8路智力竞赛抢答器

1、 8路智力竞赛抢答器概述 电路选用优先编码器 74LS148 、锁存器 74LS373 、74LS48译码和一个7段数码管组成抢答显示电路；定时显示主要由555定时器秒脉冲产生电路、十进制同步加减计数器74LS192减法计数电路、和2个4段数码管即相关电路组成；由555定时器和三极管构成的报警电路。接通电源后，主持人将开关拨到清零状态，抢答器处于禁止状态，编号显示器灭灯，定时器显示设定时间；主持人将开关置;开始状态，宣布开始抢答器工作。选手在定时时间内抢答时，抢答器完成：优先判断、编号锁存、编号显示、扬声器提示。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

2、持人再次操作清除和开始状态开关。一、 实验目的（1） 学习译码器、编码器、三极管和二极管等的应用。（2） 了解数字电路实训、调试及故障检测、排出的原理和方法。（3） 8路智力竞赛抢答电路的原理。二、功能要求1、设计一个智力竞赛抢答器，可同时供8个代表队参加比与选手的编号相对应，他们的编号分别为0、1、2、3、4、5、6、7，各用一个抢答键。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功能。抢答开始后，若有选手按动抢答键，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，要封锁输出电路，禁止其它选

3、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。4、抢答器具有定时抢答的功能，且一次抢答的时间可以由主持人设定（如30s）。当节目主持人启动“开始”键后，要求定时器立即进行减计时，并用显示器进行显示，同时扬声器发出短暂的声响，声响持续时间为0.5s左右。5、参赛选手在设定的时间内进行抢答时，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为止。6、如果定格时抢答的时间已到，却没有选手抢答，则本次抢答无效，系统进行短暂的报警，并封锁输出电路，禁止选手超时后抢答，定时显示器显示00。 三、主要元器件集成电路：74LS148、74LS279、74L

4、S00、74LS121各1片，74LS48 3片，74LS192、NE555 各2片。三极管：3DG12 1只。发光二极管：2只。共阴极显示器：3只。 四抢答器的原理框架：（如下：）五电路的分析与设计：.电路设计：设计原理如下：（）功能:1.分辨出选手按键的先后，并锁存优先抢答者的编号，供译码显示译码电路用；2.要使其他选手按键操作无效。（2）.设计中选用优先编码器74LS148、RS锁存器、译码器7448组成抢答电路。（3）.电路的工作原理:控制开关置于清零时,RS触发器的端为低电平,输出Q4-Q1全为低电平。此时7448的BI=1,显示器灯灭:74LS138选通ST=1,74LS138处于

5、工作状态,而锁存器不工作。当开关置于开始位置时,优先编码器和锁存器同时处于工作状态,选手按抢答时,如五号选手优先按五键,则74LS138输出Y2Y1Y0=010,YEX=0,经RS锁存后,Q1=1,BI=0,7448工作,Q4Q3Q2=101,经7448驱动译码后,显示器显示数字5。Q1=1使74LS138为高电平。即74LS138禁止工作，封锁其他按键输入，当按下的按键松开后，74LS138仍处于工作状态，其他按键的输入信号不被接受，就保证抢答者的优先性和抢答电路的准确性。1）抢答电路如下：2）定时电路设计：主持人设置抢答时间，计数器的时钟脉冲由秒脉冲电路提供，可预置时间进行倒计时电路选十进

6、制同步可逆，计数器74LS192进行设计，倒计时到零时，定时电路输出低电平有效的定时到信号。电路如下：3）报警电路设计：由555定时器和三级管构成报警电路如下:(555构成多谐振荡器，振荡频率，输出经三级管推动扬声器，PR为控制信号，当PR为高电平时，多谐振荡器工作，反之停振)。4）控制电路设计：功能如下：1. 主持人将控制开关拨到开始位置时，扬声器发声，抢答电路和定时电路进入抢答状态。2. 当抢答者按下抢答键时，扬声器发声，抢答电路和定时电路停止工作。3. 当设定的抢答时间到而无人抢答时，扬声器发声，抢答电路和定时电路停止工作。电路如下：六电路用得到的器件如下：表4-1 元器件清单表元件序号

7、型号数量备注S1-S7BUTTON8弹片开关R1-R8RES.IEEE8电阻U174LS3731锁存器U274LS1481优先编码器U474LS045反向器U374LS481译码器A7SEG-DIGITAL1七段数码显示管B7SEG-BCD2BCD数码显示管U9OR_24或门U574LS1922十进制可逆计数器U75552单稳态触发器SW1SW-SPDT1单刀双置开关U8AND_21与门U9NOR_61或非门U12NAND_81与非门R13RES.IEEE1电阻R14RES.IEEE1电阻C4AUDIO330N1电容C5AUDIO330N1电容CAUDIO330N1电容Q1NPN1三极管LS1

8、SPEAKER1蜂鸣器七器件说明：1.555定时器555定时器是一种模拟和数字功能相结合的中规模集成器件。555定时器成本低，性能可靠，只需外接几个电阻、电容，就可以实现多谐振荡器，单稳态触发器及施密特触发器等脉冲产生于变换电路。他也常作为定时器广泛应用于仪器仪表、家用电器、电子测量及自动控制等方面。555定时器的内部结构电路图和引脚排列图分别如下： 555定时器的内部结构电路图和引脚排列图它内部包括两个电压比较器，三个等值串联电阻，一个RS触发器，一个放电管T及功率输出级。它提供两个基准电压VCC/3和2VCC/3。555定时器的主要功能由两个比较器决定。八、结论 我们所设计的抢答器是一种比较简易的抢答器，没有使用特别多的，复杂的元器件。它的特点是电路简单、制作方便、操作简单、方便、性能可靠，实用于多种智力竞赛活动。本抢答器的电路主要有四部分组成：抢答器和显示电路、时序控制电路、报警电路以及定时电路。本作品可以实现以下几个功能： 1、具有清零装置和抢答控制，可由主持人操纵避免有人在主持人说“开始”前提前抢答违反规则。 2、具有定时功能，在30秒内无人抢答表示所有参赛选手获参赛队对本题弃权。 3、30秒时仍无人抢答其报警电路工作表示抢答时间耗尽并禁止抢答。此抢答器还需要改进的地方：1、抢答器的编号与显示可以改进为“1-8”，这样才比较符合现实情况。2、定时电路的时