8路抢答器开题报告.doc

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

3、抢答器组成总体框图

如图所示，定时抢答器的工作过程是：接通电源时，节目主持人将开关置于“清除”位置，抢答器处于禁止工作状态，编号显示器灭灯，定时显示器显示设定的时间，当节目主持人宣布抢答题目后， “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，定时器倒计时。当定时时间到，却没有选手抢答时，系统报警。当选手在定时时间内按动抢答键时，抢答器要完成以下四

项工作：

1)

优先编码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) LED 显示器显示出抢答的参赛队伍的组序号，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，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。

四、总体电路图如下图所示：

各子电路设计包括： （一） 抢答电路

抢答电路由优先编码电路74LS148，锁存器74LS279，译码器74LS48，以及八段数码显示器组成。首先抢答器由七个点开关组成。当开关合上时电路接地。集成芯片74148得到低电平。并对之进行编码输出。输出信号由锁存器74279进行锁存。经过7448译码以后由LED 显示器显示出刚才闭合的开关。

抢答按钮

优先编码电路74LS148

主持人控制开关

秒脉冲产生电路NE555

同步计数器74LS192

显示电路（七段显示器）

译码电路74LS48

二进制/BCD 编码转化

锁存器74LS279

译码电路74LS48

显示电路（七段显示器）

（二）定时电路由秒脉冲产生电路NE555，同步计数器74LS192组成。

1、对于秒脉冲电路，555构成的多谐振荡器作为秒脉冲发生器

2、74LS192构成的三十进制递减计数器

74LS192是十进制可编程同步加/减计数器，采用8421码二-十进制编码，并具有直接清零，置数，加/减计数功能。

（三）对于秒脉冲电路，555构成的多谐振荡器作为秒脉冲发生器

控制电路和报警电路：

1、控制电路

控制电路的主要功能为

1) 主持人将控制开关拨到“开始”位置时，抢答电路和定时电路进入正常抢答工作状态。

2) 当参赛选手按动抢答键时，发光二极管亮灯，抢答电路和定时电路停止工作。

3) 当设定的抢答时间到，无人抢答时，二极管发光，同时定时电路停止工作。控制电路由开关，74LS03与非门。7474LS04非门以及74LS20四输入与非门构成。将各个子电路有机的组合在一起并且实现其既定的功能。

2、报警电路

本设计的报警电路设计的比较简单，仅仅由一个发光二极管构成，当30秒倒计时完毕。并且无人抢答时。发光二极管发光以示报警。在实际使用过程中。实际使用过程中，建议使用555触发器构成蜂鸣器报警，或者使用音乐芯片。由报警控制信号触发，并且由此引发报警。其中555触发器构成的蜂鸣器的原理电路图与秒脉冲电路基本相同。仅为通过改变R1，R2的阻值达到改变脉冲频率。达到实现蜂鸣的效果。