电工学实验A（下）实验报告
4人竞赛抢答器的设计
学院名称：材料科学与工程
班级：10级4班
姓名：XXX
学号：1810004XX
成绩：
2013 年 1 月 12 日
目录
第一篇实验设计任务介绍 (3)
1.1设计题目 (3)
1.2实验目的 (3)
1.3实验内容 (3)
1.4实验要求 (4)
第二篇设计背景 (5)
第三篇设计原理 (5)
3.1抢答器的主要功能简介 (5)
3.2抢答器工作原理 (7)
3.2.1 74LS175原理介绍 (7)
3.2.2 74LS00原理介绍 (9)
3.2.3．555原理介绍 (11)
第四篇设计电路图介绍 (14)
4.1电路设计图 (14)
4.2．元件清单 (15)
第五篇心得体会 (15)
第一篇实验设计任务介绍
1.1设计题目
数控增益放大器的设计
1.2实验目的
1、掌握面包板搭接电路技术；
2、学习调试系统电路，提高实验技能；
3、了解竞赛抢答器的工作原理及其结构。
1.3实验内容
1、设计任务：
设计制作一个可容纳四组参赛的数字式抢答器。
2、设计要求：
（1）每组设置一个抢答按钮，供抢答者使用；
（2）电路具有第一抢答信号的鉴别和锁存功能；
（3）在主持人将系统复位并发出抢答指令后，若有参赛者按抢答开关，则提醒主持人（音频提示或信号灯亮），同时显示出抢答者的组别；
（4）同时电路应具备自锁功能，使别组的抢答开关不起作用；
（5）要求电路主要选用中规模TTL或CMO S集成电路。
3、设计要点:
（1）抢答控制器：竞赛抢答器的核心，当任意一位参赛者按下开关时，抢答控制器立刻接受该信号，则提醒主持人（音频提示或信号灯亮），同时显示出抢答者的组别。
与此同时，封锁其他参赛者的输入信号，这就要求抢答器的分辨能力高(CP
为1MHZ)，同时要求电路有4组输入和输出，电路可考虑用4个D触发器（74LS175）和与非门组成（74LS00和74LS20）；
（2）抢答控制输入电路：有4个开关组成，4人各控制一个，按下开关使相应控制端信号为高电平或低电平；
（3）清零装置：供每次比赛前主持人使用，它保证每次抢答前使抢答器清零，避免电路误动作和抢答过程中的不公平。采用由主持人控制开关，同时使每人的抢答电路同时清零的方式；
（4）抢答显示、提示电路：
抢答器显示电路可由数码管实现（4组共用），显示字形代表抢答组号(含编码---与非门，如74LS00、译码---74LS48、显示----CD4511)；
提示电路为4组共用，只要有抢答者出现，都会发出提示（扬声器---555
电路或LED---三极管驱动)
1.4实验要求
（1）画出电路原理图，并弄懂各部分的工作原理及作用；
（2）按原理图接线，并认真检查电路；
（3）按要求调试电路，实现各部分电路功能；
（4）列出元件清单，给出芯片管脚；
（5）分析调试中发现的问题及故障排除方法。
第二篇设计背景
随着我国经济和文化事业的发展，在这个竞争激烈的社会中，知识竞赛、评选优胜，选拔人才之类的活动愈加频繁。在很多竞争场要求有快速公正的竞争裁决，例如，证劵、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。但是、在竞赛中往往是多个选手一起，分为几个小组参加比赛，针对主持人提出的问题各竞赛小组进行抢答，而抢答环节就要有一种逻辑电路抢答器作为裁判员功能、实现其比赛公平、公正的规则。
智能抢答器是一种应用十分广泛的设备，在各种竞赛、抢答场合中，它都能客观、迅速地判别出最先获得发言权的选手。早期的抢答器只是由几个三极管、可控硅、发光管等器件组成的能通过发光管的指示辩认出选手号码。现在大多数智能抢答器都由单片机或数字集成电路构成的，并且新增了许多功能，如选手号码显示，抢按前或抢按后的计时，选手得分显示等功能。
随着科技的发展，现在的抢答器向着数字化、智能化的方向发展，这就必然提高了智能抢答器的制造成本。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肯定很有市场。
第三篇设计原理
3.1抢答器的主要功能简介
1、当主持人按下“开关”按钮后，选手可以通过按按钮的快慢来决定由谁来回答，按得快的选手的编号显示在电子显示管上；
2、此后选手输入被锁住，如果主持人按下复位键则编号显示处不作任何显
示；
3、然后选手开始作答，作答的时间少于2分钟，以倒数的方式进行，而且通过显示屏把时间显示出来。；
4、主持人按下开关所有的显示及工作状态回到初始状态以便进行下一次答题。
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：
制作4人简易抢答器教案
新课导入： 一、电路组成 智力竞赛抢答器是一种在智力游戏或竞赛流行时的电子设备，参加竞赛的多人中，只要有一人首先按下抢答器，则其后按下的人为无效，直到主持人按下复位后下一轮竞赛才开始。本任务所制作的四人抢答器可供四位参赛者使用，电路组成如图6-8所示。图中IC1为四--三态RS锁存器CD4043，IC2为双四输入或非门CD4002，它们组成四路按键输入与互锁电路。CD4043中的四个置1端S与四个抢答输入按键SB1～SB4相连，四个输出端Q通过CD4002与抢答输入按键的另一端相连。四个复位端R并联后与总复位按键SB5相连，供主持人作总复位用。 二、四--三态RS锁存器CD4043 CD4043的引脚排列如图6-9所示，其内部包含4个基本RS触发器，它采用三态单端输出，由芯片的5脚EN信号控制。CD4043的功能表见表6-7。.新课导入 .讲授新课
图6-9 CD4043的引脚图 表6-7 CD4043的功能表 EN S R Q 0 × × 高阻 1 0 0 Q n（原态） 1 0 1 0 1 1 0 1 1 1 1 × 由表6-7可见，三态RS锁存器是在普通RS触发器的基础上加上控制端EN，其输出端除了出现高电平和低电平外，还可以出现第三种状态——高阻状态。控制端EN（或称为使能端）为高电平有效：当EN=1时为工作状态，实现正常的逻辑功能；当EN=0时输出端呈现高阻状态。 三、电路的工作原理 接通电源后，主持人先按下总复位键SB5，9V工作电压通过SB5加至四个复位端R，使四个触发器均复位，Q端输出低电平，Q端的低电平加至或非门IC2的输入端，反相后变为高电平，使四个抢答输入按键的一端为高电平，而四个RS触发器的置1端S通过下控电阻R1～R4将其置于低电平，整个电路处于等待状态。 当有某一参赛队员，例如，1号队员按下SB1时，高电平能过SB1加至IC1的1S端，1号触发器被置位，1Q输出高电平。一方面通过IC2反相为低电平后使四个抢答按键的一端由高电平变为低电平，使其后按下的按键不能再使它对应的触发器翻转，起到了互锁作用。 SB5为总复位按键，每次抢答过后由主持人按下它，使电路复位后进行下一轮的抢答。结合课件讲授
多路抢答器的设计与实现 [摘要] 本设计是以八路抢答为基本理念，考虑到因活动规则的改变，需设定不同时长的限时抢答、回答问题的功能。利用STC89C52单片机及外围接口实现的抢答系统，以及单片机的定时器/计数器定时和记数的原理，将软、硬件有机地结合起来，使得系统能够设定不同的抢答时间和答题时间，能够正确地进行倒计时，同时使数码管能够正确地显示时间以及选手编号。用矩阵键盘进行活动前的时间设定工作，用开关作为选手抢答按钮输出，用蜂鸣器来发出违规报警和倒计时提醒。同时本设计系统能够实现：在活动中，只有主持人按下开始抢答按钮后，选手的抢答才为有效，如果选手在开始抢答前抢答则为无效；抢答限定时间和回答问题的限定时间可在1-99s设定；可以显示是哪位选手有效抢答和无效抢答；正确按键后有声音提示；抢答时间和回答问题时间用数码管进行倒计时显示，满时后系统计时自动复位及主控强制复位；有按键锁定，在有效状态下，按键无效非法。 [关键词]STC89C52单片机 LED数码管抢答器计时
Design and Implementation of the multi-channel Responder Tian Pengfei (Grade 07,class 084, Shaanxi University of Technology，Hanzhong 72300x， Shaanxi) tutor: Hu bo [Abstract]The design is based on eight Responder as the basic concept, taking into account the changes in the activity rules need to set the time length limit Responder, answer questions function. The Responder system, STC89C52 microcontroller and peripheral interface implementation and timing microcontroller timer / counter and count the principle of software, hardware organically combined, making the system able to set a different answer in time and answer time, able to correctly to the countdown, digital tube able to correctly display the time and the player number. Matrix keyboard work activities before the time set switch as players answer in the button output, use the buzzer to issue the violation alarm and countdown to remind. The same time, the design system can be achieved: At the event, only moderators began to answer in the button is pressed, the players of the answer in order to effectively, if the players before the start Responder Responder invalidity; a limited time to answer in a limited time and answer questions 1-99s setting; can show which players answer in an effective and invalid answer in; the right button a voice prompt; answer in time and answer questions time countdown display with digital tube, the full system time is automatically reset and master compulsory reset; keys are locked in an effective state, the button is not illegal. [Key words] Single-chip LED digital tube Responder timing
毕业设计 题目基于PLC控制的四路智能抢答器系别电气工程系系 专业电气自动化 班级 姓名 学号 指导教师 日期 2010年12月
设计任务书 设计题目： 基于PLC控制的四路智能抢答器 设计要求： 1.抢答器可同时供4组以下选手参加比赛。 2.给竞赛主持人设置了3个控制按钮，用来控制开始.复位.停止。 3.每当主持人发出开始抢答指令后，选手按下抢答器按钮，则数码管就显示编号，同时绿色指示灯亮，音响电路发出声响提示信号（持续三秒），选手答题完毕后，由主持人按下复位按钮，系统开始下一轮抢答。 4.违规抢答：若选手在未开始抢答时提前抢答了，则视为违规，违规时数码管显示其编号同时红灯亮音响电路发出声响。 5.抢答限时：当主持人按下抢答器按钮时定时器T0开始计时（设定15秒）若15秒限制到时仍无人抢答则黄灯亮音响电路发出声响，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按钮，同时数码管显示答题倒计时时间，此设定为30秒，选手必须在设定时间内完成答题，否则，音响电路发出超时报警信号。 设计进度要求： 第一周：确定题目，查阅相关资料。 第二周：根据设计要求分析PLC声光智能抢答器的工作原理。 第三周: 收集PLC声光智能抢答器的资料,对硬件进行设计。 第四周：从整体出发对PLC声光智能抢答器软件进行设计。 第五、六周：进行上机调试程序，找出问题，进行修改，并改进设计。 第七、八周：撰写毕业设计论问，进行毕业答辩。 指导教师（签名）
摘要 PLC四路智能抢答器是最简单竞赛抢答系统，具有结构简单、操作方便、安全可靠、造价低、发展前景广阔、功能强大等优点。抢答器广泛用于电视台娱乐性质的竞赛抢答活动，为竞赛增添了刺激性，在精神上丰富了人们的业余生活。抢答器在竞赛中能准确、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。 在PLC的三种编程语言中，梯形图和语句表是PLC最基本的、最常用的编程语言。本次设计是利用PLC（Programmable Logic Controller）对四路智能抢答器进行控制。考虑到只是对四组智能抢答器进行控制，则输入端口需要7个，输出端口需要23个，所以需要有一个CPU226的模块和两个EM222数字量扩展模块，考虑到要实现声光功能需要两个喇叭和四个指示灯。由于抢答时要显示组号和倒计时故还需要三个数码管，以上的器件价格不贵并且容易买到，另外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S7-200系列系列的CPU226和数字量扩展模块EM222作为本次设计的PLC控制的四路智能抢答器的主要模块。 关键词：智能抢答，声光显示，PLC，自动控制
摘要 现代生活中，数字电路产品与我们接触的是越来越平凡了，包括计算机、电子表、智能仪器表及其它很多领域中，它给我们带来的不仅是工作上的方便，而且也给我们的生活娱乐添滋加彩。这次EDA课程设计中，我做的是四人抢答器，基于设计要求，本文主要是从锁存器及计数器功能和VHDL语言着手，但侧重点在用VHDL语言上。首先简单介绍一下数字电路、EDA、VHDL等的有关知识，其次介绍了一下设计要求和我的设计构想，再运用VHDL语言特点，写出程序代码，最后是一些总结和抢答器部分实验电路图与倒计时设计的电路图和用MAX+PLUSII软件仿真的结果部分图附录等部分。 关键词：置位；复位；锁存；计数器；七段显示器；MAX+PLUSII；译码器 目录 摘要： (1) 引言: (2) 一、设计任务及要求: (2) 二、题目分析与整体构思: (2) 三、VHDL程序设计: (3) 四、心得体会及模型评价与推广: (5) 附录: (6) 参考文献: (10)
引言 数字电路主要是基于两个信号（我们可以简单的说是有电压和无电压），用数字信号完成对数字量进行算术运算和逻辑运算的电路我们称之为数字电路，它具有逻辑运算和逻辑处理等功能，数字电路可分为组合逻辑电路和时序逻辑电路。 EDA技术又称电子设计自动化，它是为解决自动控制系统设计而提出的，从70年代经历了计算机辅助设计（CAD），计算机辅助工程（CAE），电子系统设计自动化（ESDA）3个阶段。前两个阶段的EDA产品都只是个别或部分的解决了电子产品设计中的工程问题；第三代EDA工具根据工程设计中的瓶颈和矛盾对设计数据库实现了统一管理，并提出了并行设计环境概念，提供了独立于工艺和厂家的系统级的设计工具。 VHDL（VERY HIGH SPEED INTEGRA TED CIRCUIT HARDW ARE DESCRIPTION LANGUAGE）语言最早是有美国国防部提出的，它支持行为领域和结构领域的硬件描述，并且可以从最抽象的系统级一直到最精确的逻辑级，在描述数字系统时，可以使用前后一致的语义和语法跨越多个层次，并且使用跨越多个级别的混合描述模拟该系统。因此，它可以由高层次行为描述子系统及低层次详细实现子系统所组成的系统模拟。它有两个版本IEEEStd1076-1987[LRM87]和IEEEStd1076-1993[LRM93]，他们并不完全兼容，但做一些修改就可以兼容了。 许多公司都为VHDL开发出了编译和仿真软件，其中Max+plusII(或写成Maxplus2,或MP2) 是Altera公司推出的的第三代PLD开发系统(Altera第四代PLD开发系统被称为：QuartusII，主要用于设计新器件和大规模CPLD/FPGA).使用MAX+PLUSII的设计者不需精通器件内部的复杂结构。设计者可以用自己熟悉的设计工具（如原理图输入或硬件描述语言）建立设计，MAX+PLUSII把这些设计转自动换成最终所需的格式。其设计速度非常快。对于一般几千门的电路设计，使用MAX+PLUSII，从设计输入到器件编程完毕，用户拿到设计好的逻辑电路，大约只需几小时。设计处理一般在数分钟内内完成。特别是在原理图输入等方面。 一、设计任务及要求： 本设计要求做一个四人抢答器，并要求当有某一参赛者首先按下抢答开关时，相应 显示灯亮并报警，此时抢答器不再接受其他输入信号。电路具有回答问题时间控制功能。要求回答问题时间小于等于100s（显示0-99），时间采用倒计时方式。当到达限定时间，发出警告。 二、题目分析与整体构思： 对于一个四人抢答器，四个选手在电路中的起始控制作用是一样的，当裁判员宣布开始抢答时，谁先按下他前面的控制开关，他的灯就会亮，而且这时其他人再怎么按，也就不会亮了，说明每个人对其他人都有一个先发制人的作用，及每个人都在时间控制下，能锁存住其他选手的功能。当有一个指示灯亮了，计数器就开始从99开始倒计时，到0时还要警告声，这样计数器开始工作就是在指示灯的指示下工作。 可以设四个人分别为输入端A，B，C，D；因为四个输入端在VHDL中，要求四个输入端
课程设计说明书题目：基于STM32的四路抢答器 学院： 年级专业： 学号： 学生姓名： 指导教师：
摘要 在各种智力竞赛场合，抢答器是必不可少的最公正的用具。在我们各种竞赛中我们也经常能看到有抢答的环节，某些举办方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，而抢答器的应用就能避免这种弊端。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，而且当有更高要求时就无法实现，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，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。 本文实现了一个基于嵌入式STM32单片机的4路抢答器系统设计,本系统设计主要分为硬件设备和软件控制两大部分。外部硬件使用STM32单片机作为控制中心，用4个按键作为抢答输入，抢答开始后，抢答成功者的LED灯标识为红色闪烁，并且显示各抢答输入的时间。 关键词：智能抢答器，STM32，按键输入，数码管显示
目录 摘要 (2) 目录 (3) 第1章绪论 (5) 1.1课题研究的相关背景 (5) 1.2选题的目的和意义 (5) 1.3课题研究的内容 (5) 1.4国内外研究现状 (6) 1.5抢答器目前存在的主要问题 (6) 第2章抢答器的系统概述 (7) 2.1系统的主要功能 (7) 2.2抢答器的工作流程 (7) 2.3STM32的功能及简介 (7) 2.4抢答器的优点及组成 (10) 2.5本章小结 (11) 第3章系统的硬件设计与开发 (11) 3.1系统硬件总体设计 (11) 3.2STM32最小系统 (12) 3.4时钟频率电路的设计 (14) 3.5复位电路的设计 (15) 3.6数码管显示 (16) 3.7键盘电路的设计 (16) 3.8LED电路 (18) 3.9本章小结 (18) 第4章系统的软件设计与开发 (19) 4.4主要程序分析 (20) 4.5本章小结 (29) 第5章总结与展望 (30) 5.1总结 (30)
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
抢答器课程设计报告 我们要掌握抢答器电路原理和分析电路设计流程，每个电路的设计都要有完整的设计流程。 1、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、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。 3、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。 4、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。 本设计主要由COMS系列数字集成电路CD4511、NE555等组成。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。 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，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。 2、显示电路 这部分电路要求将编码电路送入8421码，译为十进制数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，并带有锁存端口。 3、控制电路 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；二是使其他选手按键操作无效；三是防止提前按键。 按下未按下“开始”按钮前，CD4511BLANKING引脚为低电平，CD4511不工作，可防止抢答者提前按键。当“开始”按下后，当所有抢答者开关均未按下时，锁存器输出全为低电平，该信号作为锁存器使能端LD的控制信号，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高电平，经逻辑或运算后U1A输出为高电平。一但有高电平输入，不管另一输入端状态如何，输出保持高电平不变，这个电平控制CD4511锁存端使其他按键操作无
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
关于单片机的智能抢答器的设计 摘要 单片机实验装置是电子技术常用的设备之一，广泛的应用于教学、科研等领域。设计一个实现抢答功能的电路，能够显示最先抢答到的号数，并能实现倒计时和时间不够时的报警功能。此抢答器电路设计原理简单、功耗低、稳定性好、反应速度快和安装方便。本次设计的核心控制元件是用AT89C52单片机,用它来设计一个简易的智能抢答器，方案的主要内容是以AT89C52单片机作为主控核心，再用数码管的发光点亮和和按键的控制，然后附加上中断部分，最后用C语言的编程，就完成了一个简易的智能抢答器的设计。此抢答器所需的硬件只是一块AT89C52芯片、数码管和按键等，成本比较低，适用于许多场合。本设计的系统采用单片机作为整个控制核心。那么控制系统的四个模块为：显示模块、存储模块、语音模块、抢答开关模块。该系统通过开关电路四个按键输入抢答信号；利用一个数码管来完成显示功能；用按键来让选手进行抢答，在数码管上显示哪一组先答题的，从而实现整个抢答过程。此设计实用性强、判断精确、操作简单、扩展功能强大。当选手坐在抢答器前，观众看着大屏幕显示的题目和答案，利用竞赛软件，运用互动式多媒体技术，将竞赛题目制作成演示程序。通过选手面前的显示器，为参赛队员提供最直接的看题效果，保证队员对题目的正确理解。它的功能实现是有主持人按键来控制总开关，主持人按下开关那么选手开始抢答，此时数码管开始0—60计数，并且选手们必须在规定的时间内进行抢答，若过了60秒还没抢答那么抢答失效，选手们若有一个在规定的时间内抢答成功则其余的选手不可以再抢答，在数码管上会显示哪位选手抢答到题目及其所用的时间。 关键字：抢答器；AT89C52单片机; 数码管动态显示; 中断系统; 程序控制
《数字电子技术基础》课程设计任务书 专业：电气工程及其自动化班级：13电气专升本 学号：130732002 姓名：陈云飞 指导教师：耿素军 二零一三年十一月二十六日
四路数电抢答器 一、课程设计（论文）要求及原始数据（资料）: 1)设计制作一个容纳4组参赛队的数字式抢答器，每组设置一抢答按钮供抢答者使用。 2)设计抢答者的输入抢答锁定电路、抢答者序号编码、译码和显示电路。 3)设计定时电路，声、光报警或音乐片驱动电路。 4)设计控制逻辑电路，启动、复位电路。 5)设计计分电路，犯规电路。 6)安装自己设计的电路和仿真。 7)写出设计报告。 二、课程设计进度: 二、主要参考文献 【1】阎石《数字电子电路》. 北京：高等教育出版社. 2007 【2】康华光. 《电子技术基础》（数字部分）. 北京：高等教育出版社. 2000 【3】何小艇《电子系统设计》浙江大学出版社，2000 【4】董诗白《数字电子技术》高等教育出版社，2001 【5】吕思忠《数字电路实验与课程设计》，2001
专业班级 13电气专升本学生陈云飞李安瑞王菲安浩然王克强 课程设计(论文) 工作截至日期 2013-12-10 课程设计评语 课程设计成绩;
目录 1课程设计目的 (1) 2设计指标 (1) 3 总体框题设计 (1) 4方案设计 (2) 5总电路图设计 (8) 6使用元件 (9) 7总结 (10) 8 参考文献 (11)
一、课程设计目的 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、设计指标 (1)设计制作一个容纳4组参赛队的数字式抢答器，每组设置一抢答按钮供抢答者使用。 (2)设计抢答者的输入抢答锁定电路、抢答者序号编码、译码和显示电路。 (3)设计定时电路，声、光报警或音乐片驱动电路。 (4)设计控制逻辑电路，启动、复位电路。 (5)设计计分电路，犯规电路。 (6)安装自己设计的电路和仿真。 （7）写出设计报告。 三、总体框图设计 当主持人宣布开始，定时电路开始秒脉冲电路的作用而进行倒记时，并通过译码器在显示器中显示。报警电路给出声音提示。当选手首先按某一开关键时，可通过触发锁存电路被触发并锁存，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。然后在译码器中译码，将触发器输出的数据转换为数码管需要的逻辑状态。最后在显示电路中显示出所按键选手的号码。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。如图1.
学习领域一四人抢答器的制作 （教案设计） 教师： 学期：机电专业，第二学期 日期/时间：2012年3月1日
目录 学习领域一四人抢答器的制作 (1) 一、主题和目标 (4) 二、课时安排 (4) 三、初始条件分析 (4) （一）学生条件分析 (4) （二）教师条件分析 (4) （三）外部条件分析 (5) 四、学习内容 (5) 五、学习目标 (5) 六、教学组织 (6) （一）教学方法 (6) 1、宏观教学法--完整行动教学法 (6) 2、微观教学法 (6) (二）教学重点难点： (7) 1、教学重点： (7) 2、教学难点： (7) （三）课堂流程 (7) 1、咨询阶段：1课时 (7) 2、计划、决策阶段：0.5课时 (8)
3、实施阶段：1.5课时 (8) 4、检查评估阶段：1课时 (8) (四）所用教具 (9) 七、评估方法 (9) 1、汇报工作成果： (9) 2、学生自我评估： (9) 3、教师对学生的评估： (10) 八、引导文 (10)
一、主题和目标 主题：四人抢答器的制作 目标：能够完成四人抢答器的设计与制作工作 二、课时安排 4课时 三、初始条件分析 （一）学生条件分析 该班共有学生39人，男生37人，女生2人，年龄均在16-18岁之间。本课程开设于他们在校学习的第二个学期。在之前的一个学期里，他们已经学习了电工基础一门电类专业基础课，同时也进行了与所学课程相关的实训，大部分学生基本具有设计并绘制简单电路图和进行简单电路实验的能力。 该班学生的动手能力普遍较好，但理论知识掌握程度不佳，其中有一个学生在天津市举办的中职技能大赛中获奖，这一点在很大程度上促进了该班学生的动手积极性。 （二）教师条件分析 宫筱霞是天津市第一商业学校机电系的一名教师，所学专业是电气工程及其自动化，自工作以来一直从事电气、电工、电子、控制方面的
多功能数字显示抢答器设计 摘要 抢答器具有定时抢答功能，且一次抢答的时间有主持人设定，本抢答器的时间设定为10秒，当主持人启动“开始”开关后，定时器开始减计时。设定的抢答时间内，选手可以抢答，这时定时器停止工作，显示器上显示选手的号码和抢答时间。并保持到主持人按复位键。当设定的时间到，而无人抢答时，本次抢答无效，扬声器报警发出声音，并禁止抢答。定时器上显示00。 本课程主要是四位抢答器的设计方案。主要采用优先编码器74LS175D、触发器74LS148D、和555定时芯片构成抢答器。电路主要由脉冲产生电路、锁存电路、定时电路组成。当有选手抢答时，首先锁存，阻止其他选手抢答，然后编码，再经4线7段译码器将数字显示在显示器上同时产生音响。主持人宣布开始抢答时，倒计时电路启动由9计到0，如有选手抢答，倒计时停止。 关键词：四位抢答器，定时器，锁存电路
目录 1 绪论 (1) 1.1课题描述 (1) 1.2基本工作原理及框图 (1) 2 主要电路具体设计和总电路图 (2) 2.1锁存电路 (2) 2.2脉冲产生电路 (3) 2.3定时电路 (4) 2.4总电路图 (5) 3主要芯片介绍 (6) 3.1优先编码器74LS148芯片 (6) 3.2触发器74LS175芯片 (6) 3.3555芯片的功能及引脚图 (7) 总结 (8) 致谢 (9) 参考文献 (10)
1 绪论 1.1 课题描述 随着我国经济和文化事业的发展，在这个竞争激烈的社会中，知识竞赛、评选优胜，选拔人才之类的活动愈加频繁。在很多竞争场要求有快速公正的竞争裁决，例如：证劵、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。但是、在竞赛中往往是多个选手一起，分为几个小组参加比赛，针对主持人提出的问题各竞赛小组进行抢答，而抢答环节就要有一种逻辑电路抢答器作为裁判员功能、实现其比赛公平、公正的规则。智能抢答器是一种应用十分广泛的设备，在各种竞赛、抢答场合中，它都能客观、迅速地判别出最先获得发言权的选手。早期的抢答器只是由几个三极管、可控硅、发光管等器件组成的，能通过发光管的指示辩认出选手号码。现在大多数智能抢答器都由单片机或数字集成电路构成的，并且新增了许多功能，如选手号码显示，抢按前或抢按后的计时，选手得分显示等功能。 随着科技的发展，现在的抢答器向着数字化、智能化的方向发展，这就必然提高了智能抢答器的制造成本。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肯定很有市场。 1.2 基本工作原理 本课程设计的四路抢答器具有数据锁存和定时和显示的功能。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。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内抢答有效，抢答成功，扬声器响，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。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。具体框图如图1所示。
课程设计说明书 题目：多路抢答器设计 二级学院机械工程学院 年级专业14级机械设计制造及其自动化学号1401210012 学生姓名曾骏 指导教师洪云 教师职称讲师
目录 摘要 (1) 一、绪论 (1) 1、单片机抢答器的背景 (1) 2、单片机的应用 (2) 3、抢答器的应用 (3) 二、方案设计 (4) 1、总方案设计 (4) 2、基本功能 (4) 3、扩展功能 (5) 三、硬件电路设计 (6) 1、单片机的选择 (6) 2、各模块设计 (7) 2.1、单片机最小系统 (7) 2.2、抢答按键电路 (8) 2.3、显示器电路 (8) 2.4、蜂鸣器音频输出电路 (9) 四、软件设计 (10) 1、程序设计 (10) 2、主程序设计 (11) 五、心得体会 (12) 附录 1.程序清单 (13) 2.硬件图 (23) 六、参考文献 (24)
摘要 此次设计使用AT89C51单片机为核心控制元件,设计一个简易的抢答器，与数码管、报警器等构成八路抢答器，利用了单片机的延时电路、按键复位电路、时钟电路、定时/中断电路等。设计的抢答器具有实时显示抢答选手的号码和抢答时间的特点，而复位电路，则使其能再开始新的一轮答题和比赛，与此同时还利用汇编语言编程，使其能够实现一些基本的功能。 本次设计系统实用性强、判断精确、操作简单、扩展功能强等。它的功能实现是比赛开始，主持人读完题之后按下总开关，则计时开始，此时数码管开始进行1s的减计时，直到有一个选手按下抢答按钮，这时对应的数码管上会显示出该选手的编号和抢答所用的时间，同时该选手的报警器也会发出声音，来提示有人抢答本题。如果在规定的30s时间内没有选手做出抢答，则此题作废，即开始重新一轮的抢答。 关键词：单片机、抢答器、数码管、报警器 一、绪论 1、单片机抢答器的背景 二十世纪跨越了三个“电”的时代，即电气时代、电子时代和现已进入的电脑时代。这种电脑，通常是指个人计算机，简称PC机。它由主机、键盘、显示器等组成。还有一类计算机，大多数人却不怎么熟悉。这种计算机就是把智能赋予各种机械的单片机（亦称微控制器）。单片机的最小系统只用了一片集成电路，即可进行简单运算和控制。因为它体积小，通常都藏在被控机械的“肚子”里。它在整个装置中，起着有如人脑的作用，要是它出了毛病，那么整个装置就将瘫痪。现在，这种单片机的使用领域已十分广泛，如智能仪表、实时工控、通讯设备、导航系统、家用电器等。各种产品一旦用上了单片机，就能起到使产品升级换代的功效，常在产品名称前冠以形容词--“智能型”。如智能型洗衣机等。现在有些工厂的技术人员或其它业余电子开发者搞出来的某些产品，不是电路太复杂，就是功能太简单且极易被仿制。究其原因，可能就卡在产品未使用单片机或其它可编程逻辑器件上。
课程设计说明书 题 目：P L C 四人抢答器 学生姓名： 学 院： 班 级： 指导教师： 二〇一三年六月十五日
目录 第一章概述 (1) 1.1 题目背景及应用意义 (2) 1.2 本文内容及工作安排 (3) 第二章系统硬件设计 (4) 2.1 器件介绍 (4) 2.2 硬件连接 (5) 第三章软件设计 (6) 3.1 控制流程 (6) 3.2 程序设计....................................... 错误！未定义书签。总结 .................................................. 错误！未定义书签。参考文献 .. (10)
第一章概述 1.1 题目背景及应用意义 随着微处理器、计算机和数字通信技术的飞速发展，实用抢答器的这一产品是各种竞赛活动中不可缺少的设备，无论是学校、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。现在的抢答器具有倒计时、定时、自动（或手动）复位、报警（即声响提示，有的以音乐的方式来体现）、屏幕显示、按键发光等多种功能。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(有的甚至没有显示电路)，无法判断提前抢按按钮的行为，不便于电路升级换代。本设计要求就是利用PLC作为核心部件进行逻辑控制及信号的产生，用PLC本身的优势使竞赛真正达到公正、公平、公开。 可编程控制器（Programmable Logic Controller,简称PLC），是随着科学技术的进步与现代社会生产力方式的转变，为适应多品种、小批量生产的需要而产生、发展起来的一种新型的工业控制装置。PLC在我国的应用已经有二十几年的历史，随着目前生产自动化水平的提高，以及各种监控系统的需要，PLC以其外部电路简单、模块化结构、可靠性高，尤其可以通过方便的编制和修改软件来实现顺序控制的功能等特点，在工业的应用中越看越广泛。它将传统的继电气控制技术与计算机和通信技术融为一体。智能抢答器就是PLC的应用之一。现在的市场上，各种类型的智力竞赛出现在各种各样的场合，很多都要用到抢答器，因此，根据不同的需要，合理的设计抢答器并并灵活运用很有意义。抢答器，顾名思义就是用于比赛时，跟对手比反应时间，四位运转快速的新型电器 通过这次设计，掌握PLC的原理，了解简单多功能抢答器组成原理，初步掌握多功能抢答器的调整及测试方法，提高动手能力和摆出故障的能力，同时同本课程设计装配、调试，提高自己的动手能力，巩固已学的理论知识，建立PLC理论与实践的结合，了解多功能抢答器各单元电
安徽工程大学机电学院 课程设计说明书 } 课程设计名称：电子课程设计 课程设计题目：三人抢答器 指导教师：郭慧 专业班级：电气2124 班 学生姓名：武云 学号：3 起止日期：2014/6/23— 7/2、 总评成绩： 。
… 课程设计任务书 设计题目：三人抢答器 功能描述：设计一个三人抢答器电路，分为抢答成功和失败的情况； 课程设计要求： 1.抢答成功：在主持人宣布开始抢答的前提下，当有一个人在规定的时间内比其他两个人先按下抢答的按钮后，显示器上显示出抢答者的号码，倒计时停止。 2.抢答失败：在超过规定的时间内，若有人按了抢答的按钮，会发出警鸣声。若规定时间内无人抢答，倒计时结束后蜂鸣器发出警鸣声。 3.一次抢答完成后，主持人按下复位键（即清零键）之后，才可以开始第二次抢答。 。 )
指导教师（签名）： 年月日 前言 — 抢答器是一种应用非常广泛的设备，在竞争日益激烈的当今社会评选优胜知识竞赛类的活动越来越多，针对主持人的各种提问，如果只是让抢答者用举手等原始的方法，在某种程度上难免会造成比赛的不公平性。为了在比赛中更加准确公平的判断出第一抢答者，抢答器就充当了抢答比赛中必备的工具。 在各种竞赛抢答场合中，抢答器可以迅速、充分客观地分辨出最先获得发言权的选手。早期的抢答器只由几个三极管、可控硅发光管组成，现在大多抢答器使用单片机或集成电路，并且增加了许多功能，可以显示选手号码、倒计时、报警等功能。 随着科技的发展，抢答器正向着数字化、智能化的方向发展，可是更加复杂化的设计大大提高了生产成本。市面上的抢答器有的电路复杂不便于制作，可靠性不高，不易实现。有的使用专用集成块制作，制作成本高昂。而数字逻辑电路则很好地解决了这些问题。