六路抢答器的设计与制作

毕业设计（论文）（2008届）

题目六路抢答器的设计与制作

系别信息电子系

专业应用电子技术

班级

姓名

指导教师

2008年 5 月26 日

摘要 (3)

第1章抢答器的设计要求及功能 (4)

1.1 设计要求 (4)

1.2 扩展功能 (4)

1.3 设计电路方框图 (4)

第2章抢答器主要电路设计 (5)

2.1译码驱动设计 (5)

2.2 开始提示电路设计 (6)

2.3 定时电路设计 (7)

第3章电路扩展设计 (9)

3.1可预置时间的定时电路 (9)

3.2 报警电路 (10)

第4章电路的制作与调试 (12)

心得体会 (13)

参考文献 (14)

致谢 (15)

附录一六路抢答器的整体电路图 (16)

附录二电路元器件明细表 (17)

附录三芯片内部结构图及引脚图 (18)

六路抢答器设计与制作

【摘要】数字电路在日常生活中的应用很多，随着它的发展，其应用将会越来越广泛。工厂、学校和电视台等单位常举办各种智力比赛，抢答器是必要设备。抢答器是一名公正的裁判员，它由主体电路与扩展电路组成，其基本原理是主持人按开始按钮示意开始，利用一个优先编码器，译出最先抢到答题权的选手的编号，并经LED显示器显示出来，同时还要封锁电路以防其他选手再抢答。本文所介绍了一种六路抢答器的设计与制作。【关键词】抢答；锁存；计时；显示

第1章抢答器的设计要求及功能

1．1设计要求：

1、设计一个同时可供6名选手或6个代表队参加比赛，他们的编号分别为“0”、“1”、“2”、“3”、“4”、“5”各用一个抢答按钮，编号与参赛者的号码一一对应，分别为“S0”、“S1”、“S2”、“S3”、“S4”、“S5”。

2、抢答器具有数据锁存功能，并将锁存的数据用LED 数码管显示出最先抢答成功者的编号。抢答器对抢答选手动作的先后有很强的分辨能力，即使他们的动作仅相差几毫秒，也能分辨出抢答者的先后来，优先抢答选手的编号一直保持到主持人将系统清除为止。抢答后显示优先抢答者序号，同时发出音响。并且阻止其它抢答者的序号。

3、给节目主持人设置一个控制开关，用来控制系统清零“S8”和抢答开始“S9”。

1.2 扩展功能

1、当主持人按下“S8”开关，使得抢答器再次进入禁止状态，选手编号的LED 数字显示器灯熄灭，电路进入原来的初始状态，准备进入下一轮的抢答。

2、抢答器具有定时抢答的功能，且一次抢答的时间长短由主持人设定，当主持人启动“S9”开关后，定时开始绿灯亮红灯灭允许作答，定时结束绿灯灭红灯亮不得作答。

1.3 设计电路方框图

根据抢答器的功能要求，电路框图如图1.1所示：

图1.1 电路框图

抢答按钮

编码器

数码显示器

锁存器

开始按钮

振荡器

扬声器

复位按钮

定时按钮

定时器

显示器

七段显

示译码器

第2章抢答器主要电路设计

2.1译码驱动设计

为了将编码显示出来，需用显示译码电路将计数器的输出数码转换为数码显示器件所需要的输出逻辑和一定的电平，这种译码器通常称为７段译码显示驱动器。

显示器件采用7段数码管显示电路。7段数码管显示电路有共阳显示模式和共阴显示模式两种。

如果7段数码管选用共阳显示模式，那就需要选用如74LS47等译码驱动集成电路。连接时将7段数码管的abcdefg7个发光二极管的正极连接在一起并接到5V电源上，而把其余的7个负极接到74LS47相应的abcdefg输出端上。

如果7段数码管选用共阴显示模式，那就是把7段数码管的abcdefg 7个发光二极管的负极连接在一起并接地；同它们的7个正极分别接到译码驱动电路的相对应的驱动端上，并且由译码驱动电路输出高电平时，点亮7段数码管的相应笔划，如果要显示数字1，那么译码驱动电路输出段bc为高电平，其他段扫描输出端为低电平。配接共阴显示模式数码管的译码驱动集成电路有74LS48、CD4511等。

本设计拟采用共阴显示模式的7段数码管显示电路，所以选择CD4511。CD4511功能表如表2.1所示:

表2.1 HCF4511真值表

输入输出

LE /BI /LT D C B A a b c d e f g 显示

X X 0 X X X X 1 1 1 1 1 1 1 8

X 0 1 X X X X 0 0 0 0 0 0 0 消隐

0 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 0 0

0 1 1 0 0 0 1 0 1 1 0 0 0 0 1

0 1 1 0 0 1 0 1 1 0 1 1 0 1 2

0 1 1 0 0 1 1 1 1 1 1 0 0 1 3

0 1 1 0 1 0 0 0 1 1 0 0 1 1 4

0 1 1 0 1 0 1 1 0 1 1 0 1 1 5

0 1 1 0 1 1 0 0 0 1 1 1 1 1 6

0 1 1 0 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 7

0 1 1 1 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 8

0 1 1 1 0 0 1 1 1 1 0 0 1 1 9

0 1 1 1 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 消隐

0 1 1 1 0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 消隐

0 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 消隐

0 1 1 1 1 0 1 0 0 0 0 0 0 0 消隐

0 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 消隐

0 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 消隐

1 1 1 X X X X 锁存* 锁存*

CD4511常用于驱动共阴极LED数码管显示器的 BCD 码—七段码译码器。具有BCD 转换、消隐和锁存控制、七段译码及驱动功能的CMOS电路，能提供较大的拉电流，可直接驱动LED显示器，方便地将信号传送给7段数码显示管。

但HCF4511与LED数码显示器件连接时要加限流电阻，否则通电后会把7段译码管烧坏。通常数码管的工作电流选取在10-20mA，电流太小了，7段数码管不太亮；电流过大，7段数码管容易损坏。限流电阻的选取为： R = 5 - 发光二极管的工作电压/发光二极管的工作电流。一般发光二极管的工作电压在 1.8V--2.2V。理论上我暂时按照3V/10m =300Ω来设计，实际阻值的大小，可以在调试中再调整。

2.2 开始提示电路设计

当节目主持人按动S8按钮的瞬间，扬声器发出声音，提示各参赛人员可以进行抢答，避免了主持人口头说“开始”的主观性，能够给各参赛人员一个更公平的竞争。

开始提示电路由555集成电路、三极管驱动电路和扬声器等构成。电路如图2.2所示。555集成电路与外围元件组成多谐振荡器，555集成电路的第①脚与开关S8相连，当S8按下时，①脚接地，电路起振，产生约900～1KHz的方波信号。

，

图2.2 开始提示电路

其工作过程是：假定初始时刻6脚外接的电容C2两端的电压为0，则当NE555集成电路接通电源并按下S8后，由于电容器两端电压不能突变，6脚电位因此小于1/3 Vcc，输

出端3脚为高电平。555内部放电端即7脚与地断路，直流电源通过电阻R14、 R15向电容充电，电容两端电压开始上升，即6脚电位上升，当6脚电位上升到2/3 Vcc时，内部触发器翻转，3脚输出端Vo为低电平。555内部放电管TD导通，放电端7脚与地接通，电容C便通过R15放电，使6脚电位下降。当6脚电位下降到1/3 Vcc时，触发器又被复位，Vo翻转为高电平，电容C2放电结束，555内部放电管TD截止，Vcc又将通过R14、R15向电容C2充电，Vc由1/3 Vcc上升到2/3 Vcc。这时，触发器又发生翻转。如此周而复始，在输出端就得到一个周期性的方波。充电时间t1≈0.7(R1+R2)C，放电时间t2≈0.7R2C ，那么振荡周期T = t1 + t2。所以，该振荡器的振荡器频率为：

fo=1.43/[(R1+2R2)C]

推动扬声器发声。

其输出信号经三极管Q

2.3 定时电路设计

由节目主持人根据抢答题的难易程度，设定一次答题时间，通过调节电位器R16的电阻大小，来改变电解电容C4的充放电时间，从而控制答题的时间长短。定时开始时，绿灯亮，定时结束时，红灯亮。具体电路如图2.3所示。

图2.3 定时电路

，本电路采用555作为定时器，电源接通后，按下S9，6脚得到的电压将大于2/3V

3脚输出端输出低电平，D7指示灯亮；松手一刹那，定时开始，此时U4的②、⑥脚为高电平，U4 ③脚输出低电平，发光二级管D7两端的电压大于其导通电压还是发光的，而D8两端的电压低于其导通电压而截止。同时，C4上的电压开始通过R16放电，C4的放电使得②、⑥脚电位逐渐下降，当下降至小于1/3 V

，时（定时结束），U4输出状态

翻转，U4 ③脚变为高电平，两发光二极管中，D7截止不发光，D8导通发光。555集成

定时器功能表见表2.4

表2.4 555集成定时器功能表输入

输出

阀值输入6脚

触发输入2脚复位4脚

输出3脚

D7 D8 ?

0 0 亮不亮小于Vcc 32

小于Vcc 31

1 1 不亮亮大于Vcc 32

大于Vcc 31

1 0 亮不亮小于Vcc 32

大于Vcc 3

不变

因为NE555定时器是双极型的，它具有较大的驱动能力，工作电源电压很宽，并能承受较大的负载电流。其内部是由3个阻值为5K 的电阻组成的分压器、2个电压比较器C1和C2、基本RS 触发器、放电管T D 以及缓冲器G 组成。NE555定时器的内部电路见附录4。其主要功能取决于比较器、比较器的输出控制RS 触发器和放电管T D 的状态。在图2.3中的4端口为复位输入端，当4为低电平时，不管其它输入端的状态如何，3脚输出端口总是低电平。因此，在此电路中，为了保证电路的正常工作，将4脚接为高电平。

由于定时器的主要功能取决于比较器，而555内部的比较器灵敏度高，它的振荡频率受电源电压和温度变化的影响小。因此，在本设计中，定时电路和报警电路的计时器都采用了NE555。

第3章电路扩展设计

3.1可预置时间的定时电路

定时电路也可采用有LED显示的计时电路，效果会更加好。

作为抢答器还需要一个可以预置时间的定时电路，可以设定一段时间，在这段时间内，如果没有人抢答成功，则到时间后会发出报警声。通过预置时间电路对计数器进行预置。该电路选用双时钟四位二进制同步可逆计数器74LS193进行设计。它的特点是两个时钟脉冲输入端CPu和CPd，在作减计数时，令CPu=1，计数脉冲从CPd端输入。当清零信号Rd=1时，不管时钟脉冲的状态如何，计数器的输出将被直接置零；当Rd==0，LD=0时，不管时钟脉冲的状态如何，将立即把预置数据输入端A、B、C、D的状态置入计数器的Qa、Qb、Qc、Qd端。秒脉冲由秒脉冲信号提供，秒脉冲信号是由图中的NE555定时器组成的多谐振荡器产生。可预置时间的定时电路如图3.2所示。

74LS193组成的计数电路中，可以将第一块集成块的输入端Qa和Qd端置“零”，Qb和Qc置“1”第二块的输入端Qa—Qd端全部置“零”，这样的预置数为60秒。主持人按动开关后，此电路就开始倒计时。74LS193的功能表如表3.1所示

清零Rd 预置

时钟

CPu CPd

预置数据输入

A B C D

输出

A B C D

H L L L ×

××

↑H

H ↓

××××

A B C D

××××

L L L L

A B C D

加计数

减计数

表3.1 74LS193功能表

+5V

OUT

Uco

TH 6D

U c c

G N D

555

68K

74LS48

定时到信号

10K S

控制开关

数据预置端

15K 10uF

0.1uF 1Q

定时到信号

+5V

+可预置时间的定时电路

A 3

7A 12A 2

6A 0

345

Y a

3Y g

A 3

7A 12A 2

6A 0

345Y a

Y g 15

110

9CPu

5CPd

LD 11

R d

110

9CPu

CPd

LD 11

R d

74LS19374LS19374LS4874LS48

图3.2可预置时间的定时电路

3.2报警电路

报警控制电路功能是：在选手按键抢答以及抢答时间倒计时到时的时候都会产生报警信号，由蜂鸣器或者指示灯显示出来，以提醒主持人和选手。报警电路的设计也可以采用555集成电路。

将NE555集成定时器与外围元件组成构成多谐振荡器，电路如图3.3所示

图3.3报警电路

R115K

68K 3

1K 510

100F

+5V

0.01uF

555

+5V

R4510

f＝1.43／［（RI＋2R2）C］，其输出信号经三极管推动扬声器。PR 振荡频率

为时序控制电路输出的控制信号，当PR为高电平时，多谐振荡器工作，即报警，这种情况发生的前提条件是有人抢答或者是抢答时间到而无人抢答。当PR为低电平时，电路停振。

本报警电路因选用NE555定时器组成的多谐振荡器和一个三极管，故电路结构简单。在NE555的5脚与地线间，接入了一个0.01uF电容，可以起滤波作用，以清除外来的干扰，确保电平的稳定。

根据抢答器的工作状态发出相应的声音提示，也可以通过音乐集成电路、三极管音频功放电路和扬声器发声。

第4章电路的制作、调试和检测

4．1 抢答器制作

抢答器的整体电路图如附录1中所示，根据电路图，制作过程如下：

1、检测与查阅元器件

首先检查下所用的每个元件的参数是否符合所设计的要求，再用万用表检测下每个元件的性能与好坏，如有坏的，及时更换。集成电路的话，要用数字集成电路测试仪检测。在通过查阅集成电路手册，标出电路图中各集成电路输入、输出端的引脚编号。

2、连接电路

在插器件之前，要注意线路板的处理，否则可能造成可焊接性差，容易引起虚焊。

在按电路图连接电路的时候，先在电路板上插好元器件，元器件在插装的时候，要注意集成电路的引脚、三极管的极性不要插错，同时也要保证集成电路各管脚与插座接触良好，管脚不能弯曲或折断。

在焊接之前，要重新检查下插好的元件以免插错。例如有极性电容，二极管等正、负极不能接反。

3、电子元器件的焊接

一个电路的最终完成，是在电路板上焊接电子元器件，焊接质量的好坏将直接影响到电路的性能和可靠性。焊件和焊接点要净化，焊接前，应将焊件和焊点表面处理干净，然后蘸上松香，镀上锡，以便焊接。

4、电路调试

在通电以前先用万用表检查各器件的电源接线是否正确，电路是否有短路现象。通电后应先检测电源供电压、电路的各点直流电位是否正常，如果不正常，要用万用表逐点排查，以检查线路板上的虚焊、搭焊和错焊点。

4．2 电路功能调试

制作完成后，按照抢答器的功能进行操作，若电路满足要求，说明电路没有故障。若某些功能不能实现，就要查找并排出故障，排出故障可按照信息流程的正向（由输入到输出）查找，也可以按信息流程逆向（右输出到输入）查找。

1、抢答电路的调试

抢答电路主要是由一块CD4511和一块TC4068以及一个七段LED数码显示器组成的。在调试时，可以在编码器的各输入端接上开关,当接上电源后,用各开关打开或断开来判断七段LED数码显示器是否显示正常。

2、定时电路调试

清零是由主持人控制的.这个电路比较简单，只有一个指示灯，当主持人开关断开时，指示灯通过接地连接到各触发器的清零端，这时七段LED数码显示器应显示为0，如果不为零则电路不正常。

4．3故障排除与分析

1、蜂鸣器不受控制

当电路通电以后，蜂鸣器马上发出声音，不管复位键怎么按都无效，蜂鸣器发出声音，必须三极管导通，三极管导通的条件，基极必须有正向导通电压，这个电压是或门提供的，经过电阻到达三极管基极，用万用表测量或门电压，发现没有电压，那三极管怎么会导通呢？仔细查看发现，三极管集电极和基极接反了，对调后，蜂鸣器一直叫的问题解决。

2、S1开关无效

按键S1无效，别的有效，说明后面的公共电路是正常，问题出在于S1触发器，通电以后，按下复位键，然后在按下S1，用万用表测量4013的1号脚电压，发现电压为5V正常，而到达开关二极管时电压变0V了，说明从1号脚到开关管的导线有断路，测量发现一处断开，用电烙铁焊接哦，问题解决。

3、数码管G不显示

开关S1按下，数码管显示1，正常，而2那下时。数码管显示的2中间差一横，数了，2由5个信号合成的，而现在只有4个信号，用万用表测量译码器输出，发现译码器，有5处信号（f、a、g、d、c）输出，而显示只有f、a、d、c四处。而g无显示，经过仔细查看测量发现G脚没接上。接上G脚后，少一横的问题解决。

心得体会

通过这次毕业设计，我学到了很多东西。首先从自己的所学的数字电路以及电路的知识出发，充分开发自己的潜能。在这次设计过程中，也遇到了各种各样的问题，并认真的解决了它们，从最基本的查元件，找资料做起。在设计之前，参考了许多相关的资

料，而且从网络和去书店查找了许多资料。

经过了几天抢答器的制作，留给我印象最深的就是：必须要有耐心和坚持下去的毅力，才能完成每一件事。在整个电路的安装调试过程，是一个非常考验人耐性的过程,那些芯片的管脚会让人眼花缭乱，只要一不留神就会接错线。等知道错了以后，检查起来是多么的麻烦。

在这次过程中，我深刻的体会到在设计过程中，需要反复实践，其过程很可能相当烦琐，有时花很长时间检查故障，分析原因，特别烦恼，想放弃，此时更加需要静下心，查找原因。基础知识要求非常扎实，否则电路出现毛病就不会分析，也就没有办法解决。

另外，由于画电路图的需要，我进一步巩固了PROTEL99 SE的知识，知道了电子电路CAD课堂上没有掌握好的知识。可以说是为了以后的电子领域的道路做了一些有益的尝试，同时也使我增加了对电子方面知识的兴趣，也从中发现了自己的一些不足之处，计数器方面已经基本上掌握了关于置数和清零的知识。而一些理论知识在实际应用上的差距和许多知识的不太理解，尤其是关于编码器和译码器方面，以后我要多多改进。

参考文献

1、杨清学主编电子装配工艺电子工业出版社 2003.4

2、关健主编电子CAD技术电子工业出版社 2004.1

3、杨志忠主编数字电子技术高等教育出版社 2000

4、刘征宇电子电路设计与制作，福建科学技术出版社2003

5、陈新华，魏绍亮主编电子技术实践机械工业出版 2003.1

6、陈永甫555集成电路应用800例电子工业出版社1992

7、谢自美主编电子线路设计.实验.测试华中科技大学出版社

致谢

在本设计中，我看了许多有关抢答器的资料，平时也上网查些有关的内容，使我掌握了许多课本中从没学到的东西，在设计中也遇到了不少的问题，凭本人的水平是无法解决的，我从指导老师身上学到了很多东西。老师认真负责的工作态度，严谨的治学精神和深厚的理论水平都使我收益匪浅。在论文设计中，都给与我很大的帮助，使我得到不少东西，这对于我以后的工作和学习都有很大的帮助，感谢老师耐心的辅导。都是通过老师的精心指导，帮我解决了不解之惑，才使我能够顺利的完成本设计。在此，我要特别感谢我的指导老师，对她说声：“老师，您辛苦了，谢谢！因为有你的辛勤付出，才有我今天的成功”。

附录1六路抢答器的整体电路图

附录2 电路元器件明细表

序号名称大小数量型号

1 电阻（1）360 7 R

2 电阻（2）2K 1 R

3 电阻（3） 5.1K 2 R

4 电阻（4）10K 2 R

5 电阻（5）100K 4 R

6 电阻（6）400K 1 POT

7 普通电容（1）0.01uF 3 C

8 普通电容（2）0.1uF 1 C

9 极性电容100uF 1 C+

10 普通二极管4118 6 D

11 发光二极管 2 LED

12 三极管9013 2 NPN

13 555定时器 2 NE555

14 与非/与门 1 TC4068

15 扬声器 1 Y

16 译码器 1 CD4511

17 LED显示器 1 DS1

18 按钮 9 S

附录3 集成电路的引脚功能

CD4511管脚功能

TC4068与非门外观引脚图

555引脚图和典型应用电路

“

7段数码管

八路抢答器设计(附源程序)

烟台大学单片机课程设计说明书课题：八路抢答器学生姓名：学号：院系：机电汽车工程学院专业：机械设计制造及其自动化指导老师：同组成员：组长： 2012 年06 月07 日目录

1 概述 (2) 2设计任务 (2) 3 系统总体方案 (3) 4 硬件设计 (4) 控制系统所需硬件 (4) 硬件原理介绍 (4) 5 软件设计 (7) 软件总体设计 (7) 程序流程图 (8) 6 Proteus软件仿真 (12) Keil软件 (12) 在Proteus软件 (12) 7小结 (14) 8心得体会 (15) 附1：源程序代码 (16) 附2：参考文献 (24) 1 .概述

8路智能抢答器的设计现如今，各种智力知识竞赛已经成为人们的一种娱乐形式，人们在答题的过程中不仅可以享受到乐趣，还可以学到一些科学知识和生活常识。然而在抢答过程中，单靠视觉是很难判断出哪组最先完成抢答操作。为了辨别哪一组或哪一位选手获得答题权，必须要设计一个智能抢答控制系统——智能抢答器。抢答器作为一种电子产品，已被人们所熟知并广泛应用于各种智力知识竞赛场合。抢答器在竞赛中有很大用处，通过抢答器的指示灯显示，数码管显示和警示蜂鸣等手段，能准确，公正，直观地判断出第1抢答者并协助比赛的顺利进行。但是，目前使用的抢答器大多数都采用了逻辑电路进行设计，分立元件较多，造成抢答器的成本较高。此外一般抢答器由模拟电路，数字电路或二者结合组成，其智能化程度低，故障率高，显示简单。现代电子技术的发展要求电子电路朝数字化，集成化方向发展，因此设计出全集成电路的多路抢答器是现代电子技术发展的要求。 2 .设计任务本设计要求学生结合现有的实际条件，以单片机为控制核心，设计一个8路智能抢答器。要求实现的功能如下： 1) 抢答器可同时供8名选手或8个代表队比赛，分别用8个按键S1～S8进行抢答。 2) 主持人可以通过智能抢答器的按键设定每道题的抢答时间和回答时间。 3) 具有清零和非法抢答控制功能，并由主持人操纵，避免选手在主持人说“开始”前提前抢答，违反规则。 4) 当主持人启动“开始抢答键”后，定时器进行减计时，在10s内无人抢答表示所有参赛选手或参赛队对本题弃权，抢答时间耗尽后禁止抢答。 5) 倒计时5s时，如果仍无人抢答，则系统每1s报警一次，用以提示参赛选手。 6) 抢答器具有锁存与显示功能。即选手按下按键，锁存相应选手的参赛号码，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，其他按键者将不能响应，以便公平地选择第一个抢答者。 7) 参赛选手在设定的时间内进行抢答，抢答有效，显示器上显示选手的编号同时进入回答问题的30s倒计时。 8) 倒计时期间，如果主持人想终止倒计时，可以按下“停止”按键，系统

基于PLC的六路抢答器系统设计

电气及自动化课程设计报告题目：基于PLC的六路抢答器系统设计课程：PLC原理与应用学生姓名：学生学号：年级：14级专业：自动化班级：2班

指导教师：机械与电气工程学院制 2017年6月目录 1课程设计的任务和要求 (1) 1.1课程设计的任务 (1) 1.2课程设计的要求 (1) 2.PLC控制器的原理与组成 (1) 2.1PLC硬件系统 (1) 2.2PLC工作原理 (3) 2.3六人抢答器基本组成 (4) 2.4六人抢答器工作原理 (4) 3六人抢答器系统设计方案制定 (5) 3.1PLC选型 (5) 3.2六人抢答器系统的I/O口分配 (6) 4六人抢答器系统的软件设计 (7) 4.1PLC编程语言 (7) 4.2抢答器系统程序 (7)

4.2.1主持人控制端 (7) 4.2.2抢答成功与抢答犯规指示灯显示 (9) 4.2.3七段数码管显示 (9) 4.2.4蜂鸣器电路 (11) 5六人抢答器系统程序仿真 (12) 5.1抢答成功仿真 (12) 5.2抢答犯规及抢答超时仿真 (12) 5.3加减分及数码管显示 (13) 5.4抢答超时 (14) 6总结及心得体会 (14) 参考文献 (15)

基于PLC的六路抢答器系统设计机械与电气工程学院自动化专业 1课程设计的任务和要求 1.1课程设计的任务使用西门子S7-200PLC编写程序实现六路抢答器的系统设计并使用仿真软件进行其功能的实现。 1.2课程设计的要求（1）主持人控制功能，具有开始抢答按钮和复位按钮；（2）主持人未按下开始抢答按钮时抢答为违规抢答，违规指示灯亮，蜂鸣器响；（3）抢答延时，超过20S无人抢答时此题作废，蜂鸣器长鸣；（4）抢答成功后，抢答成功指示灯亮，数码管显示抢答成功的队伍编号；（5）在抢答成功后，主持人根据回答的正确与否可以对该队伍进行加减分控制；（6）每次正确抢答时，只有第一位按下抢答按钮的队伍为有效抢答。 2.PLC控制器的原理与组成 2.1PLC硬件系统可编程控制器，英文称ProgrammableLogicController，简称PLC。PLC是基于电子计算机，且适用于工业现场工作的电控制器。它源于继电控制装置，但它不像继电装置那样，通过电路的物理过程实现控制，而主要靠运行存储于PLC内存中的程序，进行入出信息变换实现控制。PLC基于电子计算机，但并不等同于普通计算机。普遍计算机进行入出信息变换，多只考虑信息本身，信息的入出，只要人机界面好就可以了。而PLC则还要考虑信息入出的可靠性、实时性，以及信息的使用等问题。特别要考虑怎么适应于工业环境，如便于安装，抗干扰等问题[1]。

三路抢答器设计

数字电路课程设计一、设计任务和要求： 1. 抢答器同时供3名选手抢答，分别用3个按钮D1、D2、D3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，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。 4. 抢答器具有定时抢答功能，且一次抢答的时间为8秒。当主持人启动"开始"键后，定时器进行计时（0-7）。 5.主持人没有闭合开关之前，有人抢答，数码管显示对应的选手编号，且红灯亮，当所有选手闭合自己对应的开关时，编号数码管清为0。 6. 参赛选手在设定的时间内进行抢答，抢答有效，计数器停止工作，显示器上显示选手的编号和抢答的时间,绿灯亮，并保持到主持人将系统清除为止。 7. 如果定时时间已到，无人抢答，本次抢答无效，定时显示器上显示8,且黄灯亮以示警告时间已到,若有人抢答，显示抢答人组号并锁存,直到主持人将系统清零，即黄灯灭，两个数码管显示都为0。

二、实验框图： 1、设计方案：抢答器具有锁存、定时、显示功能。抢答之前，两个数码管显示为0，即主持人没有按下开始按钮之前，有人抢答，亮红灯给以警告，数码管显示对应的选手编号，当选手闭合自己的开关时，对应数码管显示为0；当主持人按下开始按钮后，进行抢答，若有人抢答，锁存器锁存选手号和抢答时的时间，同时亮绿灯，直到主持人清零，系统才能再次正常工作；如果时间已到，没有人回答，黄灯亮，即在8秒的时刻，如果有选手抢答，锁存器锁存选手号，数码管并将选手号显示出来，直到主持人清零。 2、系统框图：当主持人宣布开始，定时电路开始秒脉冲电路的作用而进行计时，并通过译码器在数码管中显示。当某选手按开关键时，通过控制电路控制锁存器的使能端，并在锁存器中锁存，在输出端产生相应的开关电平信息，然后在译码器中译码，将编码器输出的8421BCD 转换为数码管需要的逻辑状态。最后在显示电路中显示出所按键选手的号码。 161全加器抢答按钮 75锁存器 48译码器显示译码 555秒脉冲产生器器 48译码器显示译码控制电路主持人开关报警灯

六路抢答器电路设计教(学)案

《数字电子技术》项目二设计与制作六路抢答器电路任务三六路抢答器电路制作与调试教案名称： D触发器的应用课程：数字电子技术专业：应用电子技术课时： 6课时

任务三六路抢答器电路制作与调试本次任务，是针对D触发器的应用，完成六路抢答器电路的制作和调试。【设计思想】本节课以项目任务为载体，以学生自主学习为中心，通过小组合作的组织形式，为学生营造一个自主学习的环境。充分利用多媒体教学手段结合项目设计，步步设疑、环环相扣、贯通主线，引导学生自主探究，通过学生动手实践，电路调试来发现问题、探究问题、解决问题，以提高实践、交流、协作等各方面的能力，为将来成为高技能型人才做好铺垫。【教学容】课程标准要求能根据具体的工作任务，完成简单数字电路的设计。该课题理论知识来源于由高等教育出版，阎石老师主编的《数字电子技术基础》中第三章第3节。对于职业学校的学生，重点是培养解决实际问题的能力，学以致用。因此，参考课程标准采用项目教学，设计了项目二：设计与制作六路抢答器电路来完成这次的教学任务。本节是时序逻辑电路的基础容，为今后学习时序逻辑电路奠定理论基础，具有重要的理论指导作用。通过本课的学习，让学生明确数字电路的制作和调试方法，体会到所学知识点相互之间的联系及在实际中的应用，因此占有非常重要的地位。这部分知识也是数字电路入门的门槛之一，更是将来从事EDA行业的启蒙知识,因此，要求学生有较强的分析能力和综合能力。本项目共有三个任务： 1. 完成基本D触发器的功能测试； 2. 用集成D触发器设计电路原理图； 3. 根据电路原理图完成六路抢答器的制作与调试。这次课主要针对最后一个任务：六路抢答器的制作与调试进行教学设计。【教学目标】 ?知识目标： 1.掌握D触发器的基本逻辑功能。 2.理解集成D触发器的工作原理。 ?技能目标： 1．通过项目调试和分析，培养学生分析问题、解决问题的能力。 2．通过项目拓展，培养学生查阅资料、利用资源的能力。 ?情感目标： 1．通过项目教学、引导探究，培养学生合作精神。 2．体验工程职业素养在学习与工作中的重要意义。

16路抢答器

《AVR单片机嵌入式系统原理与应用实践》课程设计题目：基于单片机的16路抢答器系部：信息科学与技术部班级：10通信3 班、学生姓名：王雪学号：201015440316 指导教师：刘佳宇老师

同组：苏晓丹201015440317日期：二零一二年十二月目录第1节引言 1.1抢答器的概述 1.2设计任务与要求 1.3系统主要功能第2节系统主要硬件电路设计 2.1 单片机控制系统原理图 2.2 单片机主机系统电路 2.2.1复位电路的设计

2.2.2显示电路的设计 2.2.3 键盘扫描电路的设计 2.3 系统复位第3节系统软件设计 3.1程序流程图 3.2系统程序第4节实验现象第5节总结参考文献基于单片机的16路抢答器第1节引言面临着信息时代，我们电子信息系的设计当然和当今社会发展需求有关。在电路调试中出现的问题及解决的方法，能够实现抢答器功能的方式

有多种，可以采用前期的模拟电路、数字电路或模拟与数字电路相结合的方式。近年来随着科技的飞速发展．单片机的应用正在不断地走向深入，同时带动传统控制检测日新月异更新。在电子科学技术高速发展的今天，高科技产品越来越多的应用在我们的日常生活中，每时每秒我们都能感受到产品的更新换代产品乃至技术革新的日新月异都让人对以相信。像日常我们工作所用到的电脑、手机等等，这些高科技产品给我们带来了极大的方便，但这要归功于科学技术的高速发展。 1.1抢答器的概述在各种竞赛中，经常有抢答内容，因此需要用到抢答器。本文介绍的16路抢答器设计新颖具有电路结构简单、成本较低、操作方便灵敏可靠等优点，经使用效果良好，具有较高的推广价值，适用于工厂、学校和电视台等单位常举办各种智力竞赛，为竞赛的公平公正提供有利的保证。 1.2 设计任务与要求任务：设计一款基于AVR的16路抢答器 1.基本要求（1）16名选手或16个代表队比赛，分别用16个按钮K1-K16表示。（2）一个系统清除和抢答控制开关，该开关由主持人控制。

六路抢答器论文

六路数字抢答器设计方法王亚静摘要：有许多比赛活动中为了准确、公正、直观的判断出第一抢答者，通常设置一台抢答器，通过灯光等手段指示出第一抢答者。同时，还可以设置记分、犯规及奖惩记录等多种功能。电路具有第一抢答信号的鉴别和锁存功能。在主持人将系统复位并发出抢答指令后，开始抢答，如有参赛者按抢答开关，则该组指示灯亮显示出抢答者的组别。此时，电路应具备自锁功能，使其他组的抢答开关不起作用。关键词：第一抢答者抢答器锁存复位自锁功能一．设计任务与技术要求 1、设计任务设计制作一个可供6组选手参加比赛的数字式竞赛抢答器。 2、技术要求 (1) 抢答器同时供6名选手或6个代表队比赛，分别用6个按钮S1、S2、S3、S4、S5、S6表示。 (2) 设置一个系统清除和抢答控制开关S0，该开关由主持人控制。 (3)抢答器具有锁存与显示功能。即具有第一个抢答信号的鉴别和数据锁存的功能。抢答开始后，若选手按动抢答按钮，锁存相应编号，相应灯亮起，并封锁输入编码电路，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。二．总体方案设计及电路的工作原理： 1. 总体方案数字式抢答器原理框图如图1所示。它由主体电路组成。主体电路完成基本的抢答功能，即开始抢答后，当选手按动抢答键时，能亮起相应灯泡同时横封锁输入电路，禁止其他选手抢答。

图1 2.工作原理工作原理为：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，编号二极管灭灯；主持人将开关置“开始”状态，宣布"开始"抢答器工作。选手抢答时，抢答器完成：优先判断、编号锁存、二极管发光显示。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。计数输入由秒脉冲发生器提供。三.单元电路的设计及电路图 1.抢答电路抢答电路的功能有两个：一是能分辨出选手按键的先后，并锁存优先抢答者的编号，供显示电路用；二是要使其他选手的按键操作无效。这里选用6D触发器74LS174，其电路图如图2所示。图2 其工作原理是：当开关S置于"开始"时，抢答器处于等待工作状态，当有选手将键按下时（如按下S1），74LS174的输出Q1=1,二极管D1发光。此外，Q1＝1，经非门过74HC30输出为高电平，74LS174处于禁止状态，封锁其他按键的输入，保证了抢答者的优先性。如有再次抢答需由主持人将 S0开关重新置“清零”， 6D触发器74LS174的CLR端为低电平，输出端（Q1~Q6）全部为低电平，于是二极管灭灯；然后再进行下一轮抢答。 2.反馈电路这部分电路是用8与非门74HC30和6个非门构成，电路图如图3.

三路抢答器课程设计

设计题目三路抢答器的PLC控制 1 主要内容该抢答器作为智力竞赛的品判装置，根据应答者抢答情况自动设定答题时间，并根据答题情况用灯光、声音显示其答题正确、错误及违规，在主持人的操作下，对答题者所显示的分数值进行加分、减分或违规扣分。 2 具体要求 1.主持人提出问题按下启动按钮（开始抢答）后，若10s内无人抢答，则有声音提示，说明该题无人抢答，自动作废。 2.主持人提出问题在未按下启动按钮（开始抢答）之前抢答，则违规，抢答器报出违规信号，并作减分处理。 3.主持人提出问题按下启动按钮（开始抢答）后，第一个按下按钮的信号有效，后按下的按钮信号无效。 4.主持人按下计时按钮，开始计时。答题时间为1min，答题过程中有灯光提示时间，时间到并有声音指示。 5.抢答器有数码显示器显示各答题者的分数，由主持人控制，答对者加10分，答错者减10分，违规者扣5分，减分计算中若出现负分作0分处理。 6.答题完毕按下复位按钮，恢复抢答器原始状态，为下一轮抢答做好准备。答题过程中灯光、音响的安排及注意事项见课程设计指导书。在上述具体的要求下，完成硬件电路的制作和接线，PLC控制程序的设计及联机调试，直至满足要求。 3 进度安排

1.理解课程设计内容及设计要求，查阅资料（第一周的星期一）。 2. PLC外围硬件电路的制作和接线，构思设计方案（第一周的星期二至星期三）。 3. PLC控制程序设计、程序调试及系统的总体调试，撰写课程设计报告（第一周的星期四至第二周星期四）。 4. 课程设计答辩、批改设计报告，登载成绩（第二周星期五）。 4 完成后应上交的材料 PLC外围硬件连接电路、程序清单及课程设计总结报告。 6 总评成绩指导教师签名日期年月日系主任审核日期年月日目录绪论 (3) 第一章系统设计内容及要求 (1) 第二章硬件设计 (3) 2.1硬件选取 (3) 2.1.1 三菱PLC可编程控制器 (3) 2.1.2 按钮板块 (3)

基于PLC的六路抢答器系统设计课程设计

课程设计说明书
题目: 基于 PLC 的六路抢答器系统设计

毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明
原创性声明
本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教
师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加
以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研
究成果，也不包含我为获得
及其它教育机构的学位或学历
而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，
均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。
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手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分
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学位论文原创性声明
本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。
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印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。
涉密论文按学校规定处理。
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日期：年月日日期：年月日

数字逻辑课程设计十路抢答器

数字逻辑系统课程设计项目：十路智力竞赛抢答器班级： 09电子A班姓名：刘金梁学号： 0915211039 题目及要求：题目4多路智力竞赛抢答器一、任务设计一个多路智力竞赛抢答器。二、设计要求 1、基本要求 <1）设计一个4路<1～4）智力竞赛抢答器，主持人可控制系统的清零和抢答的开始，控制电路可实现最快抢答选手按键抢答的判别和锁定功能，并禁止后续其他选手抢答。<2）抢答选手确定后给出一声音响的提示和选手编号的显示，抢答选手的编号显示保持到系统被清零为止。 2、发挥部分 <1）扩展为10路<1～10）智力竞赛抢答器。 <2）设计抢答最长时间<30秒）限制和倒计时显示。 1)根据题目要求设计系统总框图及总原理图如下：

下面分模块对各个部分进行方案选取和论证： 1.抢答按钮抢答顾名思义就是要求快速，方便，故选用微动开关，而不选用别扭的拨动开关。 2.译码电路及数码显示译码电路主要有两种，一种是用芯片进行译码，比如74ls148(8-3译码器>,可用两片组合成16-4译码器，选取其中10路。下图为四路采用148进行译码的范例另一种是利用加二极管防止反向然后直接连接到4511等七段显示译码器如下图

个人认为第二种方法更简单、便捷，故采取第二种。 3.锁存器锁存器采用74ls74 Ｄ触发器，经过４个或门处理当有按键按下去的时候置高，从而 D 触发器5 端输出为高电平反馈到 4511 的 5 端<使能端），从而实现锁定功能。 4.报警电路

因为要求抢答报警时只能响一声，故用555另配合电阻、电容可形成大约1秒单稳触发器，因为低脉冲的时候触发而按键按下置高，故需加一反向器，用或非74ls02也可。 T=RC*ln3=1.1RC，故电阻取10u电阻取100k。 5.减数及译码电路要产生1hz的秒脉冲，同样选用555定时器，接法如下电路，故选用电容100u，则计算出=14.3k，选用 R1=4.3K,R2=5K。减计数芯片选用十进制74ls192,接法如下，把秒脉冲输入到底下那片的4脚，计数十次后在13脚会产生一个脉冲，输入到上面那片，而上面那片从3减到0后13脚也产生一个负脉冲输入74ls74的清零端，并使74的输出负端接到计数器的置数端使之一直置数，认为倒计时结束，显示部分仍用4511译码显示 6.主持人开关

8路抢答器的设计报告(数字电路课程设计)资料

《数字电子技术》课程设计报告 8路智力抢答器设计与制作设计要求： 1、可同时供8名选手或8个代表队参加比赛； 2、主持人控制系统的清零（编号显示数码管灭灯）和抢答的开始； 3、抢答器具有数据锁存和显示的功能； 4、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； 5、具有报警功能。成绩：评阅人： XX科技学院理学院

8路智力抢答器设计与制作 8路智力抢答器是一种用数字电路技术实现由主持人控制、定时抢答、报警功能的装置。他是在规定的时间内进行抢答。一旦有人抢答，显示器上会同时显示抢答时间和抢答选手号码。当超出规定时间时，即使抢答，不会显示选手号码。 8路智力抢答器包括组合逻辑电路和时序电路。通过此次设计与制作，进一步的了解各种在制作中用到的中小规模集成电路的作用及实用方法.且由于8路智力抢答器包括组合逻辑电路和时叙电路.通过它可以进一步学习与掌握各种组合逻辑电路与时序电路的原理与使用方法。一、设计要求（一）设计指标 1、计一个智力竞赛抢答器，可同时供8名选手或8个代表队参加比赛，他们的编号分别是0、1、 2、 3、 4、 5、 6、7，各用一个抢答按钮，按钮的编号与选手的编号相对应，分别是S0——S7。 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，编号立即锁存，并在LED数码管行显示出选手的编号，

同时扬声器给出音响提示。此外，要封锁输入电路，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。 4、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30s）。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。 5、参赛选手在设定的时间内抢答，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时刻的时间，并保持到主持人将系统清零为止。 6、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。（二）设计要求 1、画出电路原理图（或仿真电路图）； 2、元器件及参数选择； 3、电路仿真与调试；（三）制作要求自行装配和调试，并能发现问题和解决问题。（四）编写设计报告写出设计与制作的全过程，附上有关资料和图纸，有心得体会。二、原理框图抢答器系统原理框图如下所示。它由主体电路和扩展电路两部分组成，主体电路完成基本抢答后，选手按动抢答键时，能显示选手的编号，同时能封锁输入电路，禁止其他选手抢答，扩展电路完成定时

课程设计三路抢答器

三人抢答计时器一、摘要智力竞赛抢答计时器是一名公正的裁判员，它的任务是从若干名参赛者中确定出最先的抢答者，并要求参赛者在规定的时间里回答完问题。二、设计要求 1.设计一个三人参加的智力竞赛抢答计时器。 2.当有某一参赛者首先按下抢答开关时，相应显示灯亮并伴有声响。此时，抢答器不再接收其他输入的信号。 3.电路具有回答问题时间控制功能。要求回答问题的时间小于等于100秒（显示0～99），时间显示采用倒计时方式。当达到限定时间时，发出声响以示警告。三、给定条件及元器件 1.要求电路主要选用中规模CMOS集成电路CC 4000 系列。 2.电源电压为5 ~ 10 V 。 3.本设计要求在数字电路实验箱上完成。四、设计内容 1.电路各部分的组成和工作原理。 2.元件器的选取及其电路图和功能。 3.电路各部分的调试方法。 4.在整机电路的设计调试过程中，遇到什么问，其原因及解决的办法。五、电路组成和工作原理

图（一）根据上面所说的功能要求，智力竞赛抢答计时系统的组成框如图（一）所示。它主要由六部分组成； 1、抢答器——是三人抢答计时器的核心。当参赛者的任意一位首先按下抢答开关时，抢答器即刻接受该信号，指使相应发光二级管亮（或音响电路发出声音），与此同时，封锁住其他参赛者的输入信号。 2、抢答控制电路——由三个开关组成。三名参赛者各控制一个，拨动开关使相应控制端的信号为高电平或低电平。 3、清零装置——供比赛开始前裁判员使用。它能保证比赛前触发器统一清零，避免电路的误动作和抢答过程的不公平。 4、显示声响电路——比赛开始，当某一参赛者按下抢答器开关时，触发器接受该信号，在封锁其他开关信号的同时，使该路的发光二极管发出亮光和蜂鸣器发出声响，以引起人们的注意。 5、计时显示声响电路——是对抢答者回答问题时间进行控制的电路。若规定回答问题时间小于等于100秒（显示为0—99），那么显示装置应该是一个二位数字显示的计数系统。 6、振荡电路——它应该提供给抢答器，计时系统和声响电路工作的控制脉冲。

《PLC课程设计》(---九路抢答器)指导书

广东工贸职业技术学院 2010~2011学年第二学期 PLC课程设计指导书题目：九路抢答（PLC可编程控制器应用）课程名称《PLC及组态课程设计》专业电子信息适用年级 09级班级 09电信班1、2 指导教师 _侯益坤、伍勤谟 · 一、课程设计的目的 PLC的课程设计是在完成本课程内容的课堂教学和实践之后进行的。目的是通过对一个实际应用课题的设计，初步掌握PLC控制系统的设计方法，从了解设计要求，运用所学知识并查阅有关技术资料进行系统设计，到模拟安装调试，然后整理有关技术资料，编写设计说明书，使学生得到一次系统的训练，从而对本课程理解更深刻，更清楚，更重要的是提高应用理论知识解决实际问题的能力。课程设计应以培养学生的能力为主，要求学生在独立完成设计任务的同时，注意多方面能力的培养和提高，主要包括以下几方面：（1）综合运用专业及基础知识解决实际工程技术的能力。（2）独立工作的能力和创造能力。 — （3）查阅技术资料和各种工具书的能力。（4）工程绘图能力。

（5）撰写技术报告和编制技术资料的能力。因此，在课程设计教学中，应以学生为主体，让其充分发挥自主性和创造性。教师的作用主要体现在工作方法的指导和思维方法的引导，以及设计技术把关上面。二、系统方案设计要求说明在很多竞赛活动中，经常用到抢答器。对抢答器的控制要求是：当多个输入信号输入时，抢答器只接收第一个到来的信号，而不接收后面到来的输入信号并使第一个到来的输入信号相应的灯或铃有反应。本系统中设有9个抢答输入按钮、一个复位按钮、一个开始按钮,一个七段数码管，一个蜂鸣器,一个3S兰灯,一个5S黄灯，一个红色违规指示灯。】本系统可提供九个抢答台,在主持人的主持下,参赛人通过抢先按下按钮回答问题。在抢答开始前，主持人应按下复位按钮使系统复位，做好抢答准备。当主持人说开始，并同时按下开始按钮，抢答开始,并限定抢答时间为10s。若抢答者在抢答开始前抢先输入，则属违规要显示该台台号，同时蜂鸣器以秒的周期响, 红色违规指示以1秒的周期闪烁，以便扣分惩罚。若在开始之后到3s之内第一个按下抢答输入，由七段显示器显示该台台号，同时3s兰灯点亮、蜂鸣器声以秒的周期响。以便答对之后给予基本加分和对应兰灯点亮额外奖励加分。若在3s之后到5s之内第一个按下抢答输入，由七段显示器显示该台台号，同时5s黄灯点亮、蜂鸣器声以秒的周期响。以便答对之后给予基本加分和对应黄灯点亮额外奖励加分。若在5s之后10s之内第一个按下抢答输入，由七段显示器显示该台台号，蜂鸣器声以秒的周期响。以便答对给予基本加分

三路抢答器的设计与仿真

《基础强化训练》报告书题目：三路抢答器专业班级：电子0903 学生姓名：指导教师：武汉理工大学信息工程学院 2011 年7 月8 日

基础强化训练任务书学生姓名：专业班级：指导教师：工作单位：武汉理工大学题目：三路抢答器的PCB板设计一、训练目的主要目的就是对学生进行基础课程、基本技能、基本动手能力的强化训练，提高学生的基础理论知识、基本动手能力，提高人才培养的基本素质。二、训练内容和要求 1、基础课程和基本技能强化训练 (1)设计一个三路抢答器电路； (2)对所设计电路的基本原理进行分析； 2、文献检索与利用、论文撰写规范强化训练要求学生掌握基本的文献检索方法，科学查找和利用文献资料，同时要求学生获得正确地撰写论文的基本能力，其中包括基本格式、基本排版技巧和文献参考资料的写法、公式编排、图表规范制作、中英文摘要的写法等训练。 3、基本动手能力和知识应用能力强化训练 (1)学习PROTEL软件； (2)绘制电路的原理图和PCB版图，要求图纸绘制清晰、布线合理、符合绘图规范； 4、查阅至少5篇参考文献，按《武汉理工大学课程设计工作规范》要求撰写基础强化训练报告书，全文用A4纸打印。三、初始条件计算机；Microsoft Office Word 软件；PROTEL软件四、时间安排 1、2011年7 月11日集中，作基础强化训练具体实施计划与报告格式要求的说明；学生查阅相关资料，学习电路的工作原理。 2、2011 年7 月11 日，电路设计与分析。 3、2011 年7 月12日至2011 年7 月14日，相关电路原理图和PCB版图的绘制。 4、2011年7 月15日上交基础强化训练成果及报告，进行答辩。指导教师签名：年月日系主任（或责任教师）签名：年月日

四路智力竞赛抢答器设计

吉林建筑大学电气与电子信息工程学院数字电子技术课程设计报告设计题目：四路竞赛抢答电路专业班级：信工131班学生姓名：学号：指导老师：设计时间：教师评语：成绩：评阅老师日期

前言关于这次设计的用于多人竞赛抢答的器件，在现实生活中很常见，尤其是在随着各种智益电视节目的不断发展，越来越多的竞赛抢答器被用在了其中，这种抢答器的好处是不仅能够锻炼参赛选手的反应能力，而且能增加节目现场的紧张、活跃气氛，让观众看得更有情趣。可见抢答器在现实生活中确实很实用，运用前景非抢答器的设计与制作智力竞赛是一种生动活泼的教育形式和方法，通过抢答和必答两种方式能引起参赛者和观众的极大兴趣，并且能在极短时间内，使人们增加一些科学知识和生活常识。常广泛。在知识竞赛中，特别是做抢答题时，在抢答过程中，为了知道哪一组或哪一位选手先答题，必须要有一个系统来完成这个任务。如果在抢答中，只靠人的视觉是很难判断出哪组先答题。这次设计就是用几个触发器以及三极管巧妙的设计抢答器，使以上问题得以解决，即使两组的抢答时间相差几微秒，也可分辨出哪组优先答题。本文主要介绍了抢答器的工作原理及设计，以及它的实际用途。

目录前言 (4) 一 . 课程设计目的 (5) 二 . 课程设计题目与内容 (5) 三 . 系统设计方案 (7) 四 . 电路工作原理 (8) 五 . 单元电路设计参数计算及元器件选择 (11) 六 . 完整电路图 (16) 七 .需要的元器件清单： (17) 八 . 总结与体会 (18) 九 . 参考文献 (20)

一、课程设计目的：数字电子技术课程设计是数字电子技术课程的实践性教学环节，是对学生学习数字电子技术的综合性训练，这种训练是通过学生独立进行某一课题的设计、安装和调试来完成的，训练学生综合运用学过的数字电子技术的基本知识，独立设计比较复杂的数字电路的能力。通过数字电路课程设计使学生做到： 1、综合运用电子设计课程中所学到的理论知识，独立完成一个设计课题。 2、通过查阅手册和文献资料，培养学生独立分析和解决实际问题的能力。 3、了解常用电子器件的类型和特性，并掌握合理选用的原则。 4、学会电子电路的安装与调试技能，掌握电子电路的测试方法。掌握常用电子仪器的使用方法。 5、学会撰写课程设计总结报告。

六路抢答器设计报告

六路数字抢答器设计报告目录一、任务设计和要求 (2) 二、设计方案与论证 (4) 三、电路设计计算与分析 (5) 3.1 主持人控制电路 (5) 3.2 10S倒计时电路 (7) 3.3 控制显示电路 (10) 3.4 主要元器件介绍 (12) 四、总结与心得 (18) 五、附录 (19) 附录一：元器件清单 (19) 附录二：六路抢答器原理图 (20) 附录三：六路抢答器的仿真 (21) 六、参考文献 (22) 1

一、设计任务和要求六路数字抢答器的设计任务如下： 1．主持人按动启动按钮，抢答开始，同时开始10秒倒计时。 2．6名抢答选手编号分别为1-6，各自控制一个按钮进行抢答，有人按下时扬声器给出声音提示，倒计时电路停止计时，同时显示抢答选手的号码。 3．选用七段LED作为显示器。 4.完成电路的理论设计。 5.参数的计算和有关器件的选择。 6. 对电路进行仿真。 7.撰写设计报告书一份：A3图纸1张。报告书要求写明以下内容：（B5纸）（1）总体方案的选择和设计（2）各个单元电路的选择和设计（3）仿真过程的实现课程设计要求如下：课程设计大体可分成以下三个阶段： 1.设计与计算阶段学生根据课程设计任务、要求和条件进行总体方案的设计，通过论证和选择，确定总体方案。此后是对方案中单元电路 2

进行选择和设计计算，包括元器件的选用和电路参数的计算。最后画出总体电路图，选用元件一览表。 2.计算机仿真及电路制版运用仿真软件EWB或MULTISIM对设计电路进行仿真，排除电路故障、调整元器件参数、修改电路，使之达到设计指标要求。最后使用PROTEL软件完成对电路的PCB制版（选作）。 3.撰写设计报告阶段设计报告是学生对课程设计全过程的系统总结。学生应按规定的格式撰写设计报告。设计报告的主要内容有： 1)课题名称。 2)设计任务和要求。 3)方案选择与论证。 4)原理框图，总体电路图、计算机电路仿真图，以及它们的说明；单元电路设计与计算说明；元器件选择和电路参数计算的说明等。 5)收获体会、存在问题和进一步的改进意见等。 3

数字竞赛抢答器课程设计Verilog语言实现

可编程器件与应用课程设计报告姓名: XXX 学号: XXXXXXXXXX 专业班级：信息XXX 题目数字式竞赛抢答器指导老师:

、绪论背景：随着电子技术的发展，可编程逻辑器件（PLD ）的出现，使得电子系统的设计者利用 EDA （电子设计自动化）软件，就可以独立设计自己的专用集成电路（ASIC ）器件。可编程逻辑器件是一种半导体集成器件的半成品。在可编程逻辑器件的芯片中按一定方式（阵列形式或单元阵列形式）制作了大量的门、触发器等基本逻辑器件，对这些基本器件适当地连接，就可以完成某个电路或系统的功能。数字式竞赛抢答器控制系统是工厂、学校和电视台等单位举办各种智力竞赛等娱乐活动中经常使用的重要基础设备之一。目前设计抢答器的方法很多，例如用传统的PCB板设计、用PIC设计或者用单片机设计。而用Verilog可以更加快速、灵活地设计出符合各种要求的抢答器，优于其他设计方法，使设计过程达到高度自动化。本文介绍的4路数字式竞赛抢答器基于Verilog语言、以EDA技术作为开发手段、采用CPLD （复杂的可编程逻辑器件）作为控制核心设计而成。与传统设计相比较，不仅简化了接口和控制，也提高了系统的整体性能和工作可靠性，具有电路简单、成本低廉、操作方便、灵敏可靠等优点。意义：数字式竞赛抢答器作为一种电子产品，早已广泛应用于各种智力和知识竞赛场合，但目前所使用的抢答器存在分立元件使用较多，造成每路的成本偏高，而现代电子技术的发展要求电子电路朝数字化、集成化方向发展，因此设计出数字化全集成电路的多路抢答器是现代电子技术发展的要求。实现方案设计要求： 1设计一个可容纳4组参赛的数字式抢答器，每组设一个按钮，供抢答使用。 2、抢答器具有第一信号鉴别和锁存功能，使除第一抢答者外的按钮不起作用。 3、设置一个主持人“复位”按钮。 4、主持人复位后，开始抢答，第一信号鉴别锁存电路得到信号后，有指示灯显示抢答组别，扬声器发出2~3秒的音响。 5、设置一个计分电路，每组开始预置5分，由主持人记分，答对一次加1分，答错一次减 1分。 6、设置犯规电路，对超时答题（例如1分钟）的组别鸣笛示警，并由组别显示电路显示出犯规组别，该轮该选手退出，由裁判员重新发令，其他人再抢答。此设计问题可分为第一信号鉴别、锁存模块，答题计时电路模块，计分电路模块和扫描显示模块四部分。第一信号鉴别锁存模块的关键是准确判断出第一抢答者并将其锁存，在得到第一信号后，将输入端封锁，使其他组的抢答信号无效，可以用触发器或锁存器实现。设置抢答按钮 K1、K2、K3、K4，主持人复位信号judge，蜂鸣器驱动信号buzzout。judge=O时，第一信号鉴别、锁存电路、答题计时电路复位，在此状态下，若有抢答按钮按下，鸣笛示警并显示犯规组别；judge=1时，开始抢答，由第一信号鉴别锁存电路形成第一抢答信号，进行组别显示，控制蜂鸣器发出声响，并启动答题计时电路，若计时时间到，主持人复位信号还没有按下，则由蜂鸣器发出犯规示警声。计分电路是一个相对独立的模块，采用十进制加/减计数器、数码管数码扫描显示，设置复位信号Reset、加减分信号add_min，加减分状态键key_state, Reset=0时所有得分回到起始分(5分)，且加、减分信号无效；Reset=1时，由第一信号鉴别、锁存电路的输出信号选择进行加减分的组别，当key_state=1时，按一次add_min，第一抢答组加1分；当key_state=O

六路抢答器课程设计

湖南大学课程设计报告课程名称：电子技术课程设计系部：电气工程系专业班级：电子科学技术学生姓名：指导教师：完成时间： 2011.06.19 报告成绩：

目录摘要 3 第一章、设计题目 4 第二章、设计目的 4 第三章、设计要求 4 3.1设计指标 4 3.2设计要求 4 第四章、设计方案与论证 5 第五章、系统具体电路设计及原理 5 5.1抢答器电路的设计 5 5.2定时电路的设计 5 5.3报警电路的设计 (6) 5.4时序控制电路的设计 (6) 第六章、主要元器件介绍 (7) 6.1 74LS48 和74LS192的功能表 (8) 6.2 74LS148 (9) 6.3 74LS279 (10) 6.4 74LS121 (11) 6.5NE555 (11) 第七章、设计采用元件 (13) 第八章、电路设计仿真 (13) 第九章、实验心得 (15) 第十章、参考文献 (16)

摘要本设计的抢答器是一种比较简易的抢答器，没有使用特别多的复杂的元器件。结合上机动手实验而完成的。它的特点是电路简单、制作方便、操作简单、方便、性能可靠，实用于多种智力竞赛活动。本抢答器的电路主要完成：设计一个六路抢答器，实现开始一定时间后，开始抢答状态，可以判定是哪个信号抢答的，同时封锁其他信号，如果过了抢答时间，仍然没有抢答或者出现抢答者同时抢答时，那么就报警。这个抢答器设计基本上满足了实际竞赛应用中的各种需要。在实际中有很大的用途。无论是在学校、工厂、军队还是益智性电视节目，都会举办各种各样的智力竞赛，都会用到抢答器。目前市场上已有各种各样的智力竞赛抢答器，绝大多数是以模拟电路、数字电路或者模拟电路与数字电路相结合的产品。这部分抢答器已相当成熟，但功能越多的电路相对来说就越复杂，且成本偏高，故障高，显示方式简单。数字抢答器由主体电路与扩张电路组成.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:用控制电路和主持人的开关启动报警电路,以上两部分组成主体电路.通过定时电路和译码电路将秒脉冲产生的信号在显示器上输出实现计时功能,构成扩展电路.经过布线,焊接,调试等工作后数字抢答器成型. 抢答器四周有安装孔,可以方便的安装在操作台上,外接抢答按钮接入相应的接线端子,如果需要外接电铃或指示灯,则接入继电器端子,安装完毕后就可以上电了,抢答器的电流输入为5V直流输入. 抢答器通上电后,蜂鸣器响,三个数码管都显示0,按下复位按钮后进入正常工作状态,这时可以设定抢答倒计时间,只要按动10进制编码按钮分别对时间的十位和个位设定,设定的时间在数码管上实时的显示出来.设定的时间范围为:0~30秒,设定完时间后,就可以按动开始按钮,表示抢答开始,这时蜂鸣器响0.1秒,提示各位选手,抢答已经开始,同时倒计时器开始从设定的时间进行倒计时. 若在抢答时间内有人抢答,则第三个数码管立即显示抢答位号,倒计时间停止倒计时,所用掉的时间就是抢答的时间,同时蜂鸣器响2秒,继电器吸合2秒,表示有人抢答,在这个按键之后按下的按键除了复位键外,其他按键均无效,只有主持人按下复位键后,可以进入下一轮抢答.

8路智力竞赛抢答器的设计

课程设计说明书一、课题名称……………………………………………………页码二、内容摘要……………………………………………………页码三、设计内容及要求……………………………………………页码四、方案论证及比较……………………………………………页码五、单元电路的设计、参数计算和器件选择…………………页码六、完整的电路图及工作原理…………………………………页码七、设计特点及实用价值………………………………………页码八、总结与心得体会……………………………………………页码九、元器件清单…………………………………………………页码十、参考文献……………………………………………………页码附录（图）…………………………………………………………页码

一、课题名称 8路智力竞赛抢答器的设计二、内容摘要主要包括数码显示八路抢答器电路的组成、设计及功能，电路采用74系列常用集成电路进行设计。该抢答器除具有基本的抢答、锁存功能外，还具有定时抢答功能，时间定为30S，时间计时用LED 显示，时间到扬声器发出2S声响，抢答功能失效。主持人通过控制开关，控制清零（编号显示数码管灭灯）和抢答的开始，开始后系统将自动倒计时30秒。若在规定的时间内有人抢答，则计时将自动停止；若规定的时间到并且无人抢答，则系统中的蜂鸣器将发响持续2秒，提示主持人本轮抢答无效，实现报警功能，抢答功能失效。该抢答器主要运用到了编码器、计数器、锁存器和定时器：它采用74LS148来实现抢答器的选号，采用74LS74芯片实现对号码的锁存，采用74LS192实现十进制的减法计数，采用555芯片产生秒脉冲信号来共同实现倒计时功能。三、设计内容及要求 1、可同时供8名选手参加比赛； 2、他们的编号分别是0、1、2……..7；各用一个抢答按钮，按纽编号与选手编号相对应； 3、主持人手持一控制开关，用来控制清零（编号显示数码管灭灯）和抢答的开始；