智力竞赛抢答器逻辑电路设计方案
智力竞赛抢答器逻辑电路设计
智力竞赛抢答器逻辑电路设计一、抢答器的简要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，并且能在极短的时间内，使人们增加一些科学知识和生活知识。
实际进行智力竞赛时，一般分为若干组，各组对主持人提出的问题，分必答和抢答两种。
必答有时间限制，到时要告警，回答问题正确与否，由主持人判别加分还是减分，成绩评定结果要用电子装置显示。
抢答时，要判定哪组优先，并予以指示和鸣叫。
二、抢答器的任务与要求设计要求：每组设置一个抢答器按钮，供抢答者使用。
电路具有第一抢答信号鉴别和锁存功能。
在主持人将系统复位并发出抢答指令后，若抢答者按动抢答开关，则该组指示灯亮并组别鉴别显示电路显示抢答者的组别，同时扬声器发出“嘀-嘟”的双响，音响持续2-3S。
电路具备自锁功能，使别组的抢答器开关不起作用。
设计任务：本题的根本任务是准确判别第一抢答者的信号并将其锁存。
实现这功能可用触发器或锁存器等。
在得到第一信号后应该将其电路的输出封锁，使其他组的抢答信号无效。
同时还必须注意，第一抢答信号必须在主持人发出抢答命令后才有效，否则应视为提前抢答而犯规。
当电路形成第一抢答信号之后，LED显示组电路显示其组别。
还可鉴别出的第一抢答信号控制一个具有两种工作频率交换变化的音频振荡器工作，使其推动扬声器发出响音，表示该题抢答有效。
三、设计方案用TTL或CMOS集成电路设计智力竞赛抢答器逻辑控制电路，具体要求如下：1. 抢答组数为4组，输入抢答信号的控制电路应由无抖动开关来实现。
2. 判别选组电路。
能迅速、准确地判处抢答者，同时能排除其它组的干扰信号，闭锁其它各路输入使其它组再按开关时失去作用，并能对抢中者有光、声显示和呜叫指示。
3. 计数、显示电路。
每组有三位十进制计分显示电路，能进行加/减计分。
4. 定时及音响。
必答时，启动定时灯亮，以示开始，当时间到要发出单音调“嘟”声，并熄灭指示灯。
抢答时，当抢答开始后，指示灯应闪亮。
四人智力竞赛抢答器电路原理及设计
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 .....................................................................31、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 ..................................................................... ........................................................................ .. 125、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 ..................................................................... ......................................................................152、反面 ..................................................................... ......................................................................161四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。
智力竞赛抢答器的电路设计
智力竞赛抢答器电路设计一、选题背景1.抢答组数为3 组，输入抢答信号的按键需完成无抖动功能；2.能迅速、准确地判处抢答者，同时能排除其它组的干扰信号，闭锁其它各路输入使其它组再按开关时失去作用，并能对抢中者有显示和鸣叫指示3.每组有 1 位十进制计分显示电路，能进行加/减计分；4.当抢答开始后，指示灯应闪亮；当有某组抢答时，指示灯灭，最先抢答一组的灯亮，并发出音响；也可以驱动组别数字显示（用数码管显示）；5.回答问题的时间应可调整，分别为 10s、20；主持人应有复位按钮和开始抢答按钮。
二、方案论证(设计理念)说选用at89c51芯片进行仿真实验，由于题目要求以及芯片的端口较少问题，故选用了一个四位数码管，将显示分数和显示选手号的功能集成于一个四位数码管中，并由复位功能进行两种显示的切换。
将P0口接上数码管，从P2口选择几个作为位选端口，另外的几位作为主持人的按键用来进行加减分以及开始和复位的选择。
并对按键进行了消抖防影措施。
在芯片的对应端口连接上晶振电路，在P3口连接蜂鸣器进行相应的提示。
源程序在keil5环境中生成，仿真在protues8.9环境中生成，将程序写入芯片中得到了运行且功能无错误三、过程论述过程论述大致分为两个部分，为硬件部分和软件部分1.硬件部分P0口接上数码管，采用共阴极四位一体数码管。
由于连接的为P0口所以需要接上上拉电阻，由于单个电阻过于麻烦所以选择使用排阻。
蜂鸣器电路，由于单片机产生的电流过小，无法支持蜂鸣器的正常使用，所以使用三极管进行电流放大来保持蜂鸣器的正常使用。
图中显示的为按键，左侧是选手按键，右侧为主持人按键，分别为开始按钮、加分按钮、减分按钮、复位按钮。
2.软件部分本次实验使用了两个定时器中断，分别为定时器中断0和定时器中断1。
设置的初始抢答倒计时为20s，答题时间为10s，为两个定时器赋上相应的初值可以应对两种时间为零的各种情况由于题目的要求当复位按键或者选手按键按下后需要屏蔽其他选手的按钮影响，设计采用了一种标志位来控制按键扫描函数，当复位按键或者选手抢答按键按下后该标志位置1然后停止对按键函数的扫描以此来屏蔽其他按键的干扰。
智力竞赛抢答器 eda 课程设计 报告电路图
燕山大学EDA课程设计报告书智力竞赛抢答器姓名：李学森班级：08电子信息工程3班学号：080104020063 成绩：一、设计题目：智力竞赛抢答器二、设计要求：1 .五人参赛每人一个按钮，主持人一个按钮，按下就开始；2 .每人一个发光二极管，抢中者灯亮；3 .有人抢答时，喇叭响两秒钟；4 .答题时限为10秒钟，从有人抢答开始，用数码管倒计时间，0,9,8…1，0；倒计时到0的时候，喇叭发出两秒声响。
三、设计内容：1．设计方案：主持人控制总开关，主持人置高电平后，系统进入准备工作。
有人抢答时，相应的二极管发光，同时数码管开始倒计时，且喇叭响两秒钟。
当倒计时再次到0的时候，喇叭再响2秒钟。
我设计的方案由五个高低电平控制相应的发光二极管，第六个用于主持人复位。
由二极管控制数码管和其中一个喇叭，再由数码管控制另一喇叭。
因此把整个课题分成四个模块：抢答器、10s倒计时器、分频器、2s计时器。
2．模块①：抢答器control为置零端，主持人控制，L1-L5由每位选手控制。
Q1-Q5为发光二极管，主持人置低电平后,Q1-Q5都被置零。
当主持人置为高电平时，抢答开始，抢答成功者对应的二极管发光，通过与门将cp信号封锁，并输入低电平到DFF中，则其他选手再次按键时结果不会改变，实现了一人抢答后，其他人不能再做答。
主持人按H清零后即可再次抢答。
此模块的仿真波形如下：仿真说明：当CONTROL为高电平时，即主持人按键以后，L1最先抢答成功，显示L1是高电平，使其对应的二极管发光模块②：十秒倒计时器此十秒钟倒计时器是由74190与7448组成的十进制减法计数器，它保留预制置数端、CP信号端、计数输出端，TNUP置高电平进行减法计算，其余的端口都置为0。
LDN是置零端，当它等于1的时候，74190有效，倒计时开始。
当输出0、9、--1时，D触发器输出结果总是0，不影响CP信号。
当输出从1到0时，D触发器输出结果为1，则CP信号被封锁。
毕业设计120六人抢答器设计
六人抢答器设计一、题目：六人抢答器的设计二、要求：1.设计一个六人参加的智力抢答计时器。
2. 六组中任一组按下开关后，相应的指示灯亮，并有声响提示。
同时闭锁另外五组的电路输入，使其再按开关失去作用，以排除其它组的干扰。
3. 选手回答问题时，电路能自动为其倒计时，当到达限定时间时，有声响提示。
4. 主持人控制复位按钮。
三、电路原理1. 数字电路总体方框图如图1所示总体方框图。
其工作原理：接通电源后，主持人将开关拨到“清除”状态，抢答器处于禁止状态，当主持人将开关拨到“开始”状态时，宣布开始抢答。
定时器倒计时时，扬声器发声提示。
选手在规定的时间内抢答时，抢答完成。
当一轮抢答完成后，定时器停止工作。
如果再次抢答则要主持人再次操场作清除和开始状态。
2. 单元电路设计：（1）逻辑控制电路：该系统由清零装置和抢答装置两部分组成，分别由开关J和A，B，C，D，E，F 控制。
开关分别由主持人和六组参赛队操作。
在比赛开始前，主持人要将各触发器的状态统一清零，以保证电路正常工作。
此时主持人将开关J按下时，输入低电平，从而使输出端为高电平，而与二极管相接的三极管基极为低电平，三极管不导通，从而六个发光二极管不导通，所有的指示灯灭，从而实现清零。
本系统是利用D 触发器的异步复位端R D非实现清零功能的，其低电平有效。
在正常比赛时R D非和S D非均处于高电平。
对于开关A，B，C，D，E，F 常态时接地，比赛时按下开关，使该端为高电平，从而实现抢答。
（2）抢答器电路：电路图如2所示，设计电路有两个功能。
一是分辨出选手按键先后，最先抢答的指示灯亮，并且扬声器给出声响提示。
二是使其它选手再进行的按键操作无效。
由电路图可以看出，抢答器是由六个D 型触发器和与非门G1组成。
它的工作原理是：当A参赛组首先按下开关时，该端的输入信号为高电平，触发器F A的输入端D接收该信号使输出Q为高电平，相应的Q非为低电平，这个低电平信号同时送到与非门G1的输入端，与非门G1被封锁，使触发器的控制脉冲CP信号由于与非门封锁而被拒之门外，触发器F2，F3，Ｆ4，F5和F6因不具备CP脉冲信号而不接收开关B，C，Ｄ，Ｅ和Ｆ控制端送入的信号。
智力竞赛抢答器逻辑电路设计1
XXXX学院本科生课程设计《数字电子技术》课程设计设计题目：多路智力竞赛抢答器专业：电子信息科学与技术班级：11电子信息（本）学生姓名：XXXX学号：XXXX指导教师：XXXX2012年12月多路智力竞赛抢答器XXXX（XXXX学院电子信息工程学院，XXXX XXXX）摘要：抢答器作为一种工具，已经广泛应用于各种智力和知识竞赛场合。
本设计以多路智力竞赛抢答器为基本概念，从实际应用出发,利用电子设计自动化( EDA)技术,用数字、模拟电子器件设计具有扩充功能的抢答器。
该抢答器主要运用到了编码器，译码器和锁存器：它采用74LS148来实现抢答器的选号，采用74LS279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。
该抢答器的设计利用Multisim11完成了原理图设计和电路仿真，具有数字显示、倒计时显示、编码译码功能，应用效果良好。
关键词：电子设计自动化；数字电子技术；抢答器；仿真1抢答器的功能要求1.1基本功能（1）抢答器同时供8名选手或8个代表队比赛，分别用8个按钮S0~S7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，扬声器发出声响提示，并在数码管上显示选手号码。
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。
1.2扩展功能（1）抢答器具有定时抢答功能，且一次抢答的时间由主持人设定（如30秒）。
当主持人启动"开始"键后，定时器进行减计时。
同时扬声器发出短暂的响声，响声持续0.5秒左右。
发光二极管灯亮。
（2）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的时间，并保持到主持人将系统清除为止。
（3）如果定时时间已到，无人抢答，本次抢答无效，系统报警并禁止抢答，定时显示器上显示00。
四人抢答器电路设计
四人抢答器电路设计一、引言四人抢答器是一种常见的电子竞赛设备，通常由一个主控器和四个答题器组成。
主控器用于控制整个系统的运行，而答题器用于参赛者进行答题操作。
本文将介绍四人抢答器的电路设计方案。
二、主控器设计1. 电源电路设计主控器需要稳定可靠的电源供电，我们可以采用一个直流电源适配器或者电池组来为主控器供电。
电源电路设计需要包括整流、滤波和稳压等环节，以确保主控电路的工作稳定。
2. 控制电路设计控制电路是主控器的核心部分，它负责接收答题器的信号并进行处理。
我们可以使用单片机或者可编程逻辑器件（FPGA）来实现控制功能。
控制电路需要设计合适的接口电路以与答题器进行通信，并且需要具备较强的抗干扰能力。
3. 显示电路设计主控器需要通过显示器来显示比赛过程和成绩等信息。
显示电路设计需要考虑显示效果和显示内容的处理方式。
常见的显示器有数码管显示器和液晶显示器，我们可以根据需求选择合适的显示器类型。
三、答题器设计1. 电源电路设计答题器也需要稳定可靠的电源供电，与主控器相同，我们可以选择直流电源适配器或者电池组来为答题器供电。
电源电路设计需要考虑到答题器的功耗和电池寿命等因素。
2. 按键电路设计答题器的按键电路需要设计合适的按键接口和按键触发方式。
我们可以使用机械按键或者触摸按键来实现答题功能。
按键电路需要考虑到按键的灵敏度和可靠性，以确保参赛者可以准确、迅速地进行答题操作。
3. 信号传输电路设计答题器需要将答题信号传输给主控器，传输电路设计需要考虑到信号的传输距离和传输速率等因素。
我们可以使用串口、蓝牙或者无线射频等方式来实现信号传输。
4. 指示灯电路设计答题器的指示灯是为了显示参赛者答题操作的结果，指示灯电路设计需要考虑到指示灯的亮度和触发方式。
常见的指示灯有LED灯和LCD显示屏，我们可以根据需求选择合适的指示灯类型。
四、系统集成与调试1. 电路原理图设计根据主控器和答题器的设计方案，我们可以绘制出电路原理图。
智力竞赛抢答器逻辑电路设计1
智力竞赛抢答器逻辑电路设计1智力竞赛抢答器逻辑电路设计是一项旨在设计一种电路，具有能够在智力竞赛等场合使用的快速抢答的功能。
该电路的设计需要考虑到其工作的可靠性、快速性、精确性等方面，并具有一定的实用性。
设计思路：智力竞赛抢答器逻辑电路的设计要从以下几个方面入手：输入信号的检测和处理、计时器的设计、信号输出的控制。
1. 输入信号的检测和处理在智力竞赛时，选手的手速和反应速度是非常重要的因素，电路的设计需要考虑如何快速地将选手按下按钮的信号捕捉到并处理。
我们可以使用双稳态触发器作为输入信号检测的基础电路。
当选手按下按钮时，通过按钮上的电容原理，会使得信号的电平变化，触发双稳态触发器将输入信号变为高电平。
当第一个选手按下了按钮之后，会产生一个高电平信号被捕捉到。
为了避免抢答器出现一次击鸣，同时进行多次计时的情况发生，我们需要对信号进行去反跳处理。
我们可以在双稳态触发器输出端后面添加一个RC滤波电路，将输入信号做进一步处理，将短时间内的信号波动滤去。
2. 计时器的设计为了保证抢答器计时的精确性，我们需要使用高速计数器作为计时基础电路。
当电路检测到选手按下按钮后，即会触发计时器开始进行计时，并输出计时结果。
计时器的计时范围可以根据不同的比赛需求进行设置，一般设为30秒左右。
当第一个选手抢答成功后，即需要停止计时器的计时，并将计时结果通过信号输出电路进行输出。
为了避免第二个选手误抢，我们需要添加一个延迟开关，在选手按下按钮后的一定时间内才允许第二个选手进行抢答。
3. 信号输出的控制当选手抢答成功后，其抢答的结果需要通过信号输出电路进行输出，这时我们需要使用锁存器或寄存器进行存储。
当第一个选手抢答成功后，其抢答时间将被锁存起来，并输出到屏幕上，同时触发音响输出计时器停止计时的信号。
在比赛系统中，可以根据实际需求将输出信号连接到屏幕、扬声器等外部设备上。
总结：智力竞赛抢答器电路的设计涉及到输入信号的检测和处理、计时器的设计以及信号输出的控制等多个方面。
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根据上面的功能要求，设计的时序控制电路如上图所示。图中，门G1 的作用是控制时钟信号CP的放行与禁止，门G2的作用是控制74LS148的输人使能端 。图11、4的工作原理是：主持人控制开关从"清除"位置拨到"开始"位置时，来自于图11、2中的74LS279的输出 1Q=0，经G3反相， A＝1，则时钟信号CP能够加到74LS192的CPD时钟输入端，定时电路进行递减计时。同时，在定时时间未到时，则"定时到信号"为 1，门G2的输出 =0，使74LS148处于正常工作状态，从而实现功能①的要求。当选手在定时时间内按动抢答键时，1Q＝1，经 G3反相， A＝0，封锁 CP信号，定时器处于保持工作状态；同时，门G2的输出 =1，74LS148处于禁止工作状态，从而实现功能②的要求。当定时时间到时，则"定时到信号"为0， =1，74LS148处于禁止工作状态，禁止选手进行抢答。同时， 门G1处于关门状态，封锁 CP信号，使定时电路保持00状态不变，从而实现功能③的要求。集成单稳触发器74LS121用于控制报警电路及发声的时间。
采用CC4067作为编码电路的核心元件，当有选手抢答时输出四位相应的8421BCD码即可同时供16位选手抢答。经CC4511七段译码器译码后驱动共阴极数码管显示，同时利用CD4069组成一个多谐振荡器，作为十进制计数器CC4510的CP脉冲使其计数并与D触发器CD4013完成自动锁存的功能。
结论：与方案二相比，方案一使用的芯片少、电路简单且同样能实现其功能，故选用方案一。
图4 报警电路
3.4时序控制电路
时序控制电路是抢答器设计的关键，它要完成以下三项功能：
①主持人将控制开关拨到"开始"位置时，扬声器发声，抢答电路和定时电路进人正常抢答工作状态。
②当参赛选手按动抢答键时，扬声器发声，抢答电路和定时电路停止工作。
③当设定的抢答时间到，无人抢答时，扬声器发声，同时抢答电路和定时电路停止工作。
2.2数字抢答器总体方框图
定时抢答器的总体框图如图1所示。其主要由主体电路和扩展电路两部分组成。主体部分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。扩展电路完成定时的抢答功能。
图 1 定时抢答器的总体框图
图1所示定时抢器的工作过程是：接通电源时，节目支持人将开关置于“清除”位置，抢答器处于禁止工作状态，编号显示器灭灯，定时器显示设定的时间，当主持持人宣布抢答题目后，说一声“抢答开始”，同时将控制开关拨到“开始”位置，抢答器处于工作状态，定时器倒计时，当定时时间到，却没有选手抢答时，输入电路被封锁，禁止选手超时后抢答。当选手在定时时间内按动抢答键时，抢答器要完成下面几个工作：
（5） 设定的抢答时间内，选手可以抢答，这时定时器停止工作，显示器上显示选手的号码和抢答时间。并保持到主持人按复位键。
2 总体设计方案
2.1方案选择
方案一
采用74LS148优先编码器分辨选手抢答的先后，并通过RS锁存器74LS279锁存抢答者的编号，再经过74LS48芯片译码驱动共阴极数码管显示。
方案二
1.优先编码电路立即分辨出抢答者的编号，并由锁存器Hale Waihona Puke 行锁存，然后有译码显示电路显示编号；
2.制电路要对输入编码电路进行封锁，避免其他选手再次进行抢答；
3.控制电路要使定时器停止工作，时间器上显示抢答时间，并保持到主持人将系统清零为止，以便进行下一轮抢答。
3 系统详细设计
3.1抢答器电路
图2 抢答电路
3.2定时电路
图3 定时电路
由节目主持人根据抢答题的难易程度，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。可预置时间的电路选用十进制同步加减计数器74LS192进行设计，具体电路如上图所示。
3.3报警电路
由555定时器和三极管构成的报警电路如图所示。其中555构成多谐振荡器，振荡频率fo＝1．43／［（RI＋2R2）C］，其输出信号经三极管推动扬声器。PR为控制信号，当PR为高电平时，多谐振荡器工作，反之，电路停振。
参考电路如图所示。该电路完成两个功能：一是分辨出选手按键的先后，并锁存优先抢答者的编号，同时译码显示电路显示编号；二是禁止其他选手按键操作无效。工作过程：开关S置于"清除"端时，RS触发器的 端均为０，４个触发器输出置０，使74LS148的 ＝０，使之处于工作状态。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S5），74LS148的输出 经RS锁存后，1Q=1, =1,74LS48处于工作状态，４Q３Q２Q=101,经译码显示为"５"。此外，1Ｑ＝１，使74LS148＝１，处于禁止状态，封锁其他按键的输入。当按键松开即按下时，74LS148的 此时由于仍为１Ｑ＝１，使 ＝１，所以74LS148仍处于禁止状态，确保不会出二次按键时输入信号，保证了抢答者的优先性。如有再次抢答需由主持人将Ｓ开关重新置?quot;清除"然后再进行下一轮抢答。74LS148为８线－３线优先编码器，
电路设智力竞赛抢答器逻辑计
1.1设计背景
在许多比赛活动中，为了准确、公正、直观地判断出第一抢答者，通常设置一台抢答器，通过数显、灯光及音响等多种手段指示出第一抢答者。同时还可以设置记分、犯规及奖励记录等多种功能。该设计就是针对上述各种要求设计出的供6名选手参赛使用的数字式竞赛抢答器。数字抢答器由主体电路与扩展电路组成。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，数字抢答器成形。
1.2设计任务与要求
1）设计一个至少可供6人进行的抢答器。
（2）系统设置复位按钮，按动后，重新开始抢答。
（3）抢答器开始时数码管无显示，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。显示优先抢答者序号并且不出现其他抢答者的序号。
（4）抢答器具有定时抢答功能，且一次抢答的时间有主持人设定，本抢答器的时间设定为60秒，当主持人启动“开始”开关后，定时器开始减计时。当设定的时间到，而无人抢答时，本次抢答无效，报警发出声音，并禁止抢答。