智力竞赛抢答器设计

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智力竞赛抢答器的电路设计

智力竞赛抢答器的电路设计

智力竞赛抢答器电路设计一、选题背景1.抢答组数为3 组,输入抢答信号的按键需完成无抖动功能;2.能迅速、准确地判处抢答者,同时能排除其它组的干扰信号,闭锁其它各路输入使其它组再按开关时失去作用,并能对抢中者有显示和鸣叫指示3.每组有 1 位十进制计分显示电路,能进行加/减计分;4.当抢答开始后,指示灯应闪亮;当有某组抢答时,指示灯灭,最先抢答一组的灯亮,并发出音响;也可以驱动组别数字显示(用数码管显示);5.回答问题的时间应可调整,分别为 10s、20;主持人应有复位按钮和开始抢答按钮。

二、方案论证(设计理念)说选用at89c51芯片进行仿真实验,由于题目要求以及芯片的端口较少问题,故选用了一个四位数码管,将显示分数和显示选手号的功能集成于一个四位数码管中,并由复位功能进行两种显示的切换。

将P0口接上数码管,从P2口选择几个作为位选端口,另外的几位作为主持人的按键用来进行加减分以及开始和复位的选择。

并对按键进行了消抖防影措施。

在芯片的对应端口连接上晶振电路,在P3口连接蜂鸣器进行相应的提示。

源程序在keil5环境中生成,仿真在protues8.9环境中生成,将程序写入芯片中得到了运行且功能无错误三、过程论述过程论述大致分为两个部分,为硬件部分和软件部分1.硬件部分P0口接上数码管,采用共阴极四位一体数码管。

由于连接的为P0口所以需要接上上拉电阻,由于单个电阻过于麻烦所以选择使用排阻。

蜂鸣器电路,由于单片机产生的电流过小,无法支持蜂鸣器的正常使用,所以使用三极管进行电流放大来保持蜂鸣器的正常使用。

图中显示的为按键,左侧是选手按键,右侧为主持人按键,分别为开始按钮、加分按钮、减分按钮、复位按钮。

2.软件部分本次实验使用了两个定时器中断,分别为定时器中断0和定时器中断1。

设置的初始抢答倒计时为20s,答题时间为10s,为两个定时器赋上相应的初值可以应对两种时间为零的各种情况由于题目的要求当复位按键或者选手按键按下后需要屏蔽其他选手的按钮影响,设计采用了一种标志位来控制按键扫描函数,当复位按键或者选手抢答按键按下后该标志位置1然后停止对按键函数的扫描以此来屏蔽其他按键的干扰。

开放课题智力竞赛抢答器设计报告(一)

开放课题智力竞赛抢答器设计报告(一)

开放课题智力竞赛抢答器设计报告(一)开放课题智力竞赛抢答器设计报告一、背景介绍开放课题智力竞赛是一项智力竞赛,需要选手快速准确地抢答问题,因此需要一个抢答器来辅助比赛,提高比赛的公正和效率。

二、需求分析1. 选择器为了避免抢答造成混乱,需要一个选择器,能够依次选择下一个抢答选手。

选择器可以是一个按钮或者一个旋钮。

2. 显示器为了确保比赛公正,需要一个显示器来显示抢答选手的编号和得分。

显示器可以是数字显示屏或LED灯。

3. 计时器为了控制比赛时间,需要一个计时器。

当比赛时间到达设定时间时,抢答器会自动停止,不能再进行抢答。

4. 抢答按钮每个选手都需要一个抢答按钮,选手按下按钮后,抢答器会记录下时间并发出声音。

选手抢答的时间越短,得分越高。

三、系统设计抢答器主要由选择器、显示器、计时器和抢答按钮组成。

选择器通过按钮或旋钮选择下一个抢答选手,选手按下抢答按钮来开始抢答。

计时器会记录抢答时间并停止计时器,同时记录抢答选手的编号和得分。

显示器显示抢答选手的编号和得分。

四、原理图设计抢答器的原理图如下图所示:五、电路设计抢答器的电路设计如下图所示,采用了ATmega328P单片机作为控制核心,用按钮或旋钮控制下一个抢答选手,同时记录选手的编号和得分。

显示器使用LED显示器,可以清晰显示抢答选手的编号和得分。

六、实验结果经过实验可以发现,抢答器的响应速度非常快,抢答选手的编号和得分可以清晰显示在LED屏幕上。

同时,计时器的精度非常高,可以确保比赛的公正性。

七、结论本文设计了一种抢答器,用于开放课题智力竞赛。

经过实验可以发现,抢答器的响应速度非常快,计时器的精度非常高,可以确保比赛的公正性。

因此,本文设计的抢答器可以广泛应用于各种智力竞赛和抢答活动中。

智力竞赛抢答器课程设计

智力竞赛抢答器课程设计

智力竞赛抢答器课程设计(共17页)--本页仅作为文档封面,使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--智力竞赛抢答器智力竞赛抢答器内容摘要当今的社会竞争日益激烈,选拔人才,评选优胜,知识竞赛之类的活动愈加频繁,那么也就必然离不开抢答器。

而现在的抢答器有着数字化,智能化的方向发展,这就必然提高了抢答器的成本。

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必将大有市场。

本抢答器通过十分巧妙的设计仅用两块数字芯片便实现了数显抢答的功能,与其他抢答器电路相比较有分辨时间极短、结构清晰,成本低、制作方便等优点,并且还有防作弊功能。

因此,我们制作了这款简易四路抢答器屏弃了成本高,体积大,而且操作复杂。

我们采用了数字显示器直接指示,自动锁存显示结果,并自动复位的设计思想,因而本抢答器具有显示直观,不需要人干预的特点。

而且在显示时抢答器会发出叮咚声使效果更为生动。

工厂、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。

关键字:知识竞赛;抢答器;数字显示器;触发器第一章:设计的任务与设计原理.................................................................. 错误!未定义书签。

任务要求................................................................................................ 错误!未定义书签。

实验原理................................................................................................ 错误!未定义书签。

多路智力竞赛抢答器的设计

多路智力竞赛抢答器的设计

多路智力竞赛抢答器的设计多路智力竞赛抢答器是一个用于智力竞赛中的设备,用于记录和管理参赛者的抢答顺序和答题情况。

它可以在比赛中提供公平、公正和高效的抢答环境,确保比赛的公正性和准确性。

下面是一个多路智力竞赛抢答器的设计,包含以下几个方面的内容。

一、硬件设计:1.抢答器主控制模块:用于控制整个抢答器的工作流程,包括参赛者抢答按钮的触发、显示屏的刷新以及结果的显示。

2.抢答按钮模块:每个参赛者都有一个抢答按钮,用于在抢答时触发抢答信号,并将信号传递给主控制模块。

3.显示屏:用于显示当前抢答顺序、参赛者的编号和答题情况等信息。

4.信号接口模块:用于接收和发送抢答信号,确保信号的稳定传输和准确记录。

二、软件设计:1.参赛者管理:可以添加、修改和删除参赛者信息,包括编号、姓名和其他个人信息。

2.抢答顺序生成算法:根据参赛者的编号和抢答时间,生成抢答顺序,确保每个参赛者都有平等的机会。

3.抢答计时器:记录每个参赛者的抢答时间,以毫秒为单位,确保答题时间的准确性。

4.答题结果记录:记录每个参赛者的答题情况,包括答题是否正确、答题时间和得分等信息。

三、工作流程:1.参赛者注册:在比赛开始前,将参赛者的信息录入系统,并为每个参赛者分配一个唯一的编号。

2.抢答顺序生成:根据参赛者的编号和抢答时间,生成抢答顺序,确保每个参赛者都有平等的机会。

3.比赛开始:显示屏上显示第一个参赛者的编号,并开始计时。

4.抢答过程:参赛者可以按下抢答按钮进行抢答,主控制模块接收到抢答信号后,记录抢答时间,并显示下一个参赛者的编号。

5.答题过程:参赛者按照题目进行答题,系统记录答题情况,并根据答题结果给予相应的得分。

6.比赛结束:显示屏上显示比赛结果,包括参赛者的得分和排名等信息。

四、安全性设计:1.数据备份:系统应具备数据备份功能,确保比赛数据在意外情况下的安全性。

2.故障恢复:系统应具备故障恢复功能,如断电恢复、程序崩溃等情况下能够自动恢复并继续比赛。

抢答器的设计与制作(五篇范例)

抢答器的设计与制作(五篇范例)

抢答器的设计与制作(五篇范例)第一篇:抢答器的设计与制作抢答器的设计与制作抢答器是竞赛问答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,其中包括了组合逻辑电路和时序电路。

从有利于学习的角度考虑,这里主要介绍以中小规模集成电路和PLD器件设计抢答器的方法。

1抢答器的基本组成及工作原理1.1抢答器的组成抢答器的一般构成框图如图1.1所示。

它主要由开关阵列电路、触发锁存电路、编码器、7段显示器几部分组成。

下面逐一给予介绍。

图1.1抢答器的组成框图(1)开关阵列电路该电路由多路开关所组成,每一竞赛者与一组开关相对应。

开关应为常开型,当按下开关时,开关闭合;当松开开关时,开关自动弹出断开。

(2)触发锁存电路当某一开关首先按下时,触发锁存电路被触发,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。

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。

(3)编码器编码器的作用是将某一开关信息转化为相应的8421BCD码,以提供数字显示电路所需要的编码输入。

(4)7段显示译码器译码驱动电路将编码器输出的8421BCD码转换为数码管需要的逻辑状态,并且为保证数码管正常工作提供足够的工作电流。

(5)数码显示器数码管通常有发光二极管(LED)数码管和液晶(LCD)数码管。

本设计提供的为LED数码管。

1.2抢答器的工作原理(1)开关阵列电路图1.2所示为8路开关阵列电路,从图上可以看出其结构非常简单。

电路中,R1~R8为上拉和限流电阻。

当任一开关按下时,相应的输出为低电平,否则为高电平。

图1.2开关阵列电路(2)触发锁存电路图1.3所示为8路触发锁存电路。

图中,74HC373为8D锁存器,一开始,当所有开关均未按下时,锁存器输出全为高电平,经8输入与非门和非门后的反馈信号仍为高电平,该信号作为锁存器使能端控制信号,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低电平,则反馈信号变为低电平,锁存器刚刚接收到的开关被锁存,这时其它开关信息的输入将被封锁。

智力竞赛抢答计时器的设计方案

智力竞赛抢答计时器的设计方案

目录一、概述———————————————————————2二、设计任务书————————————————————2三、电路的组成及工作原理———————————————3四、设计步骤及方法——————————————————4五、安装与调试————————————————————8六、元件明细表———————————————————11七、总结——————————————————————11八、参考文献————————————————————11概述智力竞赛抢答计时器是一名计时的裁判员,它的任务是从若干名竞赛者中确定出.最先的抢答者,并要求参赛者在规定的时间内回答完问题。

设计任务书一、设计题目:智力竞赛抢答计时器二、技术要求: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信号。

3.电路具有控制回答问题时间的功能。

要求回答问题的时间小于100秒(显示为0~99),时间显示采用倒计时的方式。

当达到限定时间是,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TTL集成电路CT74系列。

2.电源电压为5V。

3.用LED数码管显示时间。

四、设计内容:1.电路各部分的组成和工作原理。

2.元器件的选取及其电路图和功能。

1.整机电路图2.元件明细表3.参考文献4.在设计过程中遇到任何问题,其原因及解决办法的心得体会。

电路的组成及工作原理根据上面所说的功能要求,智力竞赛抢答计事系统的组成框图如下图所示。

它主要有六部分组成:图1 智力竞赛抢答计时器系统组成框图一、抢答器——是智力竞赛抢答器的核心。

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,指使相应发光极管亮(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。

二、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。

智力竞赛抢答器电路设计

智力竞赛抢答器电路设计

智力竞赛抢答器电路设计一、选题背景本智能抢答器以AT89C51单片机为控制核心,由复位电路、时钟电路、主持人按键电路、选手抢答按键电路、LCD显示电路、报警电路等组成。

抢答器可同时供3名选手或3个代表队比赛,分别用3个按键K1、K2、K3进行抢答。

当主持人启动“开始抢答键”,定时器进行减计时,当倒计时为0时禁止抢答。

参赛选手在设定时间内抢答有效,则显示选手的编号同时进入回答问题的倒计时。

在回答问题倒计时期间选手如回答正确,主持人通过“加分键”给选手加分。

如果选手回答错误,主持人则通过“减分键”给选手扣分。

此外该电路还具有锁存和显示功能。

即某位选手按下按键,锁存相应选手的参赛号码,并在LCD显示屏上显示,同时扬声器发出警鸣声提示。

其他按键者将不能响应。

二、方案论证(设计理念)图1 流程图1、显示电路用LCD1602来代替数码管进行显示功能,因为LCD1602能够显示2行16个字符,具有微功耗、体积小、显示内容丰富、超薄轻巧,外围电路配置简单,价格便宜,具有很高的性价比等优点。

2、倒计时子程序该智能抢答器的“抢答时间倒计时”设置为10s,“回答时间倒计时”设置为20s。

用定时器中断T1定时1s,如果1s定时时间到,倒计时自动减1,并在数码管显示,再判断到倒计时是否结束到0,没有到继续1s倒计时减1,直到倒计时计为止.3、复位电路[1]复位电路采用的是按键电平复位方式,复位按钮按下,产生高电平的复位信号送入9脚。

电解电容充电放电使得复位高电平信号持续2个机器周期以上。

当放起按键时,9脚缓慢达到低电平则退出复位。

程序从头开始执行。

4、抢答键电路该电路采用独立式键盘,独立式键盘是指各按键分别接通一条输入I\O口,例如当主持人要按下“抢答开始键”K1时,如果按键没有按下时,CPU对应的口P3.0由于有上拉电阻,其输入为高电平“1”;当按键按下后,对应的1.0口变为低电平“0”,这样P1.0口就从高电平变为低电平。

多路智力抢答器课程设计

多路智力抢答器课程设计

多路智力抢答器课程设计一、课程目标知识目标:1. 学生能理解多路智力抢答器的基本工作原理,掌握相关电子元件的功能和连接方式。

2. 学生能描述抢答器中涉及的数字电路知识,包括触发器、计数器等。

3. 学生了解多路智力抢答器的应用场景,并能结合实际需求进行设计和改进。

技能目标:1. 学生能独立完成多路智力抢答器的搭建,提高动手实践能力。

2. 学生能通过编程实现对抢答器的控制,培养编程思维和问题解决能力。

3. 学生能运用所学知识,对多路智力抢答器进行故障排查和维修。

情感态度价值观目标:1. 学生在课程学习中,培养团队协作精神和竞争意识,提高沟通与表达能力。

2. 学生通过实践操作,体会科技带来的乐趣,激发对电子技术的兴趣和热情。

3. 学生认识到科技发展对社会进步的重要性,增强创新意识和责任感。

课程性质:本课程为电子技术实践课程,结合理论知识与动手操作,提高学生的综合运用能力。

学生特点:六年级学生,具备一定的电子技术基础,好奇心强,喜欢动手实践,但注意力容易分散。

教学要求:注重理论与实践相结合,引导学生主动参与,提高学生的动手能力和创新能力。

通过课程学习,使学生能够将所学知识应用于实际项目中,培养解决问题的能力。

将课程目标分解为具体的学习成果,以便于后续教学设计和评估。

二、教学内容本章节教学内容主要包括以下三个方面:1. 电子元件及工作原理:- 学习常用电子元件如电阻、电容、二极管、三极管等的功能和特点。

- 探究触发器、计数器等数字电路的工作原理及其在抢答器中的应用。

2. 多路智力抢答器设计与搭建:- 分析多路智力抢答器的电路图,理解各部分电路的功能及相互关系。

- 学习电路搭建方法,动手搭建多路智力抢答器,并进行调试与优化。

3. 编程与控制:- 学习抢答器控制程序的设计与编写,掌握基本编程语句和逻辑结构。

- 结合实际需求,对抢答器程序进行修改和优化,实现功能扩展。

教学大纲安排:1. 电子元件及工作原理(1课时)2. 多路智力抢答器设计与搭建(2课时)3. 编程与控制(2课时)教材章节及内容:- 第四章:数字电路基础,涉及触发器、计数器等知识点。

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智力竞赛抢答器设计项目任务书题目:智力竞赛抢答装置的设计与调试系部电子信息工程学院学科门类工学专业光电信息工程2014年12月15日智力竞赛抢答装置的设计与调试摘要随着科学技术的不断发展,促使人们学科学、学技术、学知识的手段多种多样。

抢答器作为一种工具,已广泛应用于各种智力和知识竞赛场合。

但抢答器的使用频率较低,且有的要么制作复杂,要么可靠性低,减少兴致。

做为一个单位若专购一台抢答器虽然在经济上可以承受,但每年使用的次数极少,往往因长期存放使(电子器件的)抢答器损坏,再购置的麻烦和及时性就会影响活动的开展,因此设计了本抢答器。

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。

关键词:抢答电路定时电路报警电路时序控制目录一引言 (1)1.1课题来源及意义 (2)1.2 研究现状及趋势 (3)二系统设计 (4)2.1概述 (5)(阐述抢答器的系统原理,包括综述,组成框图及各部分介绍)2.2方案比较 (6)(总结各个方案的优缺点,比较几种方案)2.3 方案确定 (7)(通过上节内容中的几种方案的比较,得出最优方案,并详细介绍)三电路设计与调试 (8)(包括单元电路设计,参数计算,元器件选型,最终得出总电路图,并阐述调试方法与过程)四总结与展望 (9)(总结你的设计方案的优缺点,并提出改进方案)4.1总结 (10)4.2展望 (11)参考文献 (12)附录 (13)(附系统总体电路图,用正规软件绘制)一引言1.1课题来源及意义通过这次课程设计,了解简单多功能数字电路抢答器的组成原理,初步掌握数字电路抢答器的调整及测试方法,提高思考能力和实践能力。

同时通过本课题设计,巩固已学的理论知识,建立逻辑数字电路的理论和实践的结合,了解多功能抢答器各单元电路之间的关系及相互影响,从而能正确设计、计算定时计数的各个单元电路。

初步掌握多功能抢答器的调整及测试方法。

本论文通过参考大量文献对抢答器的工作原理做了系统介绍,通过详细的调查和权威技术资料及相关情报的收集,为学校等单位举行的简单的抢答活动提供了简单设计思路,对于企业了解抢答器产品生产技术及其发展状况十分有益。

1.2研究现状与趋势随着我国经济和文化事业的发展,在很多公开竞争场合要求有公正的竞争裁决,因此出现了抢答器。

抢答器又称为第一信号鉴别器,其主要应用于各种知识竞赛、文艺活动等场合。

抢答器一般是由很多电路组成的,线路复杂,可靠性不高,功能也比较简单,特别是当抢答路数很多时,实现起来就更为困难,而且市面上出售的抢答器不仅价格昂贵,在中小城市也极难买到,这无疑给有意举办智力竞赛的单位带来了很大的不便。

目前,传统普通抢答器主要存在以下缺陷:1、在一次抢答过程中,当出现超前违规抢答时,只能处理违规抢答信号,而对没有违规的有效抢答信号不能进行处理,因而使该次抢答过程变为无效。

2、当有多个违规抢答时,普通抢答器或采用优先编码电路选择其中一个,或利用抢答电路电子元件的“竞争”选择其中一个。

对于后者由于抢答电路制作完毕后电子元件被固定。

各路抢答信号的“竞争”能力也被固定,因而本质上也有优先权。

普通抢答器存在不公平性。

3、当有多个违规抢答时,普通抢答器只能“抓住”其中一个而出现“漏洞”。

随着科技的发展,现在的抢答器有着数字化,智能化的方向发展,这就必然提高了抢答器的成本。

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必将大有市场。

因此,我选择简易逻辑数字抢答器这一课题。

二系统设计2.1概述2.1.1 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。

2.1.2 功能简述:根据对功能要求的简要分析,将定时抢答器电路分为主题电路和扩展电路两部分。

主体电路完成基本的抢答功能,即开始抢答后,当选手按动抢答器按钮时,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。

扩展电路完成定时抢答及报警功能。

比赛开始时,接通电源,节目主持人将开关置于“清零”位置,抢答器处于禁止工作状态,编号显示器灭灯,定时显示器上显示设定时间。

当节目主持人宣布“抢答开始”,同时将控制开关拨到“开始”位置,抢答器处于工作状态,定时器开始倒计时。

若定时时间到,却没有选手抢答时,系统报警,并封锁输入电路,禁止选手超时后抢答。

若选手在定时时间内按动抢答按钮时,抢答器要完成以下四项工作:(1)优先编码器电路立即分辨出抢答者的编号,并由锁存器进行锁存,然后由译码显示电路显示编号;(2)扬声器发出短暂声响,提醒节目主持人注意;(3)控制电路要对输入编码电路进行封锁,避免其他选手再次进行抢答;(4)控制电路要使定时器停止工作,时间显示器上显示剩余的抢答时间,并保持到主持人将系统清零为止。

当选手将问题回答完毕时,主持人操作控制开关,使系统回复到禁止工作状态,以便进行下一轮抢答。

2.2方案比较针对题目设计要求,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:图1 八路智力抢答器方案一设计框图方案二: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。

主体框图如下:图2 八路智力抢答器方案二设计框图2.3 方案确定相比之下,第二种方案更好些。

它的优点表现在以下几个方面:这种方案原理比较简单。

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。

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。

三电路设计与调试1.设计所使用的元件:元器件:74LS48三片,72LS192两片,74LS279、74LS148、74LS00、74LS11、555各一片,数码管三个,发光二极管一个,开关、电阻、电容若干,导线若干2.各个单元电路(1)抢答电路设计抢答电路的功能有两个:一是能分辨出选手按按钮的先后,并锁存优先抢答者的编号,供译码显示电路用;二是要使其他选手的按钮操作无效。

因此,选用优先编码器74LS148和RS锁存器74LS279以及译码显示电路完成上述功能。

抢答器电路工作原理:SW1-8为八位选手的抢答开关,SW9单刀双掷开关设为主持人控制开关。

当主持人控制开关置于清零状态时,RS触发器的R端为低电平,输出端全部为低电平。

于是74LS48的BI为高,显示器灭灯;74LS148的选通输入端ST为高电平,74LS148处于工作状态,此时锁存电路不工作。

当SW9置于开始状态,优先编码电路和锁存电路同时处于工作状态。

74LS279的1R、1S均为高电平,由真值表可知,输出1Q为低电平,从而使74LS148输入使能端为低电平有效,即抢答器处于等待工作状态。

若有选手(假设为3号选手)按动抢答开关(即闭合SW4),此时优先编码器74LS148输入端I3接低电平有效,则输出A2A1A0为100,A2A1A0分别接至4S、3S、2S,根据RS锁存器真值表,2Q3Q4Q输出分别为110,从而74LS48的输入端DCBA为0011,经74LS48译码,显示器上显示“3”。

与此同时,当74LS148输入端有一个为低电平时,GS为低电平有效,即标志译码器处于工作状态,从而使1S为0,此时1Q输出为高电平,致使EI为高电平,74LS148处于禁止工作状态,其他选手抢答按钮的输入信号不会被接受。

这就保证了抢答者优先性以及抢答电路的准确性。

抢答结束后,主持人开关置于清零状态,数码管变灰,一切恢复初始状态,以便进入下一轮抢答环节。

(2)定时电路设计设计要求抢答器具有定时功能,且节目主持人根据抢答题的难易程度,可设定一次抢答的时间(设为30s)。

设计中选用十进制同步加/减计数器74LS192进行设计,74LS192是具有置数和清零功能, 其引脚图和逻辑图如图10所示。

图10 74LS192引脚图和逻辑图P0、P1、P2、P3——置数并行数据输入;Q0、Q1、Q2、Q3——计数数据输出;CR————————清零端;LD————————置数端;CPu ———————加法计数CP输入;CPd ———————减法计数CP输入;CO————————进位输出端;BO————————借位输出端。

表5 74LS192真值表根据设计要求,需要两片74LS192构成100进制减计数器。

由功能真值表可知,只需将个位74LS192的借位输出端BO与十位74LS192的CPd即可实现100进制减计数。

值得注意的是,要使其实现减计数,CPu端口必须接高电平。

计数器的时钟脉冲由秒脉冲电路提供。

秒脉冲电路由555构成的多谐振荡器构成,如图11所示。

多谐振荡器无需外加输入信号就能在接通电源自行产生矩形波输出。

图11 多谐振荡器因为周期为一秒,所以频率是1赫兹。

图中电容的充放电时间分别是:t1=RB×C×ln2≈0.7RB×C t2=(RA+RB)×C×ln2≈0.7(RA+RB)C所以555的3端输出的频率为: f=1/(t1+t2)≈1.43/[(2RA+RB)C] 我们采用的电阻和电容值分别是:RA=15KΩ,R2=68KΩ,C1=10uf,满足上式,即得到的是秒脉冲。

由以上集成芯片设计的定时电路如图12所示。

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