8路抢答器电路制作原理分析
电路实验8路抢答器的实训报告
电路实验8路抢答器的实训报告一、实验目的1.了解8路抢答器的组成和原理2.掌握8路抢答器的电路制作和调试技能3.实践运用起来熟练掌握了8路抢答器的使用方法。
二、实验器材和器件1. 电磁继电器8只2. 开关按键8个3. 蜂鸣器1只4. 电源模块1个5. 电子万用表6. 面包板和导线等三、实验原理8路抢答器的原理和电路结构如下图：如图所示，由8个电磁继电器K1-K8、8个普通开关按键S1-S8组成，当按下某一个开关按键时，相应的电磁继电器就会被触发，它的一个常闭触点被切换为常开触点。
此时旁边的普通开关按键的功能就失效了，而它的常闭触点得到电源的正电压为其继电器线圈提供持续的电流，使得它一直有效，直到驱动相应的蜂鸣器响起为止。
四、实验步骤1. 根据上面的原理图，在面包板上搭起8路抢答器电路的原理图，把8个开关按键和一个蜂鸣器接在对应的接口上，并连好电源。
2. 按下某一个开关按键，如S1，触发继电器K1，并把常开触点切换为常闭触点接通继电器K1的电流，此时蜂鸣器关闭。
4. 依次按下其它的开关按键，相应的继电器触发，而前面的继电器也随之失效，直到最后一个开关按键全部按下，最后的蜂鸣器响起，此时整个电路工作正常。
五、实验结论通过对8路抢答器的实验，可得出以下结论：1. 8路抢答器采用电磁继电器控制开关触点实现抢答功能，效果较稳定可靠。
3. 实际应用中可以根据具体需求再进一步改进电路，在电路中增加判断优先级的功能，实现更加多样化的使用效果。
六、实验感想本次实验中，我通过学习和制作8路抢答器电路，不仅对电磁继电器控制开关的工作原理有了更深入的理解，而且还对实践操作中常见的错误很快找到解决办法，感觉到自己又提高了一步。
在今后的学习和工作中，我将不断探索和实践，更加熟练地应用电路知识，为自己的未来事业奠定一个坚实的基础。
八路抢答器设计原理
八路抢答器设计原理八路抢答器原理图如下图所示，看起来其实也很简单的。
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进入工作状态，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，锁存器我们知道只要给他控制端一个电平他就进入锁存工作状态，不管任何一个输入端电平发生了变化，各输出端电平都会保持不变,与其它输出端电平不一样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字的显示。
八路抢答器原理图]八路抢答器电路工作原理:输入锁存当八路锁存器74ls373的 s 端为高电平时，锁存器输入端 (1D-8D)的电平能直接送到相应的输出端1Q-8q当S端由高电平变到低电平时，锁存器锁存，即输入端电平不能送到输出端，各输出端保持锁存前的电平.先将开关 K 置于2，此时 74LS373 的S端为高电平，其各输入端的高电平直接送到各相应的输出端，从而使八输入端与非门74LS373 的八个输入端均为高电平，导致其输出为低电平，经非门1后变成高电平，再由或门送到 74LS373 的S 控制端，然后将开关K 置于1，这时由于或门的另一输入仍为高电平，故S控制端仍保持高电平，当八个按钮开关AN0-NA7 中有一个先按下时，其对应的 D 端变为低电平，此低电平经锁存器送到相应的Q 输出端，这时74LS的八个输入端中因有一个端变低电平，所以它的输出端变为高电平，经非门1和或门后，使s控制端由高电平变成低电平，74LS373 执行锁存功能，如果这时还有按钮按下，锁存器对应的输出端电平也不会变.[八路抢答器电路图]编码和译码显示74LS74LS为输入低电平有效和输出低电平有效，即当I0端为低电平而其它输入端为高电平时，输出端Y2,Y1,Y0均为高电平，I1端为低电平而其它输入端为高电平时，Y2,Y1端均为高电平，Y0 端为低电平，以此类推锁存在锁存器输出端的低电平送到74LS148，由 74LS148进行编码，编成的二进制代码电平经非门 2 3 4分别倒相后，送到BCD码七段译码驱动器74LS247再由74LS247输出端送出驱动电平驱动共阳极七段数码管5EF105显示相应的数字，如I0端为低电平时，显示0;I4端为低电平时，显示4，当八个按钮开关都不按下时，由于锁存器的各输出端均为高电平，经74LS30后使74LS247的熄灭控制端得到低电平，因此数码管不显示.写到这里先告一个段落了，转载此八路抢答器论文必须保留地址！参考文献：【1】王冬梅，张建秋版》, 2009, 27(3):350-352。
八路抢答器的工作原理
八路抢答器的工作原理
八路抢答器是一种电子竞赛或考试中常用的设备，它可以实现抢答功能。
其工作原理通常如下：
1. 光电转换：首先，每个参与者手中配有一个按钮或者类似的触发装置，当参与者准备抢答时，会按下按钮，触发开关。
2. 信号传输：按下按钮后，开关会产生一个电信号，这个信号会通过导线或者无线方式传输到抢答器的中控主机。
3. 中控主机接收信号：抢答器的中控主机会接收到参与者按下按钮所产生的信号。
这个主机通常是一个集成了电子设备的中央控制器，能够接收和处理多个信号。
4. 判定和显示：中控主机会根据接收到的信号，判断哪个参与者先按下按钮。
一般来说，中控主机会根据信号的到达时间先后来判定抢答顺序，并在显示屏上显示相应的抢答者编号。
5. 继电器操作：中控主机在判定完抢答顺序后，会通过一组继电器或者其他电子元件来操作抢答结果的显示。
通常，第一个按下按钮的参与者会被优先显示抢答成功。
总之，八路抢答器的工作原理主要是通过信号的传输、接收和处理来实现抢答者顺序的判定和结果的显示。
这种设备可以在公平、公正的基础上，提高比赛或考试的效率和准确性。
八路数字抢答器电路的设计
八路数字抢答器电路的设计一、概述本文这次设计的是用与多人竞赛抢答的器件，在现实生活中很常见，尤其是在随着各种益智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，抢答器的好处不仅能够锻炼选手的反应能力，而且能增加节目现场的紧张、活跃的气氛，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，是以上问题得以解决。
即使两组的时间相差几微妙，也可以分辨出哪组优先抢答。
本文介绍了抢答器的工作原理及设计，以及它的实际用途。
这个抢答器具有锁存显示功能，有主持人控制电路开始，有定时抢答的功能，定时时间为30秒，如在时间内无人抢答系统报警并禁止抢答，定时显示器上显示00.二、方案论证该方案的主要功能是抢答功能、显示抢答成功的选手编号、定时功能。
该方案的原理框图如图1。
图1 八路数字抢答器电路的原理框图按功能要求，抢答器应该由抢答电路、控制电路、锁存电路、译码显示电路、定时电路和报警电路等几部分组成。
其中抢答电路的作用是在外加信号的控制下对抢答者的输入信号进行编码，编码后经锁存电路锁存并送译码显示电路显示出抢答者的编号。
另外，优先编码的优先扩展输出端还可以作为定时电路的控制信号，即当一个抢答者在30秒之内按下抢答按钮时，其余人的强大输入将无效，并且秒计数器也随之停止计数。
这样，当主持人按下开始按钮时，外部清除/起始信号进入门控电路，产生编码选通信号，使编码器开始工作，等待数据输入。
此时一旦强打着按下按钮，则产生的低电平信号立即被优先编码器编码，经过锁存电路锁存并通过显示译码器到LED显示器上显示相应数字，同时发出声音报警。
与此同时，门控电路的输出反相，优先编码电路被禁止工作，知道主持人再次按下开始按钮才进入下一次抢答三、电路设计该设计由秒脉冲发生电路、抢答电路、定时器电路、报警电路等几部分组成。
八路抢答器原理分析
八路抢答器原理分析八路抢答器主要由编码电路、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。
抢答器编码电路由VD1-VD12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。
报警电路由NE555接成多谐振荡器构成。
数码显示电路由数码管组成，输入的BCD 码自动地由 CD4511电路译码成十进制数，然后在数码管上显示。
抢答器报警电路由NE555接成多谐振荡器，其中R16=R17=10KΩ，扬声器通过100uF的电容器接在NE555 IC的3脚与0.1uF的电容器之间。
R16没有直接和电源相接，而是通过四只1N4148组成二极管或门电路，四只二极管的阳极分别接CD4511的1，2，6，7脚，任何抢答按键按下，报警电路都能振荡并发出响声。
KB1-KB8组成1-8路抢答键，VD1-VD12组成数字编码器，任一抢答案键按下，都须通过编码二极管编成BCD码，将高电平加到CD4511所对应的输入端，其中CD4511的引脚6，2，1，7分别为BCD码的D，C，B，A（D为高位，A为低位，即D，C，B，A分别代表BCD码的8，4，2，1位）。
当电路通电，主持人按下复位键KB9后，选手就可以开始抢答。
设按下KB8键，高电平加到CD4511的6脚，而2，1，7脚保持低电平，此时CD4511输入BCD码“1000”。
如果按下KB3抢答键，高电平通过编码二极管VD3、VD4加到CD4511集成芯片的1、7脚（B、A位），1、7脚为高电平，2、6脚保持低电平，此时CD4511输入BCD码为“0011”。
假设按下KB5键，此时高电平通过两只二极管VD6，VD7加到CD4511的2脚与7脚，而6，1脚保持低电平。
此时CD4511输入的BCD码是“0101”。
依此类推，按下第几号抢答键，输入的BCD码就是抢答键的号码并自动地由CD4511内部电路译码成十进制数在数码管上显示。
八路数显抢答器的设计与制作
八路数显抢答器的设计与制作摘要：本设计介绍了一种用74系列常用集成电路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，则系统中的蜂鸣器将发响，提示工作人员本轮抢答无效，实现报警功能。
关键词：八路抢答器；设计；定时；计时；报警一、引言工厂、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，我们小组准备就本次论文设计的机会制作一个低成本但又能满足学校需要的八路数显抢答器。
二、设计的任务及系统功能简介（一）基本功能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S1 ~ S8表示。
2．设置一个系统清除和抢答控制开关S，该开关由工作人员控制。
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LED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工作人员将系统清除为止。
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。
（二）扩展功能二、总体设计思路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（如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．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。
三、抢答器的基本原理及电路（一）总体设计思路如图1所示为总体方框图。
8路抢答器电路制作原理分析
1
1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
1
1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
0
0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1
0
0 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1
1
1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1
1N4148 D14 1N4148
X3 R5 100kΩ
2.5 V
2N2222A
RPACK 7
1）抢答器开关及编码电路如图
VCC 5V SB1 D1 Key = 1 SB2 D2 Key = 2 SB3 1N4148 D3 1N4148 Key = 3 SB4 D4 1N4148 D5 Key = 4 SB5 1N4148 D6 1N4148 D7 Key = 5 SB6 1N4148 D8 1N4148 D9 Key = 6 SB7 1N4148 D10 1N4148 D11 Key = 7 SB8 Key = 8 1N4148 D12 1N4148 R1 R2 R3 R4 10kΩ 10kΩ 10kΩ 10kΩ X3 X4 2.5 V
0
0 1 1 1 0 1 1 0 0 0 0 0
1
1 1 1 1 0 1 1 0 0 0 0 0 0
2
3 4 5 6 7 8 9 消隐 消隐 消隐 消隐 消隐 消隐
1
1
1
X
X
X
X
锁
存
锁存
显示译码器与数码管的连接
译码器输出高电平可以驱动 相应的共阴极发光二极管 发光显示。
a b c d e f g
译码器输出低电平可以驱 动相应的共阳极发光二极 管发光显示。
八路抢答器原理
八路抢答器原理八路抢答器是一种用于教学、培训和考试等场合的电子设备，它能够实现多人同时抢答、自动计分等功能。
那么，八路抢答器的原理是什么呢？下面就让我们来详细了解一下。
首先，八路抢答器由主机和多个抢答器组成。
主机通过无线信号与抢答器进行通讯，实现信息的传输和控制。
而抢答器则是参与者手中的设备，用于进行抢答和答题。
其次，八路抢答器的工作原理是基于无线通讯技术的。
主机和抢答器之间通过预先设定的无线频率进行通讯，主机发送问题信号，抢答器接收并发送答案信号，主机再进行答案的判断和计分。
这种无线通讯技术使得抢答器可以实现多人同时抢答的功能，大大提高了教学和考试的效率。
另外，八路抢答器还采用了微电脑控制技术。
主机内置微处理器，能够实现对抢答器的控制和答题数据的处理。
抢答器内部也有微控制芯片，能够实现对信号的接收和发送，以及对按键操作的响应。
微电脑控制技术使得八路抢答器更加智能化，能够实现自动计分、答题时间统计等功能。
最后，八路抢答器的原理还涉及到电源管理技术。
主机和抢答器通常采用电池供电，因此需要对电源进行有效管理，以确保设备的稳定运行和长时间使用。
同时，为了节约能源和延长电池寿命，八路抢答器通常会采用低功耗设计，使得设备在保证性能的情况下能够尽可能地减少能耗。
综上所述，八路抢答器的原理主要包括无线通讯技术、微电脑控制技术和电源管理技术。
这些技术的应用使得八路抢答器成为一种功能强大、操作简便的教学和考试辅助设备，受到了广泛的应用和好评。
希望通过本文的介绍，能够帮助大家更加深入地了解八路抢答器的原理和工作方式。
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由CD4511构成的8路抢答器的工作原理
开关及二极管构 成的编码器
显示译码 器CD4511
七段数码显示器
主持人控 制的复位 开关
LOGO
8路抢答器的制作原理分析
采用CD4511数字集成电路制作的数字显示8路抢答器
设计要求： 1）设计一个可供8名选手参加比赛的8路数字显示抢答器，它们的编号分别为1 、2、3、4、5、6、7、8，各用一个抢答按钮，编号与参赛者的号码对应。 2）抢答器具有数据锁存功能，并将锁存的资料用LED数码管显示出抢答成功者 的号码。
1N4148
U1
2.5 V 7
1 2 6
DA DB DC DD
OA OB OC OD OE OF OG
13 12 11 10 9 15 14
4511BD_5V
2）显示译码器CD4511
LT：3脚是测试输入端，当BI=1，LT=0 时， 译码输出全为1，不管输入 DCBA 状态如何，七 段均发亮，显示“8”。它主要用来检测数码管 是否损坏。 1 2 BCD码输入端 BCD码输入端 9 10 显示输出端 显示输出端
1N4148 D14 1N4148
X3 R5 100kΩ
2.5 V
2N2222A
RPACK 7
1）抢答器开关及编码电路如图
VCC 5V SB1 D1 Key = 1 SB2 D2 Key = 2 SB3 1N4148 D3 1N4148 Key = 3 SB4 D4 1N4148 D5 Key = 4 SB5 1N4148 D6 1N4148 D7 Key = 5 SB6 1N4148 D8 1N4148 D9 Key = 6 SB7 1N4148 D10 1N4148 D11 Key = 7 SB8 Key = 8 1N4148 D12 1N4148 R1 R2 R3 R4 10kΩ 10kΩ 10kΩ 10kΩ X3 X4 2.5 V
VCC 5V VCC R1 10kΩ 1
5 4 3 ~EL ~BI ~LT BCD/7SEG
U1
SB9
7 1
DA DB DC DD
OA OB OC OD OE OF OG
13 12 11 10 9 15 14
Key = 9
2 6
0
4511BD_5V
+
共阴极接法
a
b
共阳极接法
c
d
e
f
g
3）抢答器锁存控制电路如图
U1
由Q1、D13、D14及电阻器R7、R8组成。当 抢答器按钮开关都没有按下时，则BCD码 输入端都有接地电阻，所以BCD码输入端 为0000，输出端D为高电平，输出端G为低 电平。这时CD4511第5脚为低电平， 这时 CD4511没有锁存，允许BCD码输入。当SB1 —SB8中的任一开关按下，输出端D为低电 平或输出端G为高电平，这两种状态必须 有一个存在或都存在。这时CD4511的第5 脚为高电平，例如SB1按下，那么输出端D 为低电平，三极管VT基极为低电平，集电 极为高电平，通过二极管VD3使得CD4511 第5脚为高电平，这样CD4511中的数据受 到锁存，使后边再从BCD码输入端送来的 数据不再显示。而只显示第一个由SB1送 来的信号，即“1”。
R5 100kΩ
0
4）译码驱动及显示电路如图
CD4511是输出高电平有效的显示译码器，因为CD4511是输出高电平有效，所以L ED显示应选用共阴极的数码显示，且由于LED的电流较小，因此在数码显示器前 必须加限流电阻。 0
CK
U2
A B C D E F G
U1
5 4 3 ~EL ~BI ~LT BCD/7SEG 7 1 2 6 DA DB DC DD OA OB OC OD OE OF OG 13 12 11 10 9 15 14
2.5 V
5 4 3 ~EL ~EG 7 1 2 6 DA DB DC DD OA OB OC OD OE OF 13 12 11 10 9 15 14
R9
300 Ω
R6 10kΩ
OG
4511BD_5V X2 R7 SB9 2.5 V D13 Ke y = 9 2.2kΩ R8 100kΩ Q1
BI：4脚是消隐输入控制端，当BI=0 时，不管其它 输入端状态如何，七段数码管均处于熄灭（消隐）状 态，不显示数字。
3
4 5 6 7 8
LT测试端
BI为消隐端 LE为锁定允许端 BCD码输入端 BCD码输入端 电源负极
11
12 13 14 15 16
显示输出端
显示输出端 显示输出端 显示输出端 显示输出端 电源正极
R9 21
30 31
300 Ω 34
4511BD_5V
RPACK 7
33 29 32
22 23 24 25 26 27 28
5）解锁电路如图 当触发锁存电路被锁存后，若要进行 下一轮的重新抢答，则只需要按下复 位开关SB9，清除锁存器内的数值， 使数字显示熄灭一下，然后恢复为“ 0”状态，CD4511的第5脚为低电平， 为了进行下一轮工作，这时SB1—SB8 均为开路状态，不能闭合。
CD4511逻辑菜单
输 LE X X 0 0 BI X 0 1 1 LI 0 1 1 1 D X X 0 0 入 C X X 0 0 B X X 0 0 A X X 0 1 a 1 0 1 0 b 1 0 1 1 c 1 0 1 1 d 1 0 1 0 输 e 1 0 1 0 出 f 1 0 1 0 g 1 0 0 0 显示 8 消隐 0 1
5 4 3 ~EL ~BI ~LT BCD/7SEG
每路都有一个抢答按钮开关，并对 应有VD1—VD12中的编码。 本电路是将某一个开关信息转化为 相应的8421BCD码，以提供数字显 示电路所需要的编码输入。 如第三路开关SD3按下时，通过2只 二极管D3、D4，加到CD4511的BCD 码输入端为0011。如果按下某一路 抢答开关，电路不显示或显示错误 ，只要检查与之相应的那组二极管 ，看是否接反或损坏即可。
0
1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1
1
1 0 1 0 1 1 1 0 0 0 0 0 0
1
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0
1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0
1
1 0 1 1 0 1 0 0 0 0 0 0 0
1
0 0 0 1 0 1 0 0 0 0 0 0 0
0
0 1 1 1 0 1 1 0 0 0 0 0
1
1 1 1 1 0 1 1 0 0 0 0 0 0
2
3 4 5 6 7 8 9 消隐 消隐 消隐 消隐 消隐 消隐
1
1
1
X
X
X
X
锁
存
锁存
显示译码器与数码管的连接
译码器输出高电平可以驱动 相应的共阴极发光二极管 发光显示。
a b c d e f g
译码器输出低电平可以驱 动相应的共阳极发光二极 管发光显示。
CD4511 的BI端
CD4511 的LE端
控制锁 存电路
8路抢答器的电路图
VCC 5V SB1 2.5 V D1 Ke y = 1 SB2 2.5 V D2 Ke y = 2 SB3 1N4148 D3
A B C D E F G CK
X1
1N4148
X4
X5
U2
1N4148 Ke y = 3 SB4 D4 1N4148 D5 Ke y = 4 SB5 1N4148 D6 1N4148 D7 Ke y = 5 SB6 1N4148 D8 1N4148 D9 Ke y = 6 SB7 1N4148 D10 1N4148 D11 Ke y = 7 SB8 Ke y = 8 1N4148 D12 1N4148 R1 R2 R3 R4 10kΩ 10kΩ 10kΩ 10kΩ
LE：锁定控制端，当LE=0时，允许译码输出。 LE=1时译码器是锁定保持状态，译码器输出被 保持在LE=0时的数值。 A1、A2、A3、A4、为8421BCD码输入端。 a、b、c、d、e、f、g：为译码输出端，输出 为高电平1有效。 CD4511的内部有上拉电阻，在输入端与数码 管笔段端接上限流电阻就可工作。
0
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
1
1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
1
1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
0
0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1
0
0 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1
1
1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1
5 4 3
~EL ~BI ~LT BCD/7SEG
7 1 2 6
DA DB DC DD
OA OB OC OD OE OF OG
13 12 11 10 9 15 14
18
17
4511BD_5V X2 R7 2.5 V D13 2.2kΩ 19 13 1N4148 D14 1N4148 2N2222A Q1 R8 100kΩ 3 1