课程设计四人抢答器实验报告
四人抢答器设计报告
四人抢答器设计报告一、设计任务及要求1、设计用于竞赛的四人抢答器（1）有多路抢答器，台数为四；（2）具有抢答开始后20秒倒计时，20秒倒计时后无人抢答显示超时，并报警；（3）能显示超前抢答台号并显示犯规报警；2、系统复位后进入抢答状态，当有一路抢答键按下时，该路抢答信号将其余各路抢答封锁，同时铃声响起，直至该路按键放松，显示牌显示该路抢答台号；3、用VHDL语言设计符合上述功能要求的四人抢答器，并用层次设计方法设计该电路；4、完成电路全部设计后，通过系统实验箱下载验证设计课题的正确性。
二、四人抢答器框图及设计说明系统复位后，反馈信号为一个高电平，K1、K2、K3、K4输入有效。
当抢答开始后，在第一位按键后，保持电路低电平，同时送显示电路，让其保存按键的台号并输出，同时反馈给抢答台，使所有抢答台输入无效，计时电路停止；当在规定的时间内无人抢答时，倒计时电路输出超时信号；当主持人开始说话未说完有人抢先按键时，显示犯规信号。
当选手回答正确时加分，回答错误时减分。
由主持人控制加减分数。
三、设计思路：根据设计框图和设计要求，本次实验可以采用模块化设计方法来实现智力竞赛四人抢答器。
将抢答器划分为抢答鉴别保持模块，倒计时模块，记分模块和判断显示模块。
再利用元件例化语句将这四个模块组成总的抢答器的设计电路。
选用模式五进行程序的下载。
四、VHDL语言设计与分析1、鉴别模块library ieee;use ieee.std_logic_1164.all;use ieee.std_logic_unsigned.all;entity jianbie isport(nu1,nu2,nu3,nu4:in std_logic;clk,en,rst:in std_logic;warn:out std_logic;back:buffer std_logic;s:out std_logic_vector(3 downto 0));end jianbie;architecture jianbiebeh of jianbie issignal num,warnd:std_logic;signal cnt:std_logic_vector(2 downto 0);beginnum<=nu1 or nu2 or nu3 or nu4;p1:process(rst, nu1,nu2,nu3,nu4,back) --判断抢答信号beginif rst='1' then back<='1';s<="0000";elsif back='1' thenif nu1='1' then s<="0001";back<='0'; --一号台抢答，输出S为1 elsif nu2='1' then s<="0010";back<='0'; --二号台抢答，输出S为2elsif nu3='1' then s<="0011";back<='0'; --三号台抢答，输出S为3 elsif nu4='1' then s<="0100";back<='0'; --四号台抢答，输出S为4 else back<='1'; s<="0000"; --无人抢答，输出S为0end if ;end if;end process p1;p2:process(clk,en,back,rst,cnt)beginif rst='1' then cnt<="000";warnd<='0';elsif clk'event and clk='1' thenif en='0' and back='0' thenif cnt<"111" then warnd<=not warnd; cnt<=cnt+1;else warnd<='0';end if; end if;end if;end process p2;warn<=warnd;end jianbiebeh;鉴别保持模块由两个进程组成，进程一主要用于鉴别强大信号，进程二用于鉴别是否为超前抢答，若是超前抢答，则输出报警信号。
福州大学四人抢答器实验报告接线图
数字电子设计性试验综合试验试验名称：四路抢答器的设计姓名：学号：老师：时间：电气工程与自动化学院一．系统设计任务及要求1）抢答器4人同时时使用，每个参赛者均设有一个抢答按钮。
2）电路具有优先抢答权功能，即对第一抢答者的信号具有鉴别和锁存功能，即第一个抢答后，后面的人抢答无效。
3）数码管能够显示获得抢答权者的编号。
4）电路具有复位功能，当一轮抢答结束后，由主持人通过主持人按钮把数码管的值清零，可进行下一轮抢答。
二．实验目的1）学习数字电路中各种集成芯片和D触发器、CP时钟脉冲源等单元电路的综合运用；2）熟悉带有计时功能的数字四路抢答器的工作原理；3）了解简单数字系统的设计、调试及故障排除方法。
4）了解数字抢答器的组成及工作原理。
5）了解74ls00 7448 74ls20 74ls175 芯片的原理。
三．元件清单四．实验原理（主要讲实验室如何实现的）1、实验室通过74ls175的四个输入端，将四个输入端通过开关置于高电平或低电平来实现信号的输入，通过将D1或D2或D3或D4的输入端至于高电平来实现信号的输入。
2、实验室提供Vcc 5V的直流电压源，来提供电源，供芯片使用。
3、通过74ls175的输出非端再通过74ls20的与非门来实现与555计时器脉冲来实现屏蔽其他输入信号。
4、通过Q1非Q2 非通过两个74ls00的与非门来编码来实现数字的正常输出。
五．电路分析设计（要把设计的电路图画出来，然后分析设计）U174LS175D 1D 4CLK91Q 2~CLR 12D 53D 124D 13~1Q 3~2Q 63Q 10~3Q 112Q 74Q 15~4Q14J5Key = SpaceJ1Key = Space J2Key = Space J3Key = SpaceVCC5V1234J4Key = AVCC5V R11kΩVCC U2A74LS20DVCC OUTU3555_TIMER_RATEDGNDDIS RST THR CONTRI VCC5VR210kΩR35.1kΩVCC C110nF 12C2100nF11U4A 74LS00D16LED1LED2LED3LED4R4500Ω17R5500Ω18R6500Ω19R7500Ω2001015U6A74LS00D1314U574LS48DA 7B 1C 2D 6OA 13OD 10OE 9OF 15OC 11OB 12OG14~LT 3~RBI 5~BI/RBO4U7A B C D E F GCK252627282930VCC5VGNDGND 2331VCC2135229U8A74LS00D65U9A 74LS00D782434VCC1、将主持人按钮置高电平，将D1接高电平，此时数码管显示2、将D2接入高电平，此时数码管显示1，数据管数据不变。
智能抢答器实验报告
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;always @(res||q1||q2||q3||q4)beginif(!res)begin q1<=0;q2<=0;q3<=0;q4<=0; // 裁判清零endelsebeginif(q1||q2||q3||q4)begin q1<=q1;q2<=q2;q3<=q3;q4<=q4;endelsebeginif(player1) // 选手开始抢答begin q1<=1;row<=7'b0111111; // 抢答后显示先抢答的选手编号endelse if(player2)begin q2<=1;row<=7'b0000110;endelse if(player3)begin q3<=1;row<=7'b1011011;endelse if(player4)begin q4<=1;row<=7'b1001111;endendendendalways@( posedge clk) // 10GHz ~clkbegincase(Q1)4'd0: ra<=7'b0111111; // 选手抢答后，数码管倒计时显示译码模块4'd1: ra<=7'b0000110;4'd2: ra<=7'b1011011;4'd3: ra<=7'b1001111;4'd4: ra<=7'b1100110;4'd5: ra<=7'b1101101;4'd6: ra<=7'b1111101;4'd7: ra<=7'b0000111;4'd8: ra<=7'b1111111;4'd9: ra<=7'b1100111;endcaseendalways@(posedge clk) // 分频10ns~clk1beginif(i<50) i<=i+1;else i<=0;clk1<=~clk1;endalways@(posedge clk1 ) // 倒计时9~0控制模块beginif(res&&(player1||player2||player3||player4))beginif(Q1>4'b0000) Q1<=Q1-1;else Q1<=4'b1001;endendalways@(posedge clk1 ) // 报警模块beginif(res&&(player1||player2||player3||player4))beginif(y>4'b1011||y<4'b1111)beginbeep<=1;y<=y+1;endelse beep<=0;endelsebeginy<=0;beep<=0;endendendmodule仿真波形图：实验波形仿真结果与设计要实现的功能完全一致。
四人抢答器实验报告
四人抢答器实验报告四人抢答器实验报告一、引言在现代教育中，互动式教学已经成为一种流行趋势。
为了激发学生的学习兴趣，提高课堂互动性，教育界不断探索新的教学工具和方法。
本实验旨在测试四人抢答器在课堂中的应用效果，以评估其对学生学习积极性和参与度的影响。
二、实验设计1. 实验对象：本实验选取了一所中学的两个高中班级作为实验对象，分别为实验组和对照组。
2. 实验组：实验组使用四人抢答器进行课堂互动。
抢答器由四个按钮和一个显示屏组成，学生可以通过按下按钮来回答问题。
3. 对照组：对照组采用传统的课堂互动方式，学生通过举手回答问题。
4. 实验流程：实验组和对照组的学生在进行相同的课程内容学习后，分别进行抢答器和举手回答的课堂互动。
三、实验结果1. 学生参与度：通过观察实验组和对照组学生的参与度，发现实验组学生更加积极主动地回答问题。
抢答器的使用使得学生们更加主动地参与到课堂互动中，不再依赖于教师提问。
2. 学习积极性：实验组学生在使用抢答器后表现出更高的学习积极性。
他们对于回答问题的渴望和竞争意识增强，积极主动地思考和学习。
3. 课堂氛围：实验组的课堂氛围更加活跃。
学生之间的互动更加频繁，他们在回答问题时互相竞争，激发了彼此的学习动力。
四、讨论与分析1. 抢答器的优势：抢答器的使用可以有效提高学生的参与度和学习积极性。
它创造了一种竞争的氛围，激发了学生的学习兴趣。
同时，抢答器还可以帮助教师了解学生的学习情况，及时调整教学策略。
2. 抢答器的限制：虽然抢答器在提高学生参与度方面有明显优势，但也存在一些限制。
首先，抢答器可能会导致部分学生焦虑和压力增加，影响其学习效果。
其次，抢答器只是一种课堂互动工具，不能完全替代教师的教学能力和方法。
3. 教师的角色转变：抢答器的应用使得教师的角色发生了一定的转变。
教师不再是简单地提问者，而是更多地扮演着引导者和指导者的角色。
教师需要根据学生的回答情况，及时给予反馈和指导，促进学生的全面发展。
四人抢答器实验报告
四人抢答器实验报告实验名称：四人抢答器实验报告摘要：本实验通过设计制作一个四人抢答器，用于多人同时参与的抢答游戏。
实验旨在考察多人协作、反应速度和竞争等因素对抢答游戏结果的影响。
实验过程中，四名参与者通过按下按钮进行抢答，并通过电子显示器显示抢答结果。
设计方案：1. 硬件设计：- 使用Arduino开发板和数字输入输出模块实现四人按钮的输入和显示器的输出。
- 每个参与者使用一个按钮，按钮按下时触发相应的输入信号，并与Arduino连接。
- 所有参与者共享一个显示器，显示当前抢答结果。
2. 软件设计：- 使用Arduino的编程语言完成抢答器的逻辑控制，包括按钮输入和显示器输出。
- 设定抢答的计时规则，每次按下按钮后，根据时间先后确定抢答顺序，并将结果显示在电子显示器上。
实验步骤：1. 硬件连接：- 将四个按钮分别与Arduino的数字输入引脚连接。
- 将显示器与Arduino的数字输出引脚连接。
2. 软件编程：- 使用Arduino的编程语言编写抢答器的逻辑控制程序。
- 设定按钮输入的检测函数，实时检测按钮是否按下。
- 设定抢答的计时规则，记录每个参与者按下按钮的时间。
- 判断抢答顺序，并将结果显示在电子显示器上。
3. 实验操作：- 将四名参与者分别分配一个按钮，并让他们熟悉操作。
- 主持人宣布开始抢答后，参与者按下按钮进行抢答。
- 根据电子显示器上的提示，确认抢答结果。
实验结果和讨论：通过实验观察，可以记录下每个参与者按下按钮的时间，根据时间先后确定抢答顺序。
实验结果可通过电子显示器实时显示，方便观察和分析。
根据实验结果可以比较不同参与者的反应速度和正确率，以及多人协作和竞争对抢答结果的影响。
结论：通过四人抢答器实验，可以有效考察多人协作、反应速度和竞争等因素对抢答游戏结果的影响。
实验结果可用于评估参与者的抢答能力，并为相关游戏的设计和优化提供参考。
四人竞赛抢答器实验报告
数电课程设计实验报告设计课题:四人抢答器学院:信息工程学院专业: 通信工程班级：学号：姓名:指导老师:四人抢答器实验报告一. 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。
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, 并分别让四盏LED亮来表示, 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, 显示不同选手的灯会亮。
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所代表的的LED灯亮。
4.可用555定时器产生频率为1kHZ的脉冲信号, 作为触发器的CP信号。
三. 四人竞赛抢答器电路原理及设计系统原理框图:1.设计方案抢答器具有锁存、响铃、显示。
即当抢答开始后, 选手抢答按动按钮, 锁存器锁存相应的选手编码, 同时用代表不同选手的LED显示出来, 蜂鸣器响铃。
接通电源后, 主持人将开关拨到“清除”状态, , 编号显示器为0, 此时才可以再次抢答。
选手在抢答时, 抢答器完成：编号锁存、编号灯显示, 响铃。
2.单元电路设计及元器件选择（1）抢答电路电路如图2所示。
该电路完成两个功能: 一是分辨出选手按键的先后, 并锁定74LS175的功能真值表即优先抢答者的编号, 同时代表不同选手的LED灯电路亮, 蜂鸣器鸣叫；二是要使其他选手随后的按键操作无效。
四人抢答器实验报告
四人抢答器实验报告一、引言最近，我们进行了一个有趣而富有挑战性的实验，使用了四人抢答器。
这个实验旨在探索四人协作的能力与反应速度，在不同的知识领域中，通过竞争的方式进行抢答，以了解团队合作对于个体表现的影响。
二、实验设计与方法1. 实验设备为了完成实验，我们使用了一套四人抢答器设备，其中包括一套用于显示题目的屏幕和四个抢答按键。
这个设备使用了先进的无线技术，确保了抢答的公平性。
2. 实验过程我们请来了四名志愿者参加实验。
在每一轮实验中，屏幕会显示出一个问题，并且四个抢答按键会亮起。
当志愿者认为自己知道答案时，就会迅速按下抢答按键。
系统会记录下按键的顺序，并将正确答案显示在屏幕上。
实验设置了多个不同领域的知识题目，包括科学、历史、文学等。
题目的难度也从简单到困难不一。
3. 数据分析方法我们对实验数据进行了统计和分析。
首先，我们计算了每次抢答中四个志愿者的平均反应时间，以及正确率。
然后，我们比较了不同题目领域的表现差异，并探讨了团队合作对于个体表现的影响。
三、实验结果通过对实验数据的分析，我们得到了以下结果：1. 平均反应时间我们发现，在整个实验过程中，志愿者们的平均反应时间逐渐缩短。
这表明他们逐渐适应了整个抢答过程，并提高了自己的反应速度。
2. 正确率志愿者们在不同题目领域中的正确率存在一定的差异。
在科学领域和历史领域，他们的正确率较高；而在文学领域和艺术领域，他们的正确率相对较低。
这可能与个体的知识背景和兴趣相关。
3. 团队合作对个体表现的影响我们观察到，在抢答过程中，团队合作起到了积极的促进作用。
当一个志愿者抢答错误时，其他志愿者有时会能够迅速补充正确答案，从而提高整个团队的正确率。
这显示出团队合作对于个体表现的积极影响。
四、讨论与启示通过这个实验，我们得出了以下结论与启示：1. 团队合作对于个体表现有积极影响：团队合作能够帮助个体更好地应对挑战，提高正确率，并缩短反应时间。
2. 个体的知识背景和兴趣影响抢答效果：志愿者在不同领域的正确率存在差异，这与他们的知识背景和兴趣有关。
四路竞赛抢答器实习报告
四路竞赛抢答器实习报告一、前言随着社会的发展，各类竞赛活动日益增多，抢答器作为一种常用的竞赛辅助设备，能够在各类知识竞赛、辩论赛等活动中准确、公正地判断出第一抢答者。
本次实习报告将围绕四路竞赛抢答器的设计与实现展开，介绍抢答器的工作原理、硬件设计、软件编程等方面的内容。
二、实习目的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. 学会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. 掌握简单实用电路的分析方法和工程设计方法，提高动手能力和进行数字电子电路实验的基本技能。
4. 了解抢答器的工作原理，学会简单电路的实验调试和性能指标的测试方法。
三、实习内容1. 抢答器的工作原理及功能抢答器的主要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。
具体功能如下：（1）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，这样其他选手无法再抢答，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。
2. 硬件设计本次实习采用STC89C51单片机作为主控芯片，主要硬件设备包括：（1）四个独立按键（选手抢答键）。
（2）一个独立按键（主持人键）。
（3）数码管（用于显示组号和倒计时时间）。
（4）四个LED灯（用于指示选手抢答成功）。
3. 软件编程软件编程采用C语言，实现以下功能：（1）主持人按下抢答开始按键后，倒计时3秒，选手抢答并显示抢答成功的小组号。
（2）系统具有复位功能，按下复位按钮后，重新开始抢答。
（3）实现数码管显示抢答器状态和倒计时功能。
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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。