四人智力竞赛抢答器

1、 课程设计成果说明书 题 目： 四人智力竞赛抢答器 学生： 学 号： 学 院： 班 级： 指导教师: 浙江海洋学院教务处2021年5 月22 日仅供学习参考 浙江海洋学院课程设计成绩评定表20212021学年 第 2 学期设计题目 四人智力竞赛抢答器完成期限自 2021 年 5 月 1 日至 2021 年 5 月 20 日 共 3 周设计依据当有选手抢答时，人的眼睛不能判断谁先谁后，抢答器应运而生。可以更好的帮助人分辨。设计要求及主要内容 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。 用数字显示抢答倒计时间，由“9倒计到“0时，无人抢答，蜂鸣器连续响0.5秒。选手抢答时，数码显示

2、选手组号，同时蜂鸣器响0.5秒，倒计时停止。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，按钮的编号与选手的编号对应，也分别为1，2，3，4。 (2)给主持人设置一个控制按钮，用来控制系统清零抢答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，假设有选手按动抢答按钮，该选手编号立即锁存，并在抢答显示器上显示该编号，同时扬声器给出音响提示，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。 (4)抢答器具有定时9秒抢答的功能。当主持人按下开始按钮后，定时器开始倒计时，定时显示器显示倒计时间，假设无人抢答，倒计

3、时结束时，扬声器响，音响持续0.5秒。参赛选手在设定时间9秒内抢答有效，抢答成功，扬声器响，音响持续0.5秒，同时定时器停止倒计时，抢答显示器上显示选手的编号，定时显示器上显示剩余抢答时间，并保持到主持人将系统清零为止。 (5)如果抢答定时已到，却没有选手抢答时，本次抢答无效。系统扬声器报警音响持续0.5秒，并封锁输入编码电路，禁止选手超时后抢答，时间显示器显示0。 (6)用石英晶体振荡器产生频率为1Hz的脉冲信号，作为定时计数器的CP信号。 参考资料胡晓光 数字电子技术根底 高等教育出版社2021年6月陈庭勋 电子设计常用模块与实例 浙江大学出版社2021年9月康华光 电子技术根底(模拟局部

4、) 高等教育出版社2021年5月指导教师签字日期 目录 一 .前言 2 二.四人智力竞赛抢答器 2 1设计目的 2 2设计任务与要求 2 1设计任务 2 2设计要求 23 四人智力竞赛抢答器的设计原理 44 抢答电路的设计 5 1以锁存器为中心的编码显示电路 5 2脉冲产生电路 5五. 倒计时显示电路 6六音响电路 7七整体电路 8八结语 8九参考资料 98 四人智力竞赛抢答器的设计 东海科学技术学院 机电系 浙江 舟山 31600 摘要 利用软件对4路竞赛抢答器进行设计与仿真。四人智力竞赛抢答器电路主要由抢答电路、倒计时电路、影响电路等构成。结果说明，该方法仿真效果真实、准确，设计出的16路

5、竞赛抢答器具有实用性强，操作简单，本钱低廉的特点。 一前言  随着计算机与微电子技术的开展，电子设计自动化技术(Electronic Design Automation，EDA)领域已成为电子技术开展的主体。EDA是在电子CAD技术根底上开展起来的计算机软件系统，它在教学、科研、产品设计与制造等方面发挥着巨大的作用 竞赛抢答器系统是工厂、学校和电视台等单位举办各种智力竞赛等娱乐活动中经常使用的重要根底设备之一。目前设计抢答器的方法很多，采用EDA可以更加快速、灵活地设计出符合各种要求的抢答器。基于Multisim 10软件平台设计了4路竞赛抢答

6、器系统，使得显示器上能从14正确显 示选手的编号。此外，还设计了抢答倒计时最后0.5S报警提示电路。这种设计思路清晰，电路功能齐全，可满足抢答器的实际使用要求。 二.四人智力竞赛抢答器1.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。（2） 熟悉数字集成电路的设计和使用方法。2.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。 用数字显示抢答倒计时间，由“9倒计到“0时，无人抢答，蜂鸣器连续响0.5秒。选手抢答时，数码显示选手组号，同时蜂鸣器响0.5秒，倒计时停止。 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，

7、按钮的编号与选手的编号对应，也分别为1，2，3，4。 (2)给主持人设置一个控制按钮，用来控制系统清零抢答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，假设有选手按动抢答按钮，该选手编号立即锁存，并在抢答显示器上显示该编号，同时扬声器给出音响提示，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。 (4)抢答器具有定时9秒抢答的功能。当主持人按下开始按钮后，定时器开始倒计时，定时显示器显示倒计时间，假设无人抢答，倒计时结束时，扬声器响，音响持续0.5秒。参赛选手在设定时间9秒内抢答有效，抢答成功，扬声器响，音响持续0.5秒，同时

8、定时器停止倒计时，抢答显示器上显示选手的编号，定时显示器上显示剩余抢答时间，并保持到主持人将系统清零为止。 (5)如果抢答定时已到，却没有选手抢答时，本次抢答无效。系统扬声器报警音响持续0.5秒，并封锁输入编码电路，禁止选手超时后抢答，时间显示器显示0。 (6)用石英晶体振荡器产生频率为1Hz的脉冲信号，作为定时计数器的CP信号。三 四人智力竞赛抢答器的设计原理 电路主要由脉冲产生电路、锁存电路、编码及译码显示电路、倒计时电路和音响产生电路组成。当有选手抢答时，首先锁存，阻止其他选手抢答，然后编码，再经4线7段译码器将数字显示在显示器上同时产生音响。主持人宣布开始抢答时，倒计时电路启动由9计到

9、0，如有选手抢答，倒计时停止。电路系统结构如图1：四、抢答电路的设计   1以锁存器为中心的编码显示电路  抢答信号的判断和锁存可采用触发器或锁存器。假设以四D触发器74LS175为中心构成编码锁存系统，编码的作用是把锁存器的输出转化成8421BCD码，进而送给7段显示译码器。其真值表： 锁存器编码真值表 锁存器输出 编码器输出 Q4 Q3 Q2 Q1 D C B A 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 0 1 1 1 0 0 0 0 1 0 0 工作原理：四D触发器74LS175的输出Q非控制显示模块显示组号当无人

10、抢答时，4个D触发器的输出Q非相与，为“1时，脉冲能够进入触发器，有一人抢答时，与门中有一个变为“0，使不能进入触发器，从而防止其他人抢答。并停止计时，将与非后的信号用于控制声音模块报警。 2) 脉冲产生电路：3)工作原理：该模块为由555定时器构成的多谐振荡器。并以74LS160做10分频,产生10Hz和1Hz的脉冲信号。五、倒计时显示电路该电路可采用十进制同步减计数器74LS190，主持人宣布开始时，按下按钮，同时使计数器置数为“9，并在脉冲作用下开始倒计时并在显示器上显示，到零止。  工作原理：由74LS190十进制计数器计数，其输出端驱动BCD数码器。160的进位输

11、出反相信号进位信号和抢答信号控制1HzCP信号的输入，即计数到0时不会倒回9再计时，也控制计数到时抢答模块不许再抢答同时声音模块块报警。190的MR接收抢答模块的信号，当抢答模块复位时190也复位。六、音响电路 由主持人、选手、倒计时共同控制它的输入，使其在主持人开始、选手抢答、倒计时到零时都能鸣叫。7、 整体电路八、结语  利用软件对4路竞赛抢答器的设计进行了仿真验证，实验结果证明该电路设计合理，具有比拟可靠的工作方式和更强的适用性，到达了预期的设计目的和要求。所设计的抢答器电路采用组合逻辑和时序逻辑电路设计，无需编程语言，具有电路简单，本钱低廉，操作方便，灵敏可靠。易于制作等优点，而且在实际生活中具有很强的实用性。九、参考资料1胡晓光 数字电子技术根底 高等教育出版社2021年6月2陈勋庭 电子设计常用模块与实例 浙江大学出版社2021年9月 3康华光 电子技术根底模拟局部 高等教育出版社2021年5