项目1简单抢答器的制作
项目一简单抢答器的制作
（1）接插集成块时，要认清定位标记，不得插反。 （2）电源电压使用范围为＋4.5V～＋5.5V之间，实验中要
求使用Vcc＝＋5V。电源极性绝对不允许接错。
（3）闲置输入端处理方法 ① 悬空，相当于正逻辑“1”。对于一般小规模集成电 路的数据输入端，实验时允许悬空处理。但易受外界 干扰，导致电路的逻辑功能不正常。因此，对于接有 长线的输入端，中规模以上的集成电路和使用集成电 路较多的复杂电路，所有控制输入端必须按逻辑要求 接入电路，不允许悬空。
有1出0 全0出1
返回
异或逻辑 (Exclusive – OR)
AB Y 00 0 01 1 10 1 11 0
同或逻辑 (Exclusive - NOR，即异或非)
AB Y 00 1 01 0 10 0 11 1
注意：异或和同或互为反函数，即
相异出1 相同出0
相同出1 相异出0
返回
[例] 试对应输入信号波形分别画出下图各电路的输出波形。
逻辑变量与常量的运算公式
0–1律 重迭律 互补律 还原律
0+A=A
1+A=1 A+A=A
1 ·A = A A ·A = A
0 ·A = 0
返回
2、基本定律
1）与普通代数相似的定律
交换律 A + B = B + A
A ·B = B ·A
结合律 (A + B) + C = A + (B + C) (A ·B) ·C = A ·(B ·C)
与门 (AND gate)
逻辑符号
返回
（2）或逻辑
在决定一事件的各条件中，只要有一个条件具备，这个事件就会发生。
AB Y
智力竞赛抢答器的制作与调试
智力竞赛抢答器的制作与调试第一篇：智力竞赛抢答器的制作与调试电子工艺实训报告实训课题智力竞赛抢答器的制作与调试学号年级学院专业姓名指导教师*******************************************一．实训目的(1)学习识别简单的电子元件与电子线路；(2)学习并掌握抢答器的工作原理；(3)按照图纸焊接元件，组装一台抢答器，并掌握其调试方法。
二．实训器材(1)电烙铁：由于焊接的元件多，所以使用的是外热式电烙铁。
(2)螺丝刀、镊子等必备工具。
(3)焊锡丝，由于锡它的熔点低，焊接时，焊锡能迅速散步在金属表面焊接牢固，焊点光亮美观。
(4)三节5号电池。
三．实训概要（一）电路元件选择为使硬件电路设计尽可能合理，应注意以下几方面：(1)尽可能采用功能强的芯片，以简化电路，功能强的芯片可以代替若干普通芯片，随着生产工艺的提高，新型芯片的的价格不断下降，并不一定比若干普通芯片价格的总和高。
(2)留有设计余地。
在设计硬件电路时，要考虑到将来修改扩展的方便。
因为很少有一锤定音的电路设计，如果现在不留余地，将来可能要为一点小小的修改或扩展而被迫进行全面返工。
(3)程序空间，选用片内程序空间足够大的单片机，本设计采用AT89C51单片机。
(4)I/O端口，在样机研制出来后进行现场试用时，往往会发现一些被忽视的问题，而这些问题不是靠单纯的软件措施来解决的。
如有些新的信号需要采集，就必须增加输入检测端；有些物理量需要控制，就必须增加输出端。
如果在硬件电路设计就预留出一些I/O端口，虽然当时空着没用，那么用的时候就派上用场了。
（二）发抢答器装配零件，检查和熟悉各种零件老师让我们多次熟悉抢答器的电路图和熟悉电路元件，并调试元器件的好坏。
这一天的工作是相对轻松的，仅仅是熟悉电路图和学习使用常用电子仪器仪表，和识别检测常用的电子元件。
这一天最重要的就是常用电子元件的识别和检测。
我们常见的电子元件就是电阻、电容。
智能抢答器的设计
项目名称：智能抢答器一、选题背景随着我国经济和文化事业的飞速发展，在很多公开竞争场合要求有公正的竞争裁决，诸如证券、股票交易及各种智力竞赛等,因此出现了抢答器。
抢答器一般是由很多电路组成的，线路复杂，可靠性不高，功能也比较简单，特别是当抢答路数很多时，实现起来就更为困难。
因此我们设计了以单片机为核心的新型智能的抢答器，在保留原始抢答器的基本功能的同时又增加了数码管显示。
智能抢答器主要应用于各种知识竞赛、文艺活动等场合。
二、题目要求1．主要教学内容用单片机系统设计智力竞赛抢答器逻辑控制电路，具体要求：（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15s、30；主持人应有复位按钮和开始抢答按钮。
2．教学要求选择适当元器件设计单片机外围电路，单片机系统完成抢答、判别选组、计数、显示、定时及音响提示、复位控制功能；仿真实现各电路功能；搭建、调试电路实现设计要求的功能；掌握单片机系统及外围电路的一般设计方法，具备初步的独立设计能力；掌握对单片机系统进行仿真调试的方法和技能；掌握实现电路的实验方法和电路的调试方法。
三、设计方案在设计中采用的是AT89C51作为控制的核心，从而使得各个模块能够相互合作，共同完成，该系统包括共5个模块，通过9个按键控制，主持人5个按键，分别是开始抢答、抢答结束、加减分、复位，三个答题选手各一个按键。
当主持人按下开始抢答后，抢答选手即可按下按键，发出声光提示并且数码管显示该位选手的序号，当主持人没有按下开始抢答时，选手按下抢答时，则出现违规抢答，发出声光提示并且数码管显示该位选手的序号，主持人按下“开始答题”按钮后，数码管开始倒计时，从15到0一秒减一下，也就是抢答倒计时，在数码管显示0之前，4个开关无论哪一个先按下，LED灯就会亮，同时蜂鸣器不在进行鸣叫，从而实现了抢答的功能与显示。
学习情景3 抢答器的设计与制作
学习情景3 抢答器的设计与制作3．1资讯—知识准备3．1．1 抢答器的介绍电视台、学校和工厂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，它的任务是从若干名参赛者中确定出最先的抢答者。
从原理上讲,目前抢答器有三种类型。
第一类是用中小规模数字电路构成,其中包括了组合逻辑电路和时序电路，设计这一类抢答器时，要用到真值表、状态图等知识。
第二类是用可编程逻辑器件PLD构成,可以由FPGA或CPLD组成，设计这一类抢答器时，要用到VHDL语言和PLD专用开发软件，有相当的难度。
第三类是用单片机构成,可以由各个厂家、各种类型的单片机及相应的外围电路组成，设计这一类抢答器时，要用到单片机软硬件、接口及产品开发等很多知识，也有相当的难度。
3．1．2 指令系统3．1．2．1 指令的格式按照机器码的字节个数，指令可以分为以下三种：单字节指令：双字节指令：三字节指令：MCS-51单片机指令系统包括49条单字节指令、46条双字节指令和16条三字节指令。
采用助记符表示的汇编语言指令格式如下：标号是程序员根据编程需要给指令设定的符号地址，可有可无；标号由1~8个字符组成，第一个字符必须是英文字母，不能是数字或其它符号；标号后必须用冒号。
操作码表示指令的操作种类，如MOV表示数据传送操作、ADD表示加法操作等。
操作数或操作数地址表示参加运算的数据或数据的有效地址。
操作数一般有以下几种形式：没有操作数项，操作数隐含在操作码中，如RET指令；只有一个操作数，如CPL A指令；有两个操作数，如MOV A,#00H指令，操作数之间以逗号相隔；有三个操作数，如CJNE A,#00H,NEXT指令，操作数之间也以逗号相隔。
注释是对指令的解释说明，用以提高程序的可读性；注释前必须加分号。
3．1．2．2 指令的寻址方式从指令格式知道，操作数是指令的重要组成部分，指出了参与操作的数据或数据的地址。
寻找操作数地址的方式称为寻址方式。
简易八路抢答器制作
电子技术综合训练设计报告题目：简易抢答器制作姓名：学号：班级：同组成员：指导教师：日期：电子技术综合训练任务书2目录课程设计任务书………………………………………………………………………摘要……………………………………………………………………………………1、实验目的……………………………………………………………………………2、设计要求与内容……………………………………………………………………3、设计及原理…………………………………………………………………………3.1 总体方案设计……………………………………………………………………3.1.1 设计思路………………………………………………………………………3.1.2 总电路框图……………………………………………………………………3.2 各模块设计方案及原理说明……………………………………………………3.2.1 抢答电路………………………………………………………………………3.2.2 倒计时电路…………………………………………………………………4、电路仿真…………………………………………………………………………4.1 抢答电路………………………………………………………………………4.2 倒计时电路……………………………………………………………………5、总结、体会和建议………………………………………………………………6、参考文献…………………………………………………………………………附录…………………………………………………………………………………1、总电路图…………………………………………………………………………2、元件引脚图………………………………………………………………………3、元器件清单………………………………………………………………………摘要随着科学技术的不断发展，促使人们学科学、学技术、学知识的手段多种多样。
抢答器作为一种工具，已广泛应用于各种智力和知识竞赛场合，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，那么也就必然离不开抢答器。
科技小制作——抢答器
科技小制作——抢答器抢答器在学校开展知识抢答器类竞赛活动时发挥非常重要的作用。
然而这样一个看似神奇的抢答器我们完全可以利用身边的器材。
根据串联电路的特点自己制作，同样可以收到好的效果。
通过下面的实验自己感受一下吧！实验目的：1.了解简单的串联电路2.认识抢答器实验认知：抢答器：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的机器。
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。
电路：是由电源、用电器、导线、电器元件等连接而成的电流通路。
电路中的元件或部件排列得使电流全部通过每一部件或元件而不分串联电路流的一种电路连接方式。
串联电路图串联是连接电路元件的基本方式之一。
将电路元件（如电阻、电容、电感等）逐个顺次收尾相连接。
将各用电器串联起来组成的电路叫串联电路。
串联电路中通过各用电器的电流都相等。
并联电路电压规律：并联电路中用导线连接在电源两极的任意两点间的电压相等；各电阻的电压与总电压相同。
实验步骤：1.实验准备认识实验器材：纸板、导线、蜂鸣器、海绵垫、电池盒、双面胶、接触式开关、发光二级管2.按照如右图形状折好纸板。
3.开关扣在海绵垫上，分别在电池盒、开关、蜂鸣器二极管背面贴上双面胶。
4.参照右图，分别把开关、电池盒和蜂鸣器粘在纸板上，电池盒上正极（红）导线相连，负极导线相连，在纸板上写上自己的名字，简单的抢答器就做好了。
按动开关你会听到嘀嘀的声音，同时二级管也会发光。
提示：蜂鸣器和发光二级管是有正负极之分的，其正极（红线）要与电池盒的正极（红线）连接，否则将不能正常工作。
知识拓展：本节实验的自制抢答器，反应的是一个基础并联电路的工作原理，和一般的抢答器是不一样的。
一般抢答器由单片机以及外围电路组成，分为八路十路等不同，八路和十路的差别是，抢答器背面的接口有几组，和外形没有关系。
抢答器的分类有很多：电子抢答器，电子抢答器的中心构造一般都是由单片机以及外围电路组成，其搭配的配件不同又分为，非语音非记分抢答器。
智力竞赛抢答器的设计与制作
我们的课程设计的实验报告智力竞赛抢答器的设计与制作一．设计任务与要求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，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。
4. 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声响，声响持续的时间0.5秒左右。
5. 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6. 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。
二、设计原理与参考电路1．数字抢答器总体方框图如图所示为总体方框图。
其工作原理为：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，编号显示器灭灯，定时器显示设定时间；选手在定时时间内抢答时，抢答器完成：优先判断、编号锁存、编号显示、扬声器提示。
当一轮抢答之后，定时器停止、禁止二次抢答、定时器显示剩余时间。
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。
2．单元电路设计本抢答器仅用两块数字芯片便实现了数显抢答的功能，与其他抢答器电路相比，有结构简单、成本低、制作方便的优点。
实用可靠、成本极低，十分适合学校教学使用。
设计原理图：原理图见上图所示，ＣＤ４５１１为常用的四－七段ＢＣＤ译码器，其ＬＴ为试灯脚；ＢＩ为消隐（灭灯）脚，ＬＴ和ＢＩ接高电平（电源）；ＬＥ端为选通脚，开始抢答前ＬＥ接低电平。
{1}、{2}、{6}、{7}脚为ＢＣＤ码输入端，{9}～{15}脚为七个输出端，直接驱动数码二极管显示器，接通电源开关Ｋ，数码管显示“０”。
多路抢答器的设计与制作
多路抢答器的设计与制作多路抢答器是一种常见的电子设备，广泛应用于学校、培训机构、竞赛等场合。
其设计与制作涉及电子技术、程序设计等多个领域，具有一定的技术难度。
本文将从多路抢答器的原理、设计要点以及制作过程等方面进行详细探讨。
一、多路抢答器原理多路抢答器是通过电子设备实现对多个参与者进行快速抢答并记录得分的系统。
其原理主要包括信号输入与处理、得分记录以及显示等几个方面。
信号输入与处理是多路抢答器的核心部分。
常见的信号输入方式包括按键式和无线式两种。
按键式抢答器通过参与者按下相应按键来触发信号输入，而无线式则通过无线设备将参与者发出的信号传输到主控制单元。
得分记录是指在参与者快速抢答回答后，系统能够准确记录并显示其得分情况。
这需要在系统中设置相应的得分计算规则，并通过程序实现对参与者快速回答情况进行判断和计算。
显示部分主要包括显示屏幕和指示灯两种形式。
显示屏幕通常用于显示参与者的得分情况以及抢答的结果，而指示灯则用于指示参与者抢答的状态，如是否已经按下按键等。
二、多路抢答器设计要点设计多路抢答器需要考虑多个方面，包括系统稳定性、操作便捷性以及扩展性等。
系统稳定性是设计多路抢答器的首要要点。
在信号输入与处理部分，需要保证信号传输的稳定性和准确性。
对于按键式抢答器，按键需要具有良好的触发感和反馈感；对于无线式抢答器，无线传输设备需要具备稳定的信号传输能力。
操作便捷性是指多路抢答器在使用过程中操作简单、方便。
参与者能够快速准确地进行抢答回答，并能够清晰地看到自己和其他参与者的得分情况。
此外，系统还应提供一些辅助功能如倒计时提醒等，以提高整个系统的使用便捷性。
扩展性是指多路抢答器能够满足不同场合和不同规模比赛需求。
在设计上应考虑到系统模块化、可拓展性，以便根据实际需要进行扩展和改进。
例如，可以通过增加参与者数量、改变信号输入方式等方式来扩展系统的功能。
三、多路抢答器制作过程多路抢答器的制作过程可以分为硬件设计和软件编程两个阶段。
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学习目标 项目要求 项目引导 项目学习 制作指导 项目验收
学习目标
知识目标 了解数字逻辑的概念，理解与、或、非三个基本
逻辑关系；熟悉逻辑代数的基本定律和常用公式；掌 握逻辑函数的正确表示方法；熟悉逻辑门电路的逻辑 功能，了解集成逻辑门的常用产品，掌握集成逻辑门 的正确使用。 能力目标
会识别和测试常用TTL、CMOS集成电路产品。 能完成简单抢答器的制作。
有1出0 全0出1
返回
异或逻辑 (Exclusive – OR)
AB Y 00 0 01 1 10 1 11 0
同或逻辑 (Exclusive - NOR，即异或非)
AB Y 00 1 01 0 10 0 11 1
注意：异或和同或互为反函数，即
相异出1 相同出0
相同出1 相异出0
返回
[例] 试对应输入信号波形分别画出下图各电路的输出波形。
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二、逻辑运算
1、基本逻辑运算 与逻辑 与运算(逻辑乘)
基本逻辑函数 或逻辑 或运算(逻辑加)
（1）与逻辑
非逻辑 非运算(逻辑非)
只有当决定一事件的所有条件全部具备时，这个事件才会发生。
AB Y
逻辑表达式
000
真值表 0 1 0 100
111 若有0出0；若全1出1
Y = A ·B 或 Y = AB
相有同0出出00 相异出全11出1 0 1 1 00 1 1 0 0 0 1 10 0 1 1
解： Y1 Y2 Y3
返回
常见的几种逻辑关系及其表示方式
返回
三、逻辑函数及其表示方法
逻辑函数描述了某种逻辑关系。 常采用真值表、逻辑函数式、卡诺图和逻辑图等表示。
1. 真值表
列出输入变量的各种取值组合及其对应输
合向下 合向下 亮
111 真值表
均为仅有二个取值的变量，称为逻辑变量。
其中A、B为输入变量，F为输出变量。
由上可知，开关的通、断决定了发光二极管的亮、灭，反过 来也可以从发光二极管的状态推出开关的相应状态，这样的关系 称为逻辑函数关系。它可用逻辑函数式（也称逻辑表达式）来描 述，其一般形式为：Y = f（A、B、C、…）。
出逻辑函数值的表格称真值表。
列
真 （1）按 n 位二进制数递增的方式列出输入变
值 量的各种取值组合。
表 方
（2）分别求出各种组合对应的输出逻辑值填 入表格。
法
返回
例如 求函数 Y AB CD 的真值表。
输入
A
B
变量
C
D
输出变量
Y
0
0
0
0
1
0
0
0
1
1
4个输入变
0
0
1
0
1
量有24 =16
0
0
1
1
0
种取值组合
0
1
0
0
1
0
1
0
1
1
0
1
1
0
1
0
1
1
1
0
1
0
0
0
1
1
0
0
1
1
1
0
1
0
1
1
0
1
1
0
1
1
0
0
0
1
1
0
1
0
1
1
1
0
0
1
1
1
1
0
返回
2. 逻辑函数式
表示输出函数和输入变量逻辑关系的表达式。又称逻辑表 达式，简称逻辑式。
真值表 (1) 找出函数值（输出值）为1的项。
(2) 将这些项中输入变量取值为1的用原变量代替，
逻辑指事物因果关系的规律。
逻辑代数中的 1 和 0 不表示数量大小，仅表示两种相 反的状态。
例如：开关闭合为 1 晶体管导通为 1 电位高为 1
断开为 0
截止为 0
低为 0
返回
一、逻辑变量和逻辑函数
开关A 开关B 灯
AB F
合向上 合向 亮
001
合向上 合向下 灭
010
合向下 合向上 灭
100
控制楼道照明的开关电路
与门 (AND gate)
逻辑符号
返回
（2）或逻辑
在决定一事件的各条件中，只要有一个条件具备，这个事件就会发生。
AB Y
真 00 0
值 表
01 1
10 1
11 1
逻辑表达式 Y = A + B
或门 (OR gate)
逻辑符号
有1出1 全0出0
（3）非逻辑
真A 值0 表1
当条件不具备时，事件才发生。
返回
例1. 列出函数F=AB+ A C的真值表。
解：该函数有3个输入变量，共有23=8种输入取值组 合，分别将它们代入函数表达式，并进行求解，可求 得相应的函数值。将输入、输出值一一对应列出，即 可得到如下表所示的真值表。
返回
_
函数F=AB+ A C的真值表
A
B
C
F
0
0
0
0
0
0
1
1
0
1
0
0
0
1
1
1
1
0
1
0
1
0
1
0
1
1
0
1
1
1
1
1
课堂练习:由该真值表写出其表达式。
返回
例2.
画出函数
F
=
_
A
_
B+A C
的逻辑图
A
1
B
C
1
＆
≥1
F
＆
返回
四、逻辑代数的基本定律
1、基本公式
逻辑常量运算公式
0 ·0 = 0 0 ·1 = 0 1 ·0 = 0 1 ·1 = 1
0+0=0 0+1=1 1+0=1 1+1=1
逻辑表达式 Y = A Y
送1出0 送0出1
1
1
非门(NOT gate)
0
又称“反相器”
逻辑符号
返回
2、复合逻辑运算 （由基本逻辑运算组合而成）
与非逻辑(NAND) 先与后非
ABY 001 011 1 01 1 10
有0出1 全1出0
或非逻辑 ( NOR ) 先或后非
ABY 001 010 100 1 10
返回
项目要求
制作简易型四人抢答器要求：
A、B、C、D为抢答操作按钮开关。任何一个 人先将某一开关按下且保持闭合状态，则与其对 应的发光二极管（指示灯）被点亮，表示此人抢 答成功；而紧随其后的其他开关再被按下，与其 对应的发光二极管则不亮。
返回
项目引导
（1）小组制订工作计划。 （2）识别抢答器原理图，明确元器件连接和电路连线。 （3）画出布线图。 （4）完成电路所需元器件的购买与检测。 （5）根据布线图制作抢答器电路。 （6）完成抢答器电路功能检测和故障排除。 （7）通过小组讨论完成电路的详细分析及编写项目实训 报告。
返回
简单抢答器电路图
返回
项目学习
[知识链接1] 逻辑代数的基本知识 [知识链接2] 逻辑门电路的基础知识 [知识拓展] 不同类型集成门电路的接口 [技能训练] 常用集成门电路的逻辑功能测试
返回
[知识链接1] 逻辑代数的基本知识
什么是逻辑代数？
逻辑代数又称为布尔代数，是用于描述客观事物逻辑 关系的数学方法，也是分析和设计逻辑电路的主要数 学工具。
逻辑式 取值为0的用反变量代替，则得到一系列与项。
(3) 将这些与项相加即得逻辑式。
返回
例如
A
B
C
Y
0
0
0
1
0
0
1
0
0
1
0
0
0
1
1
0
1
0
0
0
1
0
1
0
ABC 1
1
0
0
1
1
1
1
逻辑式：
返回
3. 逻辑图 由逻辑符号及相应连线构成的电路图。
例如 画
的逻辑图
反变量用非门实现
相加项用或门实现
与项用与门实现
运算次序为先非后与再或，因此用三级电路实现之。