数字电路课程设计

数字抢答器

设计报告

姓  名：            

学  号：             

专  业：     电子信息工程系      

指导教师：              

20##年 04 月 18 日

八路数字抢答器

一、  设计目的及任务

1．设计的目的

通过八路数字抢答器的设计实验，要求大家回顾所学数字电子技术的基础理论和基础实验，掌握组合电路、时序电路、编程器件和任意集成电路的综合使用及设计方法，熟悉掌握优先编码器、触发器、计数器、单脉冲触发器、555电路、译码/驱动电路的应用方法，熟悉掌握时序电路的设计方法。达到数字实验课程大纲所要求掌握的基本内容。

2.设计的任务及要求

（1）基本功能

①设计一个智力竞赛抢答器，可同时供8名选手或8个代表队参赛，他们的选号分别是0、1、2、3、4、5、6、7，各用一个抢答按钮，按钮的编号对应分别是S0、S1、S2、S3、S4、S5、S6、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）和抢答器的开始。

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数码管上显示出选手的编号。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主持人将系统清零为止。

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八路智力竞赛抢答器

学生姓名  李文海               

学    号  201009120239         

所属学院  理学院               

专    业  电子信息工程         

班    级  二班                 

         日    期  2012/11/29           

一、设计题目

八路智力竞赛抢答器

二、课程设计目的

1、培养数字电路的设计能力。

 2、掌握抢答器电脑设计方法。

三、设计内容和要求

3.1 设计内容

⒈设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1、2、3、4、5、6、7、8，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、S₁、S₂、S₃、S₄、S₅、S₆、S₇。

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Multisim 10课程设计报告

设计名称：八路抢答器设计

学院：班级：

姓名：

          学号：

 指导教师：

      完成日期：

多路抢答器在各种竞赛场合、电视台的娱乐节目中得到了广泛应用，它能根据参赛选手的请求，很好的区分选手抢答的先后顺序并显示选手的编号

设计要求：

1、              多路抢答器可供不少于8名参赛选手使用

2、              每名参赛选手各有一个抢答按钮，在主持人用按钮清零，并发         现抢答指令后，实行抢答

3、              电路配有LED数码显示，能显示优先抢答的选手编号，同时配有语音提示电路。数码显示和语音提示可由主持人用清除按钮解除；

4、              电路对参赛选手的动作先后有较强的分辨能力，如分辨率在 15ms以内。

一、总体设计框图

     如下图所示为总体方框图。其工作原理为：接通电源后，主持人将开关按下即为“清零”状态，清零指示灯灭，抢答器处于禁止状态，编号显示器灭灯；主持人将开关断开即为“开始”状态，宣布“开始”，指示灯亮，抢答器工作，当有人抢答时，蜂鸣器发出声响并且灯不断闪烁。选手进行抢答时，抢答器将完成：优先判断、编号锁存、编号显示、蜂鸣器鸣叫及灯闪烁的提示等操作。当一轮抢答之后，禁止二次抢答。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。

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数字电子技术课程设计

八路智力竞赛抢答器设计

一 、课程设计题目（与实习目的）

（一）、题目：八路智力竞赛抢答器设计

（二）、实习目的：

1．进一步掌握数字电路课程所学的理论知识。

2．熟悉几种常用集成数字芯片的功能和应用，并掌握其工作原理，进一步学会使用其进行电路设计。

3．了解数字系统设计的基本思想和方法，学会科学分析和解决问题。

4．培养认真严谨的工作作风和实事求是的工作态度。

5．数点课程实验是大学中为我们提供的唯一一次动手实践的机会，增强动手实践的能力。

二、 任务和要求

实现抢答器的方法很多，如EPROM编程、RAM编程、单板机、单片机等，都可以组成抢答器系统。

（1）抢答器设计要求

设计一个抢答器，基本要求：

1. 抢答器可以实现基本抢答；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、S1、S2、S3、S4、S5、S6、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数码管上显示出选手的编号，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。

三、总体方案的选择

（1）总体方案的设计

针对题目设计要求，经过分析与思考，拟定以下二种方案：

方案一：该方案是将抢答按钮先直接与锁存器而不是优先编码器相连，将最先抢答的选手的编号锁定，再依次经过优先编码器、译码器和七段显示器，最后显示的是抢答选手的编号，经过优先编码器后的信号到单稳态触发器，单稳态触发器又与报警电路直接连接，所以显示编号的同时可以发出报警信号。另外由主持人控制开关和其他部分电路通过门电路实现对抢答电路、定时电路和报警部分电路的控制。

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第一章 问题描述

在知识比赛中，特别是做抢答题目的时候，在抢答过程中，为了知道哪一组或哪一位选手先答题，必须要设计一个系统来完成这个任务。因为在抢答过程中，靠视觉是很难判断出哪组先答题。利用单片机系统来设计抢答器，使以上问题得以解决，即使各组的抢答时间相差几微秒，也可分辨出哪组优先答题。该课程设计主要介绍了单片机抢答器设计及工作原理，以及它的实际用途。本系统采用8051单片机作为核心。控制系统的四个模块分别为：存储模块、显示模块、语音模块、抢答按键模块。该抢答器系统通过开关电路八个按键输入抢答信号；利用语音芯片ISD1420 完成语音的录放功能；利用存储程序；利用一个四位一体的七段显示数码管来完成显示功能。工作时，在按下抢答开始键后，用按键通过开关电路输入各路的抢答信号进行抢答，经单片机的处理，输出控制信号，控制数码管和语音芯片工作。在位选数码管上显示哪一组先答题的号码，并有倒计时显示，以及通过语音系统发出报警声音，从而实现整个抢答过程。

第二章 设计思想

我的设计思路是竞赛抢答器要有报警系统，要是在规定时间内还没有参赛者抢答或回答出问题时就会发出报警声，倒计时为设定为5S。并且如果出现犯规抢答时也会发出报警并且显示该犯规选手的编号。

这个抢答器可同时供不大于8名选手或8个代表队参加比赛，各用一个抢答按钮，按钮的编号与选手的编号是相对应的，分别是S1、S2、S3、S4、S5、S6、S7、S8；给节目主持人设置二个控制按钮开关，用来控制系统的清零和抢答的开始；该八路抢答器具有程序存储、数据锁存和显示功能，抢答开始后，若有选手按动抢答按钮，编号立即锁存， 并在数码管上显示出选手的编号，同时蜂鸣器给出音响提示，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； 抢答器具有定时抢答的功能，且一次抢答，定时的时间可由主持人设定加减。

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，同时蜂鸣器发出短暂的声响，声响持续时间 0.5S左右，参赛选手在设定的时间内抢答有效，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；如果定时抢答的时间不大于5S后，却没有选手抢答时，系统持续报警，直到定时抢答的时间为零，本次抢答无效，并封锁输入电路，禁止选手超时后抢答，时间显示器上显示FFF 犯规处理；如果主持人没按"开始"键，就有选手抢答，则显示选手编码，并持续报警；如果已经有选手抢答了，别的选手则按键无效。直到主持人重新复位按下开始键为止。

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题目：8路数字抢答器

目   录

一、相关介绍-------------------------------------------

二、实验目的-------------------------------------------------

三、设计要求及内容----------------------------------------

四、设计及原理----------------------------------------------

  4.1 总体方案设计----------------------------------------

    4.1.1 设计思路-----------------------------------------

4.1.2 原理框图-----------------------------------------

  4.2 单元模块及说明-------------------------------------

4.2.1 倒计时模块--------------------------------------

4.2.2 抢答模块-----------------------------------------

五、仿真调试过程中的部分显示------------------------

六、实验结果显示------------------------------------------

七、设计体验及收获---------------------------------------

八、附录------------------------------------------------------

     8.1 总原理图-----------------------------------------

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Anhui Vocational & Technical College of Industry & Trade

课程设计综合实训报告

八路数字显示抢答器

20##年6月1日

课程设计综合实训任务书

目  录

引  言... 1

一、 设计任务、要求及方案... 2

（一）       设计任务... 2

（二）       设计要求... 2

（三）       设计方案... 3

2、单元电路设计... 4

二、  八路数字显示抢答器设计与制作... 11

（一）       电路设计... 11

（二）电路制作：... 12

总  结... 16

参考文献... 17

引  言

在这个竞争激烈的社会中，知识竞赛，评选优胜，选拔人才之类的活动愈加频繁。在竞赛中，都是多个选手一起参加，如果采用举手回答问题的这个方式来进行竞赛已经不适应社会的需要。并且在主持人提出的问题时候，如果让选手用举手等方法来进行抢答，这在某种程度上会因为主持人的主观误断造成比赛的不公平性。而在当今社会里，比赛要追求准确、公正、直观地判断出第一抢答者，这时候智能抢答器就派上用场了。智能抢答器是一种应用十分广泛的设备，在各种竞赛、抢答场合中，它都能客观、迅速地判别出最先获得发言权的选手。早期的抢答器只是由几个三极管、可控硅、发光管等器件组成的，能通过发光管的指示辩认出选手号码。现在大多数智能抢答器都由单片机或数字集成电路构成的，并且新增了许多功能，如选手号码显示，抢按前或抢按后的计时，选手得分显示等功能。随着科技的发展，现在的抢答器向着数字化、智能化的方向发展，这就必然提高了智能抢答器的制造成本。鉴于现在小规模的知识竞赛越来越多，操作简单，经济实用的小型抢答器肯定很有市场。因此，我选择简易逻辑数字抢答器这一课题。八路智能抢答器主要由数字优先编码电路、锁存译码驱动电路于一体的CD4511集成电路、数码显示电路和报警电路组成。优先编码电路、CD4511集成电路将参赛队的输入信号在数码显示管上输出，用报警电路对时间进行严格控制，这样就构成了八路智能抢答器电路。

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