4路智力抢答器及原理电路图
四路抢答器的设计(C51)
case 0xf7: //键 4 按下:一号选手抢答处理 if(start_flag==0) //犯规操作处理 {
//
j[0]=1; display(); P3=0xf9; delay(200); P3=0xfb; break; } if(chaos_flag==1||qiang_flag==1) break; else { P3=0xef; sec=8; TR0=1; j[0]=1; buffer_zone(); display(); qiang_flag=1; } break;
/********显示函数***********/ void display() { temp=0xfe; for(k=0;k<8;k++) { P2=temp; P0=i[j[k]]; delay(2); temp=_crol_(temp,1); } } /*********函数初始化*********/ void inti0() { TMOD=0x01; TH0=(65535-50000)/256; TL0=(65525-50000)%256; EA=1; ET0=1; TR0=0; } /********中断函数**********/ void zd() interrupt 1 { TH0=(65535-50000)/256; TL0=(65525-50000)%256; m++; if(m==20) { m=0; sec--; buffer_zone(); if(sec<=0) { P3=0xf5; delay(400); P3=0xf7; TR0=0; j[0]=11; j[6]=11; j[7]=11; while(1); }
case 0xdf: //键 6 按下:三号选手抢答处理 if(start_flag==0) //犯规操作处理 { j[0]=3; display(); P3=0xf9; delay(200); P3=0xfb; break; } if(chaos_flag==1||qiang_flag==1) //超时或已有选手抢答处理 break; else { TR0=1; P3=0xbf; j[0]=3; display(); sec=8; // buffer_zone(); qiang_flag=1; } break; case 0xbf: //键 7 按下:四号选手抢答处理 if(start_flag==0) //犯规操作处理 { j[0]=4; display(); P3=0xf9; delay(110); P3=0xfb; break; } if(chaos_flag==1||qiang_flag==1) //超时或已有选手抢答处理 break; else { TR0=1; P3=0x7f; j[0]=4; display(); sec=8;
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。
四路智力竞赛抢答电路设计报告
四路智力竞赛抢答器设计报告姓名：专业：学号：指导教师：2012年1月10日四路智力竞赛抢答器随着我国经济和文化事业的发展，在很多竞争场合都要求有快速公正的竞争裁决。
例如证券、股票交易及各种智力竞赛等。
在现代生活中，智力竞赛更是作为一种生动活泼的教育形式和方法能够引起观众的极大兴趣。
而在竞赛中往往分为几组参加，这时针对主持人提出的问题，各组一般都要进行必答和抢答，对必答一般有时间限制，到时有声响提示；对于抢答，要判定哪组先按键，为了公正，这就要有一种逻辑电路抢答器作为裁判员，一般抢答器由很多门电路组成，线路复杂，可靠性低，特别是抢答路数增多时，实现起来就更加困难。
在此设计了一种利用数字电路实现的抢答系统，具有很强的实用性。
数字抢答器由主体电路与扩展电路组成。
优先编码器、锁存器、译码电路将参赛队的输入信号在显示器上输出。
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，编号立即锁存，并由LED 显示灯上显示，同时所存输入电路，禁止其他选手抢答。
优先抢答选手一直保持到主持人将系统清零为止。
一、设计任务1、4名选手编号为：K1，K2，K3，K4。
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（即K5开关）用来控制系统清零（抢答显示LED显示灯灭灯）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，封锁输入编码电路，禁止其他选手抢答。
抢答选手的LED灯一直保持到主持人将系统清零为止。
4、如果抢答定时已到，却没有选手抢答时，本次抢答无效。
封锁输入编码电路，禁止选手超时后抢答。
二、设计要求1、抢答器可供四人竞赛时使用，每个参赛者均设有一个抢答按钮。
2、电路具有优先抢答权功能，即对第一抢答者的信号具有鉴别和锁存功能。
3、电路能够显示获得抢答权者的编号，并通过亮灯表示已经有人抢到答题权。
4、电路具有复位功能，当一轮抢答结束后，由主持人将系统复位，可进行下一轮抢答。
数字电路课程设计：四路智力抢答器
数字电路课程设计四路智力抢答器设计者:李自然（04063170）朱建文（04063180）陈乾坤（04063122）四路智力抢答器一、设计目的•（1）了解智力抢答器装置的基本组成和工作原理。
•（2）进一步了解有关集成电路的功能和使用方法。
（3）熟悉数字电路系统的计算机仿真设计方法及调试技术二、实验环境（1）实验设备：计算机、MULTISIM 2001软件。
（2）实验器件：74LS148、触发器、门电路、BCD-七段译码器、555定时器、数码管、发光二极管、按钮、电阻、电容、蜂鸣器等三、实验设计任务与要求•1. 抢答器同时供4名选手或4个代表队比赛，分别用4个按钮就J1~J4表示。
•2. 设置一个系统清除和抢答控制开关J5，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。
•四、四路智力抢答器原理图五、设计原理与参考电路（1）按键电路和封锁电路（2）号码显示电路（3）灯闪烁与声响电路1、按键电路和封锁电路应答按键即J1~J4采用的都是无自锁的常闭微动按钮。
先按动者，常闭触电断开，即可发出一个上升沿强大时钟信号，使对应路的触发器的输出是高电平。
同时该高电平又通过或非门使其他路的触发器的复位端有效，以封锁其他3路的按键作用。
•在选手抢答成功后，主持人按一下J5键，产生一个正脉冲信号，通过或非门的负脉冲输出，可使4个触发器复位、清零按键电路和封锁电路电路图按键电路和封锁电路电路图IO1输出的时序图2、号码显示电路•如图所示。
抢答成功后，案件保持与封•锁电路将优先案件者对应的那路输出Q置1，Y=0，其他路的输出Q=0,而Y=1。
因此可以将按键保持与封锁电路的输出Y1~Y4作为编码器74LS138的编码申请端，实现对按键1~4的编码，并通过7段译码器驱动器及LED共阴极数码管显示选手的号码•当无选手抢答或主持人按下J5复位键是，Y1~Y4都为高电平，无编码申请，输出YS为低电平，使姨妈驱动器灭灯端有效，数码管指示熄灭。
四路抢答器ppt
四路抢答器制作人：程杰珊
于丰源
王琪
柴德良
李林峰
抢答器作用
1.在竞赛、文体娱乐活动（抢答活动）中，能准确、公正、直观地判断出抢答者。
2.通过抢答者的指示灯显示、数码显示和警示显示等手段指示出第一抢答者和犯规选手。
四路抢答器的工作原理
1. 本电路采用单片机AT89S51作为控制芯片，
单片机的外接四个发光二极管,作为四位选手的犯规信号指示灯，P2口接入一个犯规报警装置，选用嗡鸣器。
抢答按键选择独立式键盘。
2.数码管采用共阳极七段显示，其内部发光二极管为共阳极接高电平，用PNP型三极管驱动，当对应发光二极管一端为低电平时发光二极管点亮，显示的数字由送入的字节数据控制。
• 3. 软件设计分析首先在程序的开始为选手设置了一段违规程序，该程序的作用是为了防止选手在主持人没有按下抢答键时，有的选手已经提前抢答了，本次抢答为无效抢答，并有报警和指示灯显示该位选手的选号，做违规处理，if(kaishi==1)//当开始没按下时
•{ if(s1==0)
•{ c1=0;
•1b=0;//灯亮
•delay_ms(50);//响起警报
•}
•}。
4.抢答完毕之后按复位开关开始到复位状
态。
主要原器件
作品效果图
四路抢答器的电路图
心得体会
•一份汗水一份收获，经过我们两周的努力终于将作品展现在各位老师的面前。
经过这一次的实训我们收获了很多很多。
•通过这次我们体验到了成功的快乐，其次提高了我们的动手能力和团队合作精神，我们也学到了不少的专业知识。
获得了很多在课本上学不到的知识！。
实训套件—四路抢答器(含线性电源)
实训套件—四路抢答器湖南科瑞特科技股份有限公司 - 1 -实训套件—四路抢答器元器件布局图实训套件—四路抢答器湖南科瑞特科技股份有限公司 - 3 -三、焊接说明本套件分为SMT 和直插两类，电路板都为单面PCB 板，直插套件焊接注意事项：1、注意R18与R19焊接正确(R18可用270欧代替)。
2、变压器输入输出绕组焊接正确。
四、使用说明四路抢答器具有清零和抢答控制，可由主持人操纵避免有人在主持人说“开始”前提前抢答违反规则。
优先判断、编号锁存，通过LED 显示。
当一轮抢答之后，最先抢答选手的LED 点亮，禁止二次抢答。
如果再次抢答必须由主持人再次操作"复位"状态按键S5。
根据电路原理图，四路按键S1，S2，S3，S4对应的显示灯是D1，D2，D3，D4。
74HC175的时钟由555振荡电路产生。
初始状态：当有时钟信号输入到CLK 引脚时，D 触发器的输入等于输出，四路输入引脚为低电平，输出引脚Q 端输出低电平，三极管Q1，Q2，Q3，Q4截止。
发光二极管D1，D2，D3，D4处于熄灭状态。
四路输出引脚/Q 输出高电平到74HC30(8路与非门)，38KHz 时钟输入有效至74HC175的CLK 引脚。
抢答状态：当主持人宣布抢答有效，选手按键抢答，假设1号选手最先按下S1键，D 触发器的输入D1等于输出Q1（高电平），三极管Q1导通，发光二极管D1点亮。
此时，/Q1引脚输出电平到74HC30（8路与非门），时钟信号被锁存，74HC30输出端一直为高电平。
D 触发器停止工作，其它选手按键无效。
复位状态：再次抢答，主持人按下键S5是D 触发器复位，回到初始状态。
四路抢答器原理
四路抢答器原理
四路抢答器是指可以同时连接四个组别的抢答器设备，用于课堂和会议等场合。
其原理是通过一个中央控制器将四个抢答器连接在一起，并控制抢答器的工作状态。
通常，中央控制器会发出信号，使四个抢答器同时开始工作，等待用户抢答。
当用户按下抢答器上的按钮时，抢答器会向中央控制器发送信号，表示该用户抢到了答题权。
中央控制器会记录下抢答器的编号，并在显示屏上显示出来。
同时，中央控制器会停止向其他抢答器发送信号，以保证只有一个用户能够回答问题。
如果出现多个用户同时按下按钮的情况，中央控制器会根据设定的规则来确定答题权的归属。
例如，可以按照时间顺序或者随机顺序来判断先后顺序，以保证公平性和准确性。
总之，四路抢答器通过中央控制器实现了多个用户同时抢答的功能，方便了课堂和会议的管理，并提高了答题的效率和准确率。
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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1．设计目的
当今的社会竞争日益激烈，选拔人才，评选优胜，知识竞赛之类的活动愈加频繁，而在竞赛中往往分为几组参加，这时针对主持人提出的问题，如果要是让抢答者用举手等方法，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。
比赛中为了准确、公正、直观地判断出第一抢答者，这就要有一种抢答设备作为裁判员，这就必然离不开抢答器。
在数字电路设计的过程中具体的目的如下：
1）巩固和加深对电子电路基本知识的理解，提高综合运用本课程所学知识的能力。
2）培养根据设计需要选学参考书籍，查阅相关手册、图表和文献资料的自学能力，并掌握抢答器的基本原理，掌握4D锁存器、计数器、555定时器的工作原理和使用方法。
3）通过电路方案的分析、论证和比较，设计计算和选取元器件、电路组装、调试和检测等环节，初步掌握简单实用电路的分析方法和工程设计方法。
4）学会简单电路的实验调试和性能指标的测试方法，提高学生动手能力和进行数字电子电路实验的基本技能，学会使用Multisim仿真软件。
2．设计要求及方案论证
2．1设计要求
（1）四组参赛者在进行抢答时（用4组彩灯代表），当抢先者按下面前的按钮时，抢答器能准确地判断出抢先者，并以声、光为标志。
要求声响、光亮时间为9秒后自动熄灭。
（2）抢答器应具有互锁功能，某组抢答后能自动封锁其他各组进行抢答。
（3）抢答器应具有限时（抢答时间、回答问题时间）的功能。
限时档次分别为30秒、60秒、90秒；时间到时应发出声响。
同时，时间数据要用数码管显示出来。
（4）抢答者犯规或违章时，应自动发出警告信号，以提示灯光闪为标志。
（5）系统应具有一个总复位开关。
2．2方案论证
方案一，用优先编码器74LS148和74LS279锁存器实现抢答和锁存功能，用加法器74LS160实现计数功能，但此方案电路繁琐复杂，不做选用。
方案二，用4D触发器74LS175实现抢答并锁存功能，用计数器74LS192实现定时功能，此方案电路相对简单，并且74LS192可以实现减数倒计时功能，所以选用方案二。
3．原理框图
4．单元电路设计
4．1抢答电路设计
4．1．1抢答电路及原理
原理：当主持人按下复位开关时，D触发器的清零端为低电平，使D触发器被强制清零，实现复位。
当开始抢答时，D触发器Q非端前一状态为高电平，四个Q非端与在一起为高电平，跟脉冲产生器产生的脉冲信号与处理后送给CLK 端，使CLK产生上升沿，使抢答有效，小灯亮有声响，这时四个非Q端与在一起为低电平，跟脉冲信号与处理后使CLK低电平，保持前一状态，从而封锁了其他选手抢答。
4．1．2元器件介绍
四上升沿D 触发器74LS175引脚图：
CP 时钟输入端（上升沿有效）CR 清除端（低电平有效）1D～4D 数据输入端
1Q～4Q 输出端
1 Q ～4 Q 互补输出端
图1 抢答电路图
功能表：
4．2定时电路设计
4．2．1定时电路及原理
原理：由555定时器秒脉冲产生电路、十进制同步加减计数器74LS192减法计数电路、74LS48译码电路和2个7段数码管即相关电路组成。
两块74LS192
实
图2 定时电路图
现减法计数，通过译码电路74LS48显示到数码管上，其时钟信号由时钟产生电路提供。
74192的预置数控制端实现预置数，设定一次抢答的时间，通过预置时间电路对计数器进行预置，计数器的时钟脉冲由秒脉冲电路提供。
按键弹起后，计数器开始减法计数工作，并将时间显示在共阴极七段数码显示管SEVEN_SEG_COM_K上，当有人抢答时，停止计数并显示此时的倒计时时间；如果没有人抢答，且倒计时时间到时，
BO输出低电平到时序控制电路，以后选手抢
2
答无效。
4．2．2元器件介绍
1．74LS192芯片的介绍
1）74LS192的引脚图：
2）74LS192功能表：
其中：TC
U 是加计数进位输出端，当加计数到最大数值时，TC
U
发出一个低
电平信号（平时为高电平）；TC
D 为见计数借位输出端，当减计数到0时，TC
D
发
出一个低电平信号（平时为高电平），TC
U 和TC
D
负脉冲宽度等于时钟低电平宽
度。
2．四线－七段译码器/驱动器74LS48 1）74LS48引脚图：
2）74LS48功能表
4．3 报警电路的设计
4．3．1报警电路及原理
图3 报警电路图
原理：将Q非与信号与复位信号进行与非处理后，与脉冲输入端再进行与处理，送到发光二极管，若在主持人按键前选手先按键，则犯规，发光二极管得到脉冲信号闪烁。
5．总电路图
6．心得体会
这一课程设计使我们将课堂上的理论知识有了进步的了解，并增强了对数字电子技术这门课程的兴趣。
了解了更多电子元件的工作原理，如：74LS175、
74LS48、74ls192等。
但同时也暴露出我在知识上掌握不足等缺点。
其次在此次设计过程中由于我们频繁的使用一电子设计软件如：Multisim等，因此使我熟悉了软件的使用，同时在电脑的电子设计和绘图操作上有了进一步提高。
加上在设计过程中遇到了一些问题，使得我得查找相关资料，从而增长知识的同时增强解决问题和动手的能力，锻炼我做事细心、用心、耐心的能耐。
这一课程设计，使我向更高的精神和知识层次迈向一大步。
所以在以后的学习生活中，我会努力学习，培养自己独立思考的能力，积极参加多种设计活动，培养自己的综合能力，从而使得自己成为一个有综合能力的人才而更加适应社会。
参考文献
[1]康华光.电子技术基础数字部分.北京：高等教育出版社，2006
[2] 王彦朋.大学生电子设计与应用.北京：中国电力出版社，2007
[3]张钦双.实用电子电路200例.北京：机械工业出版社，2003
[4]陈有卿.实用555时基电路300例.北京：中国电力出版社，2004
[5]常华.仿真软件教程.北京：清华大学出版社，2006
目录
1．设计目的 (1)
2．设计要求及方案论证 (1)
2．1设计要求 (1)
2．2方案论证 (2)
3．原理框图 (2)
4．单元电路设计 (2)
4．1抢答电路设计 (2)
4．1．1抢答电路及原理 (2)
4．1．2元器件介绍 (3)
4．2定时电路设计 (4)
4．2．1定时电路及原理 (4)
4．2．2元器件介绍 (5)
4．3 报警电路的设计 (7)
4．3．1报警电路及原理 (7)
5．总电路图 (7)
6．心得体会 (9)
参考文献 (9)。