四路抢答器电路组成及工作原理(含电路图)
4人抢答器电路设计解析
电工学实验A （下）实验报告4 人竞赛抢答器的设计学院名称：材料科学与工程班级：10 级4 班姓名：XXX学号：1810004XX成绩：2013 年1 月12 日目录第一篇实验设计任务介绍 (3)1.1设计题目 (3)1.2实验目的 (3)1.3实验内容 (3)1.4实验要求 (4)第二篇设计背景 (5)第三篇设计原理 (5)3.1抢答器的主要功能简介 (5)3.2抢答器工作原理 (7)32174LS175 原理介绍 (7)32274LS00 原理介绍 (9)323.555原理介绍 (11)第四篇设计电路图介绍 (13)4.1电路设计图 (13)4.2.元件清单 (14)第五篇心得体会 (14)第一篇实验设计任务介绍1.1设计题目数控增益放大器的设计1.2实验目的1、掌握面包板搭接电路技术；2、学习调试系统电路，提高实验技能；3、了解竞赛抢答器的工作原理及其结构。
1.3实验内容1、设计任务：设计制作一个可容纳四组参赛的数字式抢答器。
2、设计要求：（1）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；（3）在主持人将系统复位并发出抢答指令后，若有参赛者按抢答开关，则提醒主持人（音频提示或信号灯亮），同时显示出抢答者的组别；（4）同时电路应具备自锁功能，使别组的抢答开关不起作用；（5）要求电路主要选用中规模 TTL或CMO S集成电路。
3、设计要点 :（ 1 ）抢答控制器：竞赛抢答器的核心，当任意一位参赛者按下开关时，抢答控制器立刻接受该信号，则提醒主持人（音频提示或信号灯亮），同时显示出抢答者的组别。
与此同时，封锁其他参赛者的输入信号，这就要求抢答器的分辨能力高（CP 为1MHZ）同时要求电路有4组输入和输出，电路可考虑用4个D触发器（74LS175）和与非门组成（74LS00和74LS20 ；（2）抢答控制输入电路：有 4个开关组成， 4人各控制一个，按下开关使相应控制端信号为高电平或低电平；（ 3）清零装置：供每次比赛前主持人使用，它保证每次抢答前使抢答器清零，避免电路误动作和抢答过程中的不公平。
四路抢答器电路组成及工作原理(含电路图)
电路组成及工作原理四路竞赛抢答器总电路原理图如图1所示。
图1 四路竞赛抢答器原理图1．抢答器电路原理：如图2，IO1，IO2，IO3，IO4分别为抢答器按钮的输入端，开始抢答，假设IO1抢答成功，通过四D触发器输出Q1=1，Q1’=0，而Q 2’=Q3’=Q4’=1,通过四输入与非门后，输出高电平，再经过反相器输出低电平，再经过两输入与非门，输出低电平，此时四D触发器处于保持状态，并且其他按钮的输入不起作用，IO1的抢答信号被锁存。
此时LED1发光并且蜂鸣器发出响声。
其他抢答按钮同理。
图2 抢答器部分电路图2.计时电路原理：计时电路为两片74LS160用置数法构成的31进制计数器，因为可以为了让答题者直观的看到30S这个时间点，所以设置了31进制的计数器。
两片的四个输入端均接低电平，两片的输出端分别接七段译码管直接显示数字，高位的74LS160芯片的Q1Q2接到一个二输入的与非门（U8A）输出到计数器的LD端、三输入与非门端、反相器端。
输出到LD端是为了构成31进制计数器，当高位变为3时，计数器置0。
输出到三输入与非门（U9A）和时钟脉冲、开关的电平信号一起输入到与非门中，这就是为什么能控制计时的开始与暂停了，当开关输入低电平时，无论是否有时钟信号，时钟均不发生改变，此时时钟信号为无效信号；而当开关输入高电平时，U8A输出也为高，因此，时钟信号为有效信号，因此，凭借这样的类似锁存的电路，就可以控制计时的开始与暂停。
而当时间到了30s时，U8A输出为低电平，时钟信号又成为无效信号，时间被停止在30s，此时将U8A信号通过一个反相器输出到蜂鸣器，蜂鸣器发出响声。
图3 计时器电路3.555函数发生器：输出高电平时间：T1=(R1+R2)Cln2 输出低电平时间：T2=R2Cln2 振荡周期：T=(R1+2R2)Cln2图4 555函数发生器。
四路抢答器(74ls279、48、148芯片)
目录1.设计任务与要求 (1)2.设计方案 (1)3.硬件电路设计 (3)4.主要参数计算与分析 (4)5.调试过程 (6)6.结论 (6)7.附录 (7)8.参考文献 (9)1 设计任务与要求1.可同时供四名选手参赛，其编号分别是1-4，各用一个抢答按钮，按钮的编号和选手的编号相对应，给节目主持人设置一控制开关，用于控制系统的清零（编号现实数码管灭灯）抢答开始。
2抢答器具有数据锁存和显示的功能，抢答开始后，若有选手按抢答按钮，其编号立即锁存，并在数码管上显示该选手的编号，同时封锁输入电路，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 设计方案2.1 原理当主持人控制开关S置清零端时，RS触发器的R端均为“0”，4个触发器输出1Q-4Q 全部为零，使74LS48的BI=0，数码管显示全灭；同时74LS148的选通输入端ST=0，使之处于工作状态，此时锁存电路不工作。
当主持人将开关“S”置于“开始”端时，优先编码器和锁存电路同时处于工作状态，即抢答器处于等待工作状态，等待信号输入端信号输入，当有选手按下时，比如“SO”按下时，74LS148的输出Y2Y1Y0=000，经RS锁存后，BI=1,74LS279处于工作状态，4Q3Q2Q=A2A10=000，经74LS148译码后，显示器显示“0“图2-1四路抢答器原理图2.2 设计使用芯片及各芯片作用2.2.1 74LS148芯片74LS148是一个八线-三线优先级编码器。
图2-2 74LS148引脚图74LS148优先编码器管脚功能介绍:74LS148为16脚的集成芯片，电源是VCC(16)、GND(8),I0—I7为输入信号，A2,A1,A0为三位二进制编码输出信号，IE是使能输入端，OE 是使能输出端，GS为片优先编码输出端。
2.2.2 74LS48芯片74LS48芯片是一种常用的七段数码管译码器驱动器，常用在各种数字电路和单片机系统的显示系统中。
四路抢答器的工作原理
四路抢答器的工作原理
四路抢答器是一种用于比赛或课堂互动的设备，它的工作原理可以分为以下几个步骤：
1. 选择器工作原理：四路抢答器通常由一台主机和多个从机组成。
主机负责控制整个系统的运行，具有选题的功能。
从机用于抢答者按键进行抢答。
当选中一个从机进行答题时，主机通过选择器的工作原理确定并显示出抢答者的答题结果。
2. 按键传输原理：抢答者按下从机上的按钮，会产生一个电信号。
此信号通过电路传输给主机。
通常使用的是串行传输方式，通过数据线将按键信息传送给主机。
3. 选择器工作原理：主机内部有一个选择器，负责识别从机的信号。
选择器会扫描每个从机，当检测到有按键信号输出时，就会确定该从机为答题者，并停止扫描其他从机。
这样可以确保答题者能够被准确地识别和显示。
4.结果显示原理：当选择器确定答题者后，主机会根据答题者
信息，在显示屏上显示答题者的编号或名称，以确定答题者的身份。
通过上述步骤，四路抢答器能够准确地选择和显示答题者的答题结果，实现比赛或课堂互动的目的。
四路抢答器原理(一)
四路抢答器原理(一)四路抢答器原理什么是四路抢答器？四路抢答器是一种用于比赛或教育考试中的设备，用于多人同时参与答题，并且能够实时记录参与者答题情况。
四路抢答器原理四路抢答器的原理很简单。
通过四个按钮来代表四个参与者，每次需要回答问题时，主持人会发出“开始”指令，参与者按下对应的按钮。
抢答器会随机选择一个参与者，将指示灯亮起，然后主持人宣布该参与者回答问题的权利。
如果该参与者回答正确，抢答器会记录该参与者的得分，并在下一次抢答中从候选名单中移除。
如果该参与者回答错误，抢答器会记录其错误，但该参与者仍可以参与下一轮抢答。
优点四路抢答器的使用有很多优点。
首先，它能够使参与者积极参与到答题比赛中，增加比赛的趣味性。
其次，它能够提高参与者的答题速度和准确性。
最后，它能够通过实时记录答题情况，使得主持人和评委们能够实时了解参与者的表现。
相关注意事项使用四路抢答器时，需要注意以下事项：•选手需要遵守比赛规则，如违反规则将被扣分等；•参赛人员要注意安全，不能将电器设备放在水或潮湿环境中；•避免设备长时间使用，以免对设备产生过热、损耗或损坏。
结语总体来说，四路抢答器是一种非常实用的设备，可以应用到各种不同的场景中。
而对于教育和培训机构来说，使用四路抢答器还可以帮助学生更好地掌握知识点，提高学习效率。
如何使用四路抢答器？下面是使用四路抢答器的具体步骤：1.将抢答器的四个按钮与四个参与者的编号对应。
2.将抢答器的电源接通，确认抢答器工作正常。
3.按下“复位”按钮，将抢答器的状态重置。
4.开始比赛，由主持人宣布比赛开始，并给出第一个问题。
5.参与者按下对应编号的按钮进行抢答。
6.抢答器随机选择一个参与者，指示灯亮起，主持人宣布该参与者回答问题的权利。
7.如果该参与者回答正确，抢答器记录其得分，从候选名单中移除并继续下一轮抢答。
8.如果该参与者回答错误，抢答器记录其错误，但该参与者仍可参与下一轮抢答。
9.比赛结束后，可以通过抢答器上的显示屏或其他外接设备查看参与者得分情况。
四人智力竞赛抢答器电路原理及设计
目录一、设计目的 (2)二、设计任务与要求 (2)1、设计任务 (2)2、设计要求 (2)三、四人智力竞赛抢答器电路原理及设计 (3)1、设计方案 (3)2、系统框图 (3)3、方案比较 (4)方案1 (4)方案2: (4)方案3： (4)4、单元电路设计及元器件选择 (4)（1）抢答电路 (4)（2）定时电路 (7)（3）报警电路 (9)（4）时序控制电路 (10)（5）元器件列表 (12)5、四路抢答器总电路图 (13)四、设计过程中的问题和解决办法 (13)五、设计成品的优点与不足 (14)六、心得体会 (14)七、实物图 (15)1、正面 (15)2、反面 (16)四人智力竞赛抢答器一、设计目的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名选手参加比赛的智力竞赛抢答器。
用数字显示抢答倒计时间，由“9”倒计到“0”时，无人抢答，蜂鸣器连续响1秒。
选手抢答时，数码显示选手组号，同时蜂鸣器响1秒，倒计时停止。
2、设计要求(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（抢答显示数码管灭灯）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，该选手编号立即锁存，并在抢答显示器上显示该编号，同时扬声器给出音响提示，封锁输入编码电路，禁止其他选手抢答。
抢答选手的编号一直保持到主持人将系统清零为止。
(4)抢答器具有定时（9秒）抢答的功能。
当主持人按下开始按钮后，定时器开始倒计时，定时显示器显示倒计时间，若无人抢答，倒计时结束时，扬声器响，音响持续1秒。
参赛选手在设定时间（9秒）内抢答有效，抢答成功，扬声器响，音响持续1秒，同时定时器停止倒计时，抢答显示器上显示选手的编号，定时显示器上显示剩余抢答时间，并保持到主持人将系统清零为止。
数字电路课程设计—四路抢答器
数字电路课程设计—四路抢答器数字逻辑课程设计报告——数字抢答器学院名称：通信与信息工程工程学院学生姓名：专业名称：信息工程班级：信息工程实习时间：2012年6月18 日——2012年6月29 日课程设计报告一．课程设计题目：四路数字抢答器二．任务和要求：设计一个数字式抢答器，具体要求如下：1．要求至少控制四人抢答，允许抢答时间为10秒，输入抢答信号实在“抢答开始”命令后的规定时间内，显示抢先抢答者的序号，绿灯亮。
2．在“抢答开始”命令前抢答者，显示违规抢答者的序号；红灯亮。
3．选做：在“抢答开始”命令发出后，超过规定的时间无人抢答，显示无用字符（可自行确定）。
4．选做：不仅能显示抢答者的序号并且能显示抢答次序。
三．总体方案的选择方案一：其工作原理为：接通电源后，主持人将开关拨接地，抢答器处于禁止状态，组号显示器显示“0”，定时器显示时间(0秒)；若有队员在此时抢答，则表示犯规，违规报警电路的红灯亮，并显示其组号；由于锁存电路的原因，只记录下第一组的组号。
在主持人读完题目后，将开关接上电源，宣布"开始"抢答，定时器开始计时，选手在10秒内抢答时，抢答器完成：优先判断、编号锁存、编号显示、绿灯提示。
当一轮抢答之后，定时器停止、禁止二次抢答、定时器显示经过的时间。
如果再次抢答必须由主持人再次操作“清零”和“开始”状态开关。
方案二：脉冲电路计 时 电 路译 码 电 路译 码 显 示控制 电路主持人开 关违规报 警电路译码显示译码电路锁存电路优先编 码电路抢答按钮方案二与方案一的原理大致相同，区别在于方案二是“先锁后编”，后者是“先编后锁”：方案一的实现要用148优先编码器 ，实际中其7IN 管脚的控制却比较复杂，还要设法控制75的使能端；方案二则直接将抢答信号作为75锁存器的输入信号，再使用或非门来实现编码，且其只受锁存电路的控制，所以只需控制好75 的使能端即可。
故采用方案二。
四．单元电路的设计 1.脉冲电路：由555电路提供CP 脉冲信号脉冲电路计 时 电 路译 码 电 路译 码 显 示控制 电路主持人开 关违规报 警电路译码显示译码电路选手号转换电路锁存电路抢答按钮2.抢答锁存电路：在这一部分，最主要的是锁存电路，锁存电路主要由7475来实现，当74LS75的4，13号管角的信号为“0”时，它将保持原来的状态：74LS75真值表：D C Q1 1 10 1 0X 0 Qn74LS75的管脚图为：747514131211109123456715VccD 0Q 0D 1Q 3100-12281613E 2-3D 2D 3输入输出E D LH H H L XQ Q H L LH7475功能表保持当有一组队员按下开关后（高电平有效），Q1,Q2,Q3,Q4中有一个信号 为1，则它们四个通过与非门后的信号为1，在通过非门后，它变为0， 接入G12,G34,7475实现锁存功能，保持状态不变。
基于MCS51单片机的四路抢答器课件
程序流程图如下
电路原理图及PCB制版图
四路智力抢答器电路原理图
四路智力抢答器PCB模块
程序设计
▪ 抢答器工作过程如下
▪ · 首先主持人选定倒计时时间，单片机扫描U3以 获取此信息。如果没有人为设置，默认为10s。
▪ · 在按下抢答按键之前，3个数码管全部显示“0”。
▪ · 按下抢答按键之后，蜂鸣器响一声，单片机开 始倒计时，数码管U6和U7显示倒计时时间，数 码管U8显示“0”。
▪ void send_data(uchar);
▪ uchar set_time(void); 时时间
▪ bit control_key(void); 是否按键
▪ uchar get_key_num(void); 个参赛者按键
▪ void display_time(void); 时剩余时间
//初始化MAX7219 //向控制寄存器写数
▪ 完成上述功能的电路包括时间设定开关、声光显 示、按键控制以及按键锁存等部分
各模块功能
▪ 单片机部分 ▪ 时间设定模块 ▪ 按键模块 ▪ 数码管显示模块 ▪ 蜂鸣器模块
单片机部分
▪ 通过读取P3.7～P3.3 的状态决定倒计时时 间；通过读取P1.3～ P1.0的状态读取按键 情况；通过P2.4～ P2.2控制显示模块以 显示按键者的号码和 倒计时所剩时间；通 过P0.1控制蜂鸣器
key_flg=1;
//设置有人按键答题标志
TR0=0;
//停止T0运行
}
else
//否则循环检测
{
display_time();
//并显示剩余时间
continue;
}
}
if(key_flg==1)
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电路组成及工作原理
四路竞赛抢答器总电路原理图如图1所示。
图1 四路竞赛抢答器原理图
1．抢答器电路原理：
如图2，IO1，IO2，IO3，IO4分别为抢答器按钮的输入端，开始抢
答，假设IO1抢答成功，通过四D触发器输出Q
1=1，Q
1
’=0，而
Q 2’=Q
3
’=Q
4
’=1,通过四输入与非门后，输出高电平，再经过反相器输
出低电平，再经过两输入与非门，输出低电平，此时四D触发器处于保持状态，并且其他按钮的输入不起作用，IO1的抢答信号被锁存。
此时LED1发光并且蜂鸣器发出响声。
其他抢答按钮同理。
图2 抢答器部分电路图
2.计时电路原理：
计时电路为两片74LS160用置数法构成的31进制计数器，因为可以为了让答题者直观的看到30S这个时间点，所以设置了31进制的计数器。
两片的四个输入端均接低电平，两片的输出端分别接七段译码管
直接显示数字，高位的74LS160芯片的Q
1Q
2
接到一个二输入的与非门
（U8A）输出到计数器的LD端、三输入与非门端、反相器端。
输出到LD端是为了构成31进制计数器，当高位变为3时，计数器置0。
输出到三输入与非门（U9A）和时钟脉冲、开关的电平信号一起输入到与非
门中，这就是为什么能控制计时的开始与暂停了，当开关输入低电平时，无论是否有时钟信号，时钟均不发生改变，此时时钟信号为无效信号；而当开关输入高电平时，U8A输出也为高，因此，时钟信号为有效信号，因此，凭借这样的类似锁存的电路，就可以控制计时的开始与暂停。
而当时间到了30s时，U8A输出为低电平，时钟信号又成为无效信号，时间被停止在30s，此时将U8A信号通过一个反相器输出到蜂鸣器，蜂鸣器发出响声。
图3 计时器电路
3.555函数发生器：
输出高电平时间：T1=(R1+R2)Cln2
输出低电平时间：T2=R2Cln2
振荡周期：T=(R1+2R2)Cln2
图4 555函数发生器。