四路抢答器课程设计报告

课程设计说明书课程名称：数字电子技术课程设计题目：四路智能抢答器学生姓名：专业：电子信息科学与技术班级：电子11-2学号：34指导教师：日期： 2013 年 3 月 29日四路智能抢答器一、设计任务与要求1．当某台参赛者按下抢答开关时，由数码管显示该台编号并伴有声响。

同时，其他参赛者不能再抢答，主持人也不能接收其他输入信号。

2．电路具有定时功能。

要求回答问题的时间≤30秒（显示为29~00），时间显示采用倒计时方式。

当达到限定时间时，发出声响提示。

3．具有计分功能。

每组参赛者起始分为100分，抢答后由主持人计分，答对1次加10分，否则减去10分4．在复位状态下台号数码管不作任何显示（灭灯）。

5．答题时间还剩5s时，每秒发出提示声音。

；二、方案设计与论证对所给出的要求作出以下分析1.主持人有开始键和复位键，按下开始键后才能开始抢答，否则犯规。

2.避免抢答犯规，每个台都装有报警器，在主持人没有开始之前如果发出响声则犯规。

正常抢答，抢答时会显示抢答成功的台号（台号分别为1，2，3，4）。

3.参赛者抢答成功后，答题在30秒之内完成。

有数码管显示时间，和提醒参赛者尽快答题。

4.完成一轮答题之后有主持人给答题者计分，每人刚开始为100分，答对加10分，答错扣10分。

主持人需要一个计分板。

对要求分析，可得到简单的思路：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，主持人将开关置;开始"状态，宣布"开始"抢答器工作。

选手在定时时间内抢答时，抢答器完成，抢答后显示台号，答题定时器显示设定时间；定时器倒计时。

优先判断、编号锁存、编号显示。

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。

三、单元电路设计与参数计算四路抢答器主要分三个电路：抢答电路，计时电路，计分电路。

目录摘要 (2)第一部分设计背景与选题 (3)1．应用背景 (2)1.1设计背景 (2)1.2设计目的 (2)第二部分PLC编程与硬件接线 (4)2．抢答器 (4)2.1四路抢答器概述 (4)2.2四路抢答器工作原理 (4)3．PLC概述 (6)3.1 PLC产生与发展 (6)3.2 PLC的特点与应用领域 (6)3.3 PLC工作原理 (8)3.4 PLC的基本结构 (9)3.5 PLC的编程语言 (11)3.6 PLC的分类及性能指标 (12)4. 系统硬件设计 (14)4.1 控制系统选取 (14)4.2 控制系统硬件组成结构图 (14)4.3 系统I\O分配表 (15)4.5 系统硬件连接图 (16)第三部分程序设计与调试 (17)5 系统软件设计 (17)5.1 整体设计 (17)5.2 编程软件 (18)5.3 指令表 (22)5.4 软件调试 (24)第四部分分析与总结 (24)6 结论分析 (24)7 心得体会 (25)参考文献 (25)摘要近年来随着科技的飞速发展，PLC的应用不断地走向深入，同时带动传统的控制检测技术的不断更新，可编程控制器由于其优良的控制性能，极高的可靠性，在各行各业中的应用日益广泛普及。

对于抢答器其广泛用于电视台、商业机构、企事业工会组织、俱乐部及学校等单位组织举办各种知识、技术竞赛及文娱活动时作抢答之用，为竞赛增添了刺激性、娱乐性，在一定程度上丰富了人们的业余生活，并且给人的视觉效果非常好，是各单位开展素质教育、精神文明、娱乐活动的必备产品。

本次设计是利用PLC（Programmable Logic Controller）对PLC控制智力抢答器进行控制。

首先，选择这个题目之后，我对本次设计进行了全面的思考。

使自己对本次设计有一个大致的总体思路，然后仔细分析PLC控制的四路智力抢答器的工作原理，以及它的一些工作过程，分析后得出它主要需要完成主持人的控制、选手的抢答、报警、计时及输出显示功能等。

目录1、课程设计目的 (3)2、课程设计正文 (3)1、软件方面设计 (3)①总程序流程图 (3)②显示子程序流程图 (4)2、硬件方面设计 (5)①方案设计 (5)②单元电路设计 (5)③系统调试 (8)3、课程设计总结或结论 (8)4、参考文献 (8)附录一：总的原理图附录二：PCB图附录三：总程序1、课程设计目的①可以自主设计简单地电路；②掌握响应外部中断的原理；③利用Protel硬件设计电路原理图和PCB图；④初步掌握使用Proteus进行单片机的软硬件联机调试。

技术要求：①设置4个抢答台和4个抢答成功指示灯，1个比赛主持人“开始”键和1个抢答指示灯以及1个LED显示器。

②采用中断和查询结合的方法确定按键的动作。

③主持人按下“开始”键后，若有人抢答，则抢答指示灯确认有人抢答，并用7段LED显示抢答者的号码（1--4），并同时点亮对应抢答台上的抢答成功指示灯；若10秒内无人抢答，则发出超时报警，此题作废，主持人可按下“开始”键开始下一题的抢答。

2、课程设计正文1、软件设计方面①总程序流程图②显示子程序2、硬件方面设计①方案设计采用以52为内核的STC系列的芯片，组成一个单片机的最小应用系统，运用C语言编程来实现四路抢答器的设计，采用独立式键盘来作为输入，LED数码管显示，蜂鸣器来报警。

用此方案的优点是：编程简单、操作方便、成本低和错误率低。

②单元电路设计各引脚接线：通过单片机各引脚功能的介绍，本硬件设计中，P0口接数码管显示器；P1口接独立式键盘；P2.0通过PNP驱动接数码管；/ALE脚和/PSEN脚悬空，/EA脚接高电平；复位电路包含了上电复位和按键复位；晶振选择为6MHz,GND接地，VCC接+5V电源；蜂鸣电路接在P2.1上面。

针对抢答器的设计，输入电路键盘按下开始键后，开始抢答，按下相应的键，输出电路相应的LED二极管发光、数码管显示相应的序号⑴复位电路复位电路有两种复位方式：上电复位和按键复位。

4路抢答器课程设计报告课程设计报告：4路抢答器一、设计背景和目标抢答器是一种常见的教学装置，用于增强学生参与课堂互动和竞争的积极性。

为了提高现有抢答器的性能和功能，本次设计决定设计一款4路抢答器，以满足现代教育教学的需求。

本设计旨在通过增加抢答器的路数，提高课堂互动和竞争的效果，促进学生参与讨论和思考，培养学生的团队合作和竞争精神。

二、需求分析1.提高路数：既有的抢答器系统只能支持单一路数，不利于多个学生同时参与抢答活动，因此设计4路抢答器，以支持更多学生参与抢答。

2.精准识别：抢答器需要准确识别学生按下按钮的时间顺序，并显示该学生抢答的排名，以减少争议和纠纷。

3.考虑后续扩展：设计的抢答器具备一定的可扩展性，以满足未来可能增加的路数需求。

4.易于使用：抢答器的使用应简单方便，对教师和学生来说操作简单、直观。

三、系统设计1.硬件部分：抢答器由中控主机和多个答题器组成。

中控主机负责控制答题器的启动、暂停和排名显示，答题器则用于学生参与抢答。

中控主机需要具备多路输入和输出接口，以支持多个答题器的同时工作。

2.软件部分：中控主机需要具备按键扫描、计时、显示学生抢答排名等功能。

答题器则需要具备按键输入和与中控主机的通信功能。

四、应用场景本款4路抢答器适用于中小学课堂教学。

教师可以通过抢答器让学生在课堂上积极回答问题，增强学生对知识点的理解和记忆。

在团队竞赛中，抢答器也可以作为评分工具，用于记录团队的答题水平。

五、教学效果和可操作性评价1.教学效果：抢答器可以增强学生的参与度和互动性，培养学生的团队合作和竞争精神，促进学生思考和讨论，提高教学效果。

2.可操作性评价：抢答器的设计考虑到了简单方便的操作，教师和学生只需按下按钮即可完成相应操作，无需复杂的设置和操作过程，易于上手和使用。

六、结论本次设计的4路抢答器满足了现代教育教学的需求，提高了学生参与度和互动性。

通过抢答竞赛，可以培养学生的竞争意识和思考能力。

1 设计任务描述1设计题目四路抢答器的设计1.1设计要求1.1 设计目的（1）掌握四路抢答器的构成、原理与设计方法；（2）熟悉集成电路的使用方法。

1.2 基本要求（1）要求实现ABCD四路抢答器的设计——每组都具有独立的抢答按键，要求某路抢答后，其余三路抢答无效；（2）某路抢答信号到达后，指示该路已抢答的独立灯光发光，发出提示音，并用数码管显示抢答的组号（以ABCD表示）；（3）裁判桌上的公共通道号显示（以ABCD表示）；（4）抢答时间的定时与报警，具体实现可自拟。

1.3 发挥部分( 1 )抢答次数显示；（2）选手分数计数显示。

2设计思路竞赛抢答器的设计思路即为有多个信号输入端，但是当有其中任何一个信号输入时，运行电路将所存电路，直至总控制开关闭合为之。

本设计题目为智能四路竞赛抢答器，使其能方便的实现优先抢答，本组抢答后，各组独立的灯光显示，同时发挥部分设计了抢答定时电路。

抢答器具有锁存、定时、显示功能。

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LED数码管把选手的编码显示出来，并且开始抢答时间的倒计时，同时用LED数码管把选手的所剩抢答时间显示出来。

抢答时间可设定（０～１５秒）。

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；主持人将开关置“开始”状态，宣布“开始”抢答器工作。

定时器倒计时提示。

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。

据要求，则设计思路如下：由主持人控制四组抢答，当一人按下抢答按钮后，将会有灯光显示，单独显示器显示组别并发出提示音。

同一时刻优先编码电路将抢答信号锁存，其他人抢答失效，再通过译码显示将抢答认的组别显示出来。

由主持人控制抢答时间，抢答时间设为１５秒。

四路抢答器设计报告专业：物理学班级：09物理学2班姓名：xxx 学号：1226姓名：xxx 学号：1251姓名：xxx 学号：1225姓名：xxx 学号：1208姓名：xxx 学号：1231指导老师： xx日期：2012年6月12日摘要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。

本设计是以四路抢答为基本理念，考虑到依需要设定限时和记数的原理，利用AT89C52单片机以及外围接口实现的抢答系统，利用单片机的定时器/ 计数器定时和记数的原理，将软件、硬件有机地结合起来，使得系统能够正确地进行计时，同时使数码管能够正确地显示时间。

用开关做键盘输出，蜂鸣器给出声响提示。

同时系统能够实现：抢答开始后，若有选手先按动抢答按钮，该选手编号就会在显示器上显示同时蜂鸣器会发出音响，而且禁止其他选手抢答。

优先抢答的选手的编号一直保持到主持人将系统清零为止。

抢答器同时具有限时抢答功能。

当主持人按下按钮后，定时器开始倒计时，并显示倒计时时间（15s）。

如果时间已到，无人抢答，则本次抢答无效。

本次实验巧妙运用单片机技术，大大的减少了电路的复杂性。

关键词：AT89C52 数码管抢答器计时目录一、设计任务和要求 (4)二、方案的选择的论证 (5)三、原理图 (7)四、电路图及工作原理 (9)五、组装与调试 (10)六、电路的特点 (12)七、元器件列表 (13)八、参考文献 (13)九、感想和体会 (13)十、附录 (17)一、设计任务及要求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。

由主持人控制抢答开始开关和系统清零开关，用数码管抢答倒计时间，由“15”倒计到“00”时，无人抢答，蜂鸣器给出响声提示。

选手抢答时，数码管上显示选手组号，同时蜂鸣器给出响声提示，倒计时停止。

2、设计要求1）抢答器同时供4名选手，用1、2、3、4表示4名选手，选手各用一个抢答按钮，按键的编号与选手的编号相对应。

2）主持人控制两个按钮，作用是整个系统的清零以及抢答的开始。

一、设计要求用组合逻辑器件CD4511构成四路抢答器。

CD4511实现优先抢答的锁存、译码输出驱动LED ，数码管显示先抢答者的号码，同时四路抢答器发出响声，主持人通过“复位”按钮清除LED数码管的显示和停止响声。

CD4511是具有锁存功能的BCD码4—7线译码区动器。

CD4511能将输入的二一十进制码(8421BCD码)译成七段码(a～g)，驱动共阴极LED数码管。

它是16脚双列直插式CMOS的集成器件，引脚排列如图1所示。

其各引脚功能如下：●U∞、Uss分别是正、负电源端，电源电压范围是3～18V。

●A、B、C、D是8421BCD码输入端。

A 是低位，D是高位。

i圈1cD4511的管脚排列圈：●a～g是七段译码输出，高电平有效。

●LT是灯测试端。

当LT=0时，无论其他输入端状态如何，此时a～g全为1，LED所有段全亮。

可利用此来检查数码管的好坏。

●BI是消隐控制端。

当Bl=O，且LT=1时，a～g全为0，数码管不亮。

●LE是锁存控制端。

当LE=0时选通，LE=1 时锁存。

时钟脉冲产生电路二、设计目的抢答器对于我们来说都不陌生，它应用于很多竞赛场合，是参赛者用来抢答的工具，真正实现先抢先答，让最先抢到的选手来回答问题。

依靠抢答器来断定抢答的先后，更好地实现公平公正的原则。

本系统可以供四名选手进行抢答，主持人使能抢答器工作后，当第一个选手按下按键时，相应的指示灯亮和蜂鸣器响，同时锁住抢答器，即其他选手按下按键不起作用，从而实现先抢先答的功能，直到主持人重新复位后方可抢答。

使用中小型集成电路和门电路设计四人抢答器。

功能：•可同时供4名选手参加比赛，各用一个抢答按钮，按钮编号和选手的编号相对应；•用发光二极管显示第一抢答者对应的指示灯亮；并使其余抢答开关不起作用；•主持人用一个控制开关，用来控制抢答器的清零和抢答开始；•使用555定时器产生一个1KHz的周期信号作为时钟信号。

三，电路设计方案a,无人抢答时所有的输出为零b按下抢答按钮c触发器翻转d显示电路：LED发光e报警电路：蜂鸣器发声f脉冲封锁以实现优先判决g主持人控制开关控制电路四、电路原理图及单元电路设计及参数计算(A)选手按键设计如图1(B)LED显示如图2CD4511是一个用于驱动共阴极 LED （数码管）显示器的 BCD 码—七段码译码器，特点如下：具有BCD转换、消隐和锁存控制、七段译码及驱1. CD4511的引脚CD4511具有锁存、译码、消隐功能，通常以反相器作输出级，通常用以驱动LED。

数字电路课程设计—四路抢答器数字逻辑课程设计报告——数字抢答器学院名称：通信与信息工程工程学院学生姓名：专业名称：信息工程班级：信息工程实习时间：2012年6月18 日——2012年6月29 日课程设计报告一．课程设计题目：四路数字抢答器二．任务和要求：设计一个数字式抢答器，具体要求如下：1．要求至少控制四人抢答，允许抢答时间为10秒，输入抢答信号实在“抢答开始”命令后的规定时间内，显示抢先抢答者的序号，绿灯亮。

2．在“抢答开始”命令前抢答者，显示违规抢答者的序号；红灯亮。

3．选做：在“抢答开始”命令发出后，超过规定的时间无人抢答，显示无用字符（可自行确定）。

4．选做：不仅能显示抢答者的序号并且能显示抢答次序。

三．总体方案的选择方案一：其工作原理为：接通电源后，主持人将开关拨接地，抢答器处于禁止状态，组号显示器显示“0”，定时器显示时间(0秒)；若有队员在此时抢答，则表示犯规，违规报警电路的红灯亮，并显示其组号；由于锁存电路的原因，只记录下第一组的组号。

在主持人读完题目后，将开关接上电源，宣布"开始"抢答，定时器开始计时，选手在10秒内抢答时，抢答器完成：优先判断、编号锁存、编号显示、绿灯提示。

当一轮抢答之后，定时器停止、禁止二次抢答、定时器显示经过的时间。

如果再次抢答必须由主持人再次操作“清零”和“开始”状态开关。

方案二：脉冲电路计 时 电 路译 码 电 路译 码 显 示控制 电路主持人开 关违规报 警电路译码显示译码电路锁存电路优先编 码电路抢答按钮方案二与方案一的原理大致相同，区别在于方案二是“先锁后编”，后者是“先编后锁”：方案一的实现要用148优先编码器 ，实际中其7IN 管脚的控制却比较复杂，还要设法控制75的使能端；方案二则直接将抢答信号作为75锁存器的输入信号，再使用或非门来实现编码，且其只受锁存电路的控制，所以只需控制好75 的使能端即可。

故采用方案二。

四．单元电路的设计 1.脉冲电路：由555电路提供CP 脉冲信号脉冲电路计 时 电 路译 码 电 路译 码 显 示控制 电路主持人开 关违规报 警电路译码显示译码电路选手号转换电路锁存电路抢答按钮2.抢答锁存电路：在这一部分，最主要的是锁存电路，锁存电路主要由7475来实现，当74LS75的4，13号管角的信号为“0”时，它将保持原来的状态：74LS75真值表：D C Q1 1 10 1 0X 0 Qn74LS75的管脚图为：747514131211109123456715VccD 0Q 0D 1Q 3100-12281613E 2-3D 2D 3输入输出E D LH H H L XQ Q H L LH7475功能表保持当有一组队员按下开关后（高电平有效），Q1,Q2,Q3,Q4中有一个信号 为1，则它们四个通过与非门后的信号为1，在通过非门后，它变为0， 接入G12,G34,7475实现锁存功能，保持状态不变。

综合课程设计报告设计题目_智能定时抢答器的设计_设计电气工程及其自动化专业综合课程设计任务书(专题24) 系(部):机电工程系专业:电气工程及其自动化类:电气12-1一、设计目的1.精通PLC的硬件组成和各种指令的应用。

2.掌握小型PLC应用系统的设计步骤。

3.熟悉PLC开发系统的应用和软件调试过程。

4.通过分析和判断设计过程中的失误，进一步锻炼和培养学生的实践能力。

二、设计要求1.抢答器可供四组选手同时参加比赛。

2.主机有三个控制按钮，分别用于控制开始接听、复位和开始接听时间。

3.每当主持人发出开始抢答的指令时，该组选手首先按下抢答按钮，然后数码管1显示组号以表示抢答成功，不再响应随后的抢答信号。

选手回答完问题后，主持人按下复位按钮，系统可以开始下一轮答题。

4.抢答时限:主持人按下开始键，定时器T37开始计时(设定为30S)。

如果在30秒时限前没有人回答问题，选手将放弃提问。

5.抢答时限:抢答成功后，主持人按下抢答开始键，同时数码管2显示抢答倒计时时间(此时间设为9S)。

选手必须在规定时间内完成答题。

三。

总体规划3.1 PLC智能抢答器的工作原理我设计的PLC智能抢答器是适合四个人使用的四路抢答器。

现在以四通应答器为例。

竞赛主持人设置三个控制按钮，控制开始、复位和回答计时。

每当主持人发出开始答题的指令时，该组选手先按下抢答器的按键，然后数码管显示该组的号码表示答题成功，后续的答题信号没有对应。

选手回答完毕后，主持人按下重置键，系统开始下一轮答题。

当主机按下应答器的按钮时，定时器T37开始计数(设置为30秒)。

如果到了30秒的限制，没有人回答问题，说明选手放弃提问。

答题成功后，主持人按下答题计时按钮，数码管显示答题倒计时时间可根据需要调整。

这个设定是9秒，参赛者必须在设定的时间内完成回答。

3.2结构图中央处理器3.3控制系统I/O分配表3.4抢答器PLC控制系统的输入端口3.5硬件连接图根据系统要求和所需硬件，系统有7个数字输入点和14个输出点。

四路抢答器课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生理解并掌握四路抢答器的基本工作原理；2. 学生能够描述四路抢答器的电路组成及其功能；3. 学生掌握数字电路中基本逻辑门的使用，并了解其在抢答器中的应用。

技能目标：1. 学生能够独立完成四路抢答器的电路搭建；2. 学生能够通过实际操作，解决抢答器电路中出现的问题；3. 学生能够运用所学知识，设计简单的数字电路。

情感态度价值观目标：1. 学生培养对电子技术的兴趣，提高学习主动性和积极性；2. 学生在团队合作中，学会相互尊重、沟通与协作；3. 学生在课程学习过程中，树立正确的价值观，认识到科技发展对国家和社会的重要性。

课程性质：本课程属于电子技术领域，结合物理知识与实际操作，提高学生的动手能力和解决问题的能力。

学生特点：初三学生，具备一定的物理知识和动手能力，对电子技术有一定的好奇心。

教学要求：结合学生特点，注重理论与实践相结合，鼓励学生动手实践，提高学生的创新意识和团队协作能力。

通过课程目标的分解，将预期学习成果具体化，便于后续教学设计和评估。

二、教学内容1. 数字电路基础知识- 逻辑门原理及种类（与门、或门、非门等）- 四路抢答器电路原理2. 四路抢答器电路组成- 抢答信号发生器- 逻辑判断电路- 锁定电路- 指示灯电路3. 电路搭建与调试- 数字电路元件的识别与使用- 四路抢答器电路搭建方法- 电路调试技巧及故障排查4. 教学大纲- 第一章：数字电路基础知识（1课时）- 第二章：四路抢答器电路组成（1课时）- 第三章：电路搭建与调试（2课时）5. 教材关联- 《电子技术基础》第四章：数字电路基础- 《电子技术基础》第五章：数字电路应用实例教学内容安排和进度：第一周：数字电路基础知识学习，了解逻辑门原理及种类；第二周：学习四路抢答器电路组成，分析各部分功能；第三周：动手搭建四路抢答器电路，进行调试与故障排查；第四周：巩固所学知识，开展小组合作，设计并展示创新性数字电路作品。

《EDA技术应用》课程设计报告专业: 通信工程班级: 09301**: **指导教师:2013年5 月22 日目录一、设计任务 (1)二、设计方案 (2)三、设计内容及程序 (2)（一）抢答鉴别及锁存模块 (3)（二）计分模块 (4)（三）计时模块 (6)（四）译码显示模块 (8)（五）分频模块 (9)（六）抢答器的顶层原理图设计 (10)四、总结 (11)五、心得与体会 (11)六、参考文献 (12)一、设计任务进一步掌握QUARTUSⅡ软件的使用方法；（1）会使用VHDL语言设计小型数字电路系统；（2）掌握应用QUARTUSⅡ软件设计电路的流程；（3）掌握电子抢答器的设计方法。

（二）设计要求（1）设计一个可以容纳四组参赛队进行比赛的电子抢答器。

（2）具有第一抢答信号的鉴别和锁存功能。

在主持人发出抢答指令后, 若有参赛者按抢答器按钮, 则该组指示灯亮, 显示器显示出抢答者的组别。

同时, 电路处于自锁存状态, 使其他组的抢答器按钮不起作用。

（3）具有计时功能。

在初始状态时, 主持人可以设置答题时间的初始值。

在主持人对抢答组别进行确认, 并给出倒计时记数开始信号以后, 抢答者开始回答问题。

此时, 显示器从初始值开始倒计时, 计到0时停止计数, 同时扬声器发出超时警报信号。

若参赛者在规定的时间内回答完问题, 主持人可以给出计时停止信号, 以免扬声器鸣叫。

（4）具有计分功能。

在初始状态时, 主持人可以给每组设置初始分值。

每组抢答完毕后, 由主持人打分, 答对一次加10分, 答错一次减1分。

（5）具有犯规设置电路。

对提前抢答者和超时抢答者, 给予鸣喇叭警示, 并显示规范组别。

二、设计方案系统的输入信号有: 各组的抢答按钮A.B.C.D, 系统允许抢答信号STA, 系统清零信号CLR, 系统时钟信号CLK, 计分复位端CLR, 加分按钮端ADD, 计时使能端EN；系统的输出信号有: 四个组抢答成功与否的指示灯控制信号输出口可用如LED_A.LED_B.LED_C.LED_D表示, 四个组抢答时的计时数码显示控制信号若干, 抢答成功组别显示的控制信号若干, 各组计分动态显示的控制信号若干。

四路抢答器课程设计报告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。

、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。

设计报告课程名称 EDA技术实用教程任课教师黄慧设计题目数字式竞赛抢答器班级 12自动化卓越班姓名学号李思聪 1205032033郭一鸣 1205031020孔德利 1205031026 日期 2014年11月11日一、设计目的1、学习使用实验箱中数码管显示、按键控制。

2、熟悉抢答器的工作原理。

3、了解数字系统设计，调试及故障排除方法。

二、设计要求1、四组参赛者进行抢答，当抢答组按下抢答按钮时，抢答器能准确的判断出抢答者。

2、抢答器可以容纳4组参赛者同时抢答，每组设置1个按钮供抢答者使用。

设置抢答使能信号，当此信号有效时，若参赛者按下抢答开关，则抢答器能判断出第一抢答者并指示该组抢答成功，其他组参赛者的抢答开关不起作用，若提前抢答则对相应的参赛者发出警报。

3、系统具有清零功能。

当清零信号有效时，抢答器对前一轮抢答的第一抢答者判断结果进行清零，恢复为初始状态。

4、数字式竞赛抢答器电路还具有计分功能。

如果抢答成功的参赛者满足得分条件则增加相应的分数，答错不扣分。

三、电路的总体方案及工作原理1、总体方案（1）方案一系统由三个主要模块组成，分别为第一判别电路、计分电路、显示电路。

其中第一判断电路主要完成最快抢答者的判断功能；计分电路则存储每组的分数，显示电路则显示抢答者的状态和各组的分数。

因此数字竞赛抢答器的输入信号包括复位信号CLR、抢答器使能信号EN、4级参赛者抢答按钮A\B\C\D及加分信号ADD，输出信号包括4组参赛者的状态显示LEDx（x表示参赛者编号）及其对应的得分SCOREx、抢答器抢答成功的组别显示等。

（2）方案二抢答电路选用优先编码器 74LS148 和锁存器 74LS297 来完成。

该电路主要完成两个功能：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（显示电路采用七段数字数码显示管）；二是禁止其他选手按键，其按键操作无效。

定时电路原理及设计：该部分主要由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1个7段数码管即相关电路组成。

四人智力竞赛抢答器课程设计报告（最终5篇）第一篇：四人智力竞赛抢答器课程设计报告一、设计题目四人电子抢答器二、设计功能1．基本功能（1）抢答器同时供4名选手比赛，分别用4个按钮key5 ~ key8表示。

（2）设置一个系统重置和抢答控制开关start（key1），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。

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（30秒）。

当主持人启动“开始”键后，定时器进行减计时。

（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）在设定的抢答时间内如果定时时间已到，无人抢答，本次抢答无效，3.自主功能（1）抢答器具有自动计时功能，当有选手抢答答题时间（10秒）自动开始。

（2）报警电路设计：当答题时间和抢答时间将到或结束（还剩3秒时）发出蜂鸣声结束答题。

（3）每个选手有一个记分板，答对题目可以由主持人控制start 键给予加分。

每加一分响一次。

（4）长按start可以自动准备计时和系统清零，短按开始计时和暂停。

三、原理电路设计：1、方案抢答电路：使用74175作为锁存电路，当有人抢答时，利用锁存器的输出信号号将时钟脉冲置零，74175立即被锁存，同时蜂鸣器鸣叫1s，这时抢答无效，使用74148作为编码器，对输入的型号进行编码。

输出在共阳数码管显示主持人电路：（1）利用2个74168计数器作为倒计时的芯片，当主持人按下抢答按钮时，2个74168被置29，同时将开始倒计时。

假如在30秒内有人抢答，则计数器停止倒计时，将锁存器锁存，禁止选手抢答，蜂鸣器鸣叫一秒，停止倒计时。

（2）利用4个74160分别控制4位选手的得分，分别显示在4个共阳数码管。

四路抢答器电子课程设计报告电子课程设计报告姓名:___________ 班级:___________ 学号:___________ 教师:___________1. 设计要求 ..................................................................... .................................................... 2 2. 抢答器的功能要求 ..................................................................... ............................ 2 3. 系统设计方案(设计方案的比较和选定) .................................... 4 4. 电路工作原理(设计思路) .................................................................... .... 5 5. 元电路设计参数计算及元器件选择 ...................................................... 7 6. 完整电路图 ..................................................................... ........................................... 13 7. 元器件清单 ..................................................................... ........................................... 15 8. 结论与心得 ..................................................................... ........................................... 15 9. 参考文献 ..................................................................... . (15)第 1 页共 15 页四路抢答器一、设计要求该电路的根本任务是准确的判断出第一抢答者的信号并将其锁存。

2024电工电子创新实验报告四路抢答器设计
一、实验目的：
1.熟悉数字电路设计流程；
2.掌握使用逻辑门和计数器设计电路的方法；
3. 学习使用Arduino作为发声和控制的工具。

二、实验材料：
1.电压表、万用表；
2.电源、开关、LED等电子元件；
3.面包板、导线等实验仪器；
4. Arduino控制板。

三、实验原理：
四路抢答器实际上是一个倒计时电路和一个触发电路的组合。

当倒计时时间结束时，先按下抢答器的按钮的参赛者会触发一个信号，表示抢答成功。

四、实验步骤：
1. 使用集成电路74HC590来实现倒计时电路。

将74HC590的引脚1和2接到电源（5V），引脚3接到电源（GND），引脚15接到一个频率为1Hz的时钟信号，引脚4接到Arduino的引脚2
2. 使用74HC00和74HC04来实现触发电路。

将74HC00的2个与非门的输入依次连接到Arduino引脚4和5，输出接到74HC04的输入。

将
74HC04的输出与LED灯串联，连接到Arduino引脚13来控制灯的亮灭。

3. 使用Arduino来实现发声和触发抢答器的功能。

将Arduino的引脚11接到一个8Ω的蜂鸣器，引脚3接到抢答器的按钮开关，引脚13接到74HC04的输入。

五、实验结果：
实现四路抢答器的设计，通过Arduino发声和控制LED灯的亮灭。

六、实验总结：
通过本次实验，我学会了如何使用逻辑门和计数器设计电路并加以实现。

同时，我也熟悉了使用Arduino作为发声和控制的工具。

这对我的电工电子专业学习和实践具有很大的帮助。

数字逻辑电路课程设计报告题目名称: 4路抢答器系院:专业班级:学生姓名:完成日期:摘要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。

关键字: 开关阵列电路；触发锁存电路；解锁电路；编码电路；显示电路（1）一, 设计目的（2）本设计是利用已学过的数电知识, 设计的4人抢答器。

（3）重温自己已学过的数电知识；（2）掌握数字集成电路的设计方法和原理；（3）通过完成该设计任务掌握实际问题的逻辑分析, 学会对实际问题进行逻辑状态分配、化简；（4）掌握数字电路各部分电路与总体电路的设计、调试、模拟仿真方法。

（一）二, 整体设计（二）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。

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。

4.参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。

5.如果定时时间已到, 无人抢答, 本次抢答无效。

（三）设计原理与参考电路抢答器的组成框图抢答器的一般组成框图如下图所示。

它主要由开关阵列电路、触发锁存电路、解锁电路、编码电路和显示电路等几部分组成。

1.开关阵列电路: 该电路由多路开关所组成, 每一名竞赛者与一组开关相对应。

开关应为常开型, 当按下开关时, 开关闭合；当松开开关时, 开关自动弹出断开。

2.触发锁存电路: 当某一组开关首先被按下时, 触发锁存电路被触发, 在对应的输出端上产生开关电平信息同时为防止其他开关随后触发而造成输出紊乱, 最先产生的输出电平反馈到使能端上, 将触发电路封锁。

4路抢答器设计实验报告(一)4路抢答器设计实验报告1. 引言•介绍实验的背景和目的•提出实验问题和假设2. 实验设计•详细描述实验的设计方案，包括所使用的材料和工具•列出实验步骤和流程3. 实验结果•展示实验结果的数据和图表•对实验结果进行分析和讨论，与假设进行比较4. 结论•总结实验的结果和发现•对实验过程中的问题和不足进行讨论•提出进一步研究的建议5. 参考文献•列出实验过程中参考的文献和资料的引用附录•提供实验过程中的原始数据、图表和计算公式等详细信息1. 引言•实验背景：抢答器是一种常用于竞赛和学术场合的设备，用于测试参与者的反应速度和知识水平。

设计一个4路抢答器，可以满足多人同时参与的需求，提高竞赛的公平性和趣味性。

•实验目的：通过设计和制作4路抢答器，验证其稳定性和可行性，以及测试参与者的反应速度和竞技能力。

2. 实验设计•材料：Arduino开发板、面包板、按钮开关、LED灯、电阻、导线等•工具：焊接工具、螺丝刀、电子测试仪器等•步骤：1.搭建电路：将Arduino开发板与面包板连接，连接按钮开关和LED灯以搭建4路抢答器电路。

2.连接程序：使用Arduino编程语言编写程序，实现抢答器的功能。

3.测试功能：逐一测试每个按钮开关和LED灯是否正常工作。

4.整体测试：测试4路抢答器整体的功能和反应速度。

5.优化改进：根据测试结果，对电路和程序进行调整和改进。

3. 实验结果•数据和图表：记录每个参与者的抢答时间和正确率，并绘制柱状图和折线图进行统计和分析。

•结果分析：根据实验数据和图表，分析参与者的抢答速度和正确率，验证实验假设的成立与否。

4. 结论•通过实验设计和制作的4路抢答器，实现了多人参与的抢答功能。

•参与者的抢答速度和正确率与实验假设存在一定的关联性。

•在实验过程中发现的问题和不足：电路连接不牢固、程序运行不稳定等。

•进一步研究建议：改进电路连接的可靠性、优化程序的响应速度等。

四路抢答器设计实验报告信息科学技术学院自动化*班****四路抢答器设计实验报告一、设计任务：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、养成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。

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。

二、技术指标抢答器是一种具有优先输出的电子电路。

它的基本功能是，在四组参赛的情况下，首先抢答者发出抢答信号，此时其他参赛组的抢答电路即失去控制作用。

在优先抢答者解除抢答信号后，电路才自动恢复到各组又可均等抢答的状态中。

1、设计一个可供4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。

抢答后显示优先抢答者序号，同时发出音响。

并且不出现其他抢答者的序号，这样其它选手无法再抢答，达到抢答目的。

4、抢答器具有定时抢答功能，本抢答器的时间设定为10秒，当主持人启动“开始”开关后，定时器开始减计。

5、设定的抢答时间内，选手可以抢答，这时定时器开始工作，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。

6、当设定的时间一到，而无人抢答时，本题报废，选手们无法再抢答，同时扬声器报警发出声音，定时器上显示0。

三、元件清单：四、电路框图如下：1）智能抢答器 总体方框图如上图所示。

其工作原理为：接通电源后，主持人将K 0拨到"清除"状态，抢答器处于禁止状态，编号显示器灭灯，定时器不显示；主持人用开关K 0清零，宣布"开始"并按下K 0状态开关抢答器工作。

定时器计时。

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。

四路优先简易抢答器设计1．设计目的（1）掌握用门电路和计数显示芯片完成四路抢答器的设计方法。

（2）对设计的数字电路进行仿真和调试。

2．设计任务四路优先简易抢答器，是通过逻辑电路判断哪一个预定状态优先发生的一个装置，具体要求如下：（1）4个S1、S2、S3、S4为抢答输入开关，一个控制开关S5，LED数码管为抢答成功显示。

（2）在按下控制开关S5时，再按下S1、S2、S3、S4是处于无效的状态；以及在无人按下抢答开关时的状态，这两种情况下LED数码管显示均为字符“5”。

（3）开关S1、S2、S3、S4中有一个按下时，对应LED数码管显示出相应的数字“1”、“2”、“3”、“4”，并且被锁存起来，而其他的开关再按则无效。

（4）按下控制开关S5时，电路恢复为等待抢答状态，S5开关复位时准备下一次抢答。

（5）信号发生器产生的时基信号CP周期，应大于一次手动触键开关后的抖动时间，否则抢答器就不能锁定。

3．设计要求（1）合理的设计硬件电路，说明工作原理及设计过程，画出相关的电路原理图（运用Multisim电路仿真软件）；（2）选择常用的电器元件（说明电器元件选择的过程和依据）；(3) 对电路进行局部或整体仿真分析；（4）按照规范要求，按时提交课程设计报告（打印或手写），并完成相应答辩。

4．参考资料（l）李立主编. 电工学实验指导. 北京：高等教育出版社，2005（2）高吉祥主编.电子技术基础实验与课程设计. 北京：电子工业出版社，2004 （3）谢云，等编著.现代电子技术实践课程指导.北京：机械工业出版社，2003四路优先抢答器设计报告目录一、任务设计与要求 (4)二、设计方案与论证 (5)二、电路设计计算与分析 (6)3.1555定时器 (6)3.1.1 555定时器构成的多谐振荡器 (9)3.2 8线—3线优先编码器74LS148集成电路芯片 (11)3.3 四D触发器74LS175 (15)3.4 关于竞争现象 (17)3.5整体仿真 (21)四、总结与心得 (22)五、附录 (24)六、参考文献 (25)一、任务设计与要求四路优先简易抢答器，是通过逻辑电路判断哪一个预定状态优先发生的一个装置，具体要求如下：（1）4个S1、S2、S3、S4为抢答输入开关，一个控制开关S5，LED数码管为抢答成功显示。