六路数字抢答器设计报告
目录
一、任务设计和要求 (2)
二、设计方案与论证 (4)
三、电路设计计算与分析 (5)
3.1 主持人控制电路 (5)
3.2 10S倒计时电路 (7)
3.3 控制显示电路 (10)
3.4 主要元器件介绍 (12)
四、总结与心得 (18)
五、附录 (19)
附录一：元器件清单 (19)
附录二：六路抢答器原理图 (20)
附录三：六路抢答器的仿真 (21)
六、参考文献 (22)
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一、设计任务和要求
六路数字抢答器的设计任务如下：
1．主持人按动启动按钮，抢答开始，同时开始10秒倒计时。
2．6名抢答选手编号分别为1-6，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号码。
3．选用七段LED作为显示器。
4.完成电路的理论设计。
5.参数的计算和有关器件的选择。
6. 对电路进行仿真。
7.撰写设计报告书一份：A3图纸1张。报告书要求写明以下内容：（B5纸）
（1）总体方案的选择和设计
（2）各个单元电路的选择和设计
（3）仿真过程的实现
课程设计要求如下：
课程设计大体可分成以下三个阶段：
1.设计与计算阶段
学生根据课程设计任务、要求和条件进行总体方案的设计，通过论证和选择，确定总体方案。此后是对方案中单元电路
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进行选择和设计计算，包括元器件的选用和电路参数的计算。最后画出总体电路图，选用元件一览表。
2.计算机仿真及电路制版
运用仿真软件EWB或MULTISIM对设计电路进行仿真，排除电路故障、调整元器件参数、修改电路，使之达到设计指标要求。最后使用PROTEL软件完成对电路的PCB制版（选作）。
3.撰写设计报告阶段
设计报告是学生对课程设计全过程的系统总结。学生应按规定的格式撰写设计报告。设计报告的主要内容有：
1)课题名称。
2)设计任务和要求。
3)方案选择与论证。
4)原理框图，总体电路图、计算机电路仿真图，以及它们的说明；单元电路设计与计算说明；元器件选择和电路参数计算的说明等。
5)收获体会、存在问题和进一步的改进意见等。
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二、设计方案与论证
六路抢答器能实现的功能简要概括为以下几个方面：
①验能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。
③主持人没有按下开始抢答按钮前，参赛者的抢答开关无效；
当主持人按下开始抢答按钮后，开始进行10秒秒倒计时，此时，若有组别抢，显示该组别并使抢答指示灯亮表示“已有人抢答”。主持人清零后开始新一轮抢答。
在进行电路调试时，可按照以下原则进行：
①控制显示电路的调试控制显示主要是由一块74LS148和
块74LS190以及一个数码显示器组成的。在调试时，可以在编码器的各输入端接上开关,当接上电源后,用各开关打开或断开来判断数码显示器是否显示正常。
②定时电路调试清零是由主持人控制的.这个电路比较简单，
只有一个指示灯，当主持人开关断开时，指示灯通过接地连接到各触发器的清零端，这时数码显示器应显示为0，如果不
为零则电路不正常。
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三、电路设计计算与分析
3.1主持人控制电路:
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，编号显示器为7；主持人将开关置;开始”状态，抢答器工作，选手开始抢答。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。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。
当主持人将开关拨到“开始”时，清零端为高电平，D触发器正常工作。当选手回答完毕，主持人控制开关S是抢答电路复位，以便进行下一轮抢答。
控制电路流程图：
(主持人开关接
D触发器使能控制端，直接控制74LS175的工
作情况)
主持人控制电路实现较简单，只需将电源接双刀开关，通过控制开关的开合来完成高低电平的转换输入到74LS175的使能控制端的CLR端。当开关接电源输出高电平时，74LS175正常工作，接收选手的抢答信号，此时为抢答时刻；当开关接低电平时，
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74LS175被强行清零，无法正常工作。假设选手按下抢答键，抢答电路也不工作。
主持人控制电路原理图：
主持人按下开关，CLR接收到有效信号低电平，使74LS175无法正常工作，直接控制选手抢答。
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3.210s倒计时电路:
该部分主要由555 定时器秒脉冲产生电路、十进制同步加减计数器74LS190减法计数电路、74LS248 译码电路和 2 个8段数码管及相关电路组成。※两块74LS190 实现减法计数，通过译码电路74LS248 显示到数码管上，其时钟信号由时钟产生电路提供。74LS1920的预置数控制端实现预置数时间，计数器的时钟脉冲由秒脉冲电路提供。按键弹起后，计数器开始减法计数工作，并将时间显示在共阴极七段数码显示管上，当有人抢答时，停止计数并显示此时的倒计时时间。
流程图如下：
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10S倒计时原理图：
※考虑到若采用数码管显示00时开始置数需要选用五输入端的或非门来实现，此方案中选用的或非门并不常见，造价成本高，故舍弃该思路；若选用常见的多输入与非门，则需在74LS190的五个输出端接五个非门在与多输入的与非门相连，原件选用较多，冗余性高。综合以上弊端，采用数码显示管99时置数。此时，只需在74LS190的合适输出端口接四输入与非门即可，解决了器件造价和设计冗余的问题，且基本不影响倒计时电路实现。
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10S倒计时电路的仿真：
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3.3控制显示电路：
控制显示电路的设计，应满足以下条件：
A、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，即令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开始命令之后才有效。该课设选用两片四输入端的D触发器74LS175来实现锁存控制功能。
B、当电路形成第一抢答信号之后，经过D触发器锁存将
输出用优先编码器74LS148及数码显示电路显示出抢答者的组别。同时，将蜂鸣器接入显示电路，实现抢答者按下抢答开关扬声器发出声音提示同时数码显示管显示抢答者组别编号的功能。
C、电路74LS175实现，它有四个D触发器的输入端，并
且每个D触发器都有Q和非Q两个输出端。将六路D触发器的非Q端接八输入与非门74LS30，与非门的输出和555定时器的脉冲输出端接入双输入与非门74LS00，输出接入74LS175的脉冲输入端（CLK端），当一个选手按下抢答器开关时，74LS30输出高电平，使CLK一直接受低电平，进而锁存第一个选手的抢答状态。
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显示电路流程图如下：
显示电路原理图：
3.4.主要元器件介绍如下：
◆74LS148
74LS148工作原理如下：
该译码器有8个信号输入端，3个二进制码输出端。此外，电路还设置了输入使能端EI，输出使能端EO和优先译码工作状态标志GS。当EI=0时，译码器工作；而当EI=1时，则不论8个输入端为何种状态，3个输出端均为高电平，且优先标志端和输出使能端均为高电平，译码器处于非工作状态。这种情况被称为输入低电平有效，输出也为低电来有效的情况。当EI为0，且至少有一个输入端有译码请求信号（逻辑0）时，优先译码工作状态标志GS为0。表明译码器处于工作状态，否则为1。
74LS148真值表：
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◆74LS175
74LS175为一四路的锁存器，逻辑电路图，引脚图和真值表如图所示。其中，CLR是异步清零控制端。在芯片正常工作之前，必须先进行清零，否则可能出错。
1D-4D是数据输入端，在CP脉冲上升沿的作用下，1D-4D端的数据被并行的存入寄存器。输出数据可以并行的从1Q-4Q端引出，也可以并行从1Q非-4Q非端引出反码输出。当CLK引脚输入上涨沿时，1D-4D被锁存到输出端（1Q-4Q）。在CLK其他状态时，输出与输入无关。当CLR接低电平时，74LS175被强行置零。无法正常工作.
74LS175管脚图
74LS175真值表
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◆555定时器构成的多谐振荡器：
脉冲产生电路可由555定时器构成的多谐振荡器产生秒脉冲来实现。通过选定R1,R2和电容C 来控制电路充放电时间进而控制秒脉冲。
多谐振荡器又称为无稳态触发器，它没有稳定的输出状态，只有两个暂稳态。在电路处于某一暂稳态后，经过一段时间可以自行触发翻转到另一暂稳态。两个暂稳态自行相互转换而输出一系列矩形波。多谐振荡器可用作方波发生器。
振荡周期：T=(R1+2*R2)*C*0.7 z
1)2(44
.121H C R R f ≈+=
=(28860+57720*2)*0.000001*0.7
=1s
555多谐振荡器的仿真
◆74LS190 是双时钟方式的十进制可逆计数器。管脚图如下：
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?A、B、C、D为输入端，对应QA-QD为输出端。
?U’/D为使能控制端，当U’/D=0时，74LS192实现加技术功能；当U’/D=1时，74LS192实现减计数功能。
?MAX/MIN为最大最小输出端。
?LOAD’为置数端，输入低电平有效。
?CTEN’为使能控制端，输入低电平有效。
?RIO’为进位/借位输出端。
?CLK为脉冲信号输出端。
◆七段显示译码管
BCD七段译码器的输入是一位BCD码(以D、C、B、A表示)，输出是数码管各段的驱动信号(以F a~F g表示)，也称4—7译码器。若用它驱动共阴LED数码管，则输出应为高有效，即输出为高(1)时，相应显示段发光。例如，当输入8421码DCBA=0100时，即要求同时点亮b、c、f、g段，熄灭a、d、e段，故译码器的输出应为F a~F g=0110011，这也是一组代码，常称为段码。同理，根据组成0~9这10个字形的要求可以列出8421BCD七段译码器的真值表 (未用码组省略)
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四、总结及心得
本次课程设计对于我的课题的要求基本上实现了。这次课程设计时间有点匆忙，虽然大部分的功能都实现了，但是还是会存在不完美的地方，设计进行地比较成功，对常用的芯片无论是从功能上，还是构造上都在了更深的了解，更重要的是锻炼了我们处理问题的能力，平时看书都能看得明白，但是到了仿真的时候还是会出现很多的问题，有时候一个小失误致使整个电路工作状态出现错误，但是还是能过一次次的调试，一次次地去修改最后得出了成品。
平时看课本时，有时问题老是弄不懂，做完课程设计，那些问题就似乎有思路了。而且还可以记住很多东西。比如一些芯片的功能，平时看课本，这次看了，下次就忘了，通过实践让我对各个元件映象深刻。认识来源于实践，实践是认识的动力和最终目的，实践是检验真理的唯一标准。所以这个课程设计对我的作用是非常大的。在这次的课程设计中，我查阅了大量的资料，不仅温习了已学的知识还掌握了其他芯片的功能，收获颇多，这也增加了我对电子技术方面的兴趣。在这次课程设计中我遇到了一些问题和挫折，例如各个元器件的连接，计数器的运用等。但是通过和同学的讨论，老师的帮助我对抢答器的整体电路有了更好的了解。
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五、附录
附录一：
元器件明细表：
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附录二：
六路抢答器原理图（另附原理打印图）
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数电实验报告 姓名：侯婉思 专业：通信工程 班级：1111 学号：11387121 指导老师：田丽娜
四人竞赛抢答器实验报告 一．前言 现今，形式多样、功能完备的抢答器已广泛应用于电视台、商业机构、学校、企事业单位及社会团体组织中，它为各种知识竞赛增添了刺激性、娱乐性，在一定程度上丰富了人们的业余生活。 对于抢答器我们大家都知道那是用于选手做抢答题时用的，选手进行抢答，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。 本文介绍了一种用74系列常用集成电路设计的高分辨率的4路抢答器。该抢答器为全数字集成电路设计，具有分组数多、分辨率高等优点。该抢答器除具有基本的抢答功能外，还具有优先能力,定时及复位功能。主持人通过控制开关使抢答器达到复位的功能。 二．实验目的 1. 学习并掌握抢答器的工作原理及其设计方法 2. 熟悉各个芯片的功能及其各个管脚的接法。 3. 灵活运用学过的知识并将其加以巩固，发散思维，提高学生的动手能力和思维的缜密。 三．设计任务与要求 1、设计任务 设计一台可供4名选手参加比赛的竞赛抢答器。选手抢答时，数码显示选手组号。 2.设计要求： 抢答器的基本功能： 1.设计一个智力抢答器，可同时供四名选手或四个代表队参加比赛，编号为一，二，三，四，各用一个抢答按钮，分别用四个按钮S0——S3表示。 2.给节目主持人设置一个控制开关，用来控制系统的清零（编号显示数码管清零）。 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，此外，要封锁输入电路，实现优先锁存，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。 简言之，有选手按下时，显示选手的编号。同时，其他人再按下时电路不做任何处理。也就是说，如果有选手按下以后，别的选手再按的话电路不会显示是他的编号。 4.可用555定时器产生频率为1H z的脉冲信号，作为触发器的CP信号。四．四人竞赛抢答器电路原理及设计
创新实践课 课程名称：创新实践课 实践题目：基于51单片机8路抢答器设计学院：信息工程与自动化学院 专业：生物医学工程 年级：2014级 学生：4 丽莎2海星 指导教师：嘉林 日期：2016-12-30 教务处制
目录 一、前言 (3) 二、电路原理图设计 (3) 三、印制版图设计 (7) 四、软件设计 (9) 五、测试数据及分析 (16) 六、总结 (18)
一、前言 目前，抢答器已经作为一种必不可少的工具广泛应用于各种智力和知识竞赛场合，但一般的抢答器可靠性低，使用寿命短，介于这些不方便因素，此次设计提出了用51单片机为核心控制元件，设计一个简易的八路抢答器。本方案以51单片机作为主控核心，与晶振、数码管、蜂鸣器等通过外围接口实现的八路抢答器，利用了单片机的延时电路、按键复位电路、时钟电路、定时器/计数器等，设计的八路抢答器不仅具有实时显示抢答选手的和抢答时间的功能，同时还利用汇编语言编程，使其实现复位、定时和报警的功能。本次设计的系统实用性强、判断精确、操作简单、扩展功能强。 功能：以STC89C52RC单片机作为主控核心，与晶振、数码管、蜂鸣器等通过外围接口实现的八路抢答器，利用了单片机的延时电路、按键复位电路、时钟电路等，设计的八路抢答器不仅具有实时显示抢答选手的和抢答时间的功能，同时还利用汇编语言编程，使其实现复位和报警的功能。 此系统是基于51单片机，led发光二极管，一位共阳数码管，蜂鸣器，按键，等分立元件设计而成。 元件设计的意义：关于按键：共设计了10个独立按键，其中8个分别为八位选手抢答输入用，另外两个分别为开始和停止按键！只有裁判按下了开始键才进入正常抢答，否则属于犯规抢答，抢答完毕，裁判按下停止，数码管显示0。关于led发光二极管：共设计了9个发光二极管，其中一个为电源指示，其他8个为选手抢答状态指示，正确抢答时led发光二极管缓慢闪烁，犯规抢答时，快速闪烁。关于数码管：选手按下自己的按键时显示相应的选手编号！裁判按下开始键时数码管显示倒计时，
电气及自动化课程设计报告 题目：基于PLC的六路抢答器系统设计 课程：PLC原理与应用 学生姓名： 学生学号： 年级：14级 专业：自动化 班级：2班
指导教师： 机械与电气工程学院制 2017年6月 目录 1课程设计的任务和要求 (1) 1.1课程设计的任务 (1) 1.2课程设计的要求 (1) 2.PLC控制器的原理与组成 (1) 2.1PLC硬件系统 (1) 2.2PLC工作原理 (3) 2.3六人抢答器基本组成 (4) 2.4六人抢答器工作原理 (4) 3六人抢答器系统设计方案制定 (5) 3.1PLC选型 (5) 3.2六人抢答器系统的I/O口分配 (6) 4六人抢答器系统的软件设计 (7) 4.1PLC编程语言 (7) 4.2抢答器系统程序 (7)
4.2.1主持人控制端 (7) 4.2.2抢答成功与抢答犯规指示灯显示 (9) 4.2.3七段数码管显示 (9) 4.2.4蜂鸣器电路 (11) 5六人抢答器系统程序仿真 (12) 5.1抢答成功仿真 (12) 5.2抢答犯规及抢答超时仿真 (12) 5.3加减分及数码管显示 (13) 5.4抢答超时 (14) 6总结及心得体会 (14) 参考文献 (15)
基于PLC的六路抢答器系统设计 机械与电气工程学院自动化专业 1课程设计的任务和要求 1.1课程设计的任务 使用西门子S7-200PLC编写程序实现六路抢答器的系统设计并使用仿真软件进行其功能的实现。 1.2课程设计的要求 （1）主持人控制功能，具有开始抢答按钮和复位按钮； （2）主持人未按下开始抢答按钮时抢答为违规抢答，违规指示灯亮，蜂鸣器响； （3）抢答延时，超过20S无人抢答时此题作废，蜂鸣器长鸣； （4）抢答成功后，抢答成功指示灯亮，数码管显示抢答成功的队伍编号； （5）在抢答成功后，主持人根据回答的正确与否可以对该队伍进行加减分控制； （6）每次正确抢答时，只有第一位按下抢答按钮的队伍为有效抢答。 2.PLC控制器的原理与组成 2.1PLC硬件系统 可编程控制器，英文称ProgrammableLogicController，简称PLC。PLC是基于电子计算机，且适用于工业现场工作的电控制器。它源于继电控制装置，但它不像继电装置那样，通过电路的物理过程实现控制，而主要靠运行存储于PLC内存中的程序，进行入出信息变换实现控制。PLC基于电子计算机，但并不等同于普通计算机。普遍计算机进行入出信息变换，多只考虑信息本身，信息的入出，只要人机界面好就可以了。而PLC则还要考虑信息入出的可靠性、实时性，以及信息的使用等问题。特别要考虑怎么适应于工业环境，如便于安装，抗干扰等问题[1]。
《数字电子技术》 项目二设计与制作六路抢答器电路任务三六路抢答器电路制作与调试 教 案 名称： D触发器的应用 课程：数字电子技术 专业：应用电子技术 课时： 6课时
任务三六路抢答器电路制作与调试本次任务，是针对D触发器的应用，完成六路抢答器电路的制作和调试。【设计思想】 本节课以项目任务为载体，以学生自主学习为中心，通过小组合作的组织形式，为学生营造一个自主学习的环境。充分利用多媒体教学手段结合项目设计，步步设疑、环环相扣、贯通主线，引导学生自主探究，通过学生动手实践，电路调试来发现问题、探究问题、解决问题，以提高实践、交流、协作等各方面的能力，为将来成为高技能型人才做好铺垫。 【教学容】 课程标准要求能根据具体的工作任务，完成简单数字电路的设计。该课题理论知识来源于由高等教育出版，阎石老师主编的《数字电子技术基础》中第三章第3节。对于职业学校的学生，重点是培养解决实际问题的能力，学以致用。因此，参考课程标准采用项目教学，设计了项目二：设计与制作六路抢答器电路来完成这次的教学任务。 本节是时序逻辑电路的基础容，为今后学习时序逻辑电路奠定理论基础，具有重要的理论指导作用。通过本课的学习，让学生明确数字电路的制作和调试方法，体会到所学知识点相互之间的联系及在实际中的应用，因此占有非常重要的地位。 这部分知识也是数字电路入门的门槛之一，更是将来从事EDA行业的启蒙知识,因此，要求学生有较强的分析能力和综合能力。 本项目共有三个任务： 1. 完成基本D触发器的功能测试； 2. 用集成D触发器设计电路原理图； 3. 根据电路原理图完成六路抢答器的制作与调试。 这次课主要针对最后一个任务：六路抢答器的制作与调试进行教学设计。【教学目标】 ?知识目标： 1.掌握D触发器的基本逻辑功能。 2.理解集成D触发器的工作原理。 ?技能目标： 1．通过项目调试和分析，培养学生分析问题、解决问题的能力。 2．通过项目拓展，培养学生查阅资料、利用资源的能力。 ?情感目标： 1．通过项目教学、引导探究，培养学生合作精神。 2．体验工程职业素养在学习与工作中的重要意义。
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：
华侨大学厦门工学院数字逻辑系统设计课程设计报告 题目：8路抢答器 专业、班级： 分数: 2012年5月30日
任务书 一、任务 设计一个8路抢答器，在控制开关（控制系统的清零和抢答的开始）作用下，抢答选手在开始信号作用后在规定的时间内开始抢答，锁定并显示优先抢答选手的编号同时给出音响的提示。抢答选手确定后，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控制信号将系统清零为止。 二、设计要求 （1）设计一个可供8名选手参加比赛的8路数字显示抢答器。他们的编号为12345678，各用一个抢答按钮（开关），编号与参赛者的号码一一对应。 （2）设置一个系统清除和抢答控制开关R，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，同时扬声器发出提示。先抢答选手的编号一直保持到主持人将系统清除为止。 目录 一、课题研究的相关背景、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、2 二、选题的目的、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、2 三、电路总体框图和优缺点 (3) 1、电路总体框图 (3) 2、优点 (3) 3、缺点 (3) 四、电路设计 (3) 1、完整电路图 (4) 2、实物图、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、4 3、数码显示 (5) 4、CC4511介绍 (6) 5、555芯片介绍 (7) 五、制作及调试过程 (8) 1、安装 (9)
六路数字抢答器设计方法 王亚静 摘要：有许多比赛活动中为了准确、公正、直观的判断出第一抢答者，通常设置一台抢答器，通过灯光等手段指示出第一抢答者。同时，还可以设置记分、犯规及奖惩记录等多种功能。电路具有第一抢答信号的鉴别和锁存功能。在主持人将系统复位并发出抢答指令后，开始抢答，如有参赛者按抢答开关，则该组指示灯亮显示出抢答者的组别。此时，电路应具备自锁功能，使其他组的抢答开关不起作用。 关键词：第一抢答者 抢答器 锁存 复位 自锁功能 一．设计任务与技术要求 1、设计任务 设计制作一个可供6组选手参加比赛的数字式竞赛抢答器。 2、技术要求 (1) 抢答器同时供6名选手或6个代表队比赛，分别用6个按钮S1、S2、S3、S4、S5、S6表示。 (2) 设置一个系统清除和抢答控制开关S0，该开关由主持人控制。 (3)抢答器具有锁存与显示功能。即具有第一个抢答信号的鉴别和数据锁存的功能。抢答开始后，若选手按动抢答按钮，锁存相应编号，相应灯亮起，并封锁输入编码电路，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。 二．总体方案设计及电路的工作原理： 1. 总体方案 数字式抢答器原理框图如图1所示。它由主体电路组成。主体电路完成基本的抢答功能，即开始抢答后，当选手按动抢答键时，能亮起相应灯泡同时横封锁输入电路，禁止其他选手抢答。
图1 2.工作原理 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，编号二极管灭灯；主持人将开关置“开始”状态，宣布"开始"抢答器工作。选手抢答时，抢答器完成：优先判断、编号锁存、二极管发光显示。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。计数输入由秒脉冲发生器提供。 三.单元电路的设计及电路图 1.抢答电路 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，供显示电路用；二是要使其他选手的按键操作无效。这里选用6D触发器74LS174，其电路图如图2所示。 图2 其工作原理是： 当开关S置于"开始"时，抢答器处于等待工作状态，当有选手将键按下时（如按下S1），74LS174的输出Q1=1,二极管D1发光。此外，Q1＝1，经非门过74HC30输出为高电平，74LS174处于禁止状态，封锁其他按键的输入，保证了抢答者的优先性。如有再次抢答需由主持人将 S0开关重新置“清零”， 6D触发器74LS174的CLR端为低电平，输出端（Q1~Q6）全部为低电平，于是二极管灭灯；然后再进行下一轮抢答。 2.反馈电路 这部分电路是用8与非门74HC30和6个非门构成，电路图如图3.
课程设计说明书
题目: 基于 PLC 的六路抢答器系统设计
毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明
原创性声明
本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教
师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加
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抢答器实验报告 一、 抢答器的功能介绍： 1、 基本功能： （1） 抢答器同时供6名选手比赛，分别用6个按钮S0 ~ S5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。即优先锁存抢答选手的编号，并显示在数码管上，扬声器发出音响提示。此时其它选手再按键无效。优先抢答选手的编号一直保持到主持人将系统清除为止。 → →→ 2、 扩展功能： （1） 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，定时器进行减计时显示。主持人按“开始” 键前抢答给以警告，抢答选手的LED 闪烁 （2） 参赛选手在设定的时间内抢答后，定时器停止减计时。 （3） 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、抢答器总体方案设计及原理图； 1、总体方案图 （1）主持人有开始键和复位键，按下开始键后才能开始抢答，否则犯规。其他六个人设有六个按键。按键中加有除颤装置。
（2）抢答后选手的号码用数码管显示，正常抢答后显示抢到的选手号码，并有铃声响起,如果在主持人按开始键前有人抢答，则选手的指示灯会闪烁，并有报警音响起。 （3）如果10秒内没有抢答，则说明该题超时作废。 三、 1、键入模块 选 手 、 主持人未开始， 选手抢答，指示
（1）、除颤装置 除颤装置的原理是：在按键操作时，机械触点的弹性及电压跳动等原因。在触点闭合或开启的瞬间会出现电压的抖动，如果不进行处理就会造成误操作。按键去抖动的关键在于提取稳定的低电平状态。如果连续几次为低电平，可以认为信号已经处于稳定状态，此时输出一个低电平按键信号。即：当给与D触发器一个100hz的脉冲信号，选手按键后（为低电平）经过多个D触发器触发，最后输出稳定的低电平。（2）、总的键入装置
《数字电子技术》课程设计报告 8路智力抢答器 设计与制作 设计要求： 1、可同时供8名选手或8个代表队参加比赛； 2、主持人控制系统的清零（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； 4、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； 5、具有报警功能。 成绩：评阅人： XX科技学院理学院
8路智力抢答器 设计与制作 8路智力抢答器是一种用数字电路技术实现由主持人控制、定时抢答、报警功能的装置。他是在规定的时间内进行抢答。一旦有人抢答，显示器上会同时显示抢答时间和抢答选手号码。当超出规定时间时，即使抢答，不会显示选手号码。 8路智力抢答器包括组合逻辑电路和时序电路。通过此次设计与制作，进一步的了解各种在制作中用到的中小规模集成电路的作用及实用方法.且由于8路智力抢答器包括组合逻辑电路和时叙电路.通过它可以进一步学习与掌握各种组合逻辑电路与时序电路的原理与使用方法。 一、设计要求 （一）设计指标 1、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——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数码管行显示出选手的编号，
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、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，同时扬声器发出短暂的声响。 5、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。 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，禁止选手超时后抢答，时间显示器上显示00。 （二）设计要求 1、画出电路原理图（或仿真电路图）； 2、元器件及参数选择； 3、电路仿真与调试； （三）制作要求自行装配和调试，并能发现问题和解决问题。 （四）编写设计报告写出设计与制作的全过程，附上有关资料和图纸，有心得体会。 二、原理框图 抢答器系统原理框图如下所示。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
一、设计题目： 四路抢答器设计 二、技术指导和技术要求： 用集成芯片设计并制作简易四路抢答器，具体要求如下： 1.每个参加者控制一个按钮，用按动按钮发出抢答信号； 2.抢答组数分为四组，即序号A、B、C、D，对应数字编码1、2、3、4，优先抢答者按动本组序号开关，该组对应数字编码立即锁存到LED显示器上，同时封锁其他组号，并有蜂鸣器声音提示。此后其他3人再按动按钮对电路不起作用； 3.竞赛主持人另有一个按钮，用于将电路复位。 三、选择总体方案，确定电路 1、提出电路的方案 方案（1）： 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，编号显示器灯灭，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、编号显示。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 方案（2）： 下面是用74LS175、74LS00、74LS20得到的4路抢答器的电路，如图2。 这个电路只是通过发光二极管来显示其结果，没有达到按照选手的号码来显示数字，并且其电路抢答没有声音，所要求集成块个数跟方案(1)相当，但实现功能稍逊方案(1)。 2、方案的选择与论证 比较方案（1）和方案（2），发现方案（1）需要元器件数量稍微多一点，但
所需元件都是比较简易，电路不是很复杂，并且所显示的效果比方案(2)要多，达到了实验的要求。而方案(2)不能有效达到设计指标（没有声音、无数字显示），所以选择方案（1）。 图2 方案(2)电路图 四、单元电路推导和电路元器件参数计算 (1)优先锁存、门控电路： CD4511具有锁存、译码、消隐功能，通常以反相器作输出级，通常用以驱 动LED，其引脚图和功能表如图3。 图3 CD4511的引脚图和功能表
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
广东工贸职业技术学院 2010~2011学年第二学期 PLC课程设计指导书 题目：九路抢答（PLC可编程控制器应用） 课程名称《PLC及组态课程设计》专业电子信息适用年级 09级 班级 09电信班1、2 指导教师 _侯益坤、伍勤谟 · 一、课程设计的目的 PLC的课程设计是在完成本课程内容的课堂教学和实践之后进行的。目的是通过对一个实际应用课题的设计，初步掌握PLC控制系统的设计方法，从了解设计要求，运用所学知识并查阅有关技术资料进行系统设计，到模拟安装调试，然后整理有关技术资料，编写设计说明书，使学生得到一次系统的训练，从而对本课程理解更深刻，更清楚，更重要的是提高应用理论知识解决实际问题的能力。 课程设计应以培养学生的能力为主，要求学生在独立完成设计任务的同时，注意多方面能力的培养和提高，主要包括以下几方面： （1）综合运用专业及基础知识解决实际工程技术的能力。 （2）独立工作的能力和创造能力。 — （3）查阅技术资料和各种工具书的能力。 （4）工程绘图能力。
（5）撰写技术报告和编制技术资料的能力。 因此，在课程设计教学中，应以学生为主体，让其充分发挥自主性和创造性。教师的作用主要体现在工作方法的指导和思维方法的引导，以及设计技术把关上面。 二、系统方案设计要求说明 在很多竞赛活动中，经常用到抢答器。对抢答器的控制要求是：当多个输入信号输入时，抢答器只接收第一个到来的信号，而不接收后面到来的输入信号并使第一个到来的输入信号相应的灯或铃有反应。 本系统中设有9个抢答输入按钮、一个复位按钮、一个开始按钮,一个七段数码管，一个蜂鸣器,一个3S兰灯,一个5S黄灯，一个红色违规指示灯。 】 本系统可提供九个抢答台,在主持人的主持下,参赛人通过抢先按下按钮回答问题。 在抢答开始前，主持人应按下复位按钮使系统复位，做好抢答准备。 当主持人说开始，并同时按下开始按钮，抢答开始,并限定抢答时间为10s。 若抢答者在抢答开始前抢先输入，则属违规要显示该台台号，同时蜂鸣器以秒的周期响, 红色违规指示以1秒的周期闪烁，以便扣分惩罚。 若在开始之后到3s之内第一个按下抢答输入，由七段显示器显示该台台号，同时3s兰灯点亮、蜂鸣器声以秒的周期响。以便答对之后给予基本加分和对应兰灯点亮额外奖励加分。 若在3s之后到5s之内第一个按下抢答输入，由七段显示器显示该台台号，同时5s黄灯点亮、蜂鸣器声以秒的周期响。以便答对之后给予基本加分和对应黄灯点亮额外奖励加分。 若在5s之后10s之内第一个按下抢答输入，由七段显示器显示该台台号，蜂鸣器声以秒的周期响。以便答对给予基本加分
电子科技大学 实 验 报 告 学生姓名： 学号： 指导教师： 日期：
一、实验室名称： 二、实验项目名称： 智能抢答器设计 三、实验原理： 4人抢答器可同时供4位选手参加比赛,分别用player1 player2 player3 player4表示,节目主持人设置一个复位按键clear,用于控制系统的清零.抢答器具有锁存和显示功能,能够显示哪位选手获得抢答,并能显示具体选手的号码,同时屏蔽别的选手,再按选择信号.在选手回答问题时在规定时间到达发出报警主持人按键清零,一次抢答结束. 在本设计中,共4位选手,即4个输入信号,考虑到优先原则,所以引用一个状态变量,当这个标志为”1”的时候,说明有选手已经抢答,则对其他选手输入位信号进行屏蔽,然后锁存这个选手的编号并显示.采用两个数码管显示,计数采用BCD码输出. 四、实验目的： ?学习QUARTUSⅡ软件的使用方法 ?学习VHDL或VerilogHDL语言 ?学会用VHDL或VerilogHDL语言进行简单的编程
五、实验内容： 完成智能抢答器实验程序的编写，并进行仿真后分析验证 六、实验器材（设备、元器件）： PC机，QUARTUSⅡ软件 七、实验步骤： ?熟悉QUARTUSⅡ软件（以简单实例） ?用VHDL开发FPGA的完整流程.继续掌握QUARTUSⅡ软件使用方法. ?设计出抢答器程序进行调试, ?用QUARTUSⅡ进行编译,综合及仿真. 八、实验数据及结果分析： 设计程序如下： module qdq(player1,player2,player3,player4,res,clk,q1,q2,q3,q4,row,ra,Q1,beep); input player1,player2,player3,player4; input res,clk; output[6:0]row,ra; output[3:0]Q1; output q1,q2,q3,q4,beep; reg q1,q2,q3,q4,beep; reg[6:0]row,ra; reg clk1; reg[3:0]Q1; reg[3:0]y; reg[6:0]i;
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：
六路数字抢答器设计报告 目录 一、任务设计和要求 (2) 二、设计方案与论证 (4) 三、电路设计计算与分析 (5) 3.1 主持人控制电路 (5) 3.2 10S倒计时电路 (7) 3.3 控制显示电路 (10) 3.4 主要元器件介绍 (12) 四、总结与心得 (18) 五、附录 (19) 附录一：元器件清单 (19) 附录二：六路抢答器原理图 (20) 附录三：六路抢答器的仿真 (21) 六、参考文献 (22) 1
一、设计任务和要求 六路数字抢答器的设计任务如下： 1．主持人按动启动按钮，抢答开始，同时开始10秒倒计时。 2．6名抢答选手编号分别为1-6，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号码。 3．选用七段LED作为显示器。 4.完成电路的理论设计。 5.参数的计算和有关器件的选择。 6. 对电路进行仿真。 7.撰写设计报告书一份：A3图纸1张。报告书要求写明以下内容：（B5纸） （1）总体方案的选择和设计 （2）各个单元电路的选择和设计 （3）仿真过程的实现 课程设计要求如下： 课程设计大体可分成以下三个阶段： 1.设计与计算阶段 学生根据课程设计任务、要求和条件进行总体方案的设计，通过论证和选择，确定总体方案。此后是对方案中单元电路 2
进行选择和设计计算，包括元器件的选用和电路参数的计算。最后画出总体电路图，选用元件一览表。 2.计算机仿真及电路制版 运用仿真软件EWB或MULTISIM对设计电路进行仿真，排除电路故障、调整元器件参数、修改电路，使之达到设计指标要求。最后使用PROTEL软件完成对电路的PCB制版（选作）。 3.撰写设计报告阶段 设计报告是学生对课程设计全过程的系统总结。学生应按规定的格式撰写设计报告。设计报告的主要内容有： 1)课题名称。 2)设计任务和要求。 3)方案选择与论证。 4)原理框图，总体电路图、计算机电路仿真图，以及它们的说明；单元电路设计与计算说明；元器件选择和电路参数计算的说明等。 5)收获体会、存在问题和进一步的改进意见等。 3
电子工艺实习报告 1.实验内容： 学习电子工艺理论，包括焊接技术、常用器件和八路抢答器原理等等； 在练习板上进行焊接练习，包括至少四十个电阻（包括立式和卧式）、四十根导线（包括硬线和软线）；根据所学内容和所给材料焊接八路抢答器并验收。 2.实验目的： 初步了解和学习电子工艺的相关知识理论，通过实际焊接提高动手能力，加深对知识的理解，为以后的专业学习打好基础。 3.焊接技术： ·电烙铁分为外热式、内热式、恒温式和吸锡器电烙铁，握法分为正握法、反握法、握笔法三种。镀锡防止氧化，使用后保持电烙铁清洁挂 锡，以防再次加热时出现氧化。 ·焊料：易熔的金属合金又称焊锡丝，特点是熔点比被焊物的熔点低，450度以上称硬焊料，450度以下称软焊料。作用是将被焊物连接在 一起。 ·焊剂包括松香、焊油、镪水等，作用是清除被焊物表面氧化物及杂质，保证焊锡及被焊物之间发生合金反应。 ·焊接工艺要求：焊接的机械强度要足够；焊接可靠，保证导电性能良好；焊点表面要光滑清洁，不能出现焊点表面粗糙、拉尖、毛刺等现 象。 ·操作要领：焊接时烙铁与引线、印制板、铜箔之间的接触位置关系； 焊接的温度和时间要掌握好；焊接时被焊物要固定；焊料使用要适量，将焊锡丝和电烙铁同时作用于被焊物两端，当焊料的扩散范围达到要 求后，迅速拿开烙铁和焊锡丝，拿开焊锡丝的时间不得迟于拿开烙铁 的时间；焊点重焊时必须与上次的焊锡一同溶化，并溶为一体时才能 把电烙铁移开；剪掉多余引线。 ·拆焊：依据情况分为用烙铁直接解焊、采用专用工具、采用吸锡烙铁或吸锡器、利用铜丝编织的屏蔽线电缆或较粗的多股导线用为吸锡材 料等方法。 4.对元器件焊接要求： 遵循先小后大，先低后高，先轻后重，先内后外的原则；电阻标记方向一致、高低一致；电容标记方向要容易看，先焊无极性电容再焊有极性的；二极管正负极性一致、高低一致；集成芯片先弄清引脚顺序，再焊对角然后依次从左到右从上到下焊起，时间不超过3秒。 5.元器件的装配工艺及绘制电路板图： ·元器件的插装方法分为卧式和立式； ·布局布线：布置均匀，密度一致，横平竖直，不许斜排或交叉重排，避免相互干扰； ·上下级输出输入要紧接。 6.工业生产焊接技术：包括浸焊、波峰焊、再流焊。 7.焊接技术的发展。 8.元器件介绍：
湖南大学课程设计报告 课程名称：电子技术课程设计 系部：电气工程系 专业班级：电子科学技术 学生姓名： 指导教师： 完成时间： 2011.06.19 报告成绩：
目录 摘要 3 第一章、设计题目 4 第二章、设计目的 4 第三章、设计要求 4 3.1设计指标 4 3.2设计要求 4 第四章、设计方案与论证 5 第五章、系统具体电路设计及原理 5 5.1抢答器电路的设计 5 5.2定时电路的设计 5 5.3报警电路的设计 (6) 5.4时序控制电路的设计 (6) 第六章、主要元器件介绍 (7) 6.1 74LS48 和74LS192的功能表 (8) 6.2 74LS148 (9) 6.3 74LS279 (10) 6.4 74LS121 (11) 6.5NE555 (11) 第七章、设计采用元件 (13) 第八章、电路设计仿真 (13) 第九章、实验心得 (15) 第十章、参考文献 (16)
摘要 本设计的抢答器是一种比较简易的抢答器，没有使用特别多的复杂的元器件。结合上机动手实验而完成的。它的特点是电路简单、制作方便、操作简单、方便、性能可靠，实用于多种智力竞赛活动。本抢答器的电路主要完成：设计一个六路抢答器，实现开始一定时间后，开始抢答状态，可以判定是哪个信号抢答的，同时封锁其他信号，如果过了抢答时间，仍然没有抢答或者出现抢答者同时抢答时，那么就报警。这个抢答器设计基本上满足了实际竞赛应用中的各种需要。在实际中有很大的用途。 无论是在学校、工厂、军队还是益智性电视节目，都会举办各种各样的智力竞赛，都会用到抢答器。目前市场上已有各种各样的智力竞赛抢答器，绝大多数是以模拟电路、数字电路或者模拟电路与数字电路相结合的产品。这部分抢答器已相当成熟，但功能越多的电路相对来说就越复杂，且成本偏高，故障高，显示方式简单。 数字抢答器由主体电路与扩张电路组成.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的开关启动报警电路,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.经过布线,焊接,调试等工作后数字抢答器成型. 抢答器四周有安装孔,可以方便的安装在操作台上,外接抢答按钮接入相应的接线端子,如果需要外接电铃或指示灯,则接入继电器端子,安装完毕后就可以上电了,抢答器的电流输入为5V直流输入. 抢答器通上电后,蜂鸣器响,三个数码管都显示0,按下复位按钮后进入正常工作状态,这时可以设定抢答倒计时间,只要按动10进制编码按钮分别对时间的十位和个位设定,设定的时间在数码管上实时的显示出来.设定的时间范围为:0~30秒,设定完时间后,就可以按动开始按钮,表示抢答开始,这时蜂鸣器响0.1秒,提示各位选手,抢答已经开始,同时倒计时器开始从设定的时间进行倒计时. 若在抢答时间内有人抢答,则第三个数码管立即显示抢答位号,倒计时间停止倒计时,所用掉的时间就是抢答的时间,同时蜂鸣器响2秒,继电器吸合2秒,表示有人抢答,在这个按键之后按下的按键除了复位键外,其他按键均无效,只有主持人按下复位键后,可以进入下一轮抢答.
1概述 1.1开发背景 智力竞赛是一种能锻炼人的头脑开发人的IQ的一种大众化游戏，也起到娱乐的作用。现在智力竞赛越来越被多数人喜爱和娱乐，像中央卫视的三星智力快车、金苹果、幸运50等等多档智力竞赛节目都拥有大批的忠实观众。而且国内外各地电视台、工厂、学校等单位也会常常举办类似的智力竞赛活动，然而智力竞赛抢答器是必要设备。 在有些地方举行的各种智力竞赛游戏中我们经常看到有抢答的环节，举办方大多数采用让选手通过举答题板的方法或者是举手的方式判断选手的答题权，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。因此为解决这个问题，本论文采用了单片机制作了一个低成本但又能满足学校等需要的八路数显智力竞赛抢答器，并能实现循环显示各组选手得分。 1.2方案论证与比较 与普通抢答器相比，本作品有以下几方面优势： 1、具有清零装置和抢答控制，可由主持人操纵避免有人在主持人说“开始”前提前抢答违反规则。 2、具有定时功能，在10秒内无人抢答表示所有参赛选手获参赛队对本题弃权。 3、10秒时仍无人抢答其报警电路工作表示抢答时间耗尽并禁止抢答。 4、抢答完成后，循环显示各组的得分情况。
2总体设计 2.1设计目标 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K1 ~K8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10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1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 7.每抢答一次，主持人对其答案进行评分一次。最后抢答全部结束后，循环显示各组的得分情况。