8路数字抢答器设计说明
八路抢答器设计说明书
计算机11 届数字电路课程设计八路智力竞赛抢答器学生姓名胡茁成学号 5011207218所属学院信息工程学院专业计算机科学与技术班级计算机11-2日期 2009年7月4日塔里木大学教务处制一、课题名称：八路智力竞赛抢答器二、内容摘要：摘要：本文主要介绍用数电知识设计八路抢答器。
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，并与主持人开关相连接，即构成了抢答器的主体电路。
经过布线、接线、调试等工作后数字抢答器成形。
借助较少的外围元件完成抢答的整个过程，设计制作了八路抢答器，设计编程简单，容易理解掌握，且工作稳定可靠。
总体电路简单，易于制作。
可供8人或8个代表队抢答，并用7段数码管显示首先抢答者的组别号码，有人抢答后自动闭锁其他各路输入，禁止其他人抢答，使其他组的开关失去作用，而显示最先按下抢答键的组别号。
只有当主持人按下复位按键才能再次抢答。
关键字：抢答器；设计；稳定；再次三、设计内容及设计要求：1、抢答器最多可供8名选手参赛，编号为1～8号，各队分别用一个按钮（分别为S0～S7）控制，并设置一个系统清零和抢答控制开关S，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，只能由主持人进行清零。
3、开关S作为清零及抢答控制开关（由主持人控制），当开关S被按下时抢答电路清零，松开后则允许抢答。
输入抢答信号由抢答按钮开关S0～S7实现。
四、试验器件清单：本设计所用的实验器材如下表所示。
五、设计的系统方案：1、构思抢答器需要达到的功能并结合自身的能力，列出了如图1所示的总体框架图。
图1 总体框架2、具体设计方案如下：① 接通电源后，主持人将开关拨到"清除"状态，抢答器处于禁止状态，编号显示器和指示灯灭灯，等主持人将开关置“开始”位置后，抢答器处于等待状态，此时可以进行抢答。
②抢答器完成：优先判断抢答的组号，并将编号进行锁存，然后通过译码器将编号显示在七段数码管上。
八路智能抢答器设计
八路智能抢答器设计
一、概述
八路智能抢答器是一种在教室课堂上提出问题，学生用设置在课桌上
的发射器发出抢答信号，接收端实时识别收到的信号，并将收到的抢答信
号自动分配给对应的台数，从而实现抢答活动的目的，让学生更容易抢答，提高课堂参与度。
二、结构
发射器的功能：当学生按下按钮发送抢答信号时，发射器发出抢答信号，并将发送的数据编码，从而保证抢答信号不会被其他发射器的信号干扰。
接收端的功能：接收端接收来自各台发射器的抢答信号，识别信号，
并将收到的抢答信号分配给对应的台数，然后由接收端输出给抢答指示灯。
抢答指示灯的功能：抢答指示灯接收来自接收端的信号，控制灯的开关，来指示哪一台学生发出了抢答信号。
三、电路
发射器：发射器主要由发射管、指示灯、MCU(微控制器)、发射器模
块等组成，其中MCU负责编码抢答信号，发射模块负责将抢答信号发射出去。
电子技术课程设计8路抢答器设计
电子技术课程设计8路抢答器一、设计任务与要求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S0 ~ S7表示。
2. 设置一个系统清除和抢答控制开关S，该开关由主持人控制。
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，并在LED 数码管上显示，同时扬声器发出报警声响提示。
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。
二、总体框图如图1所示为总体方框图。
其工作原理为：接通电源后，主持人将开关拨到“清零”状态，抢答器处于禁止状态，编号显示器灭灯；主持人将开关置“开始”状态，宣布“开始”，抢答器工作，扬声器给出声响提示（或者提示灯给出显示）。
选手进行抢答时，抢答器将完成：优先判断、编号锁存、编号显示、扬声器（显示灯）提示等操作。
当一轮抢答之后，禁止二次抢答。
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。
上面的总体框图是我认为的最佳方案。
具体的说明：抢答器按钮就是输入一些高低电平信号，此实验是低电平有效。
优先编码电路用来把输入的高低电平信号编码，74LS148优先编码器及8—3编码器，输出3位2进制数，以代表不同的低电平信号。
锁存器用D触发器，因为D触发器结构和功能都比较简单，方便使用。
D 触发器使用4个，第四个除用来输出2进制数的最高位外，还用于控制信号的锁定，即触发或锁定触发器的工作状态。
数码显示器用DCD—七段数码显示管，即有4个输入信号的管子，能表示0到9十个数，而且输入的二进制数正好和十进制数一一对应。
主持人控制开关就是一个开关，用来清零和开始工作。
控制电路比较复杂，除了第四个触发器和主持人的开关外，还需要8个抢答器按钮组成的8输入与非门和第四个触发器用一个与门共同组成一个控制电路来控制信号的传输和锁定。
报警显示电路，由于没有报警器，所以选择一个LED灯来表示信号的锁定。
为了使更明显一些，给LED灯加了个连续脉冲信号，以使灯能够按我们需要的频率一闪一闪。
8路计时抢答器设计报告
数字电子技术基础课程设计-----八位计时抢答器一、设计理念智力竞赛是一种生动活泼的教育方式，在各种智力竞赛中，最最激烈的便是抢答环节的比赛。
抢答引起参赛者和观众极大地兴趣，在短时间内，参赛选手在主持人抢答的口令下达后开始抢答，充分体现出参赛者思维的活跃。
在这类比赛中，对于谁先谁后抢答，在什么时候抢答，如何限定抢答的规定时间等问题，如果单凭主持人主观的判断，就很容易出现误判。
所以我们就需要一种具备自动锁存、置位、清零等功能的只能抢答器来解决这些问题。
二、设计要求设计一个具备计时功能的八路抢答器，它所要实现的功能如下：1、给八位参赛选手分别配备一个抢答按钮，编号为K0、K1、K2、K3、K4、K5、K6、K7。
2、主持人可以主持抢答、计时的开始与清零。
3、抢答器可以显示出最先按下抢答键的选手编号。
4、抢答器具有60秒倒数计时功能。
抢答规则：主持人按下开始抢答键，选手可以开始抢答，同时计时器开始60秒钟倒计时，选手通过优先按键得到抢答机会后，在计时器所显示的剩下时间内完成抢答，否则扣分。
三、设计方案1、设计思路根据设计的要求，我们小组的设计思路如下：该抢答器由开关电路、触发电路、触发锁存电路、优先编码电路、译码电路、计时电路所组成。
2、具体电路的设计及其工作原理 （1）电源电路限于我们现成的电源只有9V 直流电源，但是我们的电路工作电压应该是5V 的稳压直流电源，我们通过利用7805芯片对9V 进行降压处理，形成直流5V 稳压电源。
（2）抢答电路工作原理：74LS148有8个信号输入端I0 ～ I7、3个二进制码输出端A0 ～A2、输入使能端EI、输出使能端EO和优先编码工作状态标志GS, 其功能如表1 所示。
由表可知, 当EI的非=0时, 编码器工作; EI的非=1, 则不论8个输入端为何种状态, A0、A1、A2 输出为1,15端和14端输出为1,编码器处于非工作状态。
（附74LS148引脚图与真值表）当抢答开关S0 ～S7 中的任意一个开关按下时,编码器输出相应按键对应的二进制代码,低电平有效。
8位竞赛抢答器课程设计
目录1. 原理分析（by 张潇） (2)1.1 设计任务 (2)1.2 性能指标 (2)1.3 工作原理 (2)2. 方案选择（by 张潇） (3)2.1 方案设定 (3)2.2 方案比较 (3)2.3 方案选择 (3)3. 电路原理图绘制及仿真（by 王倩） (3)3.1 所需元器件型号及数量 (3)3.2 电路原理图 (4)3.3 电路仿真结果 (5)4. Pcb图绘制（by 朱文广） (5)4.1 pcb绘制步骤 (5)4.2 pcb绘制原则 (5)4.3 8路抢答器pcb图 (7)5. 综合调试（by 朱文广） (7)5.1 软件调试 (7)5.2 硬件调试 (9)6. 总结（by 王倩） (10)附录1：电路仿真图 (11)附录2: 8路抢答器完整程序 (12)1.1 设计任务以单片机为核心，设计一个8位竞赛抢答器，同时供8名选手或8个代表队比赛。
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，且一次抢答的时间可由主持人设定。
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。
1.2 性能指标电源电压：直流5V±10%选手组数：2-8组初始抢答倒计时：20s初始回答倒计时：30s倒计时范围：1-99s可设倒计时提示时间：最后5s1.3 工作原理八路数字抢答器原理框图如图1所示，其工作原理为：接通电源后，主持人未按下开始抢答，抢答器处于禁止状态，数码管显示“----”；主持人宣布“开始”同时按下开始抢答按键，抢答倒计时开始计时，扬声器给出声响提示。
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。
8路抢答器设计八路智力竞赛抢答器
1 前言1.1主要功能介绍（1）抢答器最多可供8名选手参赛，编号为1~8号，各队分别用一个按钮（分别为S1~S8）控制，并设置一个系统清零和抢答控制开关S，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，同时蜂鸣器发出间歇式声响（持续时间为0.5秒），主持人清零后，声音提示停止。
（3）开关S作为清零及抢答控制开关（由主持人控制），当开关S被按下时抢答电路清零，松开后则允许抢答。
输入抢答信号由抢答按钮开关S1~S8实现。
（4）有抢答信号输入（开关S1~S8中的任意一个开关被按下）时，并显示出相对应的组别。
此时再按其他任何一个抢答器开关均无效，指示灯依旧“保持” 第一个开关按下时所对应的状态不变。
1.2扩展功能介绍（1）抢答器具有定时抢答的功能，且一次抢答的时间可以由主持人设定（如30秒）。
当节目主持人启动“开始”键后，要求定时器立即减计时，并用显示器显示，同时扬声器发出短暂的声响，声响持续时间0.5秒左右。
（2）参加选手在设定的时间抢答，抢答有效，定时器停止工作，显示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。
（3）如果定时抢答的时间已到，却没有选手抢答时，本次抢答无效，系统短暂报警，并封锁输入电路，禁止选手超时后抢答，时间显示器上显示00。
（4）当选手抢答完后，主持人可根据相关题的加减分对选手进行加分或减分。
2总体方案设计此次课程设计我们有两套方案一是硬件部分主要由单片机、74LS373锁存器、LED显示器、声音报警器和其它基本外围电子电路组成软件部分则采用51系列单片机通用C语言精心设计编写。
它所具有的功能包括：抢答器同时供8名选手或8个代表队比赛，当开关S按下，抢答器发出0.5秒的报警声系统开始进行计时，选手可进行抢答，当计时30秒之后若没人抢答，则系统发出警报并禁止抢答，定时显示数码管上显示00字样，之后等待开关S按下，系统复位；若在30秒有选手进行抢答，此时扬声器会发出3秒时间的警报，同时在定时显示数码管上显示选手抢答时间(以秒为最小单位)，编号显示数码管上显示抢答选手编号，显示器上的状态直到开关S按下将系统复位为止；系统复位时所有的数码管不显示任何的数据。
八路数字抢答器设计说明
八路数字抢答器设计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，已经广泛应用于各种智力和知识竞赛场合。
我所设计的数字抢答器具有电路简单，元件易于购买等优点，很好地解决了制作者制作困难和难于购买的问题。
本设计以八路智力竞赛抢答器为基本概念，从实际应用出发，用数字、模拟电子器件设计具有扩充功能的抢答器。
该抢答器的设计利用Protel99完成了原理图设计和电路仿真，具有互锁自锁、倒计时显示等功能。
关键词：自锁，抢答器，数字电子技术Design of Eight Digital ResponderAbstractWith the continuous development of science and technology, promote learning science, science and technology, knowledge of the variety of means.Responder is a tool that has been widely used in various intelligence and knowledge competitions occasions.I of the designed digital vies to answer first instruments have circuit is simple, easy to buy components etc, and solves the difficult and hard to buy makers make the problem.The design to eight-way quiz Responder basic concepts, from the practical application,with digital, analog electronics design extension of the answering device.The design of the Responder by Protel99 completed schematic design and circuit simulation, with the interlocking self-locking, the countdown display.Key words:lock itself,Responder,digital electronic technology目录1 引言 (1)1.1 本项研究的目的和围 (1)1.2 本项研究工作在国民经济中的实用价值与理论意义 (1)1.3本研究课题围国外己有文献的综述 (2)1.4理论依据和实验设备条件 (2)1.5本文所要解决的问题 (3)1.6 论文容安排 (4)2 抢答器的系统概述 (5)2.1系统主要功能简介 (5)2.2 系统电路框图 (5)2.3 系统原理说明 (6)3 抢答器的单元电路设计 (7)3.1抢答电路............................................................氌 (7)3.1.1控制电路原理 (7)3.1.2报警电路 (15)3.2定时电路 (16)3.2.1 NE555构成的多谐振荡器作为秒脉冲发生器 (17)3.2.2 外围门电路 (19)3.2.3 74LS192构成的递减计数电路 (24)3.2.4 译码显示电路 (26)4 总结 (31)附录 (32)参考文献 (33)致 (34)1 引言1.1 本项研究的目的和围抢答器是政府机关、金融单位、广播电视系统或党委、工会、团委、企事业单位等部门举办竞赛问答、各种知识测试、娱乐活动中一种常用的必备的理想设备，也是为各种知识竞赛、文娱活动提供公正客观快速裁决的一种常用电子设备，还是一种逐渐成型的电子产品。
八路数字抢答器的课程设计
八路数字抢答器一、技术指标1、设计任务（1）设置八个抢答按钮，另设一个主持人按钮用来清零，主持人清零后，首先抢答人的号码显示出来并保持到主持人再次清零。
（2）只要有按钮按下，电路锁存，其他按钮功能失效。
2、设计要求（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S0~S7表示。
（2）设置一个系统清除和抢答控制开关S，该开关由主持人控制。
（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，并在LED数码管上显示，同时扬声器发出报警声响提示。
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。
二、方案论证与设计优先编码器将抢答者选出，然后送入锁存器，锁存器输出经过译码显示，显示出抢答者的编号。
控制电路将编码器置于禁止状态，不准许其他竞赛者抢答。
三、工作原理图（一）所示的数字抢答器的工作过程是：接通电源后，主持人先按下清零键，此时将显示器清零，当主持人读完题目发出“抢答开始”的号令的同时按下定时控制电路中的按键，此时定时电路开始计时等待选手抢答，在此过程中，当有选手抢答时编码器通过锁存器立即接收到该信号并迅速返回给锁存控制电路一个控制信号，锁存控制单元立即产生并送给锁存器一个锁存信号使得其他七路的按键信息不能被接受。
与此同时，编码器又将输出信号传给译码器再通过数码管显示出抢答者的号码，在此过程中编码器还向控制单元发出信号以作出响应的声光指示。
按图一我们把系统分成锁存控制显示模块、定时模块、声光指示模块共三大模块。
此三模块中最关键的部分就是锁存控制模块，解决该模块的方案有多种，在此只针对该模块进行了方案的选择及论证。
图一数字抢答器框图四、单元电路设计整个电路主要包括锁存控制抢答电路、数码显示电路、定时电路、音频产生电路、声光指示电路五部分组成。
１、锁存控制抢答电路的设计当有一个按键事先按下时，我们必须还要考虑到防止其他按键与之产生冲突，因此在有按键事先按下的情况下必须使得其他按键无效。
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数量11
1、2、
6、7引脚，为NE555提供电源+Ucc，即任何抢答键按下时，扬声器都能发出报警声。元器件清单
序号910元件名称
电阻
电阻
电阻
电阻
电阻
电阻
瓷片电容
瓷片电容
电解电容
电解电容型号与规格
R1R2R3R4R510K
R6R17R1610KR72.2K
R8100K
R9R10R11R12330R
R13R14R15300R
C1103
C2104
C3100UF
C447UF
D1D2D3D4D5
11二极管
1N4148
数码管
三极管
蜂鸣器
开关集成Βιβλιοθήκη 路集成电路线路板D6D7D8D9D10
D11D12D13D14
D15D16D17D18
12
13
14
15
16
18
18DS
Q19013
S1 ----S9
U2555
U14511
单面PCB单位只只只只只只只只只只只只只只只只只只
1、2、
6、7脚为BCD码输入端，9～15脚为显示输出端。3脚为测试端（LT），当L T为“0 ”时，输出全为“1 ”。4脚为消隐端（B I），当B I为“0 ”时，输出全为“0 ”，因此此时可以清除锁存器内的数值，即可使用为复位端。5脚为锁存允许端（L E），当L E端由“0 ”→“1 ”时，a、b、c、d、e、f、g七个输出端保持在LE为“0”时所加BCD码对应的数码显示状态。
简易8路数显抢答器：
简单实用的八路数显抢答器，主要包括抢答、编码、优先锁存、数显、复位及音频振荡等电路。元器件主要包括
CD4511.N
E555、IN
4148、三极管（901 4）、LED共阴极数码管、扬声器、小型按钮开关及电阻电容等。
说明：
抢答数显电路：
J1～J8八个按钮开关组成抢答键。D1～D12十二个二极管组成编码器，将抢答键按对应的BCD码进行编码，并将所得的高电平加在CD4511所对应的输入端。CD4511是一块含BCD —七段锁存/译码/驱动电路于一体的集成电路。CD4511的
16、8脚分别接电源正负极。由CD4511的引脚图可知，
6、2、
1、7脚分别代表BCD码的
8、4、
2、1位。按下对应的键，即可得到
0001、0010、
0011、0100、
01、0110、
0111、1000八个一系列的BCD码。高电平加在CD4511对应的输入端上，便可以由其内部电路译码为十进制数在数码管上显示出来。优先锁存电路由两个二极管（
D13、D14的正极均为低电平，使CD4511的LE端为低电平“0”，可见，此时没有锁存即允许BCD码输入。而当任一抢答键按下时，由数码显示可知，CD4511输出端d输出为低电平或输出端g输出为高电平，两个状态必有一个存在或着都存在。迫使CD4511的LE端，由“0”→“1”，即将首先输入的BCD码显示的数字锁存并保持。此刻，其它按键编码就无法输入，从而达到了抢答的目的。音频振荡电路为NE555组成的多谐振荡器推动扬声器发出讯响声。四只二极管（IN4148）组成二极管或门电路分别接CD4511的
D13、D14）、一个三极管（VT）、两个电阻及CD4511的锁存允许端（LE）完成。在初始状态或复位后的状态时，CD4511输入端都与一个电阻（10K）串联接地，所以此时BCD码输入端为“00”，则CD4511输出端a、b、c、d、e、f均为高电平，g为低电平，且数码显示为“0”。而当d为高电平，三极管（VT）导通及g为低电平时，