简易四路抢答器

单片机课程设计

预习报告

班级：建电141

姓名：付鹏鑫

学号：1412032031

设计题目：四位竞赛抢答器系统设计设计时间：2016.01.03~01.07

评定成绩：

评定教师：

目录

摘要 -------------------------------------------------------------------- 错误！未定义书签。

一、任务分析： -------------------------------------------------------------------------------- 3

二、总体方案： -------------------------------------------------------------------------------- 4

2.1 可行方案--------------------------------------------------- 错误！未定义书签。

2.2 方案设计--------------------------------------------------- 错误！未定义书签。

三、硬件设计： -------------------------------------------------------------------------------- 8

3.1 电路原理图 --------------------------------------------------------------------------- 8

1.AT89C51简介 ------------------------------------------------------------------------ 10

2.PCF8591简介 --------------------------------------------------------------------------- 9

3.RESPACK8及RX8简介 (12)

3.2 器件选择--------------------------------------------------- 错误！未定义书签。

四、软件设计： ---------------------------------------------------- 错误！未定义书签。

4.1程序处理流程 --------------------------------------------- 错误！未定义书签。

4.2 程序流程图 ----------------------------------------------- 错误！未定义书签。

4.3 程序介绍--------------------------------------------------- 错误！未定义书签。

五、调试过程： ------------------------------------------------------------------------------ 22

5.1 调试步骤----------------------------------------------------------------------------- 22

六、参考文献： ---------------------------------------------------- 错误！未定义书签。

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摘要：抢答器作为一种工具，已广泛应用于各自智力与知识竞赛场合。本设计是基于C52单片机系统的四路抢答器。考虑到其限时回答功能，

利用单片机的定时器/计数器定时和计数原理，将软件和硬件结合，使系统能准确计时，并使数码管正确的显示时间。用开关做键盘输出，扬声器做提示报警。同时系统能够实现抢答结果锁存、调整定时时长（用pcf8591实现A/D转换）以及手动复位功能。

关键字：AT89C51单片机、锁存、减计时、动态显示、报警

一、任务分析

1.1设计要求以及需求分析

1、设计一个四位竞赛抢答单片机系统，可同时供4 名选手或4 个代表队参加比赛，每队设置单独的抢答按钮，编号为1、

2、

3、4，主要的需求是通过对按钮的设置实现每个小组的抢答

2、给节目主持人设置一个“抢答开始”控制开关，用来控制抢答开始，主要需求是通过对抢答按钮的设置实现抢答的开始

3、给节目主持人设置一个“系统清除”控制开关，用来控制系统清零主要需求是通过对系统清零按键的设置以实现系统的清除功能的

实现

4、抢答器具有编号锁存、抢答计分、时间显示和声响提示等功能。1）主持人按下“抢答开始”后，系统以减计时方式，显示抢答剩余时间。

2）如果抢答时间计时结束，却没有选手抢答时，本次抢答无效，系统报警提示（显示单音，持续2 秒）；

3）抢答时间内，若有选手按动对应的抢答按钮，此对编号立即锁存，数码管上显示出队伍编号和此队累计分数，同时系统给出音响提示

（显示单音，持续2 秒）。

4）在主持人启动“抢答开始”键前，选手提前抢答，抢答无效，系统报警提示（显示单音，持续2 秒）。主要需求是对系统报警功能实现以及对选手抢答按键和主持人按键的检测

5、抢答成功后，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，主要实现数据锁存。

6、抢答器具有利用旋钮调整抢答时间功能，时间范围20 秒~50 秒，主要需求是对抢答时间的准确设置

1.2功能模块设置及其功能

（1）键盘输入模块：主要是实现选手的抢答以及主持人实现系统清零和抢答开始的功能；

（2）蜂鸣器报警模块：主要是实现提示和报警功能；

（3）旋钮调节模块：主要是实现对选手抢答时间设置的功能，通过PCF8591进行A/D转换改变计时器初值来实现；

（4）数码管显示模块：主要是实现选手抢答时间的显示以及选手的组别和答题分数的设置的功能

二、总体方案设计

方案一：抢答器系统采用中小规模集成电路，使用按钮作为开关，完成输入信号的触发。该方案不需要软件编程，只需要硬件电路不出错就可实现需要的功能。但是电路的结构复杂，不利于调试，成本较高，实现接线的时候会因导线连接混乱造成干扰和短路等故障。

方案二：采用现场可编程门列阵（FPGA）。FPGA可以给出很多逻辑单元，可以将想要实现的功能的电路应硬件语言描述出来，可以实现许多的复杂功能，比较灵活多变而在时序方面比单片机要好。但是该设计方式对数据的处理方式的速度要求不高，FPGA高速优势无法体现，同时芯片的引脚比较多，实物电路板布线复杂，加重实际焊接的工作，而且从成本方面来看，较为不经济。

方案三：抢答器系统由一块AT89C51单片机芯片为控制核心，通过PCF8951芯片实现电压输入模拟量的采集以及A/D转换实现向单片机数据的传输以控制减计时时间的控制，通过蜂鸣器发出报警信号，以及通过开关的闭合采集减计时、选手组好、分数和主持人输入信号的采集以在数码管上显示，性能良好，可靠性高，且成本相对较低。从成本、性能、可靠性等多方面进行对比和论证，以及基于安全、法律等因素和性价比最优原则，最终实施方案三

结合课题功能指标，利用学习过的AT89C51单片机作为控制核心。同时利用独立式键盘来实现选手的抢答功能以及主持人对抢答开始和系统清零的控制，同时用8 位的共阳极数码管显示队伍的编号、分数、以及减计时的时间，同时也用到了转换器PCF8951

各组成部分的作用和特点

PCF8591：通过对电压模拟信号的采集以及A/D 转换，将数字量输出 送给单片机来控制减计时的时间；

AT89C52：处理键盘输入及控制数码管输入与报警电路 显示电路：显示倒计时、抢答队伍及其分数

报警电路：用于实现选手抢答和减计时结束却没有组别回答问题时的

报警功能。

主持人/选手开关：通过键盘控制输入 C52的数据

三、硬件设计

系统总体框图（

3.1电路原理图

系统整体设计图

报警系统

数码管显示

开关按键

A/D转换电路

关键器件的介绍：

1.AT89C51简介

AT89C51是美国ATMEL公司生产的低电压，高性能CMOS8位单片机，片内含4k bytes的可反复擦写的只读程序存储器（PEROM）和128 bytes的随机存取数据存储器（RAM），器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术生产，兼容标准MCS-51指令系统，片内置通用8位中央处理器（CPU）和Flash存储单元，功能强大，可灵活应用于各种控制领域。

主要性能参数：

·与MCS-51产品指令系统完全兼容

·4k字节可重擦写Flash闪速存储器

·1000次擦写周期

·全静态操作：0Hz－24MHz

·三级加密程序存储器

·128×8字节内部RAM

·32个可编程I／O口线

·2个16位定时／计数器

·5个中断源

·可编程串行UART通道

·低功耗空闲和掉电模式

2.PCF8591简介

PCF8591是8位A/D和D/A转换器，是单片、单电源低功耗8 位CMOS 数据采集器件，具有4个模拟输入、一个输出和一个串行I2C 总线接口。3个地址

引脚A0、A1和A2用于编程硬件地址，允许将最多8个器件连接至I2C总线而不需要额外硬件。器件的地址、控制和数据通过两线双向I2C总线传输。器件功能包括多路复用模拟输入、片上跟踪和保持功能、8位模数转换和8位数模拟转换。最大转换速率取决于I2C总线的最高速率。

主要性能参数：

·单电源供电

·工作电压：2.5 V--6 V

·待机电流低

·I2C总线串行输入/输出

·通过3个硬件地址引脚编址

·采样速率取决于I2C总线速度

·4个模拟输入可编程为单端或差分输入

·自动增量通道选择

·模拟电压范围：VSS~ VDD

·片上跟踪与保持电路

·8位逐次逼近式A/D转换

·带一个模拟输出的乘法DAC

A/D和D/A转换的计算公式以及输入与输出关系图

时序图

PCF8591的数据传送服从I2C总线协议，总线上数据信号的传送由起始信号（S）开始，由终止信号（P）结束。

在SCL线为高电平期间，SDA线由高电平向低电平的变化表示起始信号，起始信号表示一次数据传送的开始，其后为寻址字节，来寻址被控的从机（本设计中取为40H），在寻址字节后为其应答位。再之后，是按指定读/写的数据字节与应答位。在数据传送结束以后主器件都必须发送停止信号。停止信号用在SCL 为高电平期间，SDA线由低电平向高电平的变化来表示。这便是一次完整的数据传送应答时序。

A/D转换的时序图

3、排阻RESPACK8 及RX8电阻块

RESPACK8用于P0口驱动，电流不够，加排阻增加电流

RX8用于单片机IO用作低电平输入时是提供灌电流，电阻大小的确定一般都是根据你的拉电阻的选择，因为漏极输出的IO内阻相当大，等效电路的电阻即为拉电阻，拉电流就是外接电源/拉电阻，一般的TTL 电平驱动电流在20ma-25ma

5、独立按键的简介

共有六个键盘，其中1-4组按键用于实现组别选手的抢答按键

5号按键用于实现主持人设置抢答开始

6号按键用于实现主持人设置系统清零

3.2器件的选择

（1）键盘的选择：

由于只要实现四组抢答以及主持人使用的系统清零和抢答开始功能，故使用单独六个按键来实现功能以减少器件使用的成本，且能够实现

完全的功能

（2）模拟器件的选取：

为了符合设计要求的规定，A/D转换器选择了采用I2C串行通信的PCF8591

（3）数码管的选取

由于通过PCF8591芯片采集的模拟量信号的输入电压最大为+5V，所以八位数码管已基本满足需求，为了使P0口获得更大的驱动能力，在此选择了共阳极数码管。

（4）I/O驱动能力分析：

与P1、P2、P3口相比，P0口的驱动能力较大，每位可驱动8个LSTTL输入，而P1、P2、P3口的每一位的驱动能力，只有P0口的一半。当P0口的某位为高电平时，可提供400uA的电流，当P0口的某位为低电平时，可提供3.2mA的灌电流。无论是P0口，还是P1、P2、P3口，想要获得较大的驱动能力，只能用低电平输出。

（5）电路结构的确定

独立的键盘作为人机接口，直接与单片机的P1口相连，单片机的P1口驱动能力相对较弱，但满足数码管驱动，用于驱动八个8段LED 数码管，P3口低四位作为四个数码管的位选信号。P3.0、P3.1分别作为时钟线和信号线接口与PCF8591相接， P1.6用来接入蜂鸣器。

四、软件设计

4.1程序处理流程

开始的时候先设置各存储器的地址以及控制字和IO口的设定

减计时设置完成以后，若主持人未按下【开始抢答】按键，却有【1组】、【2组】、【3组】、【4组】中的某一组按下按键，则系统提示报警信号，发出2s的报警提示音；若主持人按下【开始抢答】按键，则进入减计时程序，此时若减计时结束，却没有组进行抢答，则系统提示报警信号，发出2s的报警提示音，然后支持人对系统设置【系统清零】，若在减计时结束之前有【1组】、【2组】、【3组】、【4组】中的某一组按下按键抢答，则在数码管上显示该组的成绩累计加分，并显示改组的组号，同时系统设置锁存，保存该组现有的得分，阻止其他组继续抢答，系统提示报警信号，发出2s的报警提示音

4.2程序流程图

4.3 程序介绍（1）A/D转换

//--定义PCF8591的读写地址--//

#define WRITEADDR 0x90 //写地址

#define READADDR 0x91 //读地址

//--声明全局函数--// void Pcf8591SendByte(unsigned char channel);

unsigned char Pcf8591ReadByte();

void Pcf8591DaConversion(unsigned char value);

* 函数名: Pcf8591SendByte

* 函数功能: 写入一个控制命令

* 输入: channel（转换通道）

* 输出: 无

********************************************************************* **********/

void Pcf8591SendByte(unsigned char channel)

{

I2C_Start();

I2C_SendByte(WRITEADDR, 1); //发送写器件地址

I2C_SendByte(0x40|channel, 0); //发送控制寄存器

I2C_Stop();

}

/******************************************************************** ***********

* 函数名: Pcf8591ReadByte

* 函数功能: 读取一个转换值

* 输入: 无

* 输出: dat

********************************************************************* **********/

unsigned char Pcf8591ReadByte()

{

unsigned char dat;

I2C_Start();

I2C_SendByte(READADDR, 1);//发送读器件地址

dat=I2C_ReadByte(); //读取数据

I2C_Stop(); //结束总线

return dat;

}

/******************************************************************** ***********

* 函数名: Pcf8591DaConversion

* 函数功能: PCF8591的输出端输出模拟量

* 输入: value（转换的数值）

* 输出: 无

********************************************************************* **********/

void Pcf8591DaConversion(unsigned char value)

{

I2C_Start();

I2C_SendByte(WRITEADDR, 1);//发送写器件地址

I2C_SendByte(0x40, 1); //开启DA写到控制寄存器

I2C_SendByte(value, 0); //发送转换数值

I2C_Stop();

}

功能：PCF8591芯片通过对模拟输入电压的采集，然后对其进行A/D转换，通过信号线传给单片机已实现对减计时时间的设定

思路：减计时时间的设定与PCF8591采集到的模拟量输出电压的大小有关，PCF8591可以将其采集到的模拟量信号通过A/D转换转换成数字量信号从而达到控制减计时时间的功能

（2）开关检测

if(start == 0 || flag == 1)

{

ET0 = 1;

flag = 1;

if(m == 0)

{

flag = 0;

}

else if(m == 1)

{

beep_flag = 1;

}

if((flag1 == 0) && (flag2 == 0) &&(flag3 == 0) && (flag4 == 0))

//未有队伍抢答则倒计时

{

display(0, m);

}

}

if((key1 == 0 || flag1 == 1) && (flag2 == 0 && flag3 == 0 && flag4 == 0))

//队伍一抢答并且其他队伍未抢答

{

ET0 = 1;

if(flag == 1)

//若已开始，则有效

{

flag1 = 1;

flag2 = 0;

flag3 = 0;

flag4 = 0;

display(1, score1);

ET0 = 0;

m = m1;

}

else

//若未开始则启动蜂鸣器提醒

{

beep_flag = 1;

}

}

if((key2 == 0 || flag2 == 1) && (flag1 == 0 && flag3 == 0 && flag4 == 0)) //同上

{

ET0 = 1;

if(flag == 1)

{

flag2 = 1;

flag1 = 0;

flag3 = 0;

flag4 = 0;

display(2, score2);

ET0 = 0;

m = m1;

}

else

{

beep_flag = 1;

}

}

if((key3 == 0 || flag3 == 1) && (flag1 == 0 && flag2 == 0 && flag4 == 0)) //同上

{

ET0 = 1;

if(flag == 1)

{

flag3 = 1;

flag1 = 0;

flag2 = 0;

flag4 = 0;

display(3, score3);

ET0 = 0;

m = m1;

}

else

{

beep_flag = 1;

}

}

if((key4 == 0 || flag4 == 1) && (flag1 == 0 && flag2 == 0 && flag3 == 0)) //同上

{

ET0 = 1;

if(flag == 1)

{

flag4 = 1;

flag1 = 0;

flag2 = 0;

flag3 = 0;

display(4, score4);

ET0 = 0;

m = m1;

}

else

{

beep_flag = 1;

}

}

if(flag == 0)

{

display(0,0);

}

}

}

功能：通过按键的检测判断是否有人抢答或是主持人是否有按下按键设置抢答开始和系统清零

思路：通过对按键是否闭合的检测，检测出选手抢答和主持人按键开始和系统清零，从而实现对没对抢答以后队伍的显示和分数的显示，以及减计时的显示和主持人对系统的清零

（3）数码管对某队抢答和分数的显示

void display(unsigned char team, unsigned char m) //数码管显示程序

{

unsigned ms,mg;

ms = m / 10;

mg = m % 10;

if(team == 0)

{

data = 0x00;

weixuan1 = 0;

weixuan2 = 1;

weixuan3 = 1;

weixuan4 = 1;

Delay2ms();

weixuan1 = 1;

data = 0x00;

weixuan1 = 1;

weixuan2 = 0;

weixuan3 = 1;

weixuan4 = 1;

Delay2ms();

weixuan2 = 1;

data = table[ms];

weixuan1 = 1;

weixuan2 = 1;

weixuan3 = 0;

weixuan4 = 1;

Delay2ms();

weixuan3 = 1;

data = table[mg];

weixuan1 = 1;

weixuan2 = 1;

weixuan3 = 1;

weixuan4 = 0;

Delay2ms();

weixuan4 = 1;

}

else

{

data = table[team];

weixuan1 = 0;

weixuan2 = 1;

weixuan3 = 1;

weixua n4 = 1;

四路竞赛抢答器设计

四路竞赛抢答器设计与仿真。 一、设计题目：四路竞赛抢答设计与仿真 二、设计要求 设计并仿真能容纳四组参赛队参赛的声光显示抢答器，要求： 1）主持人按下复位后，允许开始抢答， 2）有人抢答成功，即发出光、声报警信号，并封锁其他参赛队抢答信号的输入 主要器件 1）74LS175、74LS04； 2）发光二极管、蜂鸣器、三极管等。

三、题目分析 为达到设计要求可以有两种方案可以选择 方案1：采用CD4511芯片作为抢答信号的触发、锁存和译码输出。这样虽然比较简便，但实际在实现锁存功能时比较繁琐难实现。 方案2：采用集成4D触发器来完成抢答部分。虽然元件较多，但在实现锁存功能时可以简单的实现。 经过对比两方案的优缺点，决定采用抢答信号锁存简单实现的方案2。然后利用软件Multisim来进行仿真调试，再进行逐步改进。智力竞赛是在竞赛中分成几组参加，我设计的为四组，这时针对主持人提出的问题，各组一般进行抢答，对于抢答，需要一种逻辑电路抢答器作为裁判员。先由主持人控制主电路，各组再进行抢答，优先抢答者抢到并回答问题解除抢答信号后，电路才恢复下一次抢答。 以下是我设计的智力竞赛抢答器的主要设计思路：主持人控制开关接地与四组开关接5V 电压，我集成4D触发器74LS175，起到优先抢答的作用。利用当其中一组抢答即对应的开关关闭，对应的锁存输入端为高电平，对应的输出端也为高电平，经过与门，实现锁存功能。这样，当一组抢答时其它组就被屏蔽了。举个例子来说，若一组得到抢答权，则由于接上电压该组输出高电压，又由于锁存器的锁存原因，其它二组，三组，四组输出的为低电平，与一组相连的发光二极管会发光，同时通过或非门与报警电路相连，使之发出连续响声。因为由两个或门与译码器连接，译码器是输入高电平有效，而第一组输出高电平时，对应的LED 亮，说明改组拥有回答问题的权利。当主持人的控制开关复位时，各组的抢答者就开始抢答，当主持人的控制开关清零复位时，开始下一轮抢答。 以上就是我设计的竞赛抢答器的设计思路。

4路抢答器数字电路课程设计

课题名称：数显抢答器的设计

数字电子课程设计任务书

目录 1绪论 1.1 摘要 (4) 1.1 设计题目：抢答器电路设计 (4) 1.2 设计任务和要求 (4) 1.3 方案比较 (4) 2系统总体方案及硬件设计 (5) 2.1 系统总体方案 (5) 2.2 硬件设计 (6) 3软件设计 (12) 3.1 单元电路设计 (12) 3.1.1 抢答电路 (12) 3.1.2 定时电路 (14) 3.1.3 报警电路 (15) 3.1.4 时序控制电路 (15) 4课程设计体会 (17) 5参考文献 (18)

摘要 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的兴趣。而在竞赛中往往分为几组参加，这时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，到时有声响提示；对于抢答，要判定哪组先按键，为了公正，这就要有一种逻辑电路抢答器作为裁判员。一般抢答器由很多门电路组成，线路复杂，可靠性低，特别是抢答路数增多时，实现起来更加困难。本文介绍了一种利用数字电路实现的抢答系统，具有很强的实用性。 数字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。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，并数码管上显示选手的编号，同时扬声器给出声音提示；同时封锁输入电路，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。抢答器具有定时抢答的功能，且一次抢答的时间为3秒。当主持人启动“开始”键后，要求定时器立即进行减计时，并用显示器显示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。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，而没有选手抢答时，本次抢答无效，并封锁输入电路，禁止选手超时后抢答，定时显示器上显示0并闪烁。经过布线、焊接、调试等工作后数字抢答器成形。

电子产品设计之四路抢答器的设计

《电子产品设计》 设计报告 设计时间： 2010年11月 班级： 09网络工程4班姓名： 报告页数： 7页

广东工业大学课程设计报告 设计题目四路抢答器的设计 学院计算机学院专业 09网络工程班 4班 学号姓名 (合作者____号____)成绩评定_______ 教师签名_______

一、设计任务和要求 1.设计任务 （1）设计一台可供4名选手参加比赛的智力竞赛抢答器。用数字显示抢答倒计时间，由“9”倒计到“0”时，无人抢答，蜂鸣器鸣响。选手抢答时，数码显示选手组号，同时蜂鸣器鸣响，倒计时停止。 （2）分组： A负责抢答控制电路和定时电路。 B负责第一信号鉴别电路和核心控制电路。 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，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（抢答显示数码管灭灯）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，该选手编号立即锁存，并在抢答显示器上显示该编号，同时扬声器给出音响提示，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。抢答器具有定时（15秒）抢答的功能。 （4）当主持人按下开始按钮后，定时器开始倒计时，定时显示器显示倒计时间，若无人抢答，倒计时结束时，扬声器响。参赛选手在设定时间（15秒）内抢答有效，抢答成功，扬声器响，同时定时器停止倒计时，抢答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)如果抢答定时已到，却没有选手抢答时，本次抢答无效。系统扬声器报警，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)用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。 二、总体方案选择 本设计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3线8段译码器将数字显示在显示器上同时产生音响。系统原理框图如下： 图1 四人智力竞赛抢答器框图

四路抢答器设计

09电子信息工程专业技能训练总结 题目：四路抢答器设计 班级：电子信息工程092班 姓名： 学号： 2012年5月

四路抢答器设计 一、设计要求及方案设计 1.1设计任务和要求 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。用数字显示抢答倒计时间，由?9?倒计到?0?时，无人抢答，蜂鸣器连续响1秒。选手抢答时，数码显示选手组号，同时蜂鸣器响1秒，倒计时停止。 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，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（抢答显示数码管灭灯）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，该选手编号立即锁存，并在抢答显示器上显示该编号，同时扬声器给出音响提示，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。 (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，定时器开始倒计时，定时显示器显示倒计时间，若无人抢答，倒计时结束时，扬声器响，音响持续1秒。参赛选手在设定时间（9秒）内抢答有效，抢答成功，扬声器响，音响持续1秒，同时定时器停止倒计时，抢答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)如果抢答定时已到，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1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。 的脉冲信号，作为 (6)可用石英晶体振荡器或者555定时器产生频率为1H z 定时计数器的CP信号。

四路抢答器完整版.docx

华北科技学院 课程设计说明书 班级：电子 B071姓名：郭亚立设计题目：四路智能抢答器 设计时间：2010.1.9至 2010.1.22学号：200703014138 指导教师：杜志伟 评语： 评阅成绩：评阅老师：

华北科技学院课程设计报告 四路抢答器设计报告 目录 一、设计任务和要求： ...................................................................................................................- 3 - 1.1设计任务 ..................................................................................................................................- 3 - 1.2设计要求 ..................................................................................................................................- 3 - 二、设计方案的选择与论证...........................................................................................................- 4 - 2.1方案的选择、论证 ..................................................................................................................- 4 - 2.2设计总方案 ..............................................................................................................................- 4 - 三、电路设计计算与分析.................................................................................................................- 5 - 3.1抢答器控制电路设计 ..............................................................................................................- 5 - 3.1.1优先编码器 74LS148 .....................................................................................................- 7 - 3.1.2锁存器 74LS279 ............................................................................................................- 9 - 3.1.374LS121 单稳态触发器： (10) 3.2定时时间电路的设计 (10) 3.2.1计数器 74LS192 (12) 3.3控制电路和报警电路 (13) 3.3.1振荡电路 (17)

四路抢答器课程设计报告

四 路 抢 答 器 设 计 实 验 报 告 信息科学技术学院自动化*班 ****

四路抢答器设计实验报告 一、设计任务： 1、巩固和加深对电子电路基本知识的理解，提高综合运用本课程所学知识的能 力。 2、养成根据设计需要选学参考书籍，查阅相关手册、图表和文献资料的自学能力。 3、通过电路方案的分析、论证和比较，设计计算和选取元器件、电路组装、 调试和检测等环节，初步掌握简单实用电路的分析方法和工程设计方法。 4、学会简单电路的实验调试和性能指标的测试方法，提高学生动手能力和进行 数字电子电路实验的基本技能。 二、技术指标 抢答器是一种具有优先输出的电子电路。它的基本功能是，在四组参赛的情况下，首先抢答者发出抢答信号，此时其他参赛组的抢答电路即失去控制作用。在优先抢答者解除抢答信号后，电路才自动恢复到各组又可均等抢答的状态中。 1、设计一个可供4人进行的抢答器。 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无显示，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。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，这样其它选手无法再抢答，达到抢答目的。 4、抢答器具有定时抢答功能，本抢答器的时间设定为10秒，当主持人启动“开始”开关后，定时器开始减计。 5、设定的抢答时间，选手可以抢答，这时定时器开始工作，显示器上显示选手 的和抢答时间。并保持到主持人按复位键。 6、当设定的时间一到，而无人抢答时，本题报废，选手们无法再抢答，同时扬 声器报警发出声音，定时器上显示0。 三、元件清单：

单片机的四路电子抢答器设计

目录 1设计要求与功能 (4) 1.1设计基本要求 (4) 2 硬件设计 (4) 2.1控制系统及所需元件 (4) 2.2抢答器显示模块 (5) 2.3 电源方案的选择 (6) 2.4 抢答器键盘的选择 (6) 2.5蜂鸣器模块 (7) 2.6外部振荡电路 (7) 3 程序设计 (7) 3.1程序流程图 (7) 3.2系统的调试............................................... (9) 3.3 焊接的问题及解决 (10) 4总结 (10) 附录C程序 (11)

一设计要求与功能 1.1设计基本要求 （1）抢答器同时供4名选手或4个代表队比赛使用，分别用4个按钮K1～K4表示。 （2）设置裁判开关k5和清零开关k6，该开关由主持人控制，当主持人按下k6，系统复位，预备抢答，当主持人按下总控制控制开关k5，开始抢答； （3）抢答器具有定时抢答功能，抢答时间为倒计时15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提示声响，声响持续的时间0.5秒左右，当计时小于5秒后，每减少一秒，便报警一次以提示选手。 （4）抢答器具有锁存功能，参赛选手在设定的时间内进行抢答，抢答有效，蜂鸣器发声，计时停止，数码管上显示选手的编号和时间，选手相应的信号灯被点亮，其他选手再抢答时无效。 （5）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。等待下一轮抢答。 。 二硬件设计 2.1控制系统及所需元件 控制系统主要由单片机应用电路、存储器接口电路、显示接口电路组成。其中单片机STC89C52是系统工作的核心，它主要负责控制各个部分协调工作。 所需元件：该系统的核心器件是 STC89C52。各口功能： P0.0-P0.3 是数码管的位选口； P2.0-P2.7是数码管的段选口，为其传送段选信号； P1.0-P1.3是4组抢答信号的输入口； P1.4、P1.5由裁判控制,分别是抢答开始\复位功能键； P1.6为蜂鸣器的控制口； P3.4-P3.7为选手信号灯输出口； 在其外围接上电复位电路、数码管电路、LED发光二极管、按键电路及扬声器电路。 电子抢答器用单片机来设计制作完成的，由于其功能的实现主要是通过软件

基于plc的四路抢答器

基于p l c的四路抢答器 The Standardization Office was revised on the afternoon of December 13, 2020

沈阳化工大学 三级项目 项目名称：基于plc的四路抢答器 学院：机械工程学院 班级： 小组成员： 指导教师： 2018年11月22日

摘要 近年来随着科技的飞速发展，PLC的应用不断地走向深入，同时带动传统的控制检测技术的不断更新，可编程控制器由于其优良的控制性能，极高的可靠性，在各行各业中的应用日益广泛普及。对于抢答器其广泛用于电视台、商业机构、企事业工会组织、俱乐部及学校等单位组织举办各种知识、技术竞赛及文娱活动时作抢答之用，为竞赛增添了刺激性、娱乐性，在一定程度上丰富了人们的业余生活，并且给人的视觉效果非常好，是各单位开展素质教育、精神文明、娱乐活动的必备产品。 本次设计是利用PLC(Programmable Logic Controller)对PLC控制智力抢答器进行控制。首先，选择这个题目之后，我们对本次设计进行了全面的思考。使我们对本次设计有一个大致的总体思路，然后仔细分析PLC控制的四路智力抢答器的工作原理，以及它的一些工作过程，分析后得出它主要需要完成主持人的控制、选手的抢答、报警、计时及输出显示功能等。 关键词:智力控制，四路抢答器，PLC

目录 一、绪论 研究背景 (1) 二、方案选择 功能介绍 (1) 竞赛抢答器控制要求 (1) 三、硬件电路设计 控制分析 (2) 外部接线图 (2) 四、软件设计 I/O地址分配 (3) 梯形图设计与分析 (4) 五、程序仿真 程序仿真运行 (7)

数字四路抢答器设计方案

数字四路抢答器设计方案 一、设计任务 设计并制作一个四路抢答器。 二、设计要求 1.抢答器供4人比赛用，分别有A，B，C，D表示。 2.当按下清零开关时电路复位，这时可以进行下一轮比赛。 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，在LCD数码管上显示， 且蜂呜器发出声音。 注：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。 三、设计方案与总体设计 1.本设计主要由COMS系列数字集成电路CD4511、CD4001、NE555等组成。 2.其工作原理为：接通电源后，将开关拨到”清除”状态，抢答器处于禁止状态,编号显示器不亮；将开关置于“开始”状态，抢答器开始工作。在抢答时，抢答器完成：优先判断、编号锁存、编号显示、蜂呜发音。当一轮抢答之后，如果再次抢答必须再次操作“清除”和“开始”状态开关抢答器才能工作。 四、单元电路设计 1.开关、编码电路 电路中，R1、R2、R3、R4、用于分压，当任一开关按下时，相应的输出为高电平，否则为低电平。电路直接把每个开关对应的BCD8421码中为“1”的隔着二极管连到对应的线上（只有一个为高电平的可省略二极管）,其中二极管的作用是防止短路。当某个开关按下时,与它相连的输出线将为高电平,其它输出线为低电平,输出既为这个开关的8421码（BCD码）。 2.编码表 （1）这部分电路要求将编码电路送入8421码,译为十进制数（对应各个抢答者的编号）并驱动七段数码显示管显示出答题者的编号。CD4511是一块BCD-十进制译码/驱动器，并带有锁存埠。其引脚排列图如图所示：

CD4511引脚排列图： (2)显示电路如下： 3.控制电路 （1）这部分电路的作用完成三个任务：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；二是使其它选手按键操作无效；三是防止提前按键。（2）控制电路图

基于PLC四路抢答器的设计

四路抢答器的设计 （完整规范） 专业名称：应用电子技术学生姓名： 导师姓名：### 职称 机电工程学院

2012年月 设计题目: 基于PLC四路抢答器的设计 设计要求: 1. 抢答器可同时供四组选手参加比赛 2. 主持人有三个控制按钮，用来控制抢答开始、复位和答题计时的开始。 3．每当主持人发出开始抢答指令后，那组选手最先按下抢答按钮，则数码管1就显示该组的编号，同时绿色指示灯亮，音响电路给出信箱提示信号（持续3S），以指示抢答成功，并对其后的抢答信号不再响应。选手答题完毕后，由主持人按下复位按钮，系统才能开始下一轮抢答。 4．违规抢答：若选手在未开时抢答试题时抢答了，则视为违规，违规时数码管1显示其编号，同时红灯亮，音响电路发出声响。 5．抢答限时：当主持人按下开始按钮后，定时器T0开始计时（设定30S）。若30S时限到仍无人抢答，则黄灯亮、音响电路3发出声响，以示选手放弃该题。 6．答题限时：在抢答成功后，主持人按下答题计时开始按钮，同时数码管2、3上显示答题倒计时时间（该时间设定为50S），选手必须在设定的时间内完成答题。否则，音响电路发出答题超时报警信号 设计进度要求: 第一、二周：确定题目,查阅资料，根据要求分析抢答器的设计、工作原理。 第三、四周：根据工作原理画流程图并编译梯形图，并进行硬件设计。 第五、六周：对软件设计，进行上机调试,找出问题,进行修改,并改进设计。 第七、八周：撰写论文,毕业答辩。 指导教师（签名）

摘要 近年来随着科技的飞速发展， PLC的应用不断地走向深入，同时带动传统的控制检测技术的不断更新，可编程控制器由于其优良的控制性能，极高的可靠性，在各行各业中的应用日益广泛普及。对于抢答器其广泛用于电视台、商业机构、企事业工会组织、俱乐部及学校等单位组织举办各种知识、技术竞赛及文娱活动时作抢答之用，为竞赛增添了刺激性、娱乐性，在一定程度上丰富了人们的业余生活，并且给人的视觉效果非常好，是各单位开展素质教育、精神文明、娱乐活动的必备产品。 本次设计是利用PLC（Programmable Logic Controller）对PLC控制的四路智力抢答器进行控制。首先，选择这个题目之后，我对本次设计进行了全面的思考。使自己对本次设计有一个大致的总体思路，然后仔细分析PLC控制的四路智力抢答器的工作原理，以及它的一些工作过程，分析后得出它主要需要完成主持人的控制、选手的抢答、报警、计时及输出显示功能等。考虑到只是PLC控制的四路智力抢答器则输出端口需要25个，输入端口需要7个，由于PLC具有可靠性高、体积小、通用性、使用方便等优点，因此，我决定选用SIMATIC S7-200 系列的CPU226和数字量扩展模块EM223作为本次设计的PLC。具有方便灵活，维护使用方便等特点。 关键词：智力控制，四路抢答器， PLC

四路智力竞赛抢答器设计

吉林建筑大学 电气与电子信息工程学院 数字电子技术课程设计报告 设计题目：四路竞赛抢答电路 专业班级：信工131班 学生姓名： 学号： 指导老师： 设计时间： 教师评语： 成绩：评阅老师日期

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。可见抢答器在现实生活中确实很实用，运用前景非抢答器的设计与制作智力竞赛是一种生动活泼的教育形式和方法，通过抢答和必答两种方式能引起参赛者和观众的极大兴趣，并且能在极短时间内，使人们增加一些科学知识和生活常识。常广泛。 在知识竞赛中，特别是做抢答题时，在抢答过程中，为了知道哪一组或哪一位选手先答题，必须要有一个系统来完成这个任务。如果在抢答中，只靠人的视觉是很难判断出哪组先答题。这次设计就是用几个触发器以及三极管巧妙的设计抢答器，使以上问题得以解决，即使两组的抢答时间相差几微秒，也可分辨出哪组优先答题。本文主要介绍了抢答器的工作原理及设计，以及它的实际用途。

目录 前言 (4) 一 . 课程设计目的 (5) 二 . 课程设计题目与内容 (5) 三 . 系统设计方案 (7) 四 . 电路工作原理 (8) 五 . 单元电路设计参数计算及元器件选择 (11) 六 . 完整电路图 (16) 七 .需要的元器件清单： (17) 八 . 总结与体会 (18) 九 . 参考文献 (20)

一、课程设计目的： 数字电子技术课程设计是数字电子技术课程的实践性教学环节，是对学生学习数字电子技术的综合性训练，这种训练是通过学生独立进行某一课题的设计、安装和调试来完成的，训练学生综合运用学过的数字电子技术的基本知识，独立设计比较复杂的数字电路的能力。 通过数字电路课程设计使学生做到： 1、综合运用电子设计课程中所学到的理论知识，独立完成一个设计课题。 2、通过查阅手册和文献资料，培养学生独立分析和解决实际问题的能力。 3、了解常用电子器件的类型和特性，并掌握合理选用的原则。 4、学会电子电路的安装与调试技能，掌握电子电路的测试方法。掌握常用电子仪器的使用方法。 5、学会撰写课程设计总结报告。

四路抢答器(详图)

目录 一、实验目的 (3) 二、设计要求与内容 (3) 三、设计原理 3.1总体设计方案 (3) 3.1.1设计思路 (3) 3.1.2总电路框图 (3) 3.2各模块设计方案及原理 3.2.1抢答器 (3) 3.2.2计时器 (5) 四、电路仿真 4.1倒计时电路 (6) 4.2抢答器 (6) 五、实验结果与析 (7) 六、主要元器件 (8) 七、实习总结 (9)

四路数字抢答器 一、实验目的 结合我们所学的有关电子线路课程，综合实现四路抢答器的设计。 二、设计要求与内容 （1）要求实现ABCD四路抢答器的设计，每一组都具有独立的抢答按键，要求某路抢答后，其他三路抢答无效； （2）某路抢答信号到达后，指示该路已抢答的独立灯发光，发出提示音，并用数码管显示抢答的组号（以ABCD表示）； （3）裁判桌上的公共通道号显示（以ABCD表示）； （4）抢答时间的定时与报警，具体实现可自拟。 扩展内容：①记录某路的抢答次数或抢到得次数； ②记录某路的分数； ③路数的扩展。 三、设计原理及过程 3.1总体设计方案 3.1.1设计思路 ①要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。得到第一信号后其他组的抢答信号无效，并且第一信号在主持人发出抢答命令后才有效。 ②第一信号发出后，用编码、译码及数码显示电路显示抢答者的组别，发光二极管亮。 ③主持人按下抢答按钮后，开始30秒倒计时，在此时间内抢答有效，若30秒内无人抢答，主持人清零后开始新一轮抢答。 3.1.2总电路框图 3.2各模块设计方案及原理 3.2.1抢答电路

抢答电路实现选手抢答并锁存，同时发光二极管发光，数码显示。 使用优先编码器74LS148和锁存器74LS279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（采用七段数字数码显示管）；二是禁止其他选手按键，其按键无效。 工作过程：开关S 处于清除端时，RS 触发器R 、S 端均为0，使译码器74LS48的优先编码工作标志端位0，处于工作状态。当开关S 处于开始端时，抢答处于等待状态，当有选手按键时（如J2），优先编码器的输出经RS 锁存后，CTR=1，RBO=1，七段显示电路74LS48处于工作状态，显示数字1，即第1组选手。此时CTR=1，使优先编码器74LS48优先工作标志端为1，处于禁止状态，封锁其他按键的输入。需注意的是，74LS48译码器使抢答组别数字显示0-7，当有八组选手抢答时，1-8组选手就分别对应显示的是0-7。若要进行下一轮抢答，需由主持人按下清零开关，然后在进行下一轮抢答。 原理图如下： 译码显示电路

FPGA四路电子抢答器设计

课程设计报告 专业班级 课程 FPGA/CPLD原理及应用题目四路电子抢答器设计学号 姓名 同组人 成绩 2013年5月

一、设计目的 1.进一步掌握QUARTUSⅡ软件的使用方法； 2.会使用VHDL语言设计小型数字电路系统； 3.掌握应用QUARTUSⅡ软件设计电路的流程； 4.掌握电子抢答器的设计方法。 二、设计要求 1.系统总体设计 （1）设计一个可以容纳四组参赛队进行比赛的电子抢答器。 （2）具有第一抢答信号的鉴别和锁存功能。在主持人发出抢答指令后，若有参赛者按抢答器按钮，则该组指示灯亮，显示器显示出抢答者的组别。同时，电路处于自锁存状态，使其他组的抢答器按钮不起作用。 （3）具有计时功能。在初始状态时，主持人可以设置答题时间的初始值。在主持人对抢答组别进行确认，并给出倒计时记数开始信号以后，抢答者开始回答问题。此时，显示器从初始值开始倒计时，计到0时停止计数，同时扬声器发出超时警报信号。若参赛者在规定的时间内回答完问题，主持人可以给出计时停止信号，以免扬声器鸣叫。 （4）具有计分功能。在初始状态时，主持人可以给每组设置初始分值。每组抢答完毕后，由主持人打分，答对一次加1分，答错一次减1分。 （5）设置一个系统清除开关，该开关由主持人控制。 （6）具有犯规设置电路。超时抢答者，给予鸣喇叭警示，并显示规范组别。 2.设计方案 系统的输入信号有：各组的抢答按钮A、B、C、D，系统允许抢答信号STA，系统清零信号RST，计分时钟信号CLK，加分按钮端ADD、en，减分端SUB、sta，计时使能端en时钟信号clk,复位rst；系统的输出信号有：四个组抢答成功与否的指示灯控制信号输出口可用a1、b1、c1、d1表示，四个组抢答时的计时数码显示控制信号，抢答成功组别显示的控制信号，各组计分显示的控制信号。整个系统至少有三个主要模块：抢答鉴别模块；抢答计时模块；抢答计分模块，其他功能模块（输出显示模块）。 3.如图为流程图： 开始→抢答→抢答鉴别→回答→加减分数→显示↑↑ 倒计时倒计时 犯规抢答或抢答后答题时间超时鸣喇叭警告。

四路抢答器电路组成及工作原理(含电路图)

电路组成及工作原理 四路竞赛抢答器总电路原理图如图1所示。 图1 四路竞赛抢答器原理图 1．抢答器电路原理： 如图2，IO1，IO2，IO3，IO4分别为抢答器按钮的输入端，开始抢 答，假设IO1抢答成功，通过四D触发器输出Q 1=1，Q 1 ’=0，而 Q 2’=Q 3 ’=Q 4 ’=1,通过四输入与非门后，输出高电平，再经过反相器输 出低电平，再经过两输入与非门，输出低电平，此时四D触发器处于保持状态，并且其他按钮的输入不起作用，IO1的抢答信号被锁存。此时LED1发光并且蜂鸣器发出响声。其他抢答按钮同理。

图2 抢答器部分电路图 2.计时电路原理： 计时电路为两片74LS160用置数法构成的31进制计数器，因为可以为了让答题者直观的看到30S这个时间点，所以设置了31进制的计数器。两片的四个输入端均接低电平，两片的输出端分别接七段译码管 直接显示数字，高位的74LS160芯片的Q 1Q 2 接到一个二输入的与非门 （U8A）输出到计数器的LD端、三输入与非门端、反相器端。输出到LD端是为了构成31进制计数器，当高位变为3时，计数器置0。输出到三输入与非门（U9A）和时钟脉冲、开关的电平信号一起输入到与非

门中，这就是为什么能控制计时的开始与暂停了，当开关输入低电平时，无论是否有时钟信号，时钟均不发生改变，此时时钟信号为无效信号；而当开关输入高电平时，U8A输出也为高，因此，时钟信号为有效信号，因此，凭借这样的类似锁存的电路，就可以控制计时的开始与暂停。而当时间到了30s时，U8A输出为低电平，时钟信号又成为无效信号，时间被停止在30s，此时将U8A信号通过一个反相器输出到蜂鸣器，蜂鸣器发出响声。 图3 计时器电路 3.555函数发生器： 输出高电平时间：T1=(R1+R2)Cln2 输出低电平时间：T2=R2Cln2 振荡周期：T=(R1+2R2)Cln2

四路抢答器的设计

江汉大学物理与信息工程学院 课程设计报告 课题名称：四路抢答器的设计 (英文) : The Design of Four- routes Priority-answer Set 专业：电子信息工程（光电信息工程） 班级： 学号： 学生姓名： 指导教师： 2008年9 月26 日

四路抢答器的设计 一、设计任务及要求 1、设计一个四路抢答器（有线控制）用通用板实现，当四组参赛者之一抢先按下开关时，抢答器能准确的判断出是哪一组抢答成功，指示灯显示抢答组别，扬声器发出声音。 2、抢答器具备鉴别第一个信号和锁存能，在主持人复位开始抢答后，将第一个抢答信号锁存，阻止其他信号输入，复位后开始新一轮抢答。 二、设计框图及整机概述 整机设计框图如图1所示（Windows画图工具），参赛者按钮是四路单刀双掷开关，选择前接低电平；主电路由4个D触发器组成，D脚接开关，Q脚接输出；由TTL与非门形成特定电平控制边沿触发器的CP，使触发器暂时封锁；抢答成功通过发光二极管显示，同时蜂鸣器发出声音提示。设计抢答器的关键是主电路和CP脉冲产生电路的方案确定，将在下面详细说明。 图1 四路抢答器设计框图

三、单元电路的设计方案及原理说明 1、主电路的设计方案 方案一:可以由编码器构成抢答部分，编码器有优先选择的特点，也可以达到抢答的效果，但它有不准确的缺点，如果两人同时抢答的话，那么，那么优先级比较高的选项会抢得机会。而且编码后的结果为二进制编码，需经过一译码器才能显示，电路的可用性不高。 方案二:用边沿触发器实现抢答部分，可以由是否产生脉冲来封锁触发器。当有人按下抢答按键时(即Di=“1”)，n i Q 和n i Q 有改变，n i Q 的状态与i D 的 输入直接相关，再与脉冲经过若干与非门后，便可封锁后来的按键。而且它比方案一更准确（能最大可能的区分抢答先后），而且可以直接由n i Q 与外部显示相连，这种方案既方便又准确，而且电路比较简单易于实现。 比较两套方案后，选择方案二。电路原理图如图2所示（protel99 SE ）。 图2 主电路原理图 2、脉冲产生电路的设计方案 方案一:由与非门实现脉冲振荡，这种电路的频率范围由RC 的变化确定，这种电路虽然简单，但起振频率范围有限，电路只会在一定的范围内产生振荡。 方案二:由555定时器和外接元件R1、R2、C 构成多谐振荡器，电路只有两

四路智力竞赛抢答器

学年论文 （课程论文、课程设计） 题目：四路智力竞赛抢答器 作者：戎飞 所在学院：信息科学与工程学院 专业年级：电信 09-1 指导教师：王建英 职称：讲师2011 年 06 月 24 日

四路智力抢答器 摘要 抢答器很广泛的用于电视台、商业机构及学校，为竞赛增添了刺激性、娱乐性，在一定程上丰富了人们的业余生活。本文介绍一种数字式抢答器，能使四个队同时参加抢答,赛场中设有1个裁判台，4个参赛台，分别为A号、B 号、C号、D号参赛台.抢答操作方便，在很多的场所都可以使用，并且给人的视觉效果非常好。 数字抢答器由抢答电路,定时电路,报警电路,时序电路组成。优先编码电路,锁存器,译码电路将参赛选手的输入信号在显示器上输，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,用控制电路和报警电路实现报警功能。以上几部分组成主体电路，从而构成数字抢答器。 关键字抢答电路定时电路报警电路 DXP Multisim 引言 当今的社会竞争日益激烈，选拔人才，评选优胜，知识竞赛之类的活动愈加频繁，智力竞赛是一种生动活泼的教育方式，通过抢答和必答两种答题方式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。那么也就必然离不开抢答器，而现在的抢答器朝着数字化，智能化的方向发展，这就必然提高了抢答器的成本。鉴于现在小规模的知识竞赛越来越多，操作简单，经济实用的小型抢答器必将大有市场本文设计

的抢答器，电路简单，成本较低，操作方便，灵敏可靠，具有较高的推广价 值。 而在竞赛中往往分为几组参加，这时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，到时有声响提示；对于抢答，要判 定哪组先按键，为了公正，这就要有一种逻辑电路抢答器作为裁判员。抢答器 在竞赛中有很大用处,它能准确、公正、直观地判断出第1抢答者。通过抢答器 的指示灯显示、数码显示和警示蜂鸣等手段指示出第1抢答者。 正文 一、设计内容及要求 1、设计内容 设计一台供4名选手参加比赛的数字抢答器。 2、设计要求 （1）抢答器同时供4名选手比赛，分别用4个按钮S0 ～ S3表示。 （2）设置一个复位和抢答控制开关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。当主持人启动“开始”键后，定时器进行倒计时，同时扬声器发出短暂的声响。 （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0。

四路抢答器

单片机课程设计报告课题：四人抢答器 院系：汽车与电气工程系 专业：电气自动化 班级：09电气（2）班 姓名：洪亮 学号：0902030211 指导老师：谢聪 扬州职业大学 时间：2011年12月

目录 1．设计目的 (2) 2．设要计任务与要求 (2) 3．四人抢答器电路原理 (3) 4．程序设计 (7) 5.成品调试 (8) 6. 设计过程中的问题 (9) 7. 总结 (10)

一、设计目的 1.掌握四人智力竞赛抢答器电路的设计、组装与调试方法。 2.熟悉数字集成电路的设计和使用方法。 二、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。用数字显示抢答倒计时间，由“9”倒计到“0”时，无人抢答，蜂鸣器连续响1秒。选手抢答时，数码显示选手组号，同时蜂鸣器响1秒，倒计时停止。 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，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（抢答显示数码管灭灯）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，该选手编号立即锁存，并在抢答显示器上显示该编号，同时扬声器给出音响提示，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。 (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，定时器开始倒计时，定时显示器显示倒计时间，若无人抢答，倒计时结束时，扬声器响，音响持续1秒。参赛选手在

设定时间（9秒）内抢答有效，抢答成功，扬声器响，音响持续1秒，同时定时器停止倒计时，抢答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)如果抢答定时已到，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1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)可用石英晶体振荡器或者555定时器产生频率为1H z 的脉冲信号，作为定时计数器的CP信号。 三、四人抢答器电路原理 1、设计方案 抢答器具有锁存、定时、显示和报警功能。即当抢答开始后，选手抢答按动按钮，锁存器锁存相应的选手编码，同时用LED数码管把选手的编码显示出来，并且开始抢答时间的倒计时，同时用LED数码管把选手的所剩抢答时间显示出来。而在选手按键抢答以及抢答时间倒计时到时的时候都有报警以提醒主持人和选手。抢答时间设定9秒，报警响声持续1秒。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“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

4路智力抢答器及原理电路图

1．设计目的 当今的社会竞争日益激烈，选拔人才，评选优胜，知识竞赛之类的活动愈加频繁，而在竞赛中往往分为几组参加，这时针对主持人提出的问题，如果要是让抢答者用举手等方法，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。比赛中为了准确、公正、直观地判断出第一抢答者，这就要有一种抢答设备作为裁判员，这就必然离不开抢答器。 在数字电路设计的过程中具体的目的如下： 1）巩固和加深对电子电路基本知识的理解，提高综合运用本课程所学知识的能力。 2）培养根据设计需要选学参考书籍，查阅相关手册、图表和文献资料的自学能力，并掌握抢答器的基本原理，掌握4D锁存器、计数器、555定时器的工作原理和使用方法。 3）通过电路方案的分析、论证和比较，设计计算和选取元器件、电路组装、调试和检测等环节，初步掌握简单实用电路的分析方法和工程设计方法。 4）学会简单电路的实验调试和性能指标的测试方法，提高学生动手能力和进行数字电子电路实验的基本技能，学会使用Multisim仿真软件。 2．设计要求及方案论证 2．1设计要求 （1）四组参赛者在进行抢答时（用4组彩灯代表），当抢先者按下面前的按钮时，抢答器能准确地判断出抢先者，并以声、光为标志。要求声响、光亮时间为9秒后自动熄灭。 （2）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。 （3）抢答器应具有限时（抢答时间、回答问题时间）的功能。限时档次分别为30秒、60秒、90秒；时间到时应发出声响。同时，时间数据要用数码管显示出来。 （4）抢答者犯规或违章时，应自动发出警告信号，以提示灯光闪为标志。 （5）系统应具有一个总复位开关。

2．2方案论证 方案一，用优先编码器74LS148和74LS279锁存器实现抢答和锁存功能，用加法器74LS160实现计数功能，但此方案电路繁琐复杂，不做选用。 方案二，用4D触发器74LS175实现抢答并锁存功能，用计数器74LS192实现定时功能，此方案电路相对简单，并且74LS192可以实现减数倒计时功能，所以选用方案二。 3．原理框图 4．单元电路设计 4．1抢答电路设计 4．1．1抢答电路及原理

四路抢答器课程设计

课程设计说明书 2015-2016 学年第 1 学期 学院： 专业： 学生姓名：学号：31 课程设计题目：4路抢答器（含直流电源）制作指导教师： 日期：2015-12-18

目录 1、课程设计目的 (3) 2、课程设计内容和要求 2.1、设计内容 (3) 2.2、设计要求 (3) 3、设计方案 (3) 3.1.1、设计电路功能的分析 (3) 3.1.2、方案论证 (4) 3.2、主要芯片介绍 (4) 3.3、抢答电路设计 (8) 3.4、显示电路设计 (9) 3.5、555震荡电路设计 (9) 3.6、电源电路 (10) 3.7、时钟电路 (10) 3.7、违规控制 (11) 3.9、整体电路 (11) 4、课程设计总结 (12) 5、参考文献 (12)

1 课程设计的目的 1，了解抢答器电路设计的基本实现原理； 2，掌握时序逻辑电路的逻辑功能和使用方法； 3、Protues仿真。 2 课程设计的设计和要求 2.1 设计内容 1，查阅所用器件技术资料，详细说明设计的抢答器电路工作流程； 2，抢答器电路采用与编码器、译码器、定时器、电阻、电容、与或非门等电子器件构成，参加组数为四组。 3，电路可以实现由选手按键先后判断谁获得答题权；抢答成功时点亮相应的指示灯，且抢答成功选手号数在数码管上显示。 4，主持人没有按抢答开始按键时，若有人抢答，抢答无效，且该选手直接取消抢答资格； 5, 抢答开始后有20S抢答倒计时，成功抢答后要有60S回答问题倒计时。 2.2 设计要求 基本要求： (1) 在抢答开始后，若有参赛者按下抢答按钮，能准确判断出最先按下抢答按钮的参赛选手，并把其编号显示出来。 (2) 成功抢答后，若再有人按下抢答按钮，抢答状态不发生改变。 (3)具有复位功能，按下复位按钮，可进入下一次抢答准备阶段。 (4)要完成作品的仿真演示（用proteus仿真软件实现）和实物制作（万能板上焊接电路），且作品设计中只能用编码器、译码器、定时器、电阻、电容、与或非门等基本器件或芯片，不可以用单片机或PLC等控制器。 （5）作品工作电压只提供交流220V电源，作品中所用其他电压由交流220V 电源进行转换供给，电源转换电路须自行设计制作。 发挥部分： （1）抢答开始后要有20S抢答倒计时，成功抢答后要有60S回答问题倒计时。 （2）若抢答者违规，能实现用指示灯记录违规情况，达到一定违规次数后有相应处理措施。 （3）在实现上述功能外，可自行设计增加具有创新特色的抢答器附加功能。 3 方案的设计 3.1.1设计电路功能的分析 通过任务书可知该电路的功能为：1，主持人还没说开始抢答，选手不能抢答，如果有选手在主持人还没说开始抢答时抢答会被视为违规操作，违规者直接取消抢答资格；2，主持人说开始抢答时，选手开始抢答,抢答开始后有20S抢答倒计时；3，抢答时，分辨出选手按键的先后并锁存优先抢答器的编号，使非优先者抢答无效；4，抢答成功的人对应的发光二级管亮并数码管显示对应的号数；5，抢答时间有60秒，60秒后自动复位，若60秒内回答完，可以手动复位。