四人智力竞赛抢答器电路原理及设计.docx

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四人智力竞赛抢答器电路原理及设计

四人智力竞赛抢答器电路原理及设计

一、设计目的...................................................................................................................2二、设计任务与要求........................................................................................................2

1、设计任务.....................................................................................................................................2

2、设计要求.....................................................................................................................................2

三、四人智力竞赛抢答器电路原理及设计.....................................................................3

1、设计方案.....................................................................................................................................3

2、系统框图.....................................................................................................................................3

3、方案比较.....................................................................................................................................4

方案1....................................................................................................................................................................4

方案2:

...................................................................................................................................................................4

方案3:

................................................................................................................................................................4

4、单元电路设计及元器件选择......................................................................................................4

（1）抢答电路.....................................................................................................................................................4

（2）定时电路.....................................................................................................................................................7

（3）报警电路.....................................................................................................................................................9

（4）时序控制电路...........................................................................................................................................10

（5）元器件列表...............................................................................................................................................12

5、四路抢答器总电路图................................................................................................................13四、设计过程中的问题和解决办法..............................................................................13五、设计成品的优点与不足..........................................................................................14六、心得体会.....................................................................................................................14七、实物图.....................................................................................................................15

1、正面...........................................................................................................................................15

2、反面...........................................................................................................................................16

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四人智力竞赛抢答器

一、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。

二、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1秒。

选手抢答时，数码显示选手组号，同时蜂鸣器响1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，若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，若无人抢答，倒计时结束时，扬声器响，音响持续1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1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1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）可用石英晶体振荡器或者555定时器产生频率为1H的脉冲信号，作为定时计数器的CP信号。

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三、四人智力竞赛抢答器电路原理及设计

1、设计方案

抢答器具有锁存、定时、显示和报警功能。

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，并且暂停抢答时间的倒计时，同时用LED数码管把选手的所剩抢答时间显示出来。

在选手按键抢答成功后或者抢答时间倒计时为零的时候都有1秒钟的报警以提醒主持人和选手。

抢答的有效时间设定9秒，报警响声持续1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，编号显示器显示“0”，定时器显示设定时间“9”;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。

选手在定时时间内抢答时，抢答器完成该功能:

优先判断、编号锁存、编号显示、倒计时锁定、扬声器提示。

倒计时电路的数码管显示剩余时间，另一个数码管显示选手编号。

如果在抢答时间内没有选手抢答，则倒计时电路数码管显示数字“0”，另一数码管也显示“0”，即1至4号选手都没有抢答。

同时音响电路给出1秒音响提示。

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、系统框图

当主持人宣布开始，定时电路开始秒脉冲电路的作用而进行倒记时，并通过译码器在显示器中显示。

当选手首先按某一开关键时，可通过触发锁存电路被触发并锁存，在输出端产生相应的开关电平信息，同时为防止其它开关随后触发而产生紊乱，最先产生的输出电平变化又反过来将触发电路锁定。

然后在译码器中译码，将触发器输出的数据转换为数码管需要的逻辑状态。

最后在显示电路中显示出所按键选手的号码。

若有多个开关同时按下时，则在它们之间存在着随机竞争的问题，结果可能是它们中的任一个产生有效输出。

如图1:

脉冲电路

主持人倒计时器译码器数码显示

扬声器

选手译码器锁存器编码转换电路数码显示

扬声器

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图1系统框图

3、方案比较