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。在我校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。为解决这个问题，就本次课程设计做一个成本低又能满足要求的八路数显抢答器。本设计是模电、数电以及应用软件如multisim、protel等的综合课程设计。
关键词：编码器、计数器、触发器、定时器
前言 (1)
第一章方案简介及其选择 (2)
第二章八路抢答器各部分的设计及其原理 (3)
2.1 抢答电路设计 (3)
2.2 定时电路设计 (6)
2.3 秒脉冲产生电路设计 (7)
2.4 报警电路设计 (7)
2.5 时序控制电路设计 (8)
2.6 抢答总体电路设计 (9)
第三章抢答器电路的仿真 (12)
3.1 秒脉冲产生电路的仿真 (12)
3.2 抢答电路的仿真 (13)
3.3 定时电路的仿真 (13)
结束语 (15)
参考文献 (15)
本电路由主体电路和扩展电路组成，分别由集成编码器、计数器、触发器、定时器和必要的门电路等组成，其中主体电路的作用是完成主持人的控制系统清零与抢答开始功能以及完成参赛者的抢答并显示其编号的功能，扩展电路即控制电路，主要包括秒脉冲发生电路和定时电路。该抢答器实现了以上清零、抢答、数据锁存、自动计时等功能，可以保证8个参赛者或参赛队公平的抢答。
要求是：
1. 抢答器同时供8名选手或8个代表队比赛，分别用8个按钮S0 ~ S7表示。
2. 设置一个系统清除和抢答控制开关S，该开关由主持人控制。
3. 抢答器具有锁存与显示功能。即选手按动按钮，锁存相应的编号，并在LED数码管上显示，同时扬声器发出报警声响提示。选手抢答实行优先锁存，优先抢答选手的编号一直保持到主持人将系统清除为止。
4. 抢答器具有定时抢答功能，且一次抢答的时间由主持人设定（如30秒）。当主持人启动"开始"键后，定时器进行减计时，同时扬声器发出短暂的声响，声响持续的时间0.5秒左右。
5. 参赛选手在设定的时间内进行抢答，抢答有效，定时器停止工作，显示器上显示选手的编号和抢答的时间，并保持到主持人将系统清除为止
6. 如果定时时间已到，无人抢答，本次抢答无效，系统报警并禁止抢答，定时显示器上显示00。
第一章方案简介及其选择
此次设计的八路定时抢答器有两种设计方案，第一种方案的总体框图如图1.1所示
图1.1 方案一的总体设计框图
其原理是：主持人按动开始抢答的开关后，最先抢答的选手的电平信号先经过优先编码器，再依次经过数据锁存器，此时已经限制了其他选手的抢答，信号再经过译码器和七段数码显示器，将最先抢答的该选手的编号显示出来，并同时产生报警信号，到此完成的是抢答功能；如果没有人抢答， 30秒减计数器减到00时也会发出报警信号，此是完成计时功能。这种方案原理比较简单，但组装电路比较麻烦，控制电路部分要用几种芯片，相对繁琐。
第二种方案的总体框图如图2所示：该方案是将抢答按钮先直接与锁存器而不是优先编码器相连，将最先抢答的选手的编号锁定，再依次经过优先编码器、译码器和七段显示器，最后显示的是抢答选手的编号，经过优先编码器后的信号到单稳态触发器，单稳态触发器又与报警电路直接连接，所以显示编号的同时可以发出报警信号。另外由主持人控制开关和其他部分电路通过门电路实现对抢答电路、定时电路和报警部分电路的控制。
图1.2 方案二的总体设计框图
相比之下，第二种方案更好些。它的优点表现在以下几个方面：主持人对整体电路的控制只需几个门电路就可完成，不必用特别的芯片来组成控制电路；更容易实现报警提示功能，在有选手抢答后或者计时开始和结束时；用集成单稳态触发器代替了自己设计的控制电路，既减少了布线使整个电路更直观简单又降低了产生错误的可能性。所以以下的设计方案都是按照方案二进行的。
第二章八路抢答器各部分的设计及其原理
单元电路包括抢答电路、秒脉冲发生器电路、定时电路、报警电路和时序控制电路。下面将一一介绍。
2.1抢答电路设计
抢答电路的功能有两个：一是选手抢答后锁存器进行数据锁存，禁止其它选手抢答，二是抢答后的电平信号由优先编码器判断选手编号，并经译码器译码再由显示器显示该编号。电路是由八D锁存器、优先编码器74148和七段译码器7448和七段数码显示器组成。
74LS373是常用的八D锁存器，它功能表如表1所示。
表1. 芯片74LS373的功能表
表可知，只有当使能端为高电平时才能将输入信号输出，同时锁存，且此时由功能输出控制端为低电平。
74LS148是有八个输入端，三个输出端的优先编码器，它的功能是判断抢答选手的编号。74LS148的功能表如表2所示。
表2 74LS148的功能表
七段显示译码器7448输出高电平有效，用以驱动共阴极显示器。该集成显示译码器设有多个辅助控制端，以增强器件的功能。七段显示译码器一般与七段数码显示器相连，共同构成四输入端的数码显示电路。共阴极数码显示器的功能表如表3所示
表3 共阴极数码显示器的功能表
抢答器电路（图2.1原理是：当任意一个选手按下抢答按钮后，74LS373开始工作，与输入端对应的输出端为低电平，低电平经过74LS148编码后输出的是一组与输入对应的三位二进制数，再经过译码显示电路将对应的编号显示出来。编码器74LS148工作时输出使能端为高电平，将其连接到锁存器的控制端口，使其由低电平变为高电平，禁止它再工作，即使其他选手再按动按钮，也不会再有输出，也就是完成了锁存功能。
图2.1抢答器电路图
2.2 定时电路设计
本次设计的要求中有一项是有定时抢答的功能，并且一次抢答的时间可以由主持人设定。这就要设计定时电路。
定时电路是由两片74LS192、7448和共阴极显示器组成的。其中7448和共阴极显示器共同构成数码显示功能电路在前面的抢答电路中已经介绍过了。两片74LS192是构成两位十进制递减计数器，以实现定时功能。
74LS192是具有置数和清零功能的同步十进制减计数器，其功能表如表4所示：
表4 74192的功能表
由以上集成芯片设计的定时电路如图2示。
图2..2时间的定时电路图
定时电路（图2的工作原理是：首先主持人根据题的难易程度来确定抢答时间，并通过74LS192的置数端将时间输入，抢答开始时主持人将清零开关置低电平，计数器开始递减计数至00，产生报警，计数器停止工作。计时期间有人抢答，减计数器停止计时，显示器上显示此刻时间。
2.3 秒脉冲产生电路设计
为了准确地计时，设计中不能缺少秒脉冲产生电路，即能产生周期为一秒的脉冲的电路。
如图2.3所示为用555设计的秒脉冲产生电路
因为周期为一秒，所以频率是1赫兹。图中电容的充放电时间分别是：t1=R2×C1×ln2≈0.7R2×C.t2=(R1+R2)×C×ln2≈0.7(R1+R2)C.
所以555的3端输出的频率为：
f=1/(t1+t2)≈1.43/[(2R1+R2)C]
我们采用的电阻和电容值分别是:
R1=15KΩ，R2=64KΩ，C1=10uf,满足上式，即得到的是秒脉冲
图2.3 秒脉冲产生电路
2.4 报警电路设计
报警电路是由555定时器组成的，电路如图2.4所示
图中555定时器用来构成多谐振荡器，震荡频率和秒脉冲产生电路中频率的计算方法相同。3端的输出信号经过三级管驱动扬声器，发出报警信号。当4端的输入信号是高电平时，振荡器工作，有报警信号，4端输入低电平时，振荡器
不工作，没有报警信号。也就是说需要报警时只需控制输入端就可以了。
图2.4报警电路图
2.5 时序控制电路设计
控制电路包括控制扬声器发声时间的部分电路和将以上各个部分电路连接起来的电路
因为扬声器的发声时间要控制在0.5秒，所以要控制报警电路的输入脉冲的脉宽，也就是脉冲周期。可以选用不可重复触发单稳态触发器74LS121，它的功能表如表5所示。
表5 74121的功能表
由功能表可知，当三个输入端的状态不变时输出是低电平，低电平接至报警电路的输入端是不会有报警信号的，只有当输入端有上升延或是下降延（具体如表）时，输出端才会有单次脉冲，将高电平接至报警电路时就会产生报警信号了。这部分控制电路的电路图如图2.5所示:
图2.5控制部分电路图
图中的电阻和电容的值可以决定脉冲宽度：Tw≈0.7RC。要求报警时间为0.5秒，所以我们选择电阻R=10 kΩ，电容C=71μF 。
2.6 整机电路设计
各部分电路都已经的设计完毕，现在介绍一下总体电路。在部分电路图上已经表示出了它们之间的联系。相同编号的输出端和输入端是要连接在一起的，例如，输出端1要接输入端1，输出端2要接输入端2，依此类推，把各个电路连接起来就是总体电路图了。开关K是主持人控制的，开始时接高电平，清零时接低电平。同时还有主持人的置数开关和选手的抢答开关，分别在定时电路和抢答电路中。图中“1”表示要接高电平+5V,“0”表示接低电平，即接地。
下面介绍本次设计的抢答器的使用原理。
首先是各个选手分别对应的按钮编号是S0、S1、S2、S3、S4、S5、S6、S7，抢答后显示器上显示的分别是0、1、2、3、4、5、6、7。
然后是主持人对整个电路系统清零，将开关置于“清零”的位置，输出低电平，分为三路：一路与74LS148的E0端与非后变为高电平输出到74373的使能端C，此时锁存器不锁存数据，所以抢答部分显示器灭灯无显示，实现了清零；另一路低电平输出到计数器74LS192的LD端，而CR端也是低电平，所以使得对应显示器输出预置的数据；三是与集成单稳态触发器74LS121相连，因为是低电平所以没有报警信号。
接下来主持人根据题目的难易程度设置抢答时间，此设定可以通过调节输入
两片74LS192的四个输入端D、C、B、A的高低电平来进行（例如要设定时间为30秒,就将十位的74192的D、C、B、A分别置位为0、0、1、1，而将各位的74LS192的D、C、B、A都置于0）。当主持人宣读完题目说“开始”并将开关置于“开始”位置后，输出为高电平，此高电平有三路方向：一路输出到集成单稳态触发器74LS121的输入端，使其产生单个周期为0.5S的脉冲，驱动报警电路发出声响，即实现了发声提示的功能；另一路输出到74LS192的LD端，使其处于高电平而开始减计数；还有一路输出到锁存器的C端；
当任意一个选手抢答时，例如2号抢答时，八D锁存器74LS373工作，与输入端相对应的输出端2Q输出低电平，则锁存器输出的八位电平经8～3八位优先编码器74LS148编码输出的A2～A0成为与输入信号相对应的三位二进制码001，而74LS148的管脚15（E0）的输出电平由低变高，输出到七段译码显示器74LS48的二进制码经其译码后输出到七段共阴数码管上，则显示器上显示对应的编号1。此时，74LS48的RI/RBO端输出高电平，开关出也输出高电平，二者经过与非门输出低电平，经过与门还是低电平输出到锁存器74LS373的C端，起到所存功能，其他选手若再按动对应按钮也无对应输出，，即实现了抢答功能；同时，由于74LS148的E0段输出高电平输出到集成单稳态触发器74LS121的输入端，使其产生单个周期为0.5S的脉冲，驱动报警电路发出声响，即实现了发声提示的功能；同时，74LS148的GS端输出电平由高变低，与秒脉冲发生器产生的秒脉冲相与后输出为0，使得无脉冲抵达计数器74LS192的Down端。计数器停止工作，保持原来显示不变，即实现了暂停减计数使其记录抢答时间的功能；
若没有选手按动按钮，则74LS373输出全为高电平，74LS148也输出高电平，E0端输出低电平至74LS48的灭灯输入RI/RBO端，使得信号经74LS48到显示器上时无显示；若到定时部分计数器倒计时到00还无选手按动按钮的话，十位74LS192的借位输出端输出高电平，将此输出高电平输入到单稳态触发器74LS121的B端口，使其产生周期为0.5s的脉冲刺激报警路发声提示；
综上所述，这次设计的电路完全可以实现要求中的所有功能。
下图是整机图:
第三章抢答器电路的仿真
为检验试验设计的正确与否，要EWB或MULTISIM按电路图选择芯片并连线进行仿真，通过仿真图上数码显示管的显示数字或者示波器上的波形等可观察的现象来判断部分电路是否正确。下面介绍各部分电路的仿真。
3.1秒脉冲产生电路的仿真
图3.1 555秒脉冲产生电路仿真图
图 3.2 555秒脉冲产生电路产生的脉冲波
如图3.1是秒脉冲产生电路的仿真图，图3.2是按动仿真开关后示波器上显示的秒脉冲图
由图可知按照电路图可以产生波形，所以这部分电路也是正确的。
3.2抢答电路的仿真
按照前面的电路图，在MULTISIM软件上选择对应的芯片74LS148和四输入的数码显示管，连接电路。因为无法演示动态的抢答过程，所以假设第一个抢答的是3号选手，则代表三号的按钮S3接低电平，其它按钮都接高电平。得到如图3.3所示的仿真图。因为图中显示管上显示的是3，所以可得抢答电路的设计是成功的。
图3.3抢答电路的仿真图
3.3 定时电路的仿真
同上，先按照电路图在MULTISIM软件上选择对应的芯片74LS192和四输入
端的数码显示管，按图连接电路，各个控制端接能使定时电路正常递减计时的电平信号。按动仿真开关后可以看到显示器上递减计时，并且改变置数端的电平信号，则开始递减的时间不同，即可以按照设定的时间减计时，可见定时电路的设计是正确的。如图17时设定30秒定时的定时电路的仿真图：
图3.4 定时电路的仿真及仿真结果图
通过前面对抢答部分、定时部分、和秒脉冲部分电路的正确仿真结果可得，本次的设计原理是合理的，设计图是正确的，所以本次设计基本可以说是成功的。
结束语
我觉得通过这次的设计，我不仅学会了很多原来没有掌握的理论教科书上的知识，更多是学到了一些理论书上没有的，如设计各种功能电路的方法、修改电路等。在平时的学习中基本不会遇到错误的电路，但现在是自己设计，还要自己发现错误，再自己修改，所以这需要很好的知识基础。
很高兴有这样一个锻炼、提高自己的机会。
参考文献
[1]康华光电子技术基础[M] 北京：高等教育出版社，2005
[2]彭介华电子技术课程设计指导[M]. 北京：高等教育出版社，1997
[3]欧阳星明数字逻辑[M] 武汉：华中科技大学出版社，2004
[4] 李海 74系列芯片手册[M] 重庆：重庆大学出版社，1999
单片机课程设计专业电气工程及其自动化 指导教师 学生颜良堂 学号B16 题目8 位竞赛抢答器的设计 2013 年 12 月 25 日
目录 一、设计任务与要求. (3) 二、方案设计与论证 (3) 方案一： (3) 方案二： (4) 三、单元电路的设计 (4) 芯片的选择及工作原理 (4) 系统的硬件构成及功能 (4) 四、软件的设计 (5) 主程序流程图 (6) 主程序 (6) 子程序 (7) 1、开始、复位程序 (7) 2、中断程序 . (8) 3、选手键盘扫描程序. (9) 4、数码管显示程序.12 5、抢答时间设计程序.13 6、延时子程序.13 五、仿真与调试. (14) 抢答器调试结果. (14) 六、结论与心得 (16) 附件 1：电路图 (16) 附件 2：源程序 (17) 附、参考文献? (24)
一、设计任务与要求 以单片机为核心，设计一个8 位竞赛抢答器：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。 设置一个系统清除和抢答控制开关S，开关由主持人控制。 抢答器具有锁存与显示功能。即选手按按钮，锁存相应的编号，并在优先抢答选手 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 响持续的时间为左右。 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。 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。 通过键盘改变抢答的时间，原理与闹钟时间的设定相同，将定时时间的变量置为全局 变量后，通过键盘扫描程序使每按下一次按键，时间加1（超过30 时置 0 ）。同时单片机不断进行按键扫描，当参赛选手的按键按下时，用于产生时钟信号的定时计数器停 止计数，同时将选手编号（按键号）和抢答时间分别显示在LED 上。 二、方案设计与论证 方案一：
设计总结 1、设计思路是整个设计的灵魂拿下每个课题能有一个非常清晰的设计思路是至关重要的。只有对课题的充分理解，对各种器件的熟练掌握，勾画出基本的设计图是成功的关键，必须多花时间在设计上才能为后续工作提，供更扎实的基础。翻阅各种资料，上网查询填补所需知识的空白是必要的。 2、焊接制作必须精益求精焊接必须精益求精，一丝不苟，一点的差错都可能导致实验结果错误，因此必须准确无误还要工整，这样才能在调试中能比较轻松进行，也是整个电路可看性更好。 3、调试调试工作是个精细工作。在调试过程中，有些问题是芯片本身损坏引起的，也有些是因为焊接问题引起的等因此排查过程需要特别有耐心，通过对芯片功能的检验，对焊点的检查最后检查出问题所在。当最后解决问题时，电路的正确是非常振奋，也很有成就感和满足感。 4、建议设计的作品主要是用cd4511 系列集成芯片来完成的，在焊接的过程中由于芯片的引脚过多，布线工作不是很方便。有时候还因为某一跟线没有焊牢，造成电路的不稳定，这些都是有待改进的。 5、不足实验效率低，焊接水平不足导致电路稳定性不高，布线比较混乱，这些都有待提高。总之，在设计过程中学到了许多。作为现代的大学生，如果仅停留在以往的层次上，是远远跟不上时代的步伐，也无法使自己立足在竞争如此激烈的社会里，通过此次实习，看到了自己的水平和差距，学要在今后的学习中又进一步的提高。 心得体会 通过本次课程设计，把我们在课堂上学到的数字电路知识运用到实际当中。如各种常见芯片的功能，各种组合逻辑电路和时序逻辑电路的设计，在此次设计中，当然也遇到了许多问题，毕竟这是第一次设计一个很实际的硬件的器件。在进行一个综合性的硬件设计时，要全面考虑问题，如想用其他信号来控制一个信号，就要考虑到和这个信号直接或间接关系的信号，必须是最重要相关的信号，然后用真值表来解决他们的关系，通过门电路来实现。这一个星期的课程设计，让我真正理解了书本上知识，也让我知道我们课本上的知识在实际中怎么应用，理论联系实际，。通过此次设计，我对理论知识的学习有了很大的兴趣，现在我可以主动的去学习，我明白自己该学习那个方面，重点是什么。我也掌握的了在理论中遇到问题，应该怎样去解决，在实际中遇到迷团应该怎样去检查调试。虽然最后我没调试出我们想要的结果，但是经过这次课程设计让我们更巩固了我们的专业知识和焊接技能。在这次设计过程中还了解到在设计的时候不仅是设计好，更重要的是想方设法在功能实现的同时降低成本。
数电实验报告 姓名：侯婉思 专业：通信工程 班级：1111 学号： 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。
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
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)
湖北经济学院 数字电子技术课程设计报告 课题名称：数字电子技术课程设计指导教师： 学生班级： 学生姓名： 学号： 学生院系： 2012年4月
设计任务 一、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，分别用八个抢答按钮So、S1、S 2、S 3、S 4、S 5、S 6、S7表示。 2、设置一个由主持人控制的控制开关，用来控制系统清零和抢答。 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。 二、扩展功能 1、抢答器具有定时抢答的功能，抢答时间为30秒。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，同时扬声器发出声响，声响持续时间为0.5秒左右。 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。
设计报告 一、设计目的 1、学习数字电路中的优先编码器，锁存器，计数器，时序控制电路，多谐振荡器等单元电路的综合运用。 2、掌握各芯片的逻辑功能及使用方法。 3、了解面包板结构及其接线方法。 4、了解数字抢答器的组成及工作原理。 5、熟悉数字抢答器的设计与制作。 二、设计步骤 1、画出原理框； 2、根据原理框图，把框图中每个部分电路设计出来，画出电路图； 3、仿真调试； 4、搜集元器件； 5、搭建电路，实现功能。 三、具体设计过程 1、画出原理框图
利用74L S175制作的八路抢答器
电子课程设计报告题目名称：八路抢答器设计 姓名： 专业： 班级学号： 同组人： 指导教师： 南昌航空大学计算机学院 2008年 06 月 26 日仅供学习与交流，如有侵权请联系网站删除谢谢2
摘要 在市场上可能有很多的八路数显智力竞赛抢答器，但是本论文将提供一种新的八路数显智力竞赛抢答器设计方案，设置复位标志位便于区分不同原因引发的复位,作为一种新技术被越来越多的新型单片机所采纳。但本论文中的八路数显智力竞赛抢答器只是利用到最基本的复位方式。 经过考虑我们选择了74LS175芯片做八路抢答器。它的俗名是4D触发器。选择它是因为它具有D触发器的性质，有存储功能。本设计主要考虑了该芯片经CP脉冲，在不同的情况下对它有维持阻塞作用。在设计方案中。要设计八路抢答器，我们就选择了两个784LS175的芯片，因为每个芯片有四路。本抢答器拥有复位清零作用。并且有数码管显示选手的号码。方便。 关键字：I.抢答器…II.维持阻塞…III.存储功能，IV优先编码。 仅供学习与交流，如有侵权请联系网站删除谢谢3
目录 摘要.................................................... (2) . 前言…………………………………………………………………….... .4 第一章抢答器的概述 (5) 1.1 设计要求 (5) 1.2抢答器的用途及要求 (5) 第二章电路设计原理及单元模块 (5) 2.1 74LS175的功能表内部结构及管脚图 (5) 2.2完成抢答器的置位及指示电路及其原理 (7) 2.3阻塞电路及其原理 (9) 2.4时钟脉冲的控制及其原 理 (11) 2.5电路设计总原理图 (12) 第三章安装与调试 (13) 3.1电路的安装调试 (13) 3.2电路的测试 (13) 第四章实验结论 (14) 参考文献 (15) 附录………………………………………………………………….…. .15 仅供学习与交流，如有侵权请联系网站删除谢谢4
电子课程设计报告4511型八路数显抢答器 学生姓名： 专业： 班级： 学号： 指导教师： 同组成员： 时间：
第一章绪论 1.1关于4511型数显抢答器 八路智能抢答器主要由数字优先编码电路、锁存/译码/驱动电路于一体的CD4511集成电路、数码显示电路和报警电路组成。优先编码电路、C D4511集成电路将参赛队的输入信号在数码显示管上输出，用报警电路对时间进行严格控制，这样就构成了八路智能抢答器电路。 八路数字抢答器电路包括抢答，编码，优先，锁存，数显，复位及抢答键。抢答器数字优先编码电路由D1-D12组成，实现数字的编码。CD4511是一块含BCD-7段锁存/译码/驱动电路于一体的集成电路。抢答器报警电路由NE555接成音多谐振荡器构成。抢答器数码显示电路由数码管组成，输入的BCD码自动地由 CD4511内部电路译码成十进制数在数码管上显示。 1.2 选题的目的和意义 通过这次课程设计,让我了解到了八路智能抢答器的结构组成和工作原理，同时了解焊接的方法和技巧。 1.3 课题研究的内容 八路智能抢答器是采用了CD4511集成芯片来实现功能要求的，在抢答过程中，每个选手都有一个抢答按钮。在主持人按下复位键宣布抢答开始的时候，选手就开始进行抢答，在指定时间内选手进行抢答，数码显示屏上会显示最先抢答选手的编号。如果主持人没有按下开始键而选手就抢答视为犯规，数码显示屏显示犯规者的编号，扬声器持续发生。主持人可按复位键，新一轮抢答开始。
第2章抢答器的系统概述 2.1 系统的主要功能简介 4511型八路数显抢答器的主要功能有如下三点： 1. 可同时供8名选手参加比赛，其相应的编码分别是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。 2.给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。 2.2 抢答器的工作过程 1、开始上电之后，主持人按复位键，抢答开始。如有选手按下抢答键，报警电路会发出讯响声，并且数码显示电路上会显示成功抢答的选手的编号。 2、当有选手抢答成功之后，系统就进行了优先锁存，其他抢答选手抢答无效。 3、如果主持人未按下复位键，而有人按了抢答按键，此次抢答无效，只有当主持人按下了复位键，选手才能进行顺利抢答。 总而言之，本课题利用简单逻辑数字电路设计了智能抢答器，该抢答器具有基本的强大功能，提高了系统的可靠性、简化了电路结构、节约了成本，但是此抢答器功能还不够强大，还有很多功能无法实现，需要我们继续学习和研究。
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：
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。
郑州电力职业技术学院毕业生设计 题目：八人抢答器课程设计 系别：电力工程系 专业：供用电技术 班级：09供电三班 学号： 姓名：张华永 设计成绩指导教师赤娜 答辩成绩主答辩教师 综合成绩答辩委员会主任 目录 一引言 (4) 1.1 设计要求 (4) 1.2 功能要求 (4) 1.3 功能介
绍 (4) 二方案设计与论证 (4) 2.1 各部分电路简述 (4) 2.2 设计方案简述 (5) 三系统分析与设计 (5) 3.1 抢答器电路设计与相关元器件 (5) 3.2 定时电路设计与相关元器件 (7) 3.3 报警电路设计与相关元器件 (9) 3.4 时序电路与相关元器件 (9) 3.5 智力抢答器电路原理图 (10)
3.6 元器件清单 (11) 设计总结体会 (13) 参考文献 (14) 摘要 随着电子技术的发展，它在各个领域的应用也越来越广泛。人们对它的认识也逐步加深。人们也利用了电子技术以及相关的知识解决了一些实际问题。如：智能抢答器的设计与制作。抢答器是竞赛问题中一种常用的必备装置，从原理上讲，它是一种典型的数字电路。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；主持人按开始按钮示意开始，以上两部分组成主体电路。通过定时电路实现计时功能，构成扩展电路。经过布线、焊接、调试等工作后数字抢答器成形。在抢答电路中利用一个优先编码器译出最先抢到答题权的选手的编号并经LED显示器显示出来，同时还要封锁电路以防其他选手再抢答。当选手答题完成后，主持人将系统恢复至零。 关键词：抢答；计时；锁存 一引言 （一）设计要求 1.设计一个智力抢答器,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、S1、S2、S3、S4、S5、S6、S7。
数字电子技术课程设计 题目: 八路智力竞赛抢答器设计 姓名: 专业: 电子科学与技术 班级: 122班
学号: 指导教师: 20 年月日 安徽科技学院理学院
八路智力竞赛抢答器设计 一、课程设计题目（与实习目的） （一）、题目：八路智力竞赛抢答器设计 （二）、实习目的： 1．进一步掌握数字电路课程所学的理论知识。 2．熟悉几种常用集成数字芯片的功能和应用，并掌握其工作原理，进一步学会使用其进行电路设计。 3．了解数字系统设计的基本思想和方法，学会科学分析和解决问题。 4．培养认真严谨的工作作风和实事求是的工作态度。 5．数点课程实验是大学中为我们提供的唯一一次动手实践的机会，增强动手实践的能力。 二、任务和要求 实现抢答器的方法很多，如EPROM编程、RAM编程、单板机、单片机等，都可以组成抢答器系统。 （1）抢答器设计要求 设计一个抢答器，基本要求： 1. 抢答器可以实现基本抢答；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、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。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。 三、总体方案的选择 （1）总体方案的设计 针对题目设计要求，经过分析与思考，拟定以下二种方案： 方案一：该方案是将抢答按钮先直接与锁存器而不是优先编码器相连，将最先抢答的选手的编号锁定，再依次经过优先编码器、译码器和七段显示器，最后显示的是抢答选手的编号，经过优先编码器后的信号到单稳态触发器，单稳态触发器又与报警电路直接连接，所以显示编号的同时可以发出报警信号。另外由主持人控制开关和其他部分电路通过门电路实现对抢答电路、定时电路和报警部分电路的控制。 主体框图如下：
目录 一、摘要 (1) 二、设计目的 (1) 三、设计任务及要求 (1) 1.设计要求 (1) 2.设计任务 (2) 四、八路抢答器电路的设计及原理 (2) 1.设计思路 (2) 2.总电路框图 (3) 3.各模块设计方案及原理说明 (3) 3.1抢答电路 (3) 3.230秒倒计时电路 (10) 3.3报警电路 (17) 五、抢答器的总电路 (23) 六、设计心得 (24) 附录 附录1 元件明细表 (26) 附录2 元件报价表 (27) 参考文献 (28) 完整电路示图 (29)
8路抢答器 一、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。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,利用电子设计自动化( EDA)技术,用数字、模拟电子器件设计具有扩充功能的抢答器。该抢答器的设计利用Multisim10完成了原理图设计和电路仿真，具有数字显示、倒计时显示、编码译码功能，应用效果良好。 二、设计目的 本电子设计，主要为了实现以下目的： 1.增强对数字电子技术的了解与掌握； 2.学习相关软件的使用方法； 3.熟悉优先编码器、触发器、计数器、译码电路等的应用方法； 4.熟悉时序电路的设计方法； 5.具备简单电路的设计能力。 三、设计的任务及要求 1.设计一抢答器，设计要求如下： 1)设计一个智力竞赛抢答器，可同时供8名选手或8个代表队参赛，他们的选号分别是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，其对应的灯被
目录 1. 原理分析（by 张潇） (2) 1.1 设计任务 (2) 1.2 性能指标 (2) 1.3 工作原理 (2) 2. 方案选择（by 张潇） (3) 2.1 方案设定 (3) 2.2 方案比较 (3) 2.3 方案选择 (3) 3. 电路原理图绘制及仿真（by 王倩） (3) 3.1 所需元器件型号及数量 (3) 3.2 电路原理图 (4) 3.3 电路仿真结果 (5) 4. Pcb图绘制（by 朱文广） (5) 4.1 pcb绘制步骤 (5) 4.2 pcb绘制原则 (5) 4.3 8路抢答器pcb图 (7) 5. 综合调试（by 朱文广） (7) 5.1 软件调试 (7) 5.2 硬件调试 (9) 6. 总结（by 王倩） (10) 附录1：电路仿真图 (11) 附录2: 8路抢答器完整程序 (12)
1.1 设计任务 以单片机为核心，设计一个8位竞赛抢答器，同时供8名选手或8个代表队比赛。 设置一个系统清除和抢答控制开关S，开关由主持人控制。 抢答器具有锁存与显示功能。即选手按按钮，锁存相应的编号，并在优先抢答选手的编号一直保持到主持人将系统清除为止。 抢答器具有定时抢答功能，且一次抢答的时间可由主持人设定。 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。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。 1.2 性能指标 电源电压：直流5V±10% 选手组数：2-8组 初始抢答倒计时：20s 初始回答倒计时：30s 倒计时范围：1-99s可设 倒计时提示时间：最后5s 1.3 工作原理 八路数字抢答器原理框图如图1所示，其工作原理为：接通电源后，主持人未按下开始抢答，抢答器处于禁止状态，数码管显示“----”；主持人宣布“开始”同时按下开始抢答按键，抢答倒计时开始计时，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，回答倒计时开始计时、禁止二次抢答、数码管显示抢答选手编号以及回答剩余时间。如果再次抢答必须由主持人再次操作"清除"和"开始"状态开关。 图1 八路抢答器原理框图
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：
《数字电子技术》课程设计 题目八路抢答器 专业班级11级通信工程三班 院（系）信息工程学院 完成时间2013 年11月28日
目录 1课程设计的目的 (1) 2 课程设计的任务与要求 (1) 3 设计方案与论证 (1) 3.1方案选择与论证 (1) 3.2抢答器的原理方框图 (2) 4 设计原理与功能说明 (3) 4.1 元器件选用原理 (3) 4.2总体电路原理 (6) 5 单元电路设计 (9) 5.1NE555接成音多谐振荡器构成的报警电路 (9) 5.2复位键与抢答键的工作原理 (9) 6 仿真与电路的连接 (9) 6.1 电路的仿真 (9) 6.2电路的连接 (10) 7 实训报告 (10)
参考文献 (12) 附件一：元器件清单 (13) 附件二：实物图 (14)
1 课程设计的目的 通过这次课程设计,主要了解简单数字电路抢答器的基本工作原理，学会设计与分析优先编码电路、数码显示电路、报警电路，在巩固数电知识的基础上，提高自身逻辑思维能力，拓展实际操作能力，同时学会利用团队力量解决某些技术难关。从而正确设计出各个单元电路，并简单掌握电路仿真技术。 2 课程设计的任务与要求 设计一个八路抢答器，以CD4511集成芯片为核心原件来实现功能要求，在抢答过程中，可以更好的精确选手抢答的先后。此抢答器主要运用于竞赛活动中。 此抢答器可以容纳八个选手，每个选手都有一个抢答按钮。在主持人按下复位键宣布抢答开始的时候，选手就开始进行抢答，在指定时间内选手进行抢答，数码显示屏上会显示最先抢答选手的编号。如果主持人没有按下开始键而选手就抢答视为犯规，数码显示屏显示犯规者的编号，扬声器持续发生。主持人可按复位键，新一轮抢答开始。[1] 3 设计方案与论证 3.1 方案选择与论证 八路抢答器的关键部分是数字优先编码电路、锁存/译码/驱动电路，由数码显示电路和报警电路组控制信号的产生。下面列出两种方案：方案一： 该方案采用了74LS148来实现抢答器的选号，采用了74LS279芯片实现对号码的锁存，采用了74LS192实现十进制的减法计数，555芯片产生秒脉冲信号来共同实现倒计时，采用了74LS121单稳态芯片来实现报警信号的输
单片机课程设计报告 题目：电子抢答器系统设计 学院：电气信息学院 专业：通信工程 姓名： 学号： 指导老师：孙晓玲 一、设计任务 设计一个八路的电子抢答器系统，实现功能为：可供8个选手使用，可显示30s 倒计时，并可显示出抢到的选手号，并伴有提示音。 要求：(1)设计出硬件电路； (2)设计出软件编程方法，并写出源代码； (3)用PROTEUS进行仿真； 二、方案设计 1.设置一个定时开关，开关按下后开始30s倒计时，在定时开关按下之前进行抢答无效，使用两位数码管显示倒计时。 2.在30s内，等待八个按钮中任意一个按下，按下后使用一位数码管显示按下的选手号，同时蜂鸣器发出响声。 3.一旦有选手按下后，其他选手再按下均无效，同时30s倒计时停止计时，等待复位信号。 三、硬件设计 （一）选用AT89C51单片机芯片 单片机（SCM）是单片微型计算机（Single Chip Microcomputer）的简称。它是把中央处理器CPU、随机存储器RAM、只读存储器ROM、I/O接口电路、定时/计数器以及输入输出适配器都集成在一块芯片上，构成一个完整的微型计算机。它的最大优点是体积小，可放在仪表内部。但存储量小，输入输出适配器简单，功能较低。目前，单片机在民用和工业测控领域得到最广泛的应用，早已深深地融入人们的生活中。 简单的说，用单片机系统来设计抢答器，实现两组的抢答时间即使是相差几微秒，也可分辨出哪组优先答题。
P0端口（P0.0-P0.7）：P0口为一个8位漏级开路双向I/O口，每脚可吸收8TTL门电流。当P1口的管脚第一次写1时，被定义为高阻输入。P0能够用于外部程序数据存储器，它可以被定义为数据/地址的第八位。在FIASH编程时，P0 口作为原码输入口，当FIASH进行校验时，P0输出原码，此时P0外部必须被拉高。 P1端口（P1.0-P1.7）：P1口是一个内部提供上拉电阻的8位双向I/O口，P1口缓冲器能接收输出4TTL门电流。P1口管脚写入1后，被内部上拉为高电平，可用作输入，P1口被外部下拉为低电平时，将输出电流，这是由于内部上拉的缘故。在FLASH 编程和校验时，P1口作为第八位地址接收。 P2端口（P2.0-P2.7）：P2口为一个内部上拉电阻的8位双向I/O口，P2口缓冲器可接收，输出4个TTL门电流，当P2口被写“1”时，其管脚被内部上拉电阻拉高，且作为输入。并因此作为输入时，P2口的管脚被外部拉低，将输出电流。这是由于内部上拉的缘故。P2口当用于外部程序存储器或16位地址外部数据存储器进行存取时，P2口输出地址的高八位。在给出地址“1”时，它利用内部上拉优势，当对外部八位地址数据存储器进行读写时，P2口输出其特殊功能寄存器的内容。P2口在FLASH编程和校验时接收高八位地址信号和控制信号。P3端口（P3.0-P3.7）： P3口管脚是一个带有内部上拉电阻的8位的双向I/O端口，可接收输出4个TTL 门电流。当P3口写入“1”后，它们被内部上拉为高电平， 并用作输入。作为输入端时，由于外部下拉为低电平，P3口将输出电流（ILL）。（二）关键电路 1.时钟电路 一般选用石英晶体振荡器。此电路在加电大约延迟10ms后振荡器起振,在XTAL2引脚产生幅度为3V左右的正弦波时钟信号,其振荡频率主要由石英晶振的频率确定。电路中两个电容 C1,C2的作用有两个:一是帮助振荡器起振;二是对振荡器的频率进行微调。C1,C2的典型值为30PF。 单片机在工作时,由内部振荡器产生或由外直接输入的送至内部控制逻辑单元的 时钟信号的周期称为时钟周期。其大小是时钟信号频率的倒数,常用fosc表示。如时钟频率为12MHz,即fosc=12MHz,则时钟周期为1/12μs。 2.复位电路 AT89C51的复位由外部的复位电路实现。复位电路通常采用上电自动复位和按钮复位两种方式。本次设计采用按钮复位方式。 单片机的第9脚RST为硬件复位端，只要持续4个机器周期的高电平即可实现复位，硬件复位后的各状态可知寄存器以及存储器的值都恢复到了初始值。 3.数码管显示电路 本次课程设计采用了7SEG-MPX2-CC 的两位7段共阴极数码管，用来显示30s倒计时，和7SEG-MPX1-CC的一位7段共阴极数码管，用来显示抢答中的选手号码。位选端分别与P2口的第七位，第六位以及第零位相接。同时7段数码管线段通过上拉电阻接power，实现数码管的点亮。 4.报警电路 这里能利用程序来控制单片机P3.7口线反复输出高电平或低电平，即在该口线上产生一定频率的矩形波，接上扬声器就能发出一定频率的声音，再利用延时程序控制“高”“低”电平的持续时间，就能改变输出频率，从而改变音调，使扬声器发出不同的声音。 5.按钮输入电路
八路抢答器设计与制作 一、电路功能 1．主持人控制抢答器工作。 2．抢答有效时间为主持人按下按键后5秒内，其他时间按动抢答键无效。 3．抢答选手编号为0、1、2、3、4、5、6、7。抢答开始后，若五秒内有人抢答，则由LED数码管显示最先抢答选手编号，否则无显示。 4．抢答开始后由蜂鸣器发出5声1秒的提示音，若在5秒内有人抢答，蜂鸣器立刻停止提示音。并显示抢答选手编号。 二、电路基本参数 输入电压Vcc=5v 三、电路原理框图 图3-1 八路抢答器组成电路 四、设计要求 5．有八个抢答按键，一个主持人控制按键。 6．抢答有效时间为主持人按下按键后5秒内，其他时间按动抢答键无效。 7．抢答选手编号为0、1、2、3、4、5、6、7。抢答开始后，若五秒内有人抢答，则由LED数码管显示最先抢答选手编号，否则无显示。 8．抢答开始后由蜂鸣器发出5声1秒的提示音，若在5秒内有人抢答，蜂鸣器立刻停止提示音。
五、 电路原理图及工作原理介绍 电路原理图如图2-1所示。 图2-1八路抢答器原理图 图中70K K -为8个抢答按键。74LS148为8线/3线优先编码器，其逻辑功能如表2-1所示。8路输入信号70D D -以及编码输出信号70A A -均为负逻辑。EI 为使能控制端，低电平有效，当EI=0时，正常编码，否则所有输出端均为高电平。当EI=0时，且70D D -有输出时，0s =G ，否则1s =G ，可见GS 为低电平时74LS148正常编码且有输入。当EI=0时，且70D D -无输入时，EO=0,可见EO 为低电平时表示74LS148正常编码且无输入。 74LS279为4RS 触发器，输入信号低电平有效。其中，第一和第三RS 触发器有两个置1端。看8K 为主持人控制键，按下8K 将第一至第三RS 触发器复位，将第四RS 触发器置1。在正常抢答期间，74LS279作为锁存器，将编码输出70A A -和GS 锁存，其中02A A -反相输出，从而将负逻辑编码变为正逻辑，GS 同相输出。最后，编码信号经7段显示译码器74LS48译码由LED 显示抢答选手编号。74LS48内部有2K 上拉电阻，可直接驱动共阴LED ，不需要串联限流电阻。 由555定时器构成多谐振荡电路，震荡周期S C R R T 1)(7.011110≈+=,占空比 %7.66211 1011 10≈++= R R R R D 。该信号既是倒计数电路的时钟脉冲，又是蜂鸣器的发声的 定时脉冲。由74LS192构成5秒倒计时电路。主持人按下8K 时，计数器置为6，然后开始倒计数，经6个脉冲后，计数值为0，以后保持0不变，除非主持人再次按下8K 置数，因为计数器最高输出D Q 端与异步清零端CLR 相连，当计数器为0时若继续倒计数，则D Q =1，使计数器清零。 主持人按下按键8K 复位后，计数器输出为6，前5个计数脉冲到来后，计数器输出分别为5、4、3、2、1，或门1G 输出高电平，若无人抢答，则与非门2G 打开，时钟