四人抢答器设计报告

课程设计报告

设计题目 四人抢答器

摘要

在许多比赛活动中，为了准确、公正、直观地判断出第一抢答者，通常设置一台抢答器。通过抢答器的数显，灯光和音响等手段指示出第一抢答者。同时还可以设置定时、记分犯规及奖惩等多种功能。

本设计采用手动抢答的方式，有人抢答后，系统自动封锁其他人的抢答按钮，使其不能再抢答，从而实现抢答功能。

数字抢答器由主体电路与扩展电路组成。优先编码电路、锁存器、译码电路将参赛队的输入信号在显示器上输出；用控制电路和主持人开关启动报警电路，以上两部分组成主体电路。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。经过模拟仿真，下载到开发板等工作后数字抢答器成型。

关键字

抢答电路 定时电路 报警电路 时序控制

目录

摘要·································&

成绩

课程设计说明书

题 目： 四人抢答器电路设计 课程名称： 数字电子技术 学 院： 电子信息与电气工程学院 学生姓名： 裴雷雨 学 号： 20110201011X 专业班级： 自动化2011级2班 指导教师： 李立

2013年 6月6日

课 程 设 计 任 务 书

设计题目 学生姓名 设计要求： 1、设计制作一个四人抢答器，每组一个抢答开关。 2、设置一个抢答开始按键，同时设置抢答定时电路，且计时起点与抢答命令同步，计时终点是一个抢答者的抢答信号到来，超时而无人抢答题目作废。 3、系统具有第一抢答信号鉴别和锁存功能，主持人发布抢答命令后，第一个抢答者按下抢答键后，电路应记下第一个抢答者的组别（相应的LED灯亮），并封锁其他各组抢答信号，即其他各组抢答信号都不会使电路响应。 4、系统采用声光指示第一抢答者，用扬声器提示第一抢答者产生，用发光二极管指示第一抢答者。 学生应完成的任务： 设计一个四人抢答

目录

一、设计任务与要求...................................2 二、总体设计方案或技术路线...........................2 三、实验电路图.......................................2 芯片管脚排列图................................2 设计电路原理图................................3 四、理论分析结果.....................................3 理论分析......................................3 单元电路分析..................................4 五、实验接线实物图...................................5 六、设计体会.........................................6 七、元件清单.........................................7

一、设计任

0 数字电子技术课程设计

一.课程设计的题目：四人智力竞赛抢答器。 二.设计任务和要求：

1.设计任务

设计一台可供4名选手参加比赛的智力竞赛抢答器。 用数字显示抢答倒计时间，由“9”倒计到“0”时，无人抢答，蜂鸣器连续响1秒。选手抢答时，数码显示选手组号，同时蜂鸣器响1秒，倒计时停止。 2.设计要求

(1)4名选手编号为：1，2，3，4。各有一个抢答按钮，按钮的编号与选手的编号对应，也分别为1，2，3，4。

(2)给主持人设置一个控制按钮，用来控制系统清零（抢答显示数码管灭灯）和抢答的开始。

(3)抢答器具有数据锁存和显示的功能。抢答开始后，若有选手按动抢答按钮，该选手编号立即锁存，并在抢答显示器上显示该编号，同时扬声器给出音响提示，封锁输入编码电路，禁止其他选手抢答。抢答选手的编号一直保持到主持人将系统清零为止。

(4)抢答器具有定时（9秒）抢答的功能。当主持人按下开始按钮后，定时器开始倒计时，定时显示器显示倒计时间，若无人抢答，倒计时结束时，扬声器响，音响持续1秒。参赛选手在设定时间（9秒）内抢答有效，抢答成功，扬声器响，音响持续1秒，同时定时器停止倒计时，抢答显示器上显示选手的编号，定时显示器上显示剩余抢答时间，

页眉内容

一、设计题目

四人电子抢答器

二、设计功能

1．基本功能

（1）抢答器同时供4名选手比赛，分别用4个按钮key5~key8表示。

（2）设置一个系统重置和抢答控制开关start（key1），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，扬声器发出声响提示，并在数码管上显示选手号码。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。

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（30秒）。当主持人启动"开始"键后，定时器进行减计时。

（2）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。

（3）在设定的抢答时间内如果定时时间已到，无人抢答，本次抢答无效，

3.自主功能

（1）抢答器具有自动计时功能，当有选手抢答答题时间（10秒）自动开始。

（2）报警电路设计：当答题时间和抢答时间将到或结束（还剩3秒时）发出蜂鸣声结束答题。

（3）每个选手有一个记分板，答对题目可以由主持人控制start键给予加分。每加一分响一次。

（4）长按start可以自动准备计时和系统清零，短按开始计时和暂停。

页脚内容9

页眉内容

三、

温州大学瓯江学院

WENZHOU UNIVERSITY OUJIANG COLLEGE

本科毕业设计（论文）

( 2011届)

题 目：

电子抢答器的设计

专 业： 电子信息工程 班 级： 07电子信息工程本二 姓 名： 王立峰 学 号： 07202053323 指导教师： 林志源 职 称： 讲师 完成日期： 2011年3月15日

温州大学瓯江学院本科毕业论文

摘 要

随着电子技术的发展，现在的抢答器功能越来越强，可靠性和准确性也越来越高。以前的抢答器大部分都是基于传统数字电路组成的。制作过程复杂，而且准确性与可靠性不高，成品面积大，安装、维护困难。由于近年来电子技术发展迅速，逐渐出现用现场可编辑逻辑门阵列（简称FPGA）制作抢答器，使得电子系统的设计者利用EDA软件，就可以独立设计自己的专用集成电路（ASIC）

温州大学瓯江学院

WENZHOU UNIVERSITY OUJIANG COLLEGE

本科毕业设计（论文）

( 2011届)

题 目：

电子抢答器的设计

专 业： 电子信息工程 班 级： 07电子信息工程本二 姓 名： 王立峰 学 号： 07202053323 指导教师： 林志源 职 称： 讲师 完成日期： 2011年3月15日

温州大学瓯江学院本科毕业论文

摘 要

随着电子技术的发展，现在的抢答器功能越来越强，可靠性和准确性也越来越高。以前的抢答器大部分都是基于传统数字电路组成的。制作过程复杂，而且准确性与可靠性不高，成品面积大，安装、维护困难。由于近年来电子技术发展迅速，逐渐出现用现场可编辑逻辑门阵列（简称FPGA）制作抢答器，使得电子系统的设计者利用EDA软件，就可以独立设计自己的专用集成电路（ASIC）

西华大学课程设计说明书 数电课程设计四人智力竞

赛抢答器

要求：

? 设计一个供四人参赛的抢答器，能准确分辨、记录第一个有效按下抢答键者，并用光指示；

? 主持人没有宣布抢答开始时，抢答不起作用。主持人宣布抢答开始时，按“开始”键，抢答开始，同时启动计时器计时； 拓展要求：

? 外加一个计时器，计时器计时采用正计数的方式，以加强现场气氛，增加紧迫感。若预定时间内无人抢答，自动给出信号停止抢答，以免冷场。倒计数定时器的时间精确到秒，最多为两分钟，一旦超出限时，则取消抢答权。

这次设计的智力竞赛抢答器，主要是由三个部分构成：一个是由几个D触发器的构成的用于抢答的部分，用三个74LS192构成用于计时器

- 1 -

西华大学课程设计说明书 2.总体方案设计

2.1 方案说明：

以下设计的是智力抢答器的方案流程图：

抢答控制器 光提示 计时显示 秒脉冲 计时控制 主持人控制 图2.1 方案流程图

抢答器主要是由F1是四D触发器74LS175，F2是双四输入与非门74LS20；F3是74LS20组成的多谐振荡器；F4是74LS74组成的四分频电路。

工作原理：是当主持人按下抢答开关时，选手能进行抢答，抢答开

课 题 授课班级 任务6.2——四人抢答器的制作与调试 课 型 授课时数 新课 教学目标 教学重点 教学难点 1、掌握四人抢答器的电路组成与工作原理 2、掌握D触发器的正确使用 四人抢答器的安装与调试 四人抢答器的电路的工作原理分析 学情分析 教学效果 教后记 159

A、复习 B、新授课 复习各种触发器 基础知识 四人抢答器的电路组成与工作原理 一、电路组成 （提问） （结合演示讲解） 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。 图6-8 四人抢答器电路图 160

二、四--三态R

江苏师范大学物理学院课程设计报告

课程名称数电课程设计

设计题目八路抢答器

所学专业名称应用电子技术

系别机电工程系

班级班

学号

学生姓名妍妍

指导教师赵

2013年月日

江苏师范大学

一、组成员工作安排与分工

二、八路抢答器的主要功能

1.可同时供8名选手参加比赛，其相应的编码分别是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。

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。

三、抢答器的工作原理简介

下图为抢答器的结构框图。电路完成了基本的抢答功能，即开始抢答后，当选手按动抢答键时，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。而报警电路则是起到提示作用。其工作原理为：接通电源后，当主持人按下复位键，宣布"开始"抢答器工作。选手即可开始抢答，当选手按下抢答键后，抢答器完成：编码、优先锁存、译码、数码显示。当一轮抢答之后，只有主持人按下复位键，才能进行下一轮抢答，否则抢答无效。

在上电之后，系统开始运行，在抢答过程中，会有多个信号同时或不同时送入主电路中，抢答器的内部电路和C