四路抢答器课程设计报告
四
路
抢
答
器
设
计
实
验
报
告
信息科学技术学院自动化 *班
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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、设定的抢答时间内，选手可以抢答，这时定时器开始工作，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。
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：
器件型号数量??器件型号数量二极管10BQ0152七段译码器74LS482电阻5 2 进制计数器74LS1611电阻20k1?四D触发器74LS1751电阻1M1同步双时钟加 /减计数器74LS1921电阻48k2?5552反向器74LS041?四输入或门40721二输入与门74LS082?电容10n1三输入与门74LS112?电容0.01F1四输入与门74LS211?电容1uF1开关5共阳七段数码管7SEG-COM-2
CATHODE
四、电路框图如下：
抢答
按钮
七段
译码
数码
抢答电路
管显示
控制
电路
主持人
控制开关
废题计时电路七段数码管显示
报警电路蜂鸣器报警
1）智能抢答器总体方框图如上图所示。其工作原理为：接通电源后，主持人将 K0拨到 "清除 "状态，抢答器处于禁止状态，编号显示器灭灯，定时器不显示；主持人用开关 K 0清零，宣布 "开始 "并按下 K0状态开关抢答器工作。定时器
计时。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，定时器停止、禁止二次抢答、定时器显示剩余时
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。具体操作如下：
在主持人宣布开始并按下K 0， K 1、 K 2、 K 3、 K 4四个组参与抢答。当有抢答者首先按下抢答开关时，显示相应的序号并伴有声响,同时，抢答器不再接收其它
组的抢答干扰。显示抢答者组号。
在限定时间 9 秒后无人抢答时，该题作废，用声响提示，并显示顺计时的时间。
五．总电路图如下（附录）：
六、单元电路的设计
1、抢答部分电路
该电路完成的功能：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；
工作过程：当主持人表示开始作答时，按下复位键即清零。当有选手抢答时，通过显示电路
显示组号，及报警电路发出声响。其中，74LS175 起到锁存作用,74LS48 起到译码作用。
2.七段数码管显示电路
此电路是通过74LS48 译码，将所抢答组号显示在七段数码管上。通过以下原理实现：
字符显示器：分段式显示是将字符由分布在同一平面上的若干段发光笔划组成。电子计算器，数字万用表等显示器都是显示分段式数字。而LED数码显示器是最常见的。通常有红、绿、黄等颜色。 LED的死区电压较高，工作电压大约
1.5~3V，驱动电流为几十毫安。图 5-2 是七段 LED数码管的引线图和显示数字情况。 74LS48译码驱动器输出是高电平有效，所以，配接的数码管须采用共阴极
接法。图 3-3 （a）是共阴式 LED数码管的原理图，使用时，公阴极接地，7 个阳
极a,b,c,d,e,f,g由相应的七段译码器来驱动，如图
3-3
（）所示。
BCD b
（a）引线图（b）七段字形组合情况
图 3-3 共阴式 LED 数码管的原理图和驱动电路
图3-3(c )七段 LED 数码管
（2） 74LS48 是输出高电平有效的中规模集成 BCD 七段显示译码驱动器，
它的真值表见表下图所示
十进输入
I BR/输出
制
Y
BR 数或
LT I
BR A 3 A 2 A 1 A 0a b c d e f g
功能
011000011111110 11×000110110000 21×001011101101 31×001111111001 41×010********* 51×010********* 61×011010011111 71×011111110000 81×100011111111 91×100111110011灭灯××××××00000000灭零10000000000000试灯0×××××11111111
74LS48 的输入端是A
3
A
2
A
1
A
O四位二进制信号 (8421BCD 码)，a、b、c、d、e、f、g
是七段译码器的输出驱动信号，高电平有效。可直接驱动共阴极七段数码管，
LT , I BR , I B / Y BR是使能端，起辅助控制作用。
（ 3）使能端的作用如下：
a LT是试灯输入端，当LT =0， I B / Y BR =1 时，不管其它输入是什么状态，a~g 七段全亮；
b 灭灯输入I
B，当
I
B =0，不论其它输入状态如何，a~g 均为 0，显示管熄灭；
c 动态灭零输入 I BR，当LT =1， I BR =0 时，
如果A
3
A
2
A
1
A
O =0000时，a~g均为各段熄灭；
d 动态灭零输出Y
BR，它与灭灯输入
I
B共用一个引出端。当
I
B=0或
I
BR=0且
LT =1，A
3
A
2
A
1
A
O=0000时，输出才为0。片间Y BR与I BR配合，可用于
熄灭多位数字前后所不需要显示的零。
设计中有三处要用到显示器的，倒计显示按照顺序接线就可以了，让 1、3路相与后接入 7448A0 端， 2、3 路相与后接入 A1 端，而 4 直接接入 A2 端。让 A3 端悬空。这样就可以实现逻辑功能的转换。
3、废题计时电路
本电路通过 555 做多谐振荡器，74LS192计数器计数和 BCD 七段译码器
74LS48 （其输出是驱动七段字形的七个信号） ，实现计时废题功能， 当主持人宣布开始答题时，计数器顺时计数，若无人抢答，计数器计到零时，通过报警电路发出声响。该题作废。
（ 1）通过定时器 555 接成多谐振荡器，工作原理：其基本工作原理如下： 多谐振荡器有两个暂态。假设当电源接通后，电路处于某一暂稳态，电容
C
1
Ucc
时， U O 输出高电平， V 1 截止，电源 U CC 通过 R 1、
上电压 U C 略低于 3
1
2 U CC
U CC U C
3
，
R 2 给电容 C 充电。随着充电的进行 U C 逐渐增高，但只要 3 输出电压 U O 就一直保持高电平不变，这就是第一个暂稳态。
2
U CC
时(即 U 6 和 U 2 均大于等于 2
U CC
时)，
当电容 C 上的电压 U C 略微超过 3 3 RS 触发器置 0，使输出电压 U O 从原来的高电平翻转到低电平，即 U O =0，V 1 导通饱和，此时电容 C 通过 R 2 和 V 1 放电。随着电容 C 放电， U C 下降，但只要
2
U CC U C
1
U CC
，U O 就一直保持低电平不变，这就是第二个暂稳态。
3
3
1 U CC
当 U C 下降到略微低于 3
，
时， RS 触发器置 1，电路输出又变为 U O
=1
V 1 截止，电容 C 再次充电，又重复上述过程，电路输出便得到周期性的矩形脉冲。
振荡周期计算为：
=1（秒）
内部管脚图如下：
图 5-4-1 555 定时器引脚排列图5-4-1 555 定时器内部框图
真值表 5-4-2如下：
输入输出
RD VI1VI2VO TD状态
0低导通
1>2VCC/3>VCC/3低导通
1<2VCC/3>VCC/3不变不变1<2VCC/3 1>2VCC/3 （ 2）字符显示原理同上。 电路图如下 4、报警电路 该电路通过 555 构成的单稳态触发器实现报警功能。如下图所示电路中， 七、问题及解决 1、由总电路可以看到，本次课程设计的接线十分之多，因为在接线时要十分细 心，如果不小心就会接错。在实验设计实体连接的过程中，每一步都小心翼 翼地做。一条线接错或者一条线在过程中不小心被动到，都有可能让整个电 路没有反应，所以每一步都必须要小心，没有人希望重新连接一次，器件和 线路实在是多，最好能够先把电路划分清晰，就是尽量明显的把个各块独立 的电路组成部分分开得明显些，这样就算接错了也可以大概检查各块输出就 知道哪里出问题，减少检查的范围和数量，更省时省力。 2、 555 脉冲源时应该用 LED灯作显示，测试脉冲信号输出输入情况，电阻在接入前要 测试保证其可以正常工作。最好就是把输出接在 LED灯上，一直接线，。一直观察它的灯亮情况，直到它会正常闪烁为止。说明脉冲源正常工作。 3.仿真测试必须与实际相符，可以保证测试出来的是正确的结果，测试正确之 后便可以无后顾之忧地做电路图，让设计更加顺利。不宜在此工作花费太多 时间容易影响接下来的设计。 八、心得体会： 通过这次的课程设计，让我看到了自己知识掌握的的程度，发现基础薄弱，但 通过对此次课程设计加深了对相关知识的理解，对相关器件的实际使用有了更深 一步的认识。 1.在做电路设计之前，大量的前期工作是非常必要而且是值得花大量时间去做的，了解芯片的引脚和功能，然后是电路图的设计，在电脑上模仿以及修改，仿真，这是一个相当费时间的工作。但当正确的测试结果出来时，确实非常让人有成就感。 2、在连接实物电路时，要注意分步完成电路，而不是将所有一起接起来。 结果当把线接好时，不知道哪里出错，不工作了。由于线接得比较多，人也乱了， 很难检查错误。调试后发现，实际电路中存在各种问题。自己就分部分各自调试。 然后综合起来，这次课程设计能够胜利的完成，很大部分应该是需要耐心和细心， 还有大家的集思广益。 课程设计的完成，当然还得于老师的悉心指导，好几次傍晚老师都跟我们一 样没有去吃晚饭，很是感动，老师几乎都是从上午一直在实验室呆到晚上 6.7 点钟 点多。所以此次课程设计收获甚多。 九、参考文献 数字电子技术基础----高等教育出版社（康华光主编） 电子技术实验教程 ---- 房丽萍俞志英编 课程设计四人抢答器实验报告 课题：四人智力抢答器专业： 班级： 学号： 姓名： 指导教师： 设计日期： 成绩： 电气学院 四人智力抢答器设计报告 一、设计目的作用 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、设计要求 设计一台可供4名选手参加比赛的智力竞赛抢答器。当主持人说开始时，四人开始抢答，电路能判别出四路输入信号中哪一路是最先输入信号，并给出声、光、数码显示。 (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，用来控制系统清零和抢答的开始。 (3) 抢答器具有数据锁存的功能。抢答开始后，若有选手按动抢答按钮，该选手指示灯亮并立即锁存，同时扬声器给出音响提示，禁止其它选手抢答。抢答选手的指示灯一直保持到主持人将系统清零为止。 （4）选择B题的除了具有上述功能外，还要在声、光显示的同时，在数码管上显示选手的编号，编号一直保持到主持人将系统清零为止。 三、设计的具体实现 1、系统概述 电路主要由脉冲产生电路，锁存电路，编码及译码显示电路和音响产生电路。当有选手抢答时首先锁存，防止其它选手抢答，然后编码，再经4线7段译码器将数字显示到显示器上同时产生音响，电路结构系统如图： (1)以锁存其为中心的编码显示器 抢答信号的判断和锁存能够采用触发器或锁存器。若以四D触发器74LS175为中心构成编码锁存系统，编码的作用是把锁存器的输出转化为8421BCD码，进而送给7段显示译码器。其真值表为： 锁存器输出编码器输出 Q4 Q3 Q2 Q1 D C B A 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 0 1 1 1 0 0 0 0 1 0 0 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： 课题名称：数显抢答器的设计 数字电子课程设计任务书 目录 1绪论 1.1 摘要 (4) 1.1 设计题目：抢答器电路设计 (4) 1.2 设计任务和要求 (4) 1.3 方案比较 (4) 2系统总体方案及硬件设计 (5) 2.1 系统总体方案 (5) 2.2 硬件设计 (6) 3软件设计 (12) 3.1 单元电路设计 (12) 3.1.1 抢答电路 (12) 3.1.2 定时电路 (14) 3.1.3 报警电路 (15) 3.1.4 时序控制电路 (15) 4课程设计体会 (17) 5参考文献 (18) 摘要 随着我国经济和文化事业的发展，在很多竞争场合要求有快速公正的竞争裁决，例如证券、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。而在竞赛中往往分为几组参加，这时针对主持人提出的问题，各组一般要进行必答和抢答，对必答一般有时间限制，到时有声响提示；对于抢答，要判定哪组先按键，为了公正，这就要有一种逻辑电路抢答器作为裁判员。一般抢答器由很多门电路组成，线路复杂，可靠性低，特别是抢答路数增多时，实现起来更加困难。本文介绍了一种利用数字电路实现的抢答系统，具有很强的实用性。 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。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，并数码管上显示选手的编号，同时扬声器给出声音提示；同时封锁输入电路，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。抢答器具有定时抢答的功能，且一次抢答的时间为3秒。当主持人启动“开始”键后，要求定时器立即进行减计时，并用显示器显示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。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时刻的时间，并保持到主持人将系统清零为止；如果定时抢答的时间已到，而没有选手抢答时，本次抢答无效，并封锁输入电路，禁止选手超时后抢答，定时显示器上显示0并闪烁。经过布线、焊接、调试等工作后数字抢答器成形。 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) 课程设计说明书 题目名称：四组抢答器plc课程设计 系部：机械工程系 专业班级：机械化13-1班 学生姓名： 学号：2013233 指导教师：全瑞琴 完成日期：2017年1月8号 新疆工程学院 课程设计评定意见 设计题目四组抢答器plc课程设计 系部机械工程系专业班级机械化13-1班学生姓名学生学号2013233 评定意见： 评定成绩： 指导教师（签名）：年月日 （此页背书） 评定意见参考提纲： 1、学生完成的工作量与内容是否符合任务书的要求。 2、学生的勤勉态度。 3、设计或说明书的优缺点，包括：学生对理论知识的掌握程度、实践工作能力、表现出的创造性和综合应用能力等。 新疆工程学院 机械工程系系(部)课程设计任务书 2015-2016 学年第一学期2016 年 1 月10日 教研室主任（签名）系（部）主任（签名） 摘要 随着微处理器、计算机和数字通讯技术的飞速发展，计算机控制已扩展到了所有控制领域。而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。目前市场上已有的各种各样的智力竞赛抢答器绝大多数是早期设计的，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。设计是利用PLC(Programmable Logic Controller)对PLC控制的四路智力抢答器进行控制。首先选择这个题目之后我对本次设计进行了全面的思考。使自己对本次设计有一个大致的总体思路然后仔细分析PLC控制的四路智力抢答器的工作原理以及它的一些工作过程分析后得 出它主要需要完成主持人的控制、选手的抢答、报警、计时及输出显示功能等。考虑到只是PLC控制的四路智力抢答器则输出端口需要9个,输入端口需要6个,由于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SIMATIC S7-200 系列的CPU226和数字量扩展模块EM223作为本次设计的PLC。具有方便灵活维护使用方便等特点。 关键词: 可编程控制器抢答器 PLC 模拟电路数字电路 毕业设计设计任务书 设计题目: 基于PLC四路抢答器的设计 设计要求: 1. 抢答器可同时供四组选手参加比赛 2. 主持人有三个控制按钮，用来控制抢答开始、复位和答题计时的开始。 3．每当主持人发出开始抢答指令后，那组选手最先按下抢答按钮，则数码管1就显示该组的编号，同时绿色指示灯亮，音响电路给出信箱提示信号（持续3S），以指示抢答成功，并对其后的抢答信号不再响应。选手答题完毕后，由主持人按下复位按钮，系统才能开始下一轮抢答。 4．违规抢答：若选手在未开时抢答试题时抢答了，则视为违规，违规时数码管1显示其编号，同时红灯亮，音响电路发出声响。 5．抢答限时：当主持人按下开始按钮后，定时器T0开始计时（设定30S）。若30S时限到仍无人抢答，则黄灯亮、音响电路3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开始按钮，同时数码管2、3上显示答题倒计时时间（该时间设定为50S），选手必须在设定的时间内完成答题。否则，音响电路发出答题超时报警信号 设计进度要求: 第一、二周：确定题目,查阅资料，根据要求分析抢答器的设计、工作原理。 第三、四周：根据工作原理画流程图并编译梯形图，并进行硬件设计。 第五、六周：对软件设计，进行上机调试,找出问题,进行修改,并改进设计。 第七、八周：撰写论文,毕业答辩。 指导教师（签名） 摘要 近年来随着科技的飞速发展， PLC的应用不断地走向深入，同时带动传统的控制检测技术的不断更新，可编程控制器由于其优良的控制性能，极高的可靠性，在各行各业中的应用日益广泛普及。对于抢答器其广泛用于电视台、商业机构、企事业工会组织、俱乐部及学校等单位组织举办各种知识、技术竞赛及文娱活动时作抢答之用，为竞赛增添了刺激性、娱乐性，在一定程度上丰富了人们的业余生活，并且给人的视觉效果非常好，是各单位开展素质教育、精神文明、娱乐活动的必备产品。 本次设计是利用PLC（Programmable Logic Controller）对PLC控制的四路智力抢答器进行控制。首先，选择这个题目之后，我对本次设计进行了全面的思考。使自己对本次设计有一个大致的总体思路，然后仔细分析PLC控制的四路智力抢答器的工作原理，以及它的一些工作过程，分析后得出它主要需要完成主持人的控制、选手的抢答、报警、计时及输出显示功能等。考虑到只是PLC控制的四路智力抢答器则输出端口需要25个，输入端口需要7个，由于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SIMATIC S7-200 系列的CPU226和数字量扩展模块EM223作为本次设计的PLC。具有方便灵活，维护使用方便等特点。 关键词：智力控制，四路抢答器， PLC 楚雄师范学院 本科毕业论文（设计）开题报告书题目简易8路抢答器的设计姓名阮文武 学号20081042130 系（院）物理与电子科学系 专业电子信息科学与技术指导教师舒鑫柱 2011年12 月25 日 课题的主要内容： 一、8路抢答器功能简介 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。本文介绍了一种用74系列常用集成电路及常用芯片设计的数码显示八路抢答器的电路组成、设计思路及功能。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，则系统中的发光二极管，提示主持人本轮抢答无效，实现报警功能。 二、设计要求及内容 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，通过数显、灯光或音响等多种手段指示出第一抢答者。 （1）设计制作一个可容纳8组参赛的数字式抢答器，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。在主持人系统发出抢答指令后，若参赛者按抢答开关，则该组指示灯亮并用组别显示电路显示出抢答者的组别，同时指示灯(发光二极管)亮。此时，电路应具备自锁存功能，使别组的抢答开关不起作用。 （3）若超时仍无人抢答，则报警指示灯熄灭。 三、设计及原理 1、总体方案设计 （1）设计原理 ①本题的根本目的在于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锁存器实现。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。但是，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序号，也可以用发光二极管直接指示出序号。 ③在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30秒倒计时，此时，若有选手抢答，显示该组别并使抢答指示灯亮表示“已有人抢答”；当计时时间到，仍无选手抢答，则计时指示灯灭表示“时间已到”，主持人清零后开始新一轮抢答。 2、原理框图 基于51单片机的4人抢答器设计 设计要求： 以单片机为核心，设计一个4位竞赛抢答器：同时供4名选手或4个代表队比赛，分别用4个按钮S0～S3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0.5s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。 工作原理： 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。 #include 抢答器开题报告范文 能力与知识的关系，相信大家都很清楚。知识不是能力，但却 是获得能力的前提与基础。而要将知识转化为能力，需要个体的社会实践。论文应符合专业培养目标和教学要求，以学生所学专业课的内容为主，不应脱离专业范围，要有一定的综合性，下面为大家提供的抢答器开题报告。 题目名称：八路抢答器XXXXX学院参赛人员：XXXXXXX摘要锁 存器输入信号均为同一电平时，控制电路输出控制信号使锁存器打开，这时锁存器输入端的电平送往相应的输出端，当有一输入端电平发生跳变时，其对应输出端电平也随着变，此变化的输出电平送入控制电路，控制电路产生使锁存器锁存的控制信号，锁存器一旦进入锁存工作状态，无论哪个输入端电平发生变化，各输出端电平均保持不变，与其它输出端电平不同的那个输出端的电平经编码器编码后送入数 码显示译码器，控制驱动器驱动七段数码管进行数码显示. 第一章设计功能及基本原理 21.1设计任务 21.2设计基本方案 第二章方案论证和比较 22.1电源部分 22.2控制及抢答 32.3数码显示 第三章单元电路的设计 33.1电源部分设计 33.2控制和抢答部分设计 33.3数码显示的设计 第四章系统测试 4.1电路调试方法 参考文献： 第一章设计功能及基本原理1.1设计任务1.一种使用广泛、操作简单的八路抢答器。2.数码直观显示抢答路线。3.可靠性高，稳定性好。4.操作方便，显示直观。1.2设计基本方案根据设计要求，能够实现八路抢答且能数码直观显示抢答路线，以下是系统方框图。系统方框图第二章方案论证和比较根据题目要求，本系统所涉及的核心问题有以下几点：1.电源部分;2.控制及抢答;3.数码显示;2.1电源部分为供给控制电路、数码显示电路的电源，本设计可采用以下两种方案。 方案一：变压器变压器的特点：性能好、经久耐用、笨重、成本低、电路简单。 方案二：开关电源开关电源特点：性能好、体积小、电路复杂、成本高。 方案三：RC电路RC的特点：体积小，成本低,性能差，安全性低。根据要求结合实际，本设计选用方案一。 三人抢答计时器 一、摘要 智力竞赛抢答计时器是一名公正的裁判员，它的任务是从若干名参赛者中确定出最先的抢答者，并要求参赛者在规定的时间里回答完问题。 二、设计要求 1.设计一个三人参加的智力竞赛抢答计时器。 2.当有某一参赛者首先按下抢答开关时，相应显示灯亮并伴有声响。此时，抢答器不再接收其他输入的信号。 3.电路具有回答问题时间控制功能。要求回答问题的时间小于等于100秒（显示0～99），时间显示采用倒计时方式。当达到限定时间时，发出声响以示警告。 三、给定条件及元器件 1.要求电路主要选用中规模CMOS集成电路CC 4000 系列。 2.电源电压为5 ~ 10 V 。 3.本设计要求在数字电路实验箱上完成。 四、设计内容 1.电路各部分的组成和工作原理。 2.元件器的选取及其电路图和功能。 3.电路各部分的调试方法。 4.在整机电路的设计调试过程中，遇到什么问，其原因及解决的办法。 五、电路组成和工作原理 图（一） 根据上面所说的功能要求，智力竞赛抢答计时系统的组成框如图（一）所示。 它主要由六部分组成； 1、抢答器——是三人抢答计时器的核心。当参赛者的任意一位首先按下抢答开关时，抢答器即刻接受该信号，指使相应发光二级管亮（或音响电路发出声音），与此同时，封锁住其他参赛者的输入信号。 2、抢答控制电路——由三个开关组成。三名参赛者各控制一个，拨动开关使相应控制端的信号为高电平或低电平。 3、清零装置——供比赛开始前裁判员使用。它能保证比赛前触发器统一清零，避免电路的误动作和抢答过程的不公平。 4、显示声响电路——比赛开始，当某一参赛者按下抢答器开关时，触发器接受该信号，在封锁其他开关信号的同时，使该路的发光二极管发出亮光和蜂鸣器发出声响，以引起人们的注意。 5、计时显示声响电路——是对抢答者回答问题时间进行控制的电路。若规定回答问题时间小于等于100秒（显示为0—99），那么显示装置应该是一个二位数字显示的计数系统。 6、振荡电路——它应该提供给抢答器，计时系统和声响电路工作的控制脉冲。 四人智力抢答器课程设计 报告 Prepared on 22 November 2020 数字电子技术课程设计报告 设计课题: 四人智力竞赛抢答器 学院: 专业: 电子信息工程 班级: 2010级电信(1)班 姓名: 学号: 日期 2012年 12月9日——2012年12月23日指导教师: 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。 通过本学年的《数字电路技术》的学习我们知道了它的原理其实是比较简单的，主要就是通过四D触发器74LS175为中心构成编码锁存系统控制选手的抢答情况，再通过逻辑电路将输入开关、脉冲及输出LED灯、数码管和扬声器连接起来即可。电路由主体电路和扩展电路两部分组成，主体电路主要由74LS175，即4D触发器来构成抢答锁存器，由主持人来控制74LS175的清零端。当清零端为高电平“1”时，选手开始抢答，最先按键的选手相应的LED发光二极管发光，并且扬声器发出声音，同时，由4个Q及门电路组成的锁存电路来控制其他选手再按键时不再起作用。扩展电路主要包括秒脉冲发生电路和定时电路，并且在设计中加入了报警电路，以提示选手和观众。 经Proteus仿真软件验证抢答器原理图无误，可实现设计所要求功能。 关键词：四人智力竞赛抢答器、74LS175、脉冲、锁存器 目录 1 设计任务及要求 (1) 2 比较和选定设计的系统方案、画出系统框图 (1) 方案比较 (1) 系统框图 (3) 3单元电路设计、参数计算和器件选择 (3) 抢答电路设 (3) 定时电路设计 (6) 报警电路设计 (9) 4完整的电路图及电路的工作原理 (10) 完整电路图 (10) 工作原理..............................................................................11 5经验体会. (12) 参考文献 (12) 附录A：系统电路原理图 (13) 附录B：元器件清单 (14) 本科课程设计专用封面 设计题目： 四人抢答器 所修课程名称： 电子技术基础数字部分 修课程时间： 2012 年 9 月 26日至 12月 27日 完成设计日期： 2012 年 12月 27 日 评阅成绩： 评阅意见： 评阅教师签名： 年 月 日 ____工____学院__2010__级__电气工程及其自动化__专业 姓名_______ 学号________________ ………………………………（装）………………………………（订）………………………………（线）……………………………… 四人智力竞赛抢答器 一、设计题目 四人智力竞赛抢答器 二、设计任务与要求 1）设计任务 设计一台可供4名选手参加比赛的智力竞赛抢答器。用数字显示抢答倒计时间，由“9”倒计到“0”。选手抢答时，数码显示选手组号，倒计时停止，此时抢答按键无效，数码管显示数字不能改变；倒计时完成之后抢答按键被锁住，按键无效。 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，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，抢答按键被锁住，直到主持人恢复倒数数据。参赛选手在设定时间（9秒）内抢答有效，抢答成功，定 绪言 为了加深对数字电子技术课程理论知识的理解，有效地提高动手能力，独立分析问题、解决问题能力，协调能力和创造性思维能力，树立严谨的科学作风，培养综合运用理论知识解决实际问题的能力。现设计一个四人智能抢答器，通过电路的设计、安装、调试、整理资料等环节，初步掌握工程设计方法和组织实践的基本技能，逐步熟悉开展科学实践的程序和方法。 四人智力竞赛抢答器 一、设计任务与要求 1．设计任务 设计一台可供4名选手参加比赛的智力竞赛抢答器。由主持人控制，抢答前锁定抢答器，抢答时开启电路；用发光二极管LED显示哪个选手抢到。 2．设计要求 （1）4名选手编号为：1，2，3，4。各有一个抢答按钮和发光二极管，按钮和发光二极管的编号都与选手的编号对应，也分别为1，2，3，4。 （2）给主持人设置一个控制按钮，用来控制系统清零和抢答的开始。 （3）抢答器具有数据锁存功能。抢答开始后，若有选手按动抢答按钮，该选手编号立即锁存，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、电路原理分析 下图为供4人用的智力竞赛抢答装置电路，用以判断抢答优先权。图中F1为4D触发器74LS175，它具有公共置0端和公共CP端；F2为双4输入与非门74LS20；F3是由74LS00组成的多谐振荡器；F4是由74LS74组成的4分频电路。F3，F4组成抢答电路中的CP时钟脉冲源。抢答开始时，由主持人清除信号，按下复位开关S5，74LS175的输出Q1~Q4全为0，所有发光二极管LED均熄灭。当主持人宣布“抢答开始”后，首先做出判断的参赛者立即按下开关，对应的发光二极管点亮，同时，通过与非门F2送出的信号锁住其余3个抢答者的电路，不再接受其他信号，直到主持人再次清除信号为止。 吉林建筑大学 电气与电子信息工程学院 数字电子技术课程设计报告 设计题目：四路竞赛抢答电路 专业班级：信工131班 学生姓名： 学号： 指导老师： 设计时间： 教师评语： 成绩：评阅老师日期 前言 关于这次设计的用于多人竞赛抢答的器件，在现实生活中很常见，尤其是在随着各种智益电视节目的不断发展，越来越多的竞赛抢答器被用在了其中，这种抢答器的好处是不仅能够锻炼参赛选手的反应能力，而且能增加节目现场的紧张、活跃气氛，让观众看得更有情趣。可见抢答器在现实生活中确实很实用，运用前景非抢答器的设计与制作智力竞赛是一种生动活泼的教育形式和方法，通过抢答和必答两种方式能引起参赛者和观众的极大兴趣，并且能在极短时间内，使人们增加一些科学知识和生活常识。常广泛。 在知识竞赛中，特别是做抢答题时，在抢答过程中，为了知道哪一组或哪一位选手先答题，必须要有一个系统来完成这个任务。如果在抢答中，只靠人的视觉是很难判断出哪组先答题。这次设计就是用几个触发器以及三极管巧妙的设计抢答器，使以上问题得以解决，即使两组的抢答时间相差几微秒，也可分辨出哪组优先答题。本文主要介绍了抢答器的工作原理及设计，以及它的实际用途。 目录 前言 (4) 一 . 课程设计目的 (5) 二 . 课程设计题目与内容 (5) 三 . 系统设计方案 (7) 四 . 电路工作原理 (8) 五 . 单元电路设计参数计算及元器件选择 (11) 六 . 完整电路图 (16) 七 .需要的元器件清单： (17) 八 . 总结与体会 (18) 九 . 参考文献 (20) 一、课程设计目的： 数字电子技术课程设计是数字电子技术课程的实践性教学环节，是对学生学习数字电子技术的综合性训练，这种训练是通过学生独立进行某一课题的设计、安装和调试来完成的，训练学生综合运用学过的数字电子技术的基本知识，独立设计比较复杂的数字电路的能力。 通过数字电路课程设计使学生做到： 1、综合运用电子设计课程中所学到的理论知识，独立完成一个设计课题。 2、通过查阅手册和文献资料，培养学生独立分析和解决实际问题的能力。 3、了解常用电子器件的类型和特性，并掌握合理选用的原则。 4、学会电子电路的安装与调试技能，掌握电子电路的测试方法。掌握常用电子仪器的使用方法。 5、学会撰写课程设计总结报告。 《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. 1. 选题的目的和意义 1.1 选题的目的 PLC即可编程控制器是指以计算机技术为基础的新型工业控制装置。“PLC是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置。它采用可以编制程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数和算术运算等操作的指令，并能通过数字式或模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。PLC及其有关的外围设备都应该按易于与工业控制系统形成一个整体，易于扩展其功能的原则而设计。 近年来随着科技的飞速发展，PLC的应用不断地走向深入，同时带动传统的控制检测技术的不断更新，可编程控制器由于其优良的控制性能，极高的可靠性，在各行各业中的应用日益广泛普及。对于抢答器其广泛用于电视台、商业机构、企事业工会组织、俱乐部及学校等单位组织举办各种知识、技术竞赛及文娱活动时作抢答之用，为竞赛增添了刺激性、娱乐性，在一定程度上丰富了人们的业余生活，并且给人的视觉效果非常好，是各单位开展素质教育、精神文明、娱乐活动的必备产品。 本次设计我选择的欧姆龙PLC控制的四路智力抢答器进行控制。首先，选择这个题目之后，我对本次设计进行了全面的思考。使自己对本次设计有一个大致的总体思路，然后仔细分析PLC控制的四路智力抢答器的工作原理，以及它的一些工作过程，分析后得出它主要需要完成主持人的控制、选手的抢答、报警功能等。 国内外研究现状分析 目前市场上已有很多类型的竞赛抢答器，但其中绝大多数是早期设计的，采用模拟电路、数字电路或者模数混合电路的产品。这些抢答器已相当成熟，但是随着功能增多，电路也越复杂，并且成本偏高，故障率高，显示方式简单或者没有，无法准确判断抢按按钮的行为，也不便于参数调节及功能的升级换代。近年来随着科技的飞速发展，单片机、PLC 的应用正在不断地走向深入，同时带动传统的控制检测技术的不断更新。可编程控制器是以微机技术为基础发展起来的新一代控制装置，是实现自动化控制的理想工具之一，它有着传统继电接触控制无法比拟的优点，因而在控制领域中得到了广泛应用，若采用可编程控制器制作抢答器，则比用逻辑电路和继电器制作的抢答器具有更多的优点，其结构简单，抗干扰能力强，运行稳定可靠，定时准确，可方便地设置定时时间，编程容易，功能扩展方便，修改灵活。本设计就是利用 PLC 作为核心部件进行逻辑控 … 课题题目：数字式4组竞赛抢答器的设计与制作 一、课程设计目的 本次课程设计主要是《数字电子技术》理论课程而设置的一门实践性课程，起到巩固所学知识，加强综合能力，培养电路设计能力，提高实验技术，启发创新思想的效果。 二、初始条件： 本课程设计，要求用集成电路：74LSl48，74LS192,74LS175，74LS160,74LS00，74LS04，74LS20,74LS48,74LS32,555定时器和其它器件等，实现四路定时抢答功能。 三、要求完成的主要任务: 1、可同时供4名选手（或代表队）参赛，其编号分别是1到4，各用一个抢答按钮，按钮的编号与选手的编号相对应。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。 2、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，并数码管上显示选手的编号，同时扬声器给出声音提示；同时封锁输入电路，禁止其它选手抢答。 @ 3、抢答器具有定时抢答的功能，且一次抢答的时间为10秒。当主持人启动“开始”键后，要求定时器立即进行加计时，并用显示器显示。 4、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时刻的时间，并保持到主持人将系统清零为止；如果定时抢答的时间已到，而没有选手抢答时，并封锁输入电路，禁止选手超时后抢答，定时显示器上显示0。 目录 1 功能介绍 (3) 主要功能介绍 (3) 扩展功能介绍 (3) 2总体方案设计.................................................. (3) ； 3单元模块设计.................................................. (4) 抢答器控制端电路功能介绍 (4) 定时时间电路 (5) 控制电路和报警电路 (5) 振荡电路 (6) 4主要芯片介绍 (7) 优先编码器 74LS148 (7) 计数器74LS192 (8) 5四人抢答器仿真.............................................. (9) ； 6系统调试...................................................... (9) 7参考文献 (11) 1功能介绍 主要功能介绍 （1）抢答器最多可供4名选手参赛，编号为1~4号，各队分别用一个按钮（分别为J1、J2、J3、J5）控制，并设置一个系统清零和抢答控制开关J4,J7，该开关由主持人控制。 （2）抢答器具有数据锁存功能,并将锁存数据用LED数码管显示出来，直到主持人清零。 （3）开关J4作为清零及抢答控制开关（由主持人控制），当开关J4被按下时抢答电路清零，当开关J7松开后则允许抢答。输入抢答信号由抢答按钮开关J1、J2、J3、J5实现。 华北科技学院 课程设计说明书 班级：电子B071 姓名：郭亚立 设计题目：四路智能抢答器 设计时间： 2010.1.9 至 2010.1.22 学号： 200703014138 指导教师：杜志伟 评语： 评阅成绩：评阅老师： 四路抢答器设计报告 目录 一、设计任务和要求： ................................................................................................................... - 3 - 1.1设计任务 (3) 1.2设计要求 (3) 二、设计方案的选择与论证 ........................................................................................................... - 4 - 2.1方案的选择、论证 (4) 2.2设计总方案 (4) 三、电路设计计算与分析 ................................................................................................................. - 5 - 3.1抢答器控制电路设计 (5) 3.1.1 优先编码器74LS148 ..................................................................................................... - 7 - 3.1.2 锁存器74LS279 ............................................................................................................ - 9 - 3.1.3 74LS121单稳态触发器：.......................................................................................... - 10 -3.2定时时间电路的设计 (10) 3.2.1 计数器74LS192 ............................................................................................................ - 12 -3.3控制电路和报警电路 (13) 3.3.1 振荡电路....................................................................................................................... - 17 -课程设计四人抢答器实验报告
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