十五路智力抢答器设计报告

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1、南华大学电气工程学院课程设计专用纸引言抢答器在电视台商业机构学校及企事业单位都有广泛应用，它为各种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。我们设计的15路智力抢答器抢答电路同时供给15个人或15个代表对比赛。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。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清除为止。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（如30秒）。当主持人启动'开始‘键后，定时器进行减计时，同时扬声器发出短暂的声响，声响

2、持续的时间为0.5秒左右。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时间，并保持到主持人将系统清除为止。如果定时时间已到，无人抢答，本次抢答无效，系统报警禁止抢答，定时显示器上显示00。第14页/共14页南华大学电气工程学院课程设计专用纸1抢答电路的总体分析1.1、基本功能（1）设计一个智能竞赛抢答器，可同时15名选手参加比赛，他们的编号分别是1，2，3，4，5，6，7，8，9，10，11，12，13，14，15，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S1，S2，S3，S4，S5，S6，S7，S8，S9，S10，S11，S1

3、2，S13，S14，S15。（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）数字抢答器应具有数码锁存、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LED数码管上显示选手的编号，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。1.2、扩展功能（1）抢答器具有定时抢答功能，且一次抢答器定时为30s，当节目主持人按下“开始”按钮后，要求定时器开始工作，立即减计，并在显示器上显示出来。（2）参赛选手在设定的时间内抢答（30s），抢答用效，定时器停止工作，显示器上

4、显示选手的编号和抢倕时刻的时间，并保持到主持人将系统清零为止。（3）当定时抢答的时间已到，还没有选手抢答进，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00。1.3抢答器的组成框图1定时抢答器的总体框图如上图所示，它由主体电路和扩展电路两部分组成，主体路完成基本的抢答功能，即开始抢答后，当选手按动强大按钮，能显示选手编号，同时能锁输入电路，禁止其他选手抢答。扩展电路完成定时抢答的功能。该定时抢答器的工作过程是：接通电源时，节目主持人将开关置于“清除”位置，抢答器处于禁止工作状态，编号显示器灭灯，定时显示器显示设定的时间，当节目主持人宣布抢答题目后，说一声“抢答开

5、始”，同时将控制开关拨到“开始”位置，抢答器处于工作状态，定时器倒计时。当定时时间到，却没有选手抢答时，封锁输入电路，禁止选手超时后抢答。当选手在定时时间内按动抢答键时，抢答器要完成以下三项工作：①优先编码电路立即分辨出抢答者的编号，并由锁存器进行锁存，然后由译码显示电路显示编号；②控制电路要对输入编码电路进行封锁，避免其他选手再次进行抢答；③控制电路要使定时器停止工作，时间显示器上显示剩余的抢答时间，并保持到主持人将系统清零为止。当选手将问题回答完毕，主持人操作控制开关，使系统回复到禁止工作状态，以便进行下一轮抢答。第14页/共14页南华大学电气工程学院课程设计专用纸2.电路各个单

6、元的设计和说明2.1抢答电路的设计2.1.1.主要功能抢答电路的功能有两个：一是能分辨出选手按键的先后，并锁存优先抢答者的编号，供译码显示电路用；二是要使其他选手的按键操作无效。选用优先编码器74LS148和RS锁存器74LS279可以完成上述功能，其电路组成如下图所示。2.1.2．工作原理当主持人控制开关处于“清除”位置时，RS触发器的端为低电平，输出端（4Q~1Q）全部为低电平，于是74LS48的BI=0，显示器灭灯；74LS148的选通输入端ST=0，74LS148处于工作状态，此时锁存电路不工作，当主持人开关拨到“开始”位置时，优先编码电路和锁存电路同时处于工作状态，即抢答器

7、处于等待工作状态，等待输入端S1～S15输入信号，因为有15名选手抢答，需要用两个显示器，并且高位显示器只有当选手编号大于9时才用到，小于9时显示0.高位显示器只显示0.1两个数值。比较器74LS85当选手编号小于9时FA>B输出为0，大于9时输出为1，与高位显示器数值一致第14页/共14页南华大学电气工程学院课程设计专用纸。所以可以用此脚控制高位显示器。高位显示器的A3，A2，A1不用全部置0，避免影响输出。当选手编号大于9时，需要加6才能在显示器上正确