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。
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。
课程设计报告(四人智力抢答器)
智力竞赛抢答计时器一、设计要求与任务1设计任务智力竞赛抢答器是一名裁判员，他的任务是从若干竞赛者中确定最先抢答者，并要求参赛者在规定的时间里回答完问题。
本设计要求设计一个四人参加的智力竞赛抢答器，每个参赛者控制一个按钮，用按动按钮发出抢答信号；竞赛主持人另有一个按钮，用于将电路复位，竞赛开始后，先按动按钮者将对应的一个发光二级管点亮，此后其他三人再按动按钮对电路不起作用，同时电路具有回答问题时间控制功能，要求回答时间小于60秒（显示0~59），时间显示选用倒计时方式，当达到规定时间时给出警告（警告灯闪烁）。
2设计要求1）4名选手编号分别为1，2，3，4；各有一个按钮，按钮的编号与选手编号灯对应，也分别为1，2，3，4；2）给主持人设置一个控制开关按钮，用来控制系统清零（抢答显示灯，数码管灭灯）和抢答的开始。
3）抢答器具有数据锁存和显示功能。
抢答开始后，若有选手按动抢答按钮，该选手编号立即补锁存，并输入编码电器，并在抢答显示器上显示时钟倒计时，封锁其他选手抢答。
直到抢答倒计时回到“0”后，回答时间到，由主持人将系统清零；4）抢答器具有定时（60秒）回答功能，当主持人按下开始按钮，并有选手第一时间抢答时，定时器开始计时，并在数码管上显示倒计时时间，倒计时结束时，回答时间到，蜂鸣器音响持续1秒，由主持人手动清零，进入下一道题的抢答环节；5）计时器采用频率为1HZ的脉冲信号作为定时计数器的CP信号，抢答电路中74LS161，CP则采用1KHZ，观察较为明显些。
二、硬件电路设计及描述由于设计任务是倒计时器，所以要用到减法器，又因为是十进制的所以我选择的主要芯片是74LS192两片，抢答功能，我利用了74LS161的预置功能，若有选手抢答时，74LS161不断反馈，不断循环预置功能，预置后，其他选手再按下抢答开关，也显示不出来，被封锁；接下来是实现显示的功能，我用的是74LS48芯片和共阴极七段显示器个两片，再根据需要我还用了74LS00（与非门）、74LS04（非门）。
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。
四人抢答器报告
四人抢答器报告一.设计的意义抢答器是为智力竞赛参赛者答题时进行抢答而设计的一种优先判决电路，广泛应用于各种知识竞赛中。
本次的课程设计的核心内容就是时序逻辑电路、组合逻辑和555电路。
在这次电路设计中，我选择的是触发器、与非门和555电路组成抢答系统。
在抢答开始后如果有参赛者按钮了，就封锁其他参赛者的按键功能，同时主持人控制整个电路的功能。
，抢答器的设计，可以使我了解数字与逻辑电路的特性，在整个设计的过程中也提高了自身的数字逻辑电路的设计能力和动手能力。
二.系统概述用定时器(NE555)用于产生矩形脉冲给四D触发器触发器一个时钟脉冲,使其正常工作。
四D触发器 (74LS175)输入端用于接四个选手的开关按钮，对应输出端接发光二极管显示哪个选手的按钮。
运用双四输入与非门(74LS20),四二输入与非门(74LS00)这两个与非门来实现抢答器的锁存功能。
总的来说是抢答开始后，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，禁止其他选手抢答。
抢答选手的指示灯一直保持到主持人将系统清零为止。
当没有选手按键时，扬声器不发声。
三.方案论证和设计本次设计的要达到的要求：时钟脉冲产生电路无人抢答时所有的输出为零按下抢答按钮触发器翻转显示电路：LED发光报警电路：蜂鸣器发声脉冲封锁以实现优先判决主持人控制开关控制电根据课题要求，简单画出如下的四人抢答器的系统流程框图，如下图（a）：本次方案的最终确定是根据以最简单的逻辑电路来组合但却完全可以实现课题的设计要求。
共分为三部分：第一部分利用ne555产生时钟脉冲的电路设计如下图：（B）上图就是利用555定时器构成的多谐振荡器原理图，其中R1=1.5k，R2=1.5k，C1=0.2uf，所以产生时钟脉冲的频率由f=1/（0.69（R1+2R2）C1可计算出f=333kHz,远远超出设计要求产生的1kHz频率，这说明第一个选手按下按键后，电路可以马上锁存，防止第二名选手即使在很短的时间按了键都没效。
四人抢答器报告
四人抢答器报告一、背景在各类游戏节目以及竞赛中，抢答环节是一种常见而受欢迎的节目形式。
传统的抢答方式一般是参与者手持答题器，当主持人或者屏幕上显示答题题目后，参与者按下答题器上的按钮进行抢答，并通过闪灯、声音等方式来判断谁先按下按钮。
然而，这种传统的抢答方式存在着许多问题，比如不准确判断先后顺序、抢答设备复杂等。
为了解决这些问题，我们设计了一种新型的四人抢答器，来提供更准确和便捷的抢答体验。
本报告将详细介绍这个四人抢答器的设计原理、实现方式以及使用效果。
二、设计原理1. 硬件设计四人抢答器的硬件设计主要包括四个按钮和一个控制器。
每个按钮都连接到控制器上的一个独立的输入引脚，并且每个按钮都带有一个独立的LED指示灯。
在抢答过程中，当有参与者按下按钮时，相应的LED指示灯将点亮。
控制器还具备一个显示屏，用于显示抢答结果以及其他相关信息。
2. 软件设计四人抢答器的软件设计主要包括两个部分：控制器程序和参与者程序。
控制器程序负责接收按钮信号，判断先后顺序，并在显示屏上显示相应的抢答结果。
当控制器接收到某个按钮按下的信号后，它会根据先后顺序点亮相应的LED指示灯，并将抢答结果显示在显示屏上。
同时，控制器还可以记录每个参与者的得分，并在需要时进行清零。
参与者程序负责在按钮按下时发送信号给控制器。
每个参与者使用一个单独的设备运行参与者程序，通过按下按钮发送信号。
参与者程序会将按钮按下的信号发送给控制器，并根据抢答结果进行相应的反馈。
三、实现方式1. 硬件实现我们使用Arduino作为四人抢答器的控制器，并通过四个按钮和四个LED指示灯连接到Arduino的输入输出引脚上。
按钮和LED指示灯可以通过面包板连接到Arduino。
我们还将一个1602液晶显示屏连接到Arduino的I2C接口上，用于显示抢答结果和其他信息。
2. 软件实现在Arduino上，我们使用C++语言编写了控制器程序和参与者程序。
控制器程序使用Arduino的DigitalRead和DigitalWrite函数来读取按钮的状态和控制LED的亮灭。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
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，禁止其他选手抢答。
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，防止其他选手抢答，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可以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
(2)脉冲产生电路：
采用555组成的振荡器做触发器的时钟脉冲。
(3)音响电路：
可以利用555组成的振荡器输出脉冲，接入蜂鸣器，当选手按下按键时鸣叫，知道主持人清零为止。
2.调试要点
（1)画出整个系统的电路图，并列出所需材料清单。
(2)采购器件，并按电路图链接，认真检查电路是否正确，注意器件管脚的连接，“悬空端“，”清零端“，”置1端“，电源，接地，要正确处理。
(3)单元电路检查：接通电源后，双踪示波器观察脉冲电路的输出波形，看其是否满足设计要求，主持人给开始信号，在观察数码管显示是否正常。
观察选手抢答器时锁存器输出是否控制其时钟脉冲的通断，从而判断自锁了其他选手的信号。
抢答信号到BCD码的转换可将转化逻辑的输出与真值表对照检查，看设计是否正确。
(扬声器受主持人开始信号，选手抢答信号，可分别检查。
)
(4)系统连接：给整个系统上电，主持人给开始信号，对选手给抢答和没有抢答分别进行测试，观察显示结果。
3、单元电路设计与分析
四、总结
对于抢答器的设计及焊接，实际操作相对来说还是比较麻烦的。
实验中很多人都是做了一天多才做好。
由此在实验中暴露了很多的问题值得深思。
1.在做实验仿真的时候对软件Multisim的不熟悉让很多人无法独立的完整的画出仿真图。
2.在焊接电路板的时候很多人过于着急，对于很多电路没有弄懂或是还未看
清楚就焊接上了，而后发现的电路板出了问题，想修改确实很不容易。
3.而对于焊接中出现的一些问题我就结合自身的情况简要的说明下：
在实际焊接中，我相对来说较为认真，但仍然出现了漏焊的现象，这个也是大家普遍存在的问题，还有就是对焊接工艺操作的不熟练使得我所花费的时间较多。
另外，在脉冲电路中在电脑上仿真，一开始我采用的是单稳态脉冲电路，仿真时蜂鸣器会响，而采用了多谐震荡电路蜂鸣器却不会响，在实际焊接中我还是采用了多谐震荡电路，结果只有了显示，灯光，未有声音。
其中原因我是百思不的其解，后来在电脑上再次试验问题得到了解决。
总结这次的实验我的收获还是很多，对于Multisim和焊接都有了进一步的了解，很希望还有更多类似动手操作的机会。
五、附录
六、参考文献
阎石主编·数字电子技术基础·高等教育出版社·2006年5月第5版。