四路抢答器课程设计报告 用到的芯片有74LS175和74LS20
四路抢答器的设计与制作
摘要随着现在一些竞猜娱乐节目的流行，观众们不仅能够感受到其中的娱乐气氛，而且不经意中也会随着比赛的进行自己也紧张起来。
但是节目过后，我们就担心起来如何才能保证这种竞猜比赛的公正，公平呢。
如果只是简单的去用我们的肉眼判断那些些竞猜选手们谁先举起手来，然后让他来回答。
这是很难做到的。
针对这种情况我们设计了这款抢答器。
这是一款全新的四路抢答器，它可以同时让四位选手同时上台进行竞猜比赛。
在当台上的一位选手迅速按下开关的那刻，在他面前的那盏红灯迅速亮起同时发出刺激的声音。
然而其他选手则不能抢答了。
这种全新的设计不仅让比赛变得公正公平，而且增加了比赛的紧张性，刺激性，增加节目的可观性。
我们的设计历时两个星期完成。
它主要由175、74LS00、74LS20、555，4个芯片构成。
关键字：四路抢答器、脉冲发生器、74系列芯片目录1、绪论 (4)2、总体方案设计 (4)3、单元电路图 (5)4、主要器件及重要元件的功能介绍 (8)5、实习过程 (9)6、总电路原理图 (10)7、心得体会 (11)8、参考文献 (11)9、附录 (12)1、绪论我们这次的做四路抢答器，在现实生活中很常见。
尤其随着各种智益电视的不断发展，越来越多的抢答器应用到了其中，这种抢答器的好处在于不仅能够锻炼选手的反应能力，而且能够增加现场节目的紧张、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，运用前景非常广泛。
在知识竞赛中，特别在做抢答题时，为了知道哪位选手先答题，必须要有一个系统来完成。
如果在抢答，只靠人的视觉是很难那组先答题。
因此在设计抢答器的时候要考虑到这些方面，以便比赛的公平、公正。
这次设计就是用几个触发器以及与非门巧妙的设计成抢答器，使以上问题得以解决，即使2组抢答相差几微秒，也可以分辨出哪组先抢答。
下面请看我们的整体设计方案。
2、总体设计方案图一由上图可以看到这个方案非常简洁，下面结合具体元件给出此方案的具体介绍：其中F1是4D触发器74LS175，它具有公共置零端和公共CP端，F2是由发光二极管和喇叭组成的声光提示电路，F3是由555定时器产生的脉冲电路。
四路抢答器课程设计报告 用到的芯片有74LS175和74LS20
绪言为了加深对数字电子技术课程理论知识的理解，有效地提高动手能力，独立分析问题、解决问题能力，协调能力和创造性思维能力，树立严谨的科学作风，培养综合运用理论知识解决实际问题的能力。
现设计一个四人智能抢答器，通过电路的设计、安装、调试、整理资料等环节，初步掌握工程设计方法和组织实践的基本技能，逐步熟悉开展科学实践的程序和方法。
四人智力竞赛抢答器一、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。
由主持人控制，抢答前锁定抢答器，抢答时开启电路；用发光二极管LED显示哪个选手抢到。
2．设计要求（1）4名选手编号为：1，2，3，4。
各有一个抢答按钮和发光二极管，按钮和发光二极管的编号都与选手的编号对应，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。
抢答选手的编号一直保持到主持人将系统清零为止。
二、电路原理分析下图为供4人用的智力竞赛抢答装置电路，用以判断抢答优先权。
图中F1为4D触发器74LS175，它具有公共置0端和公共CP端；F2为双4输入与非门74LS20；F3是由74LS00组成的多谐振荡器；F4是由74LS74组成的4分频电路。
F3，F4组成抢答电路中的CP时钟脉冲源。
抢答开始时，由主持人清除信号，按下复位开关S5，74LS175的输出Q1~Q4全为0，所有发光二极管LED均熄灭。
当主持人宣布“抢答开始”后，首先做出判断的参赛者立即按下开关，对应的发光二极管点亮，同时，通过与非门F2送出的信号锁住其余3个抢答者的电路，不再接受其他信号，直到主持人再次清除信号为止。
四人智力抢答器原理图三、电路设计与单元电路分析1.电路设计电路由选手开关电路、主持人开关电路、触发锁存电路、时间脉冲电路、抢答鉴别电路和显示电路组成。
2.单元电路分析（1）选手开关此电路由4个开关组成，四位抢答者通过开断各自的开关开关实现抢答，给编码器输入高低电平，其中低电平为有效抢答信号。
数电课程设计报告四人智力竞赛抢答器电路的设计
数字电子技术实习报告（四人智力比赛抢答器电路的设计）一、设计目的1.掌握四人智力比赛抢答器电路的设计、组装与调试方法。
2.熟习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比赛抢答器。
选手时，数码管显示选手组号，同时对应的LED 灯亮。
2.设计要求1)四名选手编号为 :1,2,3,4。
各有一个抢答按钮，按钮的编号与选手的组号对应，也分别为 1,2,3,4。
2)给主持人设计一个控制按钮，用来控制系统清零 (抢答显示数码管灭灯）和抢答开始。
3)抢答器拥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，该选手编号立刻被锁存，并在抢答器上显示该编号，同时 LED 灯给出灯光提示，封闭输入编码电路，严禁其余选手抢答。
抢答选手编号向来保持到主持人清零为止。
4)用 555 产生频次为 1Hz 的脉冲信号，作为准时计数器的Ｃ P 信号。
三、四人智力比赛抢答器的电路原理及设计方案一 :1.四人智力比赛抢答器的原理仿真图以下其工作原理为：接通电源后，主持人将开关拨到" 消除 " 状态，抢答器处于严禁状态，编号显示器灭灯；主持人将开关置开始"状态，宣告 " 开始 "抢答器工作。
选手按抢答按钮抢答时，信号经过 D 触发器锁存并输出到后级得CD4511BCD 译码器和发光二极管；依据信号点亮发光二极管和数码管显示按钮的编号。
当一轮抢答以后，准时器停止、严禁二次抢答、准时器显示节余时间。
假如再次抢答一定由主持人再次操作"消除 "和" 开始 " 状态开关。
２．单元电路的原理剖析：1）抢答器电路其功能主要有74LS175D触发器和74LS20和74LS00达成。
该电路达成两个功能：一是分辨出选手按键的先后，并锁存优先抢答者的编号，；二是严禁其余选手按键操作无效。
工作过程：开关J2 置于 " 消除 " 端时， 74LS17Q5D 触发器的 CLR端均为０， Q端均为 0, =1，所以数码管显示0 全部发光二管Q 不亮；。
电子技术自主设计实验报告 ——四人抢答器
自主设计实验5.6智力竞赛抢答器设计1.实验目的1）熟悉74LS174 D触发器的管脚排列及功能。
2）熟悉74LS00、74LS20与非门的管脚排列及功能。
3）设计相应的电路图，标注元器件参数，并进行实验。
2.总体设计方案或技术路线利用74LS175 D触发器设计供四人用的智力竞赛抢答器，用以判断抢答优先权。
抢答开始之前，由主持人按下复位开关清除信号，所有的指示灯和数码管均熄灭。
当主持人宣布“开始抢答”后，首先做出判断的参赛者立即按下按钮，对应的指示灯点亮，同时数码管显示该选手的序号，而其余三个参赛者的按钮将不起作用，信号也不再被输出，直到支持人再次清除信号为止。
数码管显示要求利用试验箱上的CD4511数码管实现。
但由于没有买到74LS175 D 触发器，故选择了74LS174 D触发器为六上升沿D触发器来替代作为实验中的主要器件。
74LS174 D触发器输出仅有Q没有Q__，为实现功能通过74LS04非门或74LS00与非门来实现。
3.实验电路图(1)芯片管脚排列图74LS174(2)初步设计电路（3）改进后电路完全用芯片连接4. 仪器设备名称、型号1）直流稳压电源 1台2）数字万用表 1只3）EEL-69模拟、数字电子技术实验箱 1台74LS174D触发器，74LS00、74LS20与非门，74LS04非门，CD4511数码管，电阻，电容，导线若干。
5.理论分析或仿真分析结果（1）理论分析清零端R__D和时钟脉冲C是六个D触发器共用的。
抢答前先清零，1Q-4Q均为“0”，相应的发光二极管LED1-LED4都不亮；1Q__-4Q__均为“1”,与非门G1输出为“0”，扬声器不响。
同时G2输出为“1”，将G3打开，时钟脉冲C可以经过G3进入D触发器的C端。
此时，由于S1-S4均未按下，1D-4D均为“0”，所以触发器的状态不变。
抢答开始，若S1首先被按下，1D和1Q均变为“1”，相应的发光二极管LED1亮；1Q__变为“0”，G1的输出为“1”，扬声器发响。
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。
数电课程设计抢答器
西安邮电学院数字电路课程设计报告书学院名称：计算机学院学生姓名：陈龙（19）专业名称：网络工程班级：网络0903实习时间：2011年06月06日至2011年06月18日一．设计题目：四路数字抢答器。
二．设计要求:数字抢答器允许在规定的时间内进行抢答,可以数字显示抢答者的序号,并配有相应的灯光指示.对犯规的抢答者,除用灯光报警外,还应显示出犯规者的序号,若规定抢答时间已过,要求告示任何输入的抢答信号君无效,除非重新下达抢答命令.1.此抢答器要求有四路，抢答后其余人抢答无效；2．抢答时间为10秒，在此期间内的抢答视为有效，并用灯指示；3．抢答开始前及计时结束后抢答无效，并用灯指示。
三．使用器件：1.集成器件：74LS75 1片 74LS161 2片 74LS48 2片 74LS04 1片 74LS08 1片74LS20 1片 74LS148 1片 74LS00 1片 555定时器 1片2.其它器材：红灯1个绿灯 1个电阻 150千欧 ,4.7 千欧各一个100欧限流电阻 4个电容 4.7uf 10uf 导线若干面包板 1块七段数码管 2个四. 设计方案由上图所示，主持人宣布开始后，计时电路产生10秒的倒计时，同时抢答电路准备接受抢答。
有人抢答后，抢答电路将当前状态所存，并送入译码显示电路，显示抢答者序号，同时计时电路停止计时，状态电路给出指示表明抢答有效。
如果在主持人宣布开始之前有人抢答，或者计时结束之后有人抢答，状态电路给出指示，表明抢答无效。
一轮抢答结束后，需有主持人进行复位操作，即使抢答电路解锁，计时电路复位，然后开始下一轮的抢答。
1.时钟电路时钟电路采用555产生1Hz的脉冲信号，电路图如下：VCC2.计时电路计时电路采用161芯片，产生10秒的倒计时161功能表如下：状态转移图如下：计时到0后，由主持人电路产生置数信号，使161载入初值0110. 电路图如下：74LS04N时钟信置数信使能信CBA3. 抢答电路抢答电路要求一人抢答后，其他人的抢答均无效。
四路数字竞赛抢答器的设计实验报告
防灾科技学院防灾仪器系综合性、设计性实验报告专业：电气工程及其自动化班级：1350313姓名：李圣午学号：135031304实验项目名称：四路数字竞赛抢答器的设计实验项目类型：综合性□设计性□实验课程名称：数字电子技术课程代码：2008589实验室名称：北校实验楼406指导教师：施艳实验完成时间： 2015 年 5月 23 日/2014～2015学年二学期实验成绩给定说明1.综合性实验：实验成绩总分以100分计，其中实验准备占10％，实验操作占40％，实验结论（数据或图表、程序等）占30%，实验报告占10%、考勤及其它占10％。
2.设计性实验：实验成绩总分以100分计，其中实验设计（方案制订）占20%，实验准备占10％，实验操作占20%，实验结论（数据或图表、程序等）占30%，实验报告占10%、考勤及其它占10％。
3．实验报告评分参考标准：1）实验准备充分（10分，设计性无此项）2）实验操作（或过程）完整，对步骤及实验中间产生的实验现象有详细描述（20分，综合性实验此项40分）。
3）实验结论有原始数据或图表、程序等，且结论准确（30分）4）实验设计方案或流程等合理，方案制订详细清晰（20分，综合性无此项）5）实验报告内容完整，无空白，能独立完成报告、书写工整、认真（10分）。
6）考勤及其它（10分）一、实验内容（简述）：该电路的根本任务时准确的判断出第一抢答者的信号并将其锁存。
实现这一功能可用触发器和锁存器等。
在得到第一信号后应立即将电路的输入封锁，即使其他组再次发出抢答信号也无效。
同时还必须注意，第一抢答信号应该在主持人发出抢答命令之后才有效。
当电路形成第一抢答信号之后，用编码、译码及数码显示电路显示出抢答者的组别，也可以用发光二级管直接指示出组别。
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S0~S3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。
用来控制系统清零（编号显示数码管灭灯）和抢答的开始。
四路抢答器课程设计报告 用到的芯片有74LS20和74LS20
电子科学系电子信息科学与技术课程设计报告课题题目：四路智能抢答器一、课程设计目的本次课程设计主要是配合《模拟电子技术》和《数字电子技术》理论课程而设置的一门实践性课程，起到巩固所学知识，加强综合能力，培养电路设计能力，提高实验技术，启发创新思想的效果。
二、初始条件：本课程设计，要求用集成电路：74LSl48，74LS192,74LS175，74LS160,74LS00，74LS04，74LS20,74LS48,74LS32,555定时器和其它器件等，实现四路定时抢答功能。
三、要求完成的主要任务:1、可同时供4名选手（或代表队）参赛，其编号分别是1到4，各用一个抢答按钮，按钮的编号与选手的编号相对应。
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。
2、抢答器具有数据锁存和显示的功能。
抢答开始后，若有选手按动抢答按钮，编号立即锁存，并数码管上显示选手的编号，同时扬声器给出声音提示；同时封锁输入电路，禁止其它选手抢答。
3、抢答器具有定时抢答的功能，且一次抢答的时间为10秒。
当主持人启动“开始”键后，要求定时器立即进行加计时，并用显示器显示。
4、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时刻的时间，并保持到主持人将系统清零为止；如果定时抢答的时间已到，而没有选手抢答时，并封锁输入电路，禁止选手超时后抢答，定时显示器上显示0。
目录1 功能介绍 (3)1.1主要功能介绍 (3)1.2扩展功能介绍 (3)2总体方案设计.................................................. (3)3单元模块设计.................................................. (4)3.1抢答器控制端电路功能介绍 (4)3.2定时时间电路 (5)3.3控制电路和报警电路 (5)3.4振荡电路 (6)4主要芯片介绍 (7)4.1 优先编码器74LS148 (7)4.2 计数器74LS192 (8)5四人抢答器仿真.............................................. (9)6系统调试...................................................... (9)7参考文献 (11)1功能介绍1.1主要功能介绍（1）抢答器最多可供4名选手参赛，编号为1~4号，各队分别用一个按钮（分别为J1、J2、J3、J5）控制，并设置一个系统清零和抢答控制开关J4,J7，该开关由主持人控制。
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绪言
为了加深对数字电子技术课程理论知识的理解，有效地提高动手能力，独立分析问题、解决问题能力，协调能力和创造性思维能力，树立严谨的科学作风，培养综合运用理论知识解决实际问题的能力。
现设计一个四人智能抢答器，通过电路的设计、安装、调试、整理资料等环节，初步掌握工程设计方法和组织实践的基本技能，逐步熟悉开展科学实践的程序和方法。
四人智力竞赛抢答器
一、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。
由主持人控制，抢答前锁定抢答器，抢答时开启电路；用发光二极管LED显示哪个选手抢到。
2．设计要求
（1）4名选手编号为：1，2，3，4。
各有一个抢答按钮和发光二极管，按钮和发光二极管的编号都与选手的编号对应，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。
抢答选手的编号一直保持到主持人将系统清零为止。
二、电路原理分析
下图为供4人用的智力竞赛抢答装置电路，用以判断抢答优先权。
图中F1为4D触发器74LS175，它具有公共置0端和公共CP端；F2为双4输入与非门74LS20；F3是由74LS00组成的多谐振荡器；F4是由74LS74组成的4分频电路。
F3，F4组成抢答电路中的CP时钟脉冲源。
抢答开始时，由主持人清除信号，按下复位开关S5，74LS175的输出Q1~Q4全为0，所有发光二极管LED均熄灭。
当主持人宣布“抢答开始”后，首先做出判断的参赛者立即按下开关，对应的发光二极管点亮，同时，通过与非门F2送出的信号锁住其余3个抢答者的电路，不再接受其他信号，直到主持人再次清除信号为止。
四人智力抢答器原理图
三、电路设计与单元电路分析
1.电路设计
电路由选手开关电路、主持人开关电路、触发锁存电路、时间脉冲电路、抢
答鉴别电路和显示电路组成。
2.单元电路分析
（1）选手开关
此电路由4个开关组成，四位抢答者通过开断各自的开关开关实现抢答，给编码器输入高低电平，其中低电平为有效抢答信号。
（2）主持人开关
此电路由1个开关和一个1kΩ的电阻组成，主持人通过开断开关控制整个电路开合。
（3）触发锁存电路
此电路由4D触发器74LS175组成。
它具有以下功能：1.清零功能(用集成触发器清除端实现，由主持人输入手动负脉冲控制)。
2.四个抢答键控制功能(有按键实现)。
3．显示功能(用数字逻辑实验箱中的发光二极管实现。
4.脉冲信号控制功能(由主持人输入手动正脉冲控制)。
其功能表如下：
（4）时间脉冲电路
此电路由74LS00组成的多谐振荡器和74LS74组成的4分频电路组成。
其中，74LS00的内部结构图和真值表如下：
真值表：
74LS74的内部结构如下：
（5）抢答鉴别电路
此电路由双4输入与非门74LS20组成，用以鉴别灯的亮与不亮。
其内部结构和真值表如下：
（6）显示电路
此电路由四个发光二极管LED和四个100Ω电阻串联组成，当哪个选手抢答到，则其对应的发光二极管亮。
四、总原理图及元器件清单
1．总原理图（见上原理图）2.Multisim仿真图如下：
此图为一号选手抢答到时的情况3．元件清单
五、结论与心得
此次设计我们得到的最终结论如下：抢答开始时，由主持人清除信号，按下复位开关，所有发光二极管LED均熄灭。
当主持人宣布“抢答开始”后，首先做出判断的参赛者立即按下开关，对应的发光二极管点亮，同时，通过与非门F2送出的信号锁住其余3个抢答者的电路，不再接受其他信号，直到主持人再次清除信号为止。
此次设计圆满完成，但也有不足之处。
例如，当其中的一个开关出现故障时（如短路），主持人开关电路将不能清零。
通过此次设计，我们进一步加深了对数字电路知识的认识与理解，掌握了四人智力竞赛抢答器电路的设计、组装与调试方法。
更加熟练的运用仿真软件，并学习了运用软件测试、调试、改进电路。
培养了独立思考、分析、解决问题的能力，并培养了我们的动手能力。
最后，我们要感谢老师的指导，谢谢。
六、参考文献
［1］康华光.电子技术基础:模拟部分. 北京:高等教育出版社,1988
［2］陈世和.电工电子实习教程.北京:北京航空航天大学出版社.2007。