数电课程设计 --八路数显报警器
摘要
随着现代科技的发展，数字电子技术是一门非常重要的专业技术，人们对数码显示方面的要求也越来越高。在此次8路数显报警器的设计中，就综合了相关知识进行设计使其满足设计所要求的功能。特别是运用各类芯片的集成来使其减少各种各类的干扰。
根据数字电子技术及模拟电子技术的相关知识，我们通过自己的努力，设计了八路数显报警器，在此次的设计过程中我们学到了如何去使用不同的芯片去实现我们所需要的功能，例如有74LS147译码器、74LS48编码器、4068 2输入与非门、555定时器等。
这样的八路数显报警器系统可以应用到生活当中，为我们的生活带来很多的方便，通过这样的课程设计，使我们将所学的知识运用到实践当中，使得我们的知识更加扎实。在将来的社会当中，这样具有科学技术的设计将随处可见。
关键字：八路；报警；数码显示；555定时器；74LS147译码器；74LS48编码器
目录
第1章设计任务与要求 (3)
1.1 设计课题 (3)
1.2 设计要求 (3)
第2章总体方案的设计 (4)
2.1设计方案 (4)
2.1.1 方案说明 (4)
2.1.2方案总结 (4)
2.2 系统的总设计框图 (4)
2.2.2 设计框图的工作流程 (5)
第3章各芯片介绍 (6)
3.1 555芯片介绍 (6)
3.1.1 555芯片引脚 (6)
3.1.2 555定时器的功能 (6)
3.2 74LS48芯片的介绍 (7)
3.2.1 74LS48芯片引脚图 (7)
3.2.2 74LS48功能表 (8)
3.3 74LS147芯片介绍 (9)
3.3.1 74LS147芯片引脚图 (9)
3.3.2 74LS147芯片功能表 (10)
3.4 LED显示器 (10)
3.4.1 LED 显示器引脚图 (10)
3.4.2 LED功能表 (11)
第4章各单元电路的设计 (12)
4.1优先编码-译码-显示电路 (12)
4.1.1优先编码-译码-显示电路的结构框图 (12)
4.1.2 优先编码-译码-显示电路的工作原理 (12)
4.1.3 优先编码-译码-显示电路图 (12)
4.2 555定时电路 (13)
4.2.1 定时电路的工作原理 (13)
4.2.2 定时电路的参数计算 (13)
第5章电路仿真 (15)
第6章安装与调试 (17)
6.1 调试前的检查 (17)
6.1.1.连线是否正确 (17)
6.1.2.元器件的安装情况 (17)
6.1.4.电源端对地是否有短路现象。 (17)
6.2 通电观察 (18)
6.3 调试中的注意事项 (18)
总结与心得 (19)
参考文献 (20)
第1章设计任务与要求
1.1 设计课题
8路数显报警器。
1.2 设计要求
1、设计并安装一个8路数显报警器，当8路中某一路断开时，显示该路编码，并发出音响。
2、显示报警编码用一位LED显示器显示。
3、报警存在优先级，在两个或两个以上报警条件符合时，只显示高优先级的编码。
4、报警时间持续1分钟或人为解除报警。
5、运用仿真软件绘制设计电路图（如proteus，Multisim）。
第2章 总体方案的设计
2.1设计方案 2.1.1 方案说明
如下图2.1示：其中总开关起控制总电源的作用，八个控制开关分别为八个按钮，经过编码翻译，由译码器译出编码器的编码，从而在显示器显示数字。而编码器再连接555振荡电路，再与报警器相连，实现声音报警。
图2.1 设计方案总体框图
2.1.2方案总结
在本方案中在4072或门输出接口上连接555振荡电路，再与报警器相连，实现声音报警。这种方法简单且可行，容易实现8路报警器的功能。所以应采用此方案。
2.2 系统的总设计框图
2.2.1设计框图的介绍
系统的总的设计框图如图2.2所示。图中很清楚的说明通过开关的控制产生低电平输
74LS147
编码器 74LS04 非门 74LS48 译码器
7段数码显
控制开关
555定时器
2输入与非门和或门
报警器
入到编码器74LS474再输入到译码器74LS48就点亮LED 七段数显。
而开关的控制也引起4068输出再输入到555的2脚，3脚输出高电平就使得蜂鸣器发出声音！
图2.2 系统的总的设计框图
2.2.2 设计框图的工作流程
接通电源后，分别按下开关，就有低电平输出到编码器和与非门加或门，编码器就出入到译码器，再输入到数码显示器；或门则输入到555引起报警。
数码显示器
译码
编码器
报警器
开关2
开关3
开关1
开关4
开关5
开关6
开关7
开关8
555定时电路
电源
与非门和
或门
非门
第3章各芯片介绍3.1 555芯片介绍
3.1.1 555芯片引脚
如图3-1所示
图3-1 555芯片引脚图
1) 1脚是接地端；
2) 2脚和6脚是信号的输入端；
3) 3脚是555定时器的输出端，输出的波形是矩形波；
5) 5脚是控制端，常对地接一个0.01uF的滤波电容；
6) 7脚是放电端，也是控制波形的周期；
7) 8脚是Vcc端。
3.1.2 555定时器的功能
表3-1 定时器LM555CM 的功能表
输 入
输 出
u 11 u 12 D R
Uo V 状态 × × 0 0 导通 >2VCC/3 >VCC/3 1 0 导通 <2VCC/3 >VCC/3 1 1 截止 <2VCC/3
>VCC/3
1
不变
不变
设TH 和TR 端的输入电压分别为u11和u12，LM555CM 定时器的工作情况如下：
当u 11> U R1、u 12> U R2时，比较器C 1和C 2的输出u c1=0、u c2=1，基本RS 触发器被置0，Q=0、Q =1，输出Uo=0，同时V 导通。
当u 11
Q =0，输出Uo=1，同时V 导通。
当u 11U R2时，u c1=1、u c2=1，基本RS 触发器置保持原状态不变。综上所述，LM555CM 定时器的功能如表3-1所示。
3.2 74LS48芯片的介绍 3.2.1 74LS48芯片引脚图
74LS48被称为集成显示译码器，用来驱动各种显示器件，从而将用二进制代码表示的数字、文字、符号翻译成人们习惯的形式直观地显示出来的电路，称为显示译码器，其引脚图如图3-2所示。七段显示译码器74LS48功能表如表3-2所示。 1) 3、4、5是信号的控制端；
2) A 、B 、C 、D 分别是译码器的输入端，它于74LS90的A Q 、B Q 、C Q 、D Q 端相连接； 3) a 、b 、c 、d 、e 、f 、g 是译码器的输出端，它与锁存器相连。
图3-2 74LS48芯片
3.2.2 74LS48功能表
七段显示译码器74LS48功能表如表3-2所示。
LT ——测试灯输入端。LT =0（低电平有效）且BI =1时，Ya-Yg 输出均为1，显示器七段应全亮，否则说明显示器件有故障。正常译码显示时，LT 应处于高电平，即LT =1。
RBO BI /——双重功能端。此端可作为输入信号端又可以作为输出信号端。作为输入端时是熄灭信号输入端BI ，利用BI 端可按照需要控制数码管显示或不显示。当BI =0时（低电平有效），无论A 3A 2A 1A 0状态如何，Ya-Yg 均为0，数码管不显示。当该端作为输出端时是灭零输出端RBO ，当RBI =0，且A 3A 2A 1A 0=0000时，RBO =0。
RBI ——灭零输入端。该端的作用是将数码管显示的数字O 熄灭。当RBI =0（低电平有效）、1 LT 且A 3A 2A 1A 0=0000时，Ya-Yg 均输出0，数码管不显示。
表3-2 七段显示译码器74LS48功能表
十进制数LT RBI A3A2A1A0
/RB
BI
Y a Y b Y c Y d Y e Y f Y g说明
LT0 ××××× 1 1 1 1 1 1 1 1 测试灯BI××××××0 0 0 0 0 0 0 0 熄灭RBI 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 灭0
0 1 ×0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 0 显示0
1 1 ×0 0 0 1 1 0 1 1 0 0 0 0 显示1
2 1 ×0 0 1 0 1 1 1 0 1 1 0 1 显示2
3 1 ×0 0 1 1 1 1 1 1 1 0 0 1 显示3
4 1 ×0 1 0 0 1 0 1 1 0 0 1 1 显示4
5 1 ×0 1 0 1 1 1 0 1 1 0 1 1 显示5
6 1 ×0 1 1 0 1 0 0 1 1 1 1 1 显示6
7 1 ×0 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 显示7
8 1 × 1 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 显示8
9 1 × 1 0 0 1 1 1 1 1 0 0 1 1 显示9
3.3 74LS147芯片介绍
3.3.1 74LS147芯片引脚图
该实验中我们采用74LS147优先编码器。
1）8、16脚接电源；
2) 11、12、13、1、2、3、4、5、10脚分别对应输入I1~I9；
3) 9、7、6、14分别对应输出Y0`Y3；
图3-3 74LS147的引脚排列
3.3.2 74LS147芯片功能表
表3-3 74LS147芯片功能表
输入输出
I9 I8 I7 I6 I5 I4 I3 I2 I1 I0 /Y3 /Y2 /Y1 /Y0
0 X X X X X X X X X 0 1 1 0
1 0 X X X X X X X X 0 1 1 1
1 1 0 X X X X X X X 1 0 0 0
1 1 1 0 X X X X X X 1 0 0 1
1 1 1 1 0 X X X X X 1 0 1 0
1 1 1 1 1 0 X X X X 1 0 1 1
1 1 1 1 1 1 0 X X X 1 1 0 0
1 1 1 1 1 1 1 0 X X 1 1 0 1
1 1 1 1 1 1 1 1 0 X 1 1 1 0
1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1
3.4 LED显示器
3.4.1 LED 显示器引脚图
通常所说的LED显示器如图3-4所示，由7个发光二极管组成，因此也称之为七段LED 显示器。
图3-4-1 LED显示器
此外，显示器中还有一个圆点型发光二极管(在图中以dp表示)，用于显示小数点。通过七个发光二极管亮暗的不同组合，可以显示多种数字、字母以及其它符号。
1) a、b、c、d、e、f、g、dp是数码管的输入端；
2) 9脚是接高电平，因为是共阳数码管。
3.4.2 LED功能表
七段发光二极管，再加上一个数点位，共计八段。因此提供给LED显示器的字形代码正好一个字节。各代码位的对应关系如表3-5：
表3-4 代码对应关系
代码位1Q 2Q 3Q 4Q 5Q 6Q 7Q 8Q
显示段 a b c d e f g dp
图3-4-2 七段显示器工作原理图
图3-4-2 七段显示器工作原理图
第4章各单元电路的设计
4.1优先编码-译码-显示电路
4.1.1优先编码-译码-显示电路的结构框图
总开关编码电路译码电路显示电路
图4.1 优先编码-译码-显示电路的结构框图
4.1.2 优先编码-译码-显示电路的工作原理
总开关的改变把产生低电平，输入到编码电路；经过编码74LS147的编码后，输入到译码电路；再经过译码74LS48的译码后，输入到LED数字显示器，从而显示数字.
4.1.3 优先编码-译码-显示电路图
我们用8个双刀单砸开关输入到74LS147编码，再经过非门74LS04，输入到74LS48译码，再输入到LED显示！如图4.1所示
图4-1 优先编码-译码-显示电路图
4.2 555定时电路 4.2.1 定时电路的工作原理
由555定时器和外接定时元件R 、C 构成的单稳态触发器。触发电路由C 1、R 1构成，稳态时555电路输入端处于电源电平，内部放电开关管T 导通，输出端F 输出低电平，当有一个外部负脉冲触发信号经C 1加到2端。并使2端电位瞬时低于CC V 3/1，低电平比较器动作，单稳态电路即开始一个暂态过程，电容C
开始充电，V C 按指数规律增长。当V C 充电到CC V 3/2时，高电平比较器动作，比较器A 1 翻转，输出V 0 从高电平返回低电平，放电开关管T 重新导通，电容C 上的电荷很快经放电开关管放电，暂态结束，恢复稳态，为下个触发脉冲的来到作好准备。
暂稳态的持续时间t w （即为延时时间）决定于外接元件R 、C 值的大小。
t w ＝1.1RC 通过改变R 、C 的大小，可使延时时间在几个微秒到几十分钟之间变化。当这种单稳态电路作为计时器时，可直接驱动小型继电器，并可以使用复位端（4脚）接地的方法来中止暂态，重新计时。此外尚须用一个续流二极管与继电器线圈并接，以防继电器线圈反电势损坏内部功率管。
4.2.2 定时电路的参数计算
暂稳态的持续时间t w （即为延时时间）决定于外接元件R 、C 值的大小。 t w ＝
1.1RC
令C=100uF ，根据设计要求t w ＝60s ，算出R=550K
图4.2.1定时电路 图4.2.2 工作波形
5
43
2
R
C
0.01u F
48
7
63
1
52
V CC V O
V C 555
V i
V V O
V V CC V O V OH
OL
V T W t
t
t
O
O
i
iH
C
T i t 0
t 1
t 2
TH
TL t i w
t 3
2
图 4.2.1定时电路的仿真1
上图为报警器开始报警时的电路波形，因为蜂鸣器在高电平时工作，所以断路瞬间波形由低电平转为高电平，报警器报警。
图 4.2.2定时电路的仿真2
上图为电路结束报警时的电路波形，因为我们的报警器要报警一分钟，所以示波器上的高电平要持续一分钟又回到低电平，报警结束。
第5章电路仿真
经过各单元电路的设计以后，原理图基本上己经完整了，现在对电路图进行仿真调试，本仿真是在multisim软件上仿真，分别是没有断路，有一路断路，多路断路的情况。
图5.1.1 没有断路的情况
图5.1.2 有第5路断路的情况
图5.1.3 8路断路优先的情况
第6章安装与调试
6.1 调试前的检查
电子安装完毕,通常不急于通电,先要认真检查一下。检查内容包括:
6.1.1.连线是否正确
(1)检测的方法通常有两种:
这种方法的特点是,根据电路图连线,按一定顺序一一检查安装好的线路,由此,可比较容易查出错线和少线。
(2)按照实际线路图来对照原理图电路进行检查:
这是一种以元件为中心进行查线的方法.把每个元件引脚的连线一次查清,检查每个去处在电路图上是否存在,这种方法不但可以查出错线和少线,还容易查出多线。
为了防止出错,对于已查出的线路通常应在电路图哂纳感做出标记,最好用指针式万用表“欧姆1”挡，或是用万用表的“二极管挡”的蜂鸣器来测量元器件引脚，这样可以同时发现接触不良的地方。
6.1.2.元器件的安装情况
检查元器件引脚之间有无短路；连接处有无接触不良；二极管的极性和集成元件的引脚是否连接有误。
6.1.3.电源供电，信号源连接是否正确。
6.1.4.电源端对地是否有短路现象。
注：在通电前，断开一根电源线，用万用表检查电源端对地是否存在短路。若电路经过上述检查，并确认无误后，就可以转入调试。
6.2 通电观察
把经过准确测量的电源接入电路。观察发现若将其中K1--K8之间任何一段开关断开，则LED显示器显示其编码，如：我们将K5断开，显示器马上显示数字5，并发出蜂鸣报警持续一分钟。再将其他的开关如上测试，发现结果和要求一致。
6.3 调试中的注意事项
调试结果是否正确，很大程度受测量正确与否和测量精度的影响。为了保证调试的效果，必须减小测量误差，提高测量精度。为此，需注意以下几点：
（1）正确使用测量仪器的接地端
凡是使用低端接机壳的电子仪器进行测量，仪器的接地端应该和放入器的接地端接在一起，否则仪器机壳引入干扰不仅会使放大器的工作状态发生变化，而且将使测量结果出现误差。根据这一原则，调试发射偏置电路时，若需要测量Ｖce，不仅把仪器的两端直接接在集电极和发射极上，而应分别对地测出Ｖc，Ｖe然后将二者相减得Ｖce。若使用干电池供电的万用表进行测量，由于电表的两个输入端是浮动的，所以允许直接跨接到测量点之间。
测量电压所用仪器的输入端阻抗必须远大于被测处的等效阻抗。因为，若测量仪器输入阻抗小，则在测量时会引起分流，给测量结果带来很大的误差。
（２）正确选择测量点
用同一台测量仪进行测量时，测量点不同，仪器内阻引进的误差大小将不同。
（３）测量方法要方便可行
需要测量电路的电流时，一般尽可能测电压而不测电流，因为测电压不必改动被测电路，测量方便。若需知道某一支路的电流值，可以通过测取该支路上电阻两端的电压，经过换算而得到。
总结与心得
经过大家一星期的努力，8路报警显示器的课程设计终于圆满地落下帷幕。虽然大二了，但这是我们第一次接触课程设计，前面的都只是一些实习而已，并没有亲手实践的经历。以我们必须从设计要求、设计原理、安装multisim仿真软件并进行仿真、整理整个课程设计说明书都亲力亲为。体会到了有问题时的郁闷和纠结，但也尝到了努力过后获得成功的那份兴奋和喜悦。总之是获益匪浅啊！
在此过程中，我们把课程设计要求仔细地研读了一遍，知道此次的设计目的基础上，便开始疯狂地查阅资料，包括网上的和图书馆借的书，偶尔也翻看数字电子技术课本，小组成员聚在一起讨论讨论，基本上掌握了8路报警显示器的设计原理，这个阶段花的时间和精力蛮多的，俗话说：“万事开头难”。只有打好地基，才能开始接下来的事情。因为我们电脑上都没有仿真软件，所以还必须先安装multisim 11.0 的软件，安装过程还是挺顺利的，先从网上下载那个软件，然后对照着安装步骤一步步的来，我们每个人都装好了。再接下来就是仿真了。对于这个阶段，我最大的感受就是好事多磨，因为我们困惑不断，总是仿真不出正确的结果，心情上可以说是濒临崩溃，但是我们没有放弃，而是反复地纠错，一个元件、一个芯片的检查，找不到问题出在哪，就会引来一阵躁动，找到了又会非常激动和欢快。有时大家会就一个问题产生争议，但还是尊重真理，不存在任何的不满和不屑，而只有满心的佩服。
真是人多力量大，在大家的齐心协力的配合下，终于仿真成功了，这是最关键的一步最后就是写课程设计说明书了，前面的设计原理整理好后，我们把仿真得到的结果截下来，包括数码显示器的部分和示波器的部分。
实践是检验真理的唯一标准，通过此次课程设计也很好地证实了这一点。我们不仅对数字电子技术、报警显示器、放置各种元器件、仿真有了更深刻的理解，而且体会到团队合作的乐趣和重要性。还有最重要的一点就是：做任何事都要有耐心，不能轻易言弃，只有坚持不懈的努力才能换来成功！
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9、王建珍.数字电子技术.北京：人民邮电出版社，2005
10、周南良.数字逻辑.长沙：国防科技大学出版社，1992
八路抢答器设计(附源程序)
烟台大学单片机课程设计说明书课题：八路抢答器 学生姓名： 学号： 院系：机电汽车工程学院 专业：机械设计制造及其自动化 指导老师： 同组成员： 组长： 2012 年06 月07 日 目录
1 概述 (2) 2设计任务 (2) 3 系统总体方案 (3) 4 硬件设计 (4) 控制系统所需硬件 (4) 硬件原理介绍 (4) 5 软件设计 (7) 软件总体设计 (7) 程序流程图 (8) 6 Proteus软件仿真 (12) Keil软件 (12) 在Proteus软件 (12) 7小结 (14) 8心得体会 (15) 附1：源程序代码 (16) 附2：参考文献 (24) 1 .概述
8路智能抢答器的设计 现如今，各种智力知识竞赛已经成为人们的一种娱乐形式，人们在答题的过程中不仅可以享受到乐趣，还可以学到一些科学知识和生活常识。然而在抢答过程中，单靠视觉是很难判断出哪组最先完成抢答操作。为了辨别哪一组或哪一位选手获得答题权，必须要设计一个智能抢答控制系统——智能抢答器。 抢答器作为一种电子产品，已被人们所熟知并广泛应用于各种智力知识竞赛场合。抢答器在竞赛中有很大用处，通过抢答器的指示灯显示，数码管显示和警示蜂鸣等手段，能准确，公正，直观地判断出第1抢答者并协助比赛的顺利进行。但是，目前使用的抢答器大多数都采用了逻辑电路进行设计，分立元件较多，造成抢答器的成本较高。此外一般抢答器由模拟电路，数字电路或二者结合组成，其智能化程度低，故障率高，显示简单。现代电子技术的发展要求电子电路朝数字化，集成化方向发展，因此设计出全集成电路的多路抢答器是现代电子技术发展的要求。 2 .设计任务 本设计要求学生结合现有的实际条件，以单片机为控制核心，设计一个8路智能抢答器。要求实现的功能如下： 1) 抢答器可同时供8名选手或8个代表队比赛，分别用8个按键S1～S8进行抢答。 2) 主持人可以通过智能抢答器的按键设定每道题的抢答时间和回答时间。 3) 具有清零和非法抢答控制功能，并由主持人操纵，避免选手在主持人说“开始”前提前抢答，违反规则。 4) 当主持人启动“开始抢答键”后，定时器进行减计时，在10s内无人抢答表示所有参赛选手或参赛队对本题弃权，抢答时间耗尽后禁止抢答。 5) 倒计时5s时，如果仍无人抢答，则系统每1s报警一次，用以提示参赛选手。 6) 抢答器具有锁存与显示功能。即选手按下按键，锁存相应选手的参赛号码，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，其他按键者将不能响应，以便公平地选择第一个抢答者。 7) 参赛选手在设定的时间内进行抢答，抢答有效，显示器上显示选手的编号同时进入回答问题的30s倒计时。 8) 倒计时期间，如果主持人想终止倒计时，可以按下“停止”按键，系统
数字电子设计_八路抢答器介绍
数字电子技术 课程设计任务书 专业 班级 姓名 学号 指导老师 年月日 学院
目录 摘要 第一章设计技术要求 第二章系统的组成框图及工作原理第三章单元电路设计 1.1 抢答电路的设计 1.2 定时电路的设计 1.3 报警电路的设计 1.4 时序控制电路的设计 第四章整机电路的设计 第五章元件清单 第六章参考文献 第七章设计总结
摘要 进入21世纪越来越来多的电子产品出现在人们的日常生活中，例如企业、学校和电视台等单位常举办各种智力竞赛, 抢答记分器是必要设备。 主要介绍了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功能外，还具有定时、计时和报警功能。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；若在规定的时间内无人抢答，则系统中的蜂鸣器将发响，提示主持人本轮抢答无效，实现报警功能，若超过抢答时间则抢答无效。 该抢答器主要运用到了编码器，译码器和锁存器：它采用74LS148来实现抢答器的选号，采用74LS279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。 关键词: 抢答器编码译码定时报警 第一章设计技术的要求 （1）设计8路抢答器，编号与参赛选手一一对应。 （2）具有优先显示抢答序号及时间的功能并禁止其他选手的抢答。（3）主持人预置抢答时间，控制比赛的开始与结束。 （4）报警电路：主持人按下“开始”键时报警并进入抢答状态；当抢答者发出抢答信号时报警提示；在规定抢答终止时间到时报警。 第二章系统的组成框图及工作原理 抢答器的组成框图
八路抢答器课程设计
课程设计报告 课程名称：电子技术课程设计 设计题目：八路抢答器 专业： 班级：学号： 学生姓名： 时间： 2014年 10 月 27 日～ 11 月 12 日 ―――――――以下指导教师填写――――― 分项成绩：出勤成品答辩及考核 总成绩：总分成绩 指导教师：
介绍了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功能外，还具有定时、计时和报警功能。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；若在规定的时间内无人抢答，则系统中的蜂鸣器将发响，提示主持人本轮抢答无效，实现报警功能，若超过抢答时间则抢答无效。 该抢答器主要运用到了编码器，译码器和锁存器：它采用74LS148来实现抢答器的选号，采用74LS279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，采用74LS121单稳态芯片来实现报警信号的输出。 通过课程设计提高和巩固了所学的专业知识，以及知识的综合应用和焊接技术。 关键词: 抢答器编码译码定时报警
进入21世纪越来越来多的电子产品出现在人们的日常生活中，例如企业、学校和电视台等单位常举办各种智力竞赛, 抢答记分器是必要设备。过去在举行的各种竞赛中我们经常看到有抢答的环节，举办方多数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。人们于是开始寻求一种能不依人的主观意愿来判断的设备来规范比赛。因此，为了克服这种现象的惯性发生人们利用各种资源和条件设计出很多的抢答器，从最初的简单抢答按钮，到后来的显示选手号的抢答器，再到现在的数显抢答器，其功能在一天的趋于完善不但可以用来倒计时抢答，还兼具报警，计分显示等等功能，有了这些更准确地仪器使得我们的竞赛变得更加精彩纷呈，也使比赛更突显其公平公正的原则。 今天随着科技的不断进步抢答器的制作也更加追求精益求精，人们摆脱了耗费很多元件仅来实现用指示灯和一些电路来实现简单的抢答功能，使第一个抢答的参赛者的编号能通过指示灯显示出来，避免不合理的现象发生。但这种电路不易于扩展，而且当有更高要求是酒无法实现，例如参赛人数的增加。随着数字电路的发展，数字抢答器诞生了，它易于扩展，可靠性好，集成度高，而且费用低，功能更加多样话，是一种高效能的产品。而如今在市场上销售的抢答器大多采用可编程逻辑元器件，或利用单片机技术进行设计，本次设计主要利用常见的74LS系列集成电路芯片和555芯片，并通过划分功能模块进行各个部分的设计，最后完成了八路智力竞赛抢答器的设计。
八路彩灯课程设计八路彩灯控制器的设计
课程设计报告 课程: 数字电路 题目:八路彩灯控制器的设计 院系: 物理与电子信息学院 专业: 2011级电子信息科学与技术 学号: 20111302031 姓名: 李俊 完成日期: 2008 年 6 月 22 日
摘要：本次八路彩灯电路的制作主要采用74LS194芯片接成扭环形结构的移位寄存器来实现，通过555定时电路组成多谢振荡电路。整个电路主要由移位寄存器、控制电路、脉冲发生器构成8个彩灯的循环控制，并且可以组成多种花型。关键词：控制、循环、555定时电路 一、设计内容与设计要求 1.设计目的 ⑴学会将一个实际情况抽象为逻辑电路的逻辑状态的方法。 ⑵掌握计数、译码、显示综合电路的设计与调试方法。 ⑶掌握实际输出电路不同要求的实现方法。 2.设计任务 八路彩示系统，该系统实现以下功能： ⑴八路彩灯从左向右逐次渐亮，间隔为1秒。 ⑵八路彩灯从右向左逐次渐灭，间隔为1秒。 ⑶八路彩灯同时亮，时间为0.5秒，然后同时变暗，时间为0.5秒，反复4次。 3.设计要求 ⑴确定总体设计方案画出总方框图，确定各单元电路的功能，进行单元电路的设计，画出逻辑图。 ⑵选择元器件型号。 ⑶画出总逻辑图和装配图，并在实验板上组装电路。 ⑷进行电路调试，使其达到设计要求。 ⑸写出总结报告。 4.参考器件 555定时器、计数器、双向移位寄存器、显示译码管、数码显示管、发光二极管及一些门电路等。 二、总体设计思路 根据课程设计课题要求，要实现本系统，需要设计时钟脉冲产生电路，循环控制电路和彩灯花样输出电路。时钟脉冲产生电路由74LS163分频实现，循环控制电路由74LS163和74LS10实现，彩灯花样输出电路由74LS194和相关逻辑电路实现。 三、总体设计原理 1.基本原理 由设计要求出发可知彩灯的三个节拍可以用移位寄存器74LS194实现，通过控制S0和
八路数字显示抢答器的设计要点
目录 1实习目的与要求 (2) 2实习内容 (3) 2.1电路设计……………….……………………………………………………. .3 2.1.1抢答电路设计 (3) 2.1.2定时电路设计 (4) 2.1.3报警电路设计 (5) 2.1.4时序控制电路设计 (6) 2.2整体电路设计 (6) 2.3 电路的仿真 (6) 2.3.1 抢答电路的仿真 (7) 2.3.2定时电路的仿真 (8) 2.3.3脉冲发生电路的仿真 (9) 2.3.4报警电路的仿真 (11) 3心得体会 (11) 参考文献 (12) 附录 (13) 附录A 整体仿真图 (13) 附录B 整体图 (13)
1实习目的要求 实习内容 本次实习的内容是独立完成一个八路数显抢答器的设计，采用电路仿真设计软件完成竞赛抢答器电路的设计及仿真调试，在微机上仿真实现数字式竞赛抢答器的设计。 实习具体内容为：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。同时还应设计记分、犯规和奖惩记录等多种功能。 设计要求： 1、基本部分 (1) 抢答器可供八组使用，组别键(信)号可以锁存；抢答指示用发光二极管(LED)。 (2) 记分部分独立(不受组别信号控制)，至少用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。 (3) 要求性能可靠、操作简便。 2、发挥部分(选做) 数字智力竞赛抢答器(自动记分)原理框图
(1) 增加抢答路数，数码管显示其组别键(信)号。 (2) 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）。 (3) 超时报警。 实习任务要求 1、画出总体设计框图，以说明数字式竞赛抢答器由哪些相对独立的功能模块组成，标出各个模块之间互相联系，时钟信号传输路径、方向和频率变化。并以文字对原理作辅助说明。 2、设计各个功能模块的电路图，加上原理说明。 3、选择合适的元器件，在仿真软件上连接验证、仿真、调试各个功能模块的电路。在连接验证时设计、选择合适的输入信号和输出方式，在充分电路正确性同时，输入信号和输出方式要便于电路的仿真、调试和故障排除。 4、在验证各个功能模块基础上，对整个电路的元器件和连接，进行合理布局，进行整个数字钟电路的连接验证、仿真、调试。 5、自行接线验证、仿真、调试，并能检查和发现问题，根据原理、现象和仿真结果分析问题所在，加以解决。学生要解决的问题包括元器件选择、连接和整体设计引起的问题。 2实习内容 2.1电路设计 2.1.1 抢答电路设计 如图1所示为抢答电路图。电路选用优先编码器 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"
八路抢答器课程设计
电子技术 课程设计 题目：八路抢答器的设计 学院（系): 专业班级：电子132 学生姓名：学生学号：13446413 指导教师： 设计时间：2015年6 月22日 2015年7月15日
电子技术课程设计任务书2 学院电子（怀）132 班同学：
计算机教研室指导教师_
目录 摘要-------------------------------------------------------------------------------------1 1八路抢答器-----------------------------------------------------------------------------------------2 1.1前言------------------------------------------------------------------------------------------------2 1.2八路抢答器功能-----------------------------------------2 2系统的组成及工作原理--------------------------------------2 2.1系统组成框图--------------------------------------------------------------------------------- 3 2.2系统的工作原理------------------------------------------------------------------------------ 3 3电路设计--------------------------------------------------- 4 3.1方案的选择------------------------------------------------------------------------------------ 4 3.1.1方案一---------------------------------------------------------------------------------------4 3.1.2方案二---------------------------------------------------------------------------------------5 3.1.3方案的选择---------------------------------------------------------------------------------5 3.2单元电路的设计------------------------------------------------------------------------------ 5 3.2.1抢答电路的设计---------------------------------------------------------------------------5 3.2.2定时电路的设计-------------------------------------------------------------------------11 3.2.3触发器电路的设计----------------------------------------------------------------------13 3.2.4多谐振荡器电路的设计----------------------------------------------------------------15 3.2.5秒脉冲产生电路的设计----------------------------------------------------------------16 4性能的测试------------------------------------------------17 5体会与总结------------------------------------------------------------------------------------- 18 参考文献-------------------------------------------------------------------------------------------18 附录：元器件列表----------------------------------------------------------------------------- 19
八路彩灯控制器 课程设计
目录 第一章总体设计 (5) 1.1设计目的 (5) 1.2设计任务与要求 (5) 1.3基本工作原理 (5) 1.4设计方案 (5) 第二章单片机简介 (6) 2.1单片机结构 (6) 2.2单片机的封装形式、引脚定义及功能 (7) 2.3单片机的工作原理 (8) 2.4 CPU的工作原理 (8) 2.5存储器结构 (9) 2.6 CPU时序及时钟电路 (10) 2.7复位操作 (12) 第三章硬件设计 (14) 3.1整体硬件接结构 (14) 3.2功能模块电路 (14) 3.3系统硬件原理电路图 (16) 第四章软件设计 (17) 4.1软件总体结构设计 (17) 4.2各功能模块设计 (18) 总结与心得 (25) 参考文献： (26)
第一章总体设计 1.1设计目的 1)了解单片机的基本原理及相关的简单应用。 2)掌握用单片机设计系统的一般步骤。 3)了解LED数码管的基本知识和驱动方法。 4)掌握单片机系统各个组成部分的作用以及分布位置。 5)学会运用单片机的硬件资源。 1.2设计任务与要求 8个彩灯的控制电路的任务为：用AT89S51单片机设计设计一个8个彩灯控制电路。要求：完成以下花形变化： 1) 从左到右依次点亮，8个灯全亮；从右到左依次熄灭，8个灯全灭。时间节拍为1秒。 2)从两边向中间依次点亮，8个灯全亮；从中间向两边依次熄灭，8个灯全灭。时间节拍为1秒。 3)循环往复，用LED管模拟彩灯。 4)用汇编语言编程，用proteus仿真。 1.3基本工作原理 此次使设计一个能控制八路彩灯的控制器，其中彩灯用发光二极管模拟。由P1.6和P1.7口控制电路启动与停止，根据彩灯的亮灭要求，利用数据指针查表，将查到的内容送给P2口进行显示，然后调用1s延时程。若查到的内容为跳出代码就重新开始循环。 1.4设计方案 软件方面：通过汇编语言编程实现不同要求的状态，由延时程序实现1秒的延时时间。硬件方面：彩灯启动与停止由P1.6和P1.7口进行控制，彩灯的显示状态由AT89C51的P2口输出显示。芯片的控制由AT89C51的外接晶振和复位电路进行控制。
基于80C51单片机的八路抢答器设计分析
专业论文 题目：基于80C51单片机的八路抢答器设 计
摘要：八路智力抢答器是一个可供八个参赛组进行智力竞赛的电路装置，该装置主要是由单片机最小系统、控制电路（八个选手抢答按钮；三个主持人控制按钮；四个修改按钮）、数码显示电路与蜂鸣器电路组成的。单片机（MCU）是目前在电气控制技术中广泛应用的重要元件。它具有体积小，稳定性高，应用范围广，控制能力强，升级改造容易等诸多优点。本论文介绍采用ATMEL公司AT89S52单片机设计八路智能抢答器。软件采用汇编语言编程，汇编语言属于计算机领域的低级语言，具有简明易懂,执行效率高等的优点。智能八路抢答器具有抢答时间与答题时间调整，抢答错误报警提示等功能，可以广泛应用于各类知识竞赛。 关键词：抢答器；单片机；硬件系统；软件编程
基于80C51单片机的八路抢答器设计 一、系统概述与原理方框图 在文中，我对八路抢答器的总体设计及其主要的功能特点进行简单的分析，并给出它的特点，实现的功能以及系统的简单操作，以对单片机及其控制系统的了解。 （一）单片机技术发展的概述与系统问题的提出 目前，单片机正朝着高性能和多品种方向发展，单片机的发展正朝着 CMOS化，低功耗，小体积，大容量，高性能，低价格和外围电路的内装化等 几个方面 发展。近几年，由于某种原因CHMOS技术的进步，大大地促进了单片机的CMOS 化，此种芯片除了低功耗外，还具有功耗的可控性，使单片机可以工作在功 耗精细管理状态，特别是IIC，API等串行总线的引入，可以使单片机的引脚 设计得更少，单片机系统结构更加简化及规范化。 我们设计出的8路抢答器是一种基于MCS-51单片机的硬件和软件设计及 实现方法，这种电路设计具有按键有效提示,输入错误提示,控制报警电路, 在线修改功能等多种功能,保密性强,灵活性高,特别适用于家庭!办公室!学 生宿舍及宾馆等场所。它具有全集成化，智能化，高精度，高性能，高可靠 性和低价格等优点，是一个值得推广的一种方法。接下来我们就对方案与设 计原理方框图进行比较分析。 （二）设计思路与系统组成及主要特点 为了使设计更具有针对性，使用性更强，我对其进行精心的设计，在设 计过程中，我们想到了很多的设计方案。 1．设计思路 设计一个八路抢答器，可同时供8名选手或者8个代表队参加比赛，他 们的编号分别为1——8,各用一个抢答器按钮,按钮的编号与选手的编号相 对应,分别设为S1…S8。节目主持人设置一组控制开关，用来控制系统的清 零和抢答器的开始，修改抢答时间与答题时间，如果想调节抢答时间或答题 时间,按"抢答时间调节"键或"答题时间调节"键进入调节状态。并且抢答器具 有数据锁存和显示的功能，抢答开始，若有选手按动抢答按钮，编号立即锁
CD八路数显抢答器使用原理
C D八路数显抢答器使 用原理 SANY标准化小组 #QS8QHH-HHGX8Q8-GNHHJ8-HHMHGN#
一、功能简介 1、功能说明 抢答器可以根据抢答情况，显示优先抢答者的号数，同时蜂鸣器发声，表示抢答成功。抢答器由抢 答，编码，优先，锁存，数显及复位电路组成，它的组成原理图如图1所示。 2、电路原理简介 该抢答器电路可同时进行八路优先抢答。按键按下后，蜂鸣器发声，同时（数码管）显示优先抢答 者的号数，抢答成功后，再按按键，显示不会改变，除非按复位键。复位后，显示清零，可继续抢 答。SB1～SB8 为抢答键；SB9 为复位键；CD4511 是一块含BCD—7 段锁存/译码/驱动电路于一 体的集成电路，其中1、2、6、7 为BCD 码输入端，9～15 脚为显示输出端，3 脚（LT）为测试 验出端，当"LT"为0 时，输出全为1，4 脚（BI）为消隐端，BI 为0 时输出全为0，5 脚(LE)为锁 存允许端，当LE 由"0"变为"1"时，输出端保持LE 为0 时的显示状态。16 脚为电源正，8 脚为电 源负。555 及外围电路组成抢答器声响电路。整个电路可以采用直流供电。 元件清单
二、电路所需器件介绍 1、 CD4511 BCD-7 段译码驱动器 CD4511 是常用的七段显示译码驱动器，它的内部除了七段译码电路外，还这有锁存电路和输 出驱动器部分，具有输出电流大，最大可达25mA,可直接驱动LED 数码管。CD4511 由4 个输入端 A/B/C/D 和7 个输出端a~g，它还具有输入BCD 码锁存、灯测试和熄灭控制功能，它们分别由锁存 端LE、灯测试LT、熄灭控制端BI 来控制。引脚图如2 所示，真值表如图3 所示。 2、时基电路TLC555 TLC555 与NE555 参数基本相同，但TLC555 为COMS 结构，具有温漂小、内部分布参数小等优点。 TLC555 是一块时基集成电路，它可以构成多谐振荡器、单稳态触发器、施密特触发器等，是一 块用途广泛的集成电路。 TLC555 集成电路管脚如图4，内部等效电路如图5。 TLC555 引脚功能简介： 1 脚：公共地端为负极。 2 脚：低触发端TRIG，低于1／ 3 电源电压时即导通。 3 脚：输出端OUT，电流可达200mA。
八路抢答器电路的设计-王赫
八路抢答器设计报告 目录 一、设计的目的 (2) 二、设计任务和要求··································2-3 三、设计的方案的选择与论证··························3-5 四、电路设计计算与分析·····························5-19 1、基本功能电路的设计·····························5-17 1.1抢答电路的设计·····························5-11 1.2定时电路的设计····························11-14 1.3报警电路的设计····························14-17 1.4时序控制电路设计 (17) 2、扩展功能电路的设计·····························20-21 2.1六路彩灯循环电路的设计 (20) 2.2计分电路的设计 (21) 五、总结及心得 (22) 六、附录 (23) 七、参考文献 (24)
一、设计目的 （1）掌握抢答器电路的原理。 （2）了解数字集成电路的使用方法。 （3）进行电路原理设计，并学会运用PROTEL等电路设计及仿真软件。 （4）熟悉Multisim的基本使用方法，运用Mulsitim进行电路设计的仿真。 二、设计任务与要求 设计一个智力竞赛抢答器，可同时共8 名选手参加比赛，并具有定时抢答功能。具体功能要求如下： 1.抢答器的基本功能： （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，他们的选号分别是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S1、S2、S3、S4、S5、S6、S7、S8。 （2）设置一个节目主持人控制开关，用来控制系统的清零（编号显示数码管灭灯）和抢答器的开始。 （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。 (4) 加入报警电路，当主持人选择开始时报警器报警，开始后有选手抢答此时报警电路报警，当设置的倒计时时间走完时报警电路报警。
数字八路抢答器课程设计报告
梧州学院 课程设计论文（2013-2014学年下学期） 课程名称数字电路 论文题目八路数字智力抢答器 系别信息与电子工程学院 专业电子信息工程 班级电本一班 学号000000000000 学生XX 聪明的小强 指导教师xxx 完成时间2015 年7 月
抢答器作为一种工具，已经广泛应用于各种智力和知识竞赛场合。本设计以八路智力竞赛抢答器为基本概念，从实际应用出发, 用数字、模拟电子器件设计具有扩充功能的抢答器。该设计数字抢答器就是利用数字电子技术实现的。主要为了实现抢答、定时、显示、报警功能。其电路由主体电路与扩展电路组成。优先编码电路、锁存器、译码电路将参赛队的输入信号在显示器上输出；用控制电路和主持人开关启动报警电路，以上两部分组成主体电路。通过定时电路和译码电路将秒脉冲产生的信号在显示器上输出实现计时功能，构成扩展电路。当有选手按下按钮时，优先锁存，其他选手在按时无响应，直到主持人按下清零按钮之后，才能开始下一轮的抢答。比较实用。 该数字抢答器可以广泛应用于各种竞赛，确保竞赛的准确，公平。该数字抢答器虽然可以用单片机程序来完成，但繁琐和代价高。而用集成电路设计制作抢答器：方便，价格便宜，还易于扩展。 关键字：编码，译码，555定时器，抢答器
第一章引言 (1) 1.1 设计要求 (1) 1.2 系统概述 (1) 第二章设计方案分析与论证 (3) 2.1 设计方案分析 (3) 2.2 方案的论证与选择 (3) 第三章单元电路设计 (5) 3.1 抢答电路设计 (5) 3.2 定时电路设计 (7) 3.1 时序控制电路设计 ................................................................ (13) 第四章智能抢答器实物制作 (15) 4.1 原理图设计和PCB设计 (15) 4.2 实物焊接及调试 (16) 4.2 实物展示 (17) 第五章测试结果分析与设计体会 (20) 5.1 测试结果与分析 (20) 5.2 设计体会与实验总结 (20) 参考文献 (21) 附录元器件清单 (22)
EDA课程设计八路彩灯控制器样本
EDA课程设计 设计题目: 基于VHDL的8路彩灯控制器设计 一、课程设计的目的 1．熟悉QuartusⅡ软件的使用方法,使用VHDL 文本输入设计法进行任务设计。 2．增强自己实际动手能力,独立解决问题的能力。 3．经过课程设计对所学的知识进行更新及巩固. 二、课程设计的基本要求 本次课程设计是设计一个8路彩灯控制器, 能够控制8路彩灯按照两种节拍, 三种花型循环变化。设计完成后, 经过仿真验证与设计要求进行对比, 检验设计是否正确。 三、课程设计的内容 编写硬件描述语言VHDL程序, 设计一个两种节拍、三种花型循环变化的8路彩灯控制器, 两种节拍分别为0.25s和0.5s。三种花型分别是: ( 1) 8路彩灯分成两半, 从左至右顺次渐渐点亮, 全亮后则全灭。 （2）从中间到两边对称地渐渐点亮, 全亮后仍由中间向两边逐次熄灭。 （3）8路彩灯从左至右按次序依次点亮, 全亮后逆次序依次熄灭。 四、实验环境
PC机一台; 软件QuartusⅡ6.0 五、课程设计具体步骤及仿真结果 1、系统总体设计框架结构 分频模块: 把时钟脉冲二分频, 得到另一个时钟脉冲, 让这两种时钟脉冲来交替控制花型的速度。 二选一模块: 选择两种频率中的一个控制彩灯的花型。 8路彩灯的三种花型控制模块: 整个系统的枢纽, 显示彩灯亮的情况。 2、系统硬件单元电路设计 1.分频模块设计 实验程序: library ieee; use ieee.std_logic_1164.all; entity fenpin2 is port( clk:in std_logic; clkk:out std_logic); end fenpin2; architecture behav of fenpin2 is begin
八路抢答器电路设计教学设计
附件：八路抢答器电路设计教学设计 教学设计模板 聚焦教学重难点的信息化教学设计 课题名称：八路抢答器电路设计 、教学内容分析 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 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。 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 、教学目标 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、学习者特征分析~ 14春学生，基础还可以，面临毕业，学习积极性不高，但是动手能力强。 四、教学策略选择与设计 1、设计总体框 2、单元电路设计方案和原理说明 3?报警电路设计 五、教学重点及难点 1、 重点：数码显示管的使用。 2、 难点：安装调试 六、教学过程 1设计内容 a 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 姓名: 刘李丽 工作单位: 陕西省山阳县职教中心 学科年级: 高二 教材版本: 咼教版 00。
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、S、S2、S3、S4、S5、S6、S7o b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。 c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。 d.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2设计要求 a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）o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。 b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。 c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, 00o 并封锁输入电路，禁止选手超时后抢答，时间显示器上显示3、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:
8路数字抢答器设计说明
简易8路数显抢答器： 简单实用的八路数显抢答器，主要包括抢答、编码、优先锁存、数显、复位及音频振荡等电路。元器件主要包括 CD4511.N E555、IN 4148、三极管（901 4）、LED 共阴极数码管、扬声器、小型按钮开关及电阻电容等。 说明： 抢答数显电路： J1～J8八个按钮开关组成抢答键。D1～D12十二个二极管组成编码器，将抢答键按对应的BCD 码进行编码，并将所得的高电平加在CD4511所对应的输入端。CD4511是一块含BCD —七段锁存/译码/驱动电路于一体的集成电路。CD4511的 1、2、 6、7脚为BCD 码输入端，9～15脚为显示输出端。3脚为测试端（LT），当L T 为“0 ”时，输出全为“1 ”。4脚为消隐端（B I ），当B I 为“0 ”时，输出全为“0 ”，因此此时可以清除锁存器内的数值，即可使用为复位端。5脚为锁存允许端（L E ），当L E 端由“0 ”→“1 ”时，a 、b 、c 、d 、e 、f 、g 七个输出端保持在LE 为“0”时所加BCD 码对应的数码显示状态。 16、8脚分别接电源正负极。由CD4511的引脚图可知， 6、2、 1、7脚分别代表BCD 码的 8、4、
2、1位。按下对应的键，即可得到 0001、0010、 0011、0100、 01、0110、 0111、1000八个一系列的BCD 码。高电平加在CD4511对应的输入端上，便可以由其内部电路译码为十进制数在数码管上显示出来。优先锁存电路由两个二极管（ D13、D14）、一个三极管（VT）、两个电阻及CD4511的锁存允许端（LE）完成。在初始状态或复位后的状态时，CD4511输入端都与一个电阻（10K）串联接地，所以此时BCD码输入端为“00”，则CD4511输出端a、b、c、d、e、f 均为高电平，g 为低电平，且数码显示为“0”。而当d 为高电平，三极管（VT）导通及g 为低电平时， D13、D14的正极均为低电平，使CD4511的LE 端为低电平“0”，可见，此时没有锁存即允许BCD码输入。而当任一抢答键按下时，由数码显示可知，CD4511输出端d 输出为低电平或输出端g输出为高电平，两个状态必有一个存在或着都存在。迫使CD4511的LE端，由“0”→“1”，即将首先输入的BCD 码显示的数字锁存并保持。此刻，其它按键编码就无法输入，从而达到了抢答的目的。音频振荡电路为NE555组成的多谐振荡器推动扬声器发出讯响声。四只二极管（IN4148）组成二极管或门电路分别接CD4511的 1、2、 6、7引脚，为NE555提供电源+Ucc，即任何抢答键按下时，扬声器都能发出报警声。元器件清单 序号910元件名称 电阻 电阻
课程设计 八路抢答器的设计
电子技术课程设计2007-2008-1 系别 班级 姓名 学号
一、题目 八路抢答器：设置8个抢答按钮，另设置1个主持人按钮来清零。主持人清零后，首先抢答人的号码显示出来并保持，直到主持人再次清零，可设置定时抢答，超出规定时间为无效抢答，只要有人抢答，就发出声、光指示。 二、主要技术指标 该抢答器具有倒计时、抢答、报警的功能。 三、方案论证及选择 （一）、设计要求 1、智力竞赛抢答器可同时功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、给节目支持人设置一个控制开关，用来控制系统的清零和抢答的开始； 3、抢答器具有数据锁存和显示功能，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，要锁存输入电路，禁止其他选手抢答，优先抢答的选手编号一直保持到主持人将系统清零为止； 4、抢答器具有定时抢答的功能，且一次抢答的时间可由主持人设定，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 0.5s左右； 5、参赛选手再设定的时间内抢答有效，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； 6、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，禁止选手超时抢答，时间显示器上显示00。 （二）、电路设计 根据设计要求，可以把电路分为三块：定时电路、抢答电路和报警电路。 1、设计要点 定时抢答器的总体框图如图a所示,其工作过程是：接通电源时节目主持人将开关置于“清零”位置，抢答器处于静止工作状态，编号显示器灭灯，定时显示器显示设定的时间，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，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键时，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码；
八路纯数字电路抢答器Proteus设计图
一、任务与要求： ⑴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。 ⑵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。 ⑶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。 ⑷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。 ⑸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。 ⑹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。
A 7QA 13 B 1QB 12 C 2QC 11 D 6QD 10BI/RBO 4Q E 9RBI 5Q F 15LT 3 QG 14 U1 74LS48 R2 10k R3 10k R4 10k R5 10k R6 10k R7 10k R8 10k R9 10k R 4DC 7 Q 3 GND 1 VCC 8 TR 2TH 6 CV 5U5 NE555 A 7QA 13 B 1QB 12 C 2QC 11 D 6QD 10BI/RBO 4Q E 9RBI 5Q F 15LT 3 QG 14 U6 74LS48 A 7QA 13 B 1QB 12 C 2QC 11 D 6QD 10BI/RBO 4Q E 9RBI 5Q F 15LT 3 QG 14 U7 74LS48 D015Q03D11Q12D210Q26D3 9 Q3 7 UP 5TCU 12DN 4TCD 13PL 11MR 14U8 74LS192 D015Q03D11Q12D210Q26D39Q3 7 UP 5TCU 12DN 4TCD 13 PL 11MR 14 U9 74LS192 R10 20k R11 15k C1 10u C2 0.1uf D2LED-RED R145001 2 3 U11:A 74LS0811121231341526374859 10 Q09Q17Q26Q3 14 U2 74LS14712 U3:A 74LS043 4 U3:B 74LS0456U3:C 74LS0413 12 U3:D 74LS04 1234 5611128 U4 74LS30 D03Q02D14Q15D27Q26D38Q39D413Q412D514Q515D617Q616D718 Q7 19 OE 1LE 11U1074LS373 123U12:A 74LS86 R1 100 4 56 U11:B 74LS08 1110U3:E 74LS04910 8U11:C 74LS08 R 4DC 7 Q 3 GND 1 VCC 8 TR 2 TH 6 CV 5 U13 NE555R12 10k C4 0.1u Q1 NPN R135k D1 LED-RED 12 1311U11:D 74LS08D3 LED-RED R15 500 R16 100 C3 100u C5 0.1uf R17 1k CX 14RX/CX 15A 1B 2MR 3 Q 13Q 4U14:A 74LS123CX 6 RX/CX 7 A 9 B 10MR 11 Q 5Q 12 U14:B 74LS123 1 2 3U15:A 74LS08 R19 1k C60.1u
八路抢答器说明书概要
烟台大学 51单片机课程设计说明书课题：八路抢答器 学生姓名：王志林 学号：201056501312 院系：机电汽车工程学院 指导老师：姜风国 同组成员：张凤礼、张体栋、程事业、范光科2013 年 06 月 05 日
目录 1 设计任务 (2) 2 系统总体方案 (2) 3 硬件设计 (3) 3.1 控制系统所需硬件 (3) 3.2 硬件原理介绍 (4) 4 软件设计 (6) 4.1 软件总体设计 (6) 4.2 程序流程图 (7) 5 软件仿真...................................................................................... (9) 5.1 Keil软件 (9) 5.2在Proteus软件 (9) 6小结 (10) 附1：源程序代码 (11) 附2：参考文献 (18)
1 .设计任务 本设计要求学生结合现有的实际条件，以51单片机为控制核心，设计一个8路智能抢答器。要求实现以下功能： 1) 有一主持人和8个参赛队员 2) 当主持人按下抢答按键，参赛队员在10秒内可以抢答，并且抢答器开始倒计时。剩余5秒时，如果仍无人抢答，则系统每1s报警一次。如超出10秒则不能抢答；如抢答成功，则显示抢答队号。 3) 抢答成功则需在60秒内回答完成，如超出时间则抢答无效，显示无效指示。如果60秒完成回答，则抢答成功，显示有效。剩余5秒时，如果仍无人回答，则系统每1s报警一次。 4) 当主持人按下复位键时，系统回到初始状态。 5) 倒计时期间，如果主持人想终止倒计时，可以按下“停止”按键，系统会自动进入准备状态。 主要硬件设备：AT89C51单片机，8输入3态缓冲器/线驱动器74LS244,六反相驱动器7404，共阳极LED数码管等，12MHZ晶振，74LS04反相器，手动开关，按键若干，报警喇叭。 2.系统总体方案 2.1整体方案设计 该智能抢答器以AT89C51单片机为控制核心，控制精度较高，操作误差主要来自晶振自身所造成的误差。其他外围电路包括复位电路，时钟电路，报警电路，LED显示电路，抢答按键等。该智能抢答器具有计时记忆功能，一次时间设置完，复位后不需重新进行时间设定；通过按键扫描输出按键信息，并通过单片机将它转化为在七段数码管上显示的字符型。单片机的P1口为8组抢答按键的输入口，P0.0~P0.6为数码管的段选口，P2.0~P2,2为数码管的片选口。P3.6为报警电路的控制口。智能抢答器的整体方案设计图如下所示。