四路抢答器
计算机与信息工程学院 20##级非师范班 ** 2008*******
指导教师 戚桂美 讲师
摘要 抢答器在比赛中有很大的用途，它能准确公正直观的判断出第一抢答者。通过抢答器的指示灯显示，数码显示指示出第一抢答者。本文用了2D触发器74LS74,四输入与非门74LS20,二输入与非门74LS00等芯片的组合来完成抢答的功能实现.
关键词 2D触发器；数码显示； 四输入与非门
1设计任务及主要技术指标和要求
1.1 抢答器的说明
设计一台可供4路智力竞赛抢答器。每个参赛队面前对应一个抢答按钮，由主持人控制抢答开始结束，主持人按钮开始时，有声音响起，此时开始抢答；首先抢答的小组，有声光指示，并用显示小组的编号，此时其他组抢答将计无效。
1.2 设计任务和要求
(1). 设计一个可以容纳4名选手或4个代表队比赛的抢答器。
(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，并将优先抢答选手的编号保持到显示器上，直到主持人将系统清除为止。
2引言
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，并且能在极短时间内，使人们增加一些科学知识和生活常识。
3工作原理
该抢答器由复位电路抢答器触发器LED显示电路和蜂鸣器组成,如下图所示.
抢答器由二个74LS74和74LS00,74LS20组成抢答部分。
显示部分由74ls32和LED显示组成的。
开始时，当主持人按钮还未按是，CLR为0，所以输出Q1-Q4为0，所以发光二极管全为灭的；当主持人按钮按下时CLR为1，可以输入，谁先抢答，相应的谁的灯亮，利用74ls00和74ls20输出的是ｃｐ等于０，锁存其他的，不能使其他的输出。
4电路组成部分
电路由选手开关电路、主持人开关电路、触发锁存电路、时钟脉冲电路、
抢答电路和显示电路组成。
5设计步骤及方法
(1)通过从图书馆查资料初步了解了数字钟的基本原理,根据基本原理自己画出基本的电路图。
(2) 带着自己设计好的电路图,到实验室并在老师指导下进一步修改自己的电路图.
(3) 对领到的芯片和面包板进行检测,若有问题,及时找老师更换.
(4) 由实验所需的各种器材,再结合自己所画的电路图,进行连接.
(5)最基本的图在面包板上连接好以后,在连到实验箱上进行检查,若存在问题,可用万用表自己进行检查.如果自己解决不了,向同学或老师求助.
(6)如果基本的电路连接没有问题,可再和显示数字部分发光二极管LED连接.
(7) 实验完成后,一定要找老师验收,同时帮你指出不足的地方,在老师
的指导下不断完善和改进实验.
(8) 在老师验收无误后,整理试验箱及做实验用到的相关物品,都摆放
整齐.
(9) 根据自己和组员完成实验的过程认真书写实验报告.
6电路总体说明
(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，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2个2D触发器74LS74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)。
（4）时间脉冲电路
有实验箱提供。
（5）显示电路
此电路由四个发光二极管LED和32芯片组成，当哪个选手抢答到，则其对应的发光二极管亮。
7设计所用器材
8小结(通过课程设计收获和心得)
通过和组员一起设计这个试验，我收获很多.
(1)既然分了组了就应该学会合作.
(2)在连面包板要先布局,否则连一步看一步,容易连乱了.
(3)做实验时要细心.
(4)不要轻易说放弃.
(5)做事要端正态度.
此次设计圆满完成，但也有不足之处。
(1)当主持人安开始时蜂鸣器一直响,还没做到一定时间后自动停止.
(2)面包板没固定好,导致接触不良,导致验收时按着74LS74时才能使3号正常测试.
(3)连线太多.
(4)面包板上连线布局不好,有点乱.
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，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。实践是检验理论的有效手段。
最后，我们要感谢老师的指导，谢谢。
第二篇：四路抢答器实验报告
电子技术课程设计报告
题目：智力竞赛抢答器
学生姓名
专 业
学 号
指导教师
日 期
摘 要
数字电子技术在日常生活中的应用很广泛，起着非常重要的作用，可以说是无处不在。
本次课设基于EDA技术中的maxplusII，我们设计了一个四路抢答器，它由四部分组成，即抢答部分、显示抢答组别、蜂鸣器和选手分数显示部分。抢答部分主要由触发器实现功能，显示部分都用到了数码管显示，分数显示部分还结合了计数器的使用，可以实现主持人通过按钮控制加分。
关键词：maxplusII；抢答器；触发器；计数器；
ABSTRACT
Digital electronic technology is widely used in our daily life, playing a very important role, and it can be said to be used everywhere.
This curriculum ,based on the software maxplusII of EDA, we have designed a four-way Responder, which consists of four parts, namely responder section, group number displaying , buzzer and score displaying section. The responder function is controlled by the trigger, we used the digital tube to display the group number and the score of the competitor, the score displaying section also use the counter .the host can plus through the button control.
Key words：maxplusII；responder；flip-flop；counter；
一、完成课题的工作基础和实验条件
1．工作基础
（1）电子技术基础教程的学习
（2）maxplusII的基本操作
2．实验条件
（1）GW48系列EDA/SOC验开发系统（提供有目标芯片FPGA-型号EP1K30TC144-3、数码显示器、二极管、三极管、钮子开关、晶振等资源）；
（2）电路设计建议采用下列器件：
74175、74147、74192、7448、ANDX、ORX、NOT等
二、设计任务和要求
1. 基本要求
（1）有3—4路抢答；
（2）数字显示抢答组别；
（3）由主持人复位后方可抢答；
（4）蜂鸣器声音提示已有人抢答。
2. 附加功能
由主持人控制加分按钮给抢答并回答正确者加分。
三、电路基本原理
电路主要由四大部分组成：抢答部分、显示抢答组别部分、蜂鸣表示抢答成功部分、计分部分。
抢答部分：主要元件为74175芯片，通过第一个抢答者的 Qn输出为0通过与门和其他Qn输入到clk端，有保持前个状态输出的作用从而保证每次只能一个选手作答达到抢答目的。
显示组别部分：主要由74147输出在模式5下直接将四个输出接到数码管显示组别号。
蜂鸣器部分：四个输出Q接到4输入或门输入端，出和主持人控制端接到与门，输出接到蜂鸣器输入，从而达到是要有一人抢答蜂鸣器都会响，而主持人可通过主持人控制按钮同时达到关闭蜂鸣器和清零保证下轮抢答正常进行的作用。
计分部分：主要由四个计数器74161组成，其clk端输入是选手各自的Q和主持人加分按钮的与的结果，从而保证在抢答成功的基础上，主持人按下加分按钮才可以给相应的选手加分。74161的四个输出接数码管，在模式5下显示选手分数情况。
主电路图如下：
四、实验与调试
确认电路去逻辑错误后，可以通过设置波形进行模拟和仿真。
五、 体会
这次课设由于金工实习安排时间冲突，课设时间缩短了一个星期，准备的时间很短很匆忙，但是很有意思。在学过的数电及其他一些知识的基础上，从最初的构思到实际画图仿真，中间出了很多错，有的连线根本没有连上，需要很耐心一部分一部分检查。最后设计成果在试验台上成功显示，特别开心，虽然设计简单没有很多复杂的东西，但是是自己努力做出来的成果，在努力的过程中温习了原来的知识，巩固所学的知识，也是一个锻炼的机会。
六、 参考文献
[1]周跃庆.数字电子技术基础教程. 天津：天津大学出版社，2006.9