键，显示对应席位号，并发出响声，表示抢答犯规；5、封锁功能：当第一个选手按下抢答键后，电路将其他各组按键封锁，使其不起作用；6、复位功能：电路具有复位功能。
【主要技术性能指标】1、选手席位数量：4个主持人：1个2、席位指示灯显示：LED数码管，1个正常抢答时显示席位号（1～4），犯规抢答时显示席位号并发出响声提示。
3、抢答时间范围：0s～40s。
4、时间显示方式：LED数码管，两个。
5、复位方式：手动，按钮复位。
注：按钮可由开关代替。
三、电路基本原理该电路设计中共包括三部门主要电路：1、抢答器电路2、计时电路3、报警电路下面分别加以说明：【抢答器电路】主要功能：在规定时间40s之内某选手按下抢答键时，显示席位号，表示正常抢答【计时电路】主要功能：主持按下启动键后，秒时钟计时开始，40秒后停止【报警电路】主要功能：主持人未按下启动键时，某选手就按下抢答键，显示对应席位号，并发出响声，表示抢答犯规四、实验与调试【仿真完成后根据具体实验过程对电路图所作修改】1、连接显示选手席位号的译码器的四输入或门由于所发4072只有三片，器件不够，因而改成非门加与非门2、测试计时器功能时可适当加快信号发生器所提供的信号频率，以加快计时所用时间，方便观测【实验过程中注意事项】1、各部门主要电路分别测试，例如首先连接好计时电路并检测4518性能2、电路连接过程中注意不要带电改电路，切断电源后再插拔线路3、插拔芯片时须小心管脚，勿折断4、注意芯片接地与接电源端，切勿接反五、设计体会通过本次四路抢答器的电路设计，我对电子电路的设计过程有了更清楚的认识。
数电课设—智力竞赛抢答计时器的设计
目录一．摘要 (2)二．设计任务书 (3)2.1 设计题目 (3)2.2 技术要求 (3)2.3 给定条件及元器件 (3)2.4 设计内容 (4)三．电路的组成及工作原理 (5)四．元器件的选取及其引脚图和功能 (7)五．整机电路图 (12)六．元件明细表 (13)七．总结 (14)八．参考文献 (16)一．摘要本文是利用双D触发器74LS74和同步十进制计数器74LS192及简单门电路设计，实现智力竞赛抢答计时器，这好比一名公正的裁判员，它的任务是从若干名参赛者中确定出最先的抢答者，并要求参赛者在规定的时间里回答完问题。
本设计实现的是三路抢答，其具有抢答,倒计时，及倒计时暂停功能等。
关键词：三人抢答器智力抢答二．设计任务书2.1 设计题目：智力竞赛抢答计时器的设计。
2.2 技术要求：1)设计一个三人参加的智力竞赛抢答计时器；2)当有某一参赛者首先按下抢答开关时，相应显示灯亮并伴有声响。
此时抢答器不再接收其他输入信号；3)电路具有回答问题时间的功能。
要求回答问题的时间小于100秒（显示为0~99），时间显示采用倒计时的方式，当达到限定时间时发出声响以示警告。
2.3 给定条件及元器件：1)要求电路主要选用中规模T T L集成电路C T74系列；2)电源电压为5V；3)用LE D数码管显示时间。
2.4 设计内容：1)电路各部分的组成和工作原理；2)元器件的选取及其电路图和功能；3)整机电路图；4)元件明细表；5)参考文献；6)在设计过程中遇到何问题，其原因及解决办法的心得体会。
三．电路的组成及工作原理根据上面所说的功能要求，智力竞赛抢答计事系统的组成框图如下图所示。
它主要有六部分组成：图1 智力竞赛抢答计时器系统组成框图1)抢答器——是智力竞赛抢答器的核心。
当参赛者的任意一位首先按下抢答开关时，抢答器即刻接受该信号，指使相应发光二极管亮（或音响电路发出声音），与此同时，封锁住其他参赛者的输入信号。
2)清零装置——供比赛开始前裁判员使用。
智力抢答器 multisim制作
1、1KHZ1HZ 频率发生器理论计算：0.7（R1+2R2）C=1ms,R1=10k,C=0.1uF;算得：R2=4.3K;仿真调节：R2=5K*(1-59%)=2.05K 。
理论计算：0.7（R1+2R2）C=1ms,R1=10k,C=0.1uF; 算得：R2=4.3K;仿真调节：R2=5K*(1-59%)=2.05K 。
2、1KHZ1HZ 频率发生器1µ÷µ½55%£¬2.24K3、计数译码显示电路现象：按R ，清零；再按L ，置数60，然后倒计时，倒计时到0时，数码管不再变化，同时复位端RST 为1，灯亮QQ现象：按R ，清零；再按L ，置数60，然后倒计时，倒计时到0时，数码管不再变化，同时复位端RST 为1，灯亮4、计数译码显示电路15、主控制电路现象：1、选手抢答：按A,B,C,D中一个，选手抢答，此时对应地选手指示灯亮，同时置数指示灯LOAD出现一个负脉冲，短暂地灭一下;2、手动清零：按SPACE键清零，此时，选手信号指示灯全灭，同时清零指示灯出现一个正脉冲，指示灯短暂地亮一下；3、自动清零：把自动复位信号置于1，自动复位，选手指示灯全灭，同时清零指示灯出现一个正脉冲，指示灯短暂地亮一下.现象：1、选手抢答：按A,B,C,D中一个，选手抢答，此时对应地选手指示灯亮，同时置数指示灯LOAD出现一个负脉冲，短暂地灭一下;2、手动清零：按SPACE键清零，此时，选手信号指示灯全灭，同时清零指示灯出现一个正脉冲，指示灯短暂地亮一下；3、自动清零：把自动复位信号置于1，自动复位，选手指示灯全灭，同时清零指示灯出现一个正脉冲，指示灯短暂地亮一下.6、主控制电路17、智力抢答器模块化电路DCD_HEX_GREEN DCD_HEX_GREEN8、智力抢答器总电路图智力竞赛抢答器制作电路图1智力竞赛抢答器制作电路图2智力竞赛抢答器元件清单2另备导线，镊子，斜口钳；面包板每组一个，万用表每组一支。
数电四人智力抢答器课程设计
设计题目：简易智力竞赛抢答器的设计与制作一、设计要求抢答器可供四组抢答，有人抢答时，蜂鸣器发声，同时优先抢答者对应的指示灯亮，而后抢答者对应的指示灯不亮。
主持人具有将抢答器复原的功能。
智力竞赛抢答器是用来判断哪一个预定状态首先发生的电路，主要由开关阵列电路、触发锁存电路、显示电路几部分构成。
二、总体设计电路由选手和主持人开关、触发锁存电路、抢答鉴别电路和显示电路组成。
三、单元电路设计1、选手开关和主持人开关选手开关由下面四个开关组成，四位抢答者通过开断各自的开关开关实现抢答，给译码器输入高低电平，其中低电平为有效信号2Q03Q17Q16Q210Q211Q315Q314D04D15D212D313CLK9MR1+5V200200200200R4CV5TR2GND1TH6DC7Q3VCC847K47K0.01U0.01UFGND+5V910121374LS04246810874LS2013121245674LS20GNDLED74LS1752、触发锁存电路此电路有74LS175组成。
它具有以下功能：①清零功能用集成触发器清除端实现，由主持人输入手动负脉冲控制②四个抢答键控制功能有按键实现③显示功能用数字逻辑箱中的发光二极管实现④脉冲信号控制功能由主持人输入手动正脉冲控制74LS175真值表如下GN10K 10K 10K 10K47K47K0.01UFGND135911LED4、显示电路电路由四个发光二极管和四个200欧电阻串联组成，哪个选手先抢到对应的灯即亮。
1TH6 DC7 Q3847K47K0.01UF GND+5V5、时钟脉冲电路由555定时器和两个0.01uF 的电容和470欧姆的电阻组成多谐振荡。
2Q03Q17Q16Q210Q211Q315Q314D0D1D2D3CLK MR200200200200910121374LS04874LS2013121274LS20GND LED74LS175四、总电路图抢答开始时，主持人清楚信号按下复位开关，74SL175的输出Q1~Q全为0，所有发光二极管LED均熄灭。
数字电子技术课程设计报告多路数字式竞赛抢答器的设计与制作
目录1、设计目的 .......................................................................... - 1 -2、设计任务及内容要求 ...................................................... - 1 -2.1设计要求. (1)2.2实现功能 (2)3.系统总体设计及参数计算 ................................................. - 3 -3.1系统的总体框图. (3)3.2系统工作原理 (4)3.3系统各部分模块设计 (5)3.3.1抢答器的主体电路设计.......................................... - 5 -3.3.2定时电路设计 .......................................................... - 6 -3.3.3报警电路的设计 ...................................................... - 9 -4、完整的模拟仿真电路图 ................................................ - 10 -5、设计总结与体会 ............................................................ - 10 -6、参考文献 ........................................................................ - 11 -1、设计目的在电视和学校中我们会经常看到一些智力抢答的节目，如果要是让抢答者用举手等方法，主持人很容易误判，会造成抢答的不公平，比赛中为了准确、公正、直观地判断出第一抢答者，所设计的抢答器通常由数码显示、灯光、音响等多种手段指示出第一抢答者。
数电实验之抢答器的设计
在动触头端加一个RS触发器
各处电阻选择其大小的依据是什么？
470K为限时电阻，T=1.1RC 510为限流电阻，保护二极管，用（电源电压-二极管正常工作压 降）/二极管工作电流
谢 谢！
感谢聆听！
实验内容
要求设计一个三人智力竞赛抢答电路。 具体要求： 1、主持人按下“开始”开关后，“允许抢答”指示
灯亮，同时使“抢答指示灯”熄灭，解除选手之 间的封锁。抢答限定时间（设计为5秒）结束时 “允许抢答”指示灯熄灭。选手应在“允许抢答” 指示灯亮时抢答有效，过时无效。
2. 每个选手操纵一个“抢答” 微动开关，以控 制自己的一个“抢答指示灯”。抢先按动开 关者能使自己的“抢答指示灯”亮，同时封 锁其余两人的动作，即其余两人即使再按动 开关也不起作用。主持人按“开始”微动开 关时，使“抢答指示灯”熄灭，解除选手之 间的封锁以达到以重新开始之目的；
触发器可以作为数字系统中的存储元件，但断电后所存 储的数据会自行D D 01 X 10 X 11 1
0
CK Qn+1 X1 X0 ↑1 ↑0
功能 异步置位 异步复位 置1 置0
两人抢答电路
R=470KΩ C=10uF 其余电阻为510Ω 14接高，7接地
工作过程
555连接成单稳态电路， tw=1.1RC=470kΩ*10uF*1.1≈5.2s 可起到定时作用，当主持人按下微动开关时候，3输出高 电平，M1灯亮（约5S），与门打开；同时2脚输出个负 脉冲，让D触发器异步清零（M2、M3灯灭）。
M1灯亮时候，如果有人按下抢答的微动开关，产生一个 正的时钟脉冲，D触发器Q端输出高电平，Q非为低电平， 此人的二极管亮，同时，Q非的低电平可将另外一人的 与门封锁。
数字智力竞赛抢答器的设计
数字智力竞赛抢答器的设计
设计说明：
比赛中为了准确、公正、直观地判断出第一枪答者，所设计的抢答器通常由数码显示、灯光、音响等多种手段指示出第一枪答者。
同时还应设计记分、犯规和奖惩记录等多种功能。
数字智力竞赛抢答器(自动记分)原理框图
设计要求：
1、基本部分
(1) 自制稳压电源。
(2) 抢答器可供四组使用，组别键(信)号可以锁存；抢答指示用发光二极管(LED)。
(3) 记分部分独立(不受组别信号控制)，致少用2位二组数码管指示，步进有10分、5分两种选择，
并且具有预置、递增、递减功能。
(4) 要求性能可靠、操作简便。
2、发挥部分
(1) 增加抢答路数。
(2) 数码管显示组别键(信)号。
(3) 自动记分(受组别信号控制)：当主持人分别按步进得分键、递增键或递减键后能够将分值自动累
计在某组记分器上）。
(4) 超时报警。
(5) 其它。
其它说明：一人独立完成基本部分(1)~(4)，难度系数1.0。
两人合作必须完成基本部分(1)~(4)和发挥部分(1)~(5)，难度系数均为1.0。
一人独立完成基本部分(1)~(4)和发挥部分(1)~(5)，难度系数1.4。
数字电路技术实验之智力竞赛抢答电路
实验十二智力竞赛抢答电路一、实验目的1. 学习数字电路中门电路、触发器、中规模集成计数器、多谐振荡器及译码显示等单元电路的综合运用。
2. 熟悉智力竞赛抢答电路的工作原理。
3. 了解简单数字系统的设计、调试及故障排除方法。
二、设计要求设计要求：1. 智力竞赛抢答装置可同时供三名选手或三个代表队参赛，他们的编号分别为1、2、3；每个选手或代表队控制一个抢答按钮，按钮的编号与选手的编号相对应，为K1、K2、K3。
2. 节目主持人控制一个按钮，用来控制系统的清零和抢答开始与否，清零按钮的编号为S。
3. 抢答装置应具有显示和数据锁存功能，每个选手的编号可用一个七段显示器显示，1号选手抢答后相应的显示器显示“1”，2号选手抢答后其显示器显示“2”，3号选手抢答后其显示器显示“3”。
4. 电路应具有抢答键控制功能，在其中的一个选手抢答有效后，显示器显示相应的选手编号，蜂鸣器发出音响提示；同时电路应不再接收其余二个抢答者的信号，已获得抢答资格选手的编号，一直保持到主持人将系统清零为止。
功能扩展：5. 具有定时抢答功能，时间可由主持人设定；当主持人启动“抢答开始”按钮S后，定时器开始加计时，并用显示器显示时间。
6. 选手在设定的时间内抢答有效，定时器停止工作，显示器显示抢答时刻的时间，并保持到主持人将系统清零。
若定时抢答时间到，没有选手抢答，则本次抢答无效，系统报警并不再接收选手的抢答信号（禁止超时抢答），时间显示器显示00。
三、设计方案三个开关分别是1、2、3为选手开关，主持人的开关为空格，倒计时为30秒，显示为00后会报警，主持人开关再抢答后可复位。
1.抢答电路设计：主持人的空格开关打开后才开始抢答（时限为30 s）。
1).当有选手按下所在开关，抢答电路显示选手所在编码（1、2、3），倒计时电路停止计时，以此同时其他选手所在的开关被锁定，抢答无效。
2).如若抢答时间到，无人抢答时，则锁定电路，定时和定时电路停止工作强大无效。
智力竞赛抢答器逻辑电路设计(1)
智力竞赛抢答器逻辑电路设计(1)智力竞赛抢答器是一种智能化的电子竞赛设备，可用于各种竞赛场合，比如学校的智力竞赛、电视节目的抢答环节等。
本文将介绍智力竞赛抢答器的逻辑电路设计。
一、总体设计思路智力竞赛抢答器采用数字电路设计，由主控芯片、按键模块、显示模块和声音提示模块等组成。
其总体设计思路如下：1. 按下按钮后，主控芯片接收到按键信号，停止计时，在显示屏上显示该答题者的编号，并发出声音提示。
2. 当有多个人同时按下按钮时，主控芯片将优先响应第一个按下按钮的人，忽略后续按下的人。
3. 主控芯片能够根据比赛规则，提前设置赛制、抢答时间等参数。
4. 显示屏能够显示当前有没有人抢答成功、哪位选手抢答成功、以及还有多长时间可以抢答等信息。
5. 抢答结束后，主控芯片将输出该选手的编号和得分，作为最终比赛成绩的一部分。
二、电路设计详解1. 主控芯片本抢答器采用AVR单片机ATmega16作为主控芯片。
优点是具有较强的计算能力、内置多个计数器和定时器，并且非常稳定可靠。
2. 按键模块按键模块由多个按钮和一个脉冲滤波电路组成。
脉冲滤波电路主要是为了防止按钮松动或者多次按下导致重复触发信号。
当有人按下按钮时，脉冲滤波电路会产生一个稳定的脉冲信号，经过扫描程序把当前按下的按钮编号记录到单片机中。
3. 显示模块本抢答器采用4位8段共阳数码管显示屏，它可以显示十进制数码、英文字母和符号。
显示模块需要与单片机进行通讯，通过数码管上的控制引脚来控制显示内容。
单片机通常采用借助集成芯片74HC595实现数码管的位选和段选。
声音提示模块是指按下按钮后，发出的“嘀嘀”声。
本抢答器采用5V蜂鸣器来实现，当单片机检测到有人按下按钮时，就会输出一个脉冲信号，让蜂鸣器发出声音。
5. 电源模块电源模块是整个抢答器电路的基础，它需要为单片机、显示器和按钮提供稳定的电源。
本抢答器采用直流5V电源输入，可以通过电池、USB接口、电源适配器等供电方式。
智力竞赛抢答器逻辑电路设计
2．判组电路
判组电路由RS触发器完成，CD4043为三态RS锁存触 发器，当S1 按下时，Q1 为1，这时或非门74LS25为低电平， 封锁了其他组的输入。Q1为1，使发光管D1发亮，同时也 驱动音响电路鸣叫，实现声、光的指示。输入端采用了阻 容方法，以防止开关抖动。
3．定时电路
当进行抢答或必答时，主持人按动单次脉冲启动开关， 使定时数据置入计数器，同时使JK触发器74LS112翻转（ Q 1 ），定时器进行减计数定时，定时开始，定时指示灯 亮。当定时时间到，即减法计数器为“00”时， 为“1”，定 时结束，控制音响电路鸣叫，并灭掉指示灯（JK触发器 的 ，Q 1，Q 0 ）。
倒T形电阻网络D/A转换器电路中， S0 ～ S3为模拟开关，由 输入数码Di 控制；R 和2R 组成电阻解码网络，呈倒T形；运算放 大器A构成求和电路。
（1）当Di 1时，Si 接运放反相输入端（“虚地”），Ii 流入求 和电路。 （2）当Di 0 时，Si 将电阻2R接地。无论模拟开关Si处于何种位 置，与Si相连的2R电阻均等效接“地”（地或虚地）。这样流经 2R电阻的电流与开关位置无关，为确定值。
数字电子技术
智力竞赛抢答器逻辑电 路设计
简述
1
2 设计任务及要求
设计方案提示
3
4
主要元器件选择
设计原理及参考电路 5
1.1 简述
如图9-1所示为智力竞赛抢答器的电路原理组成方框图。
图9-1 智力竞赛抢答器原理框图
1.2 设计任务及要求
具体要求主要包括以下几点。
（1）抢答组数为4组，输入抢答信号的控制电路应由无抖动开关 来实现。 （2）选组电路能迅速、准确地判别抢答者，同时能排除其他组的 干扰信号，即闭锁其他各路输入使其再按开关时失去作用，并能 对抢中者发出声、光显示和鸣叫指示。 （3）计数显示电路为3位十进制计分显示电路，能进行加/减计分。 （4）开始作答时，启动定时灯亮，开始计时；当计时结束时，喇 叭发出单音调“嘟”声，并熄灭指示灯。
项目五 八路数显抢答器的制作与调试
项目五八路数显抢答器的制作与调试要求设计一个八路抢答器，抢答器具有数据显示功能。
系统外没有清除/开始键，由主持人控制，数字抢答器具有30S内抢答有效功能。
本设计采用中小规模集成电路实现。
1、抢答器同时供8名选手或8个代表比赛，分别用8个按钮S0~S7表示。
2、设置一系统清除/开始控制开关，该开关由主持人控制。
3 、抢答器具有数据锁存和显示功能。
即抢答者按动本组按键，组号应立即在LED显示器上显示，并封锁其他组的按键组号，同时扬声器发出报警声提示。
选手实行优先锁存。
优先抢答选手组号一直保持到主持人将系统清除为止。
4 、数字抢答器定时为30S，当主持人启动“开始”键后，30S定时器开始工作，同时扬声器发出短暂的声响。
5、抢答器在30S内进行抢答，则抢答有效。
如果超过30S定时，无抢答者，则本次抢答无效。
系统报警并禁止抢答，定时显示器上显示00。
任务1 认识电路1.电路工作原理图1所示为框图。
图2所示为原理图任务2 元器件的识别与检测1.电路元器件的识别在电路的制作过程中，元器件的识别与检测是不可缺少的一个环节，读者在制作前可先对照表1逐一进行识别。
表1 电路元器件识别与检测2.电路元器件的检测读者可对应表2逐一进行检测，同时把检测结果填入表2。
（1）色环电阻器、磁片电容器、电解电容器、二极管、按钮开关、扬声器的检测可参考前面相关章节内容。
色环电阻器：主要识读其标其阻值，并用万用表检测其实际阻值。
电解电容器：识别判断其正负极性，并用万用表检测其质量的好坏。
磁片电容器：识别其容量并用万用表检测其质量。
二极管：识别判断其正负极性，并用万用表测其正反向电阻和质量。
按钮开关：识别动合与动断端并检测其质量。
（2）NE555集成电路引脚的识别。
NE555集成电路表面缺口朝左，逆时针方向依次为1～8脚，如图3所示。
图3 NE555集成电路引脚排列图任务3 电路制作 1.电路制作步骤（1）按电路原理图的结构在图4单孔电路图中，绘制电路元器件排列的面局图。
电子技术课程设计--智力竞赛抢答器的设计
智力竞赛抢答器的设计一、设计任务与要求1.运用数字电路设计一个能够满足特定要求的八路抢答器2.绘制电路原理图并进行仿真，要求在报告中画出正确的波形。
3.按照所画的原理图，在仿真的基础上焊接实物并进行调试。
功能描述1、抢答锁存功能：抢答开始后，8名选手中若有选手按动抢答按钮，选手编号便立即锁存，实现抢答锁存功能。
2、显示报警功能：有选手按动抢答按钮编号被锁存时，LED数码管上显示选手编号，同时蜂鸣器给出音响提示。
3、主控功能：主持人的控制开关控制系统的清零。
二、电路原理分析与方案设计2.1. 设计思路①本题的根本任务是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触发器或锁存器等。
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。
同时还必须注意，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组别，也可以用发光二极管直接指示出组别。
2.2原理分析电路要完成的功能是实现8路选手抢答并进行锁存，同时有相应发光二极管点亮和数码显示。
使用优先编码器 74LS148 和锁存器 74LS297 来完成。
该电路主要完成两个功能：一是分辨出选手按键的先后，并锁存优先抢答者的编号，同时译码显示电路显示编号（显示电路采用七段数字数码显示管）；二是禁止其他选手按键，其按键操作无效。
工作过程：开关S 置于"清除"端时，RS 触发器的 R、S 端均为0，4 个触发器输出置0，使74LS148 的优先编码工作标志端＝ 0，使之处于工作状态。
当开关S 置于"开始"时，抢答器处于等待工作状态，当有选手将抢答按键按下时（如按下S5），74LS148 的输出经RS 锁存后，CTR=1,RBO =1, 七段显示电路74LS48 处于工作状态，4Q3Q2Q=101,经译码显示为“5”。
此外，CTR ＝1，使74LS148 优先编码工作标志端＝１，处于禁止状态，封锁其他按键的输入。
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5.2.2 RS触发器
1.基本RS触发器
1）基本RS触发器电路结构
由两个与非门交叉耦合反馈构成基本RS触发器， 图5-1为它的逻辑图和逻辑符号。和为信号输入端，
低电平有效；Q和 为互补输出端。
G1
S
＆
Q
S
S
Q
＆
Q
R
R
Q
R
G2
6 Q
9
8
74LS74逻辑符号图
5.2.5 T触发器和触发器
T触发器是指根据T的输入信号不同，在时钟脉冲
CP的作用下具有翻转和保持功能的电路，它的逻
辑符号如图5-22所示。
触发器则是指每输入一个时钟脉冲CP，状态变化
一次的电路，它实际上是T触发器的翻转功能。
T触发器和触发器主要由JK触发器或D触发器构成。
效。
它的特性方程如下
Q n1 D
D 1D
Q
CP CI
Q
3.集成D触发器
常用的D触发器有74LS74、CC4013等，74LS74为 TTL集成边沿D触发器，CC4013为CMOS集成边 沿D触发器，图为它们引脚排列图。
4
SD
3
CP 2
CI
D
1D
1
R D 10 R
11
12 13
5 Q
1.同步JK触发器 1）电路结构
G3
＆
J
CP
＆
K G4
G1
＆
Q
＆
Q G2
J
1J
Q
CP
CI
K
1K
Q
2)同步JK触发器的逻辑功能
当CP由0变为1后，J和K输入状态不同时， 触发器翻转到和J相同的状态，即具有置0 和置1功能；当J=K=0时，触发器保持原 来的状态不变；当J=K=1时触发器具有翻 转功能。在CP=1由1变0后，触发器保持原
2．同步RS触发器
1）电路组成
同步RS触发器是在基本RS触发器的基础上增加了
两个由时钟脉冲CP控制的门电路G3、G4后组成 的，如图5-3所示。图中CP为时钟脉冲输入端，简 称钟控端CP，R和S为信号输入端。
G3
S
＆
CP
＆
R G4
G1
＆
Q
＆
Q G2
S
1S
Q
CP
R
1R
Q
5.2.3 JK触发器
项目5 智力竞赛抢答器的制作
5.1 项目描述
本项目制作的智力竞赛抢答器由JK触发器、集成门 电路、LED发光二极管等组成，相关知识点：RS触 发器、JK触发器、D触发器、T和触发器等。
1.项目要求
用集成触发器和与非门等元器件制作一个四人智力 竞赛抢答电路。要求第一个按下抢答按钮者，其相 应的发光二极管发光，表示此人抢答成功；而紧随 其后的其他开关再被按下均无效，指示灯保持第一 个开关按下时所对应的状态不变；电路具有复原功 能，电路复原后可以进行下一轮抢答。
2．触发器的类别
按照逻辑功能的不同，触发器分为RS触发器、JK 触发器、D触发器、T 和 Ｔ′触发器。
按触发方式不同，触发器可分为电平触发器、边 沿触发器和主从触发器等。
按照电路结构形式的不同，触发器分为基本触发 器和时钟触发器。基本触发器是指基本RS触发器， 时钟触发器包括同步RS触发器、主从结构触发器 和边沿触发器。
CP
2．边沿D触发器
同步触发器在 CP = 1 期间接收输入信号，如输入信号
在此期间发生多次变化，其输出状态也会随之发生翻 转，即出现了触发器的空翻。
CP D
Q
边沿触发器只能在时钟脉冲 CP 上升沿 (或下降沿 )时 刻接收输入信号，因此，电路状态只能在CP上升沿(或 下降沿)时刻翻转。在CP的其他时间内，电路状态不会
5.2.4 D触发器
1.同步D触发器
1）电路组成
为了避免同步RS触发器同时出现R和S都为1的情况，可在R 和S之间接入非门G5，如图5-14 a)所示，这种单端输入的触 发器称为D触发器，图5-14 b)为逻辑符号，D为信号输入端。
G3
G1
＆
＆
D
Q
1 ＆
D 1D
Q
＆
Q
CP CI
Q
G4
G2
电路状态不会发生变化，这样就提高了触发器工 作的可靠性和抗干扰能力，防止了空翻现象。
1）逻辑功能
图所示为边沿JK触发器的逻辑符号，J、K为信
号输入端，框内“>”左边加小圆圈“°”表示 逻辑非的动态输入，它实际上表示用时钟脉冲
CP的下降沿触发。边沿JK触发器的逻辑功能和
前面讨论的同步JK触发器的功能相同，因此， 它的特性表、驱动表和特性方程也相同。但边
状态不变。
2．边沿JK触发器
同步触发器在 CP = 1 期间接收输入信号，如输入
信号在此期间发生多次变化，其输出状态也会随 之发生翻转，这种现象称为触发器的空翻。空翻 现象限制了同步触发器的应用。为此设计了边沿 触发器
边沿触发器只能在时钟脉冲 CP 上升沿 (或下降沿 ) 时刻接收输入信号，因此，电路状态只能在 CP 上升沿(或下降沿 )时刻翻转。在 CP 的其他时间内，
沿JK触发器只有在CP脉冲下降沿到达时才有效，
它的特征方程如下：
J
1J
Q
Qn1 JQn KQn
CP
CI
K
1K
Q
3．集成JK触发器
集成JK触发器常用的芯片有74LS112和CC4027， 74LS112属TTL电路，是下降边沿触发的双JK触发 器，CC4027属CMOS电路，是上升边沿触发的双 JK触发器。74LS112和CC4027引脚排列如图所示。
发生变化，这样就提高了触发器工作的可靠性和抗干 扰能力。
逻辑功能
边沿D触发器也叫维持阻塞D触发器，它的逻辑符
号如图5-18所示，D为信号输入端，框内“>”表 示动态输入，它表明用时钟脉冲CP的上升沿触发。
它的逻辑功能和前面讨论的同步D触发器相同，
因此，它们的特性表、驱动表和特性方程也都相
同，但边沿D触发器只有在CP上升沿到达时才有
T 1T
Q
T 1T
Q
CP CI
CP
CI
Q
Q
1．由JK触发器构成T触发器和触发器
将JK触发器的J和K相连作为T的输入端便构成T触
发器，
将JK触发器的J和K相连作为的输入端并接高电平1
便构成触发器，
1J
Q
1J
5.2 项目资讯
5.2.1 触发器概述 1．触发器的概念 触发器由逻辑门加反馈电路组成，能够存储和
记忆１位二进制数。触发器电路有两个互补的
输出端，用Q和表示。触发器的特点：
（1）触发器具有两个能自保持的稳定状态。 （2）在外加输入信号触发时，触发器可以从
一种稳定状态翻转成另一种状态。