8路抢答器开题报告.doc

1、楚雄师范学院本科毕业论文（设计）开题报告书题 目 简易8路抢答器的设计 姓 名 阮文武 学 号 20081042130 系（院） 物理与电子科学系 专 业 电子信息科学与技术 指导教师 舒鑫柱 2011年 12 月 25 日论文（设计）题目简易8路抢答器的设计一、本课题的理论价值、研究的目的及意义：学校、工厂和电视台等单位常举办各种智力竞赛, 抢答器是必要设备。在各种竞赛中我们经常看到有抢答的环节，举办方多数采用让选手通过举答题板的方法判断选手的答题权，这在某种程度上会因为主持人的主观误断造成比赛的不公平性。为解决这个问题，我想制作一个低成本但又能满足学校需要的八路数显抢答器。通过理论设计，查

2、阅资料，选择元器件，实际动手安装、调试等过程，了解和掌握电子线路设计的一般方法。巩固和运用在电路与电子技术等课程中所学理论知识技能，提高设计能力和动手能力，为以后从事相关工作打下基础。二、国内外研究现状和发展趋势：随着我国抢答器市场的迅速发展，与之相关的核心生产技术应用与研发必将成为业内企业关注的焦点。技术工艺，是衡量一个企业是否具有先进性，是否具备市场竞争力，是否能不断领先于竞争者的重要指标依据。了解国内外抢答器生产核心技术的研发方向、工艺设备、技术应用及趋势对于企业提升产品技术规格，提高市场竞争十分关键。目前市场上抢答器种类繁多，功能各异，价格差异也很大。那么选择一款真正适合的抢答器就非常

3、重要。抢答器作为一种电子产品，早已广泛应用于各种智力和知识竞赛场合，但目前所使用的抢答器有的电路较复杂不便于制作，可靠性低，实现起来很困难；有的则用一些专用的集成块，而专用集成块的购买又很困难。为适应高校等多代表队单位活动的需要而设计一个多功能抢答器，这种抢答器具有电路简单，元件普通，易于购买等优点，很好地解决了制作者制作困难和难于购买的问题。在国外已经开始了普遍的应用。随着改革开放事业的不断深入，促使人们学科学、学技术、学知识的手段多种多样，抢答器作为一种工具，已广泛应用于各种智力知识竞赛场合。但抢答器的使用频率较低，且有的要么制作复杂，要么可靠性低，减少兴致。作为一个单位若专购一台抢答器虽

4、然经济上可以承受，但每年使用的次数极少，往往因长期存放使（电子器件的）抢答器损坏，再购置的麻烦和及时性就会影响活动的展开。而目前多数抢答器存在3个不足之处：第一，现场线路连接复杂。因为每个选手位于抢答器现场的不同位置，每个选手与控制台之间要有长长的连接线。选手越多，连接线就越多、越乱，这些连线不仅影响了现场的美观，而且降低了抢答器的可靠性，增加了安装的难度，甚至影响了现场人员的走动。第二，电路复杂。以为单片机只完成号码处理、计时、数据运算等功能，其它功能如选手号码的识别、译码、计分显示等仍只能通过数字集成电路完成。采用单片机扫描技术识别选手抢按号码时，电路的延迟时间较大。第三。选手抢按成功，但

5、出现没有抢答被记录的问题。课题的主要内容：一、8路抢答器功能简介抢答器作为一种工具，已经广泛应用于各种智力和知识竞赛场合。本文介绍了一种用74系列常用集成电路及常用芯片设计的数码显示八路抢答器的电路组成、设计思路及功能。该抢答器除具有基本的抢答功能外，还具有定时、计时和报警功能。主持人通过时间预设开关预设供抢答的时间，系统将完成自动倒计时。若在规定的时间内有人抢答，则计时将自动停止；若在规定的时间内无人抢答，则系统中的发光二极管，提示主持人本轮抢答无效，实现报警功能。二、设计要求及内容在许多比赛活动中，为了准确、公正、直观地判断出第一抢答者，通常设置一台抢答器，通过数显、灯光或音响等多种手段指

6、示出第一抢答者。（1）设计制作一个可容纳8组参赛的数字式抢答器，每组设置一个抢答按钮供抢答者使用。（2）电路具有第一抢答信号的鉴别和锁存功能。在主持人系统发出抢答指令后，若参赛者按抢答开关，则该组指示灯亮并用组别显示电路显示出抢答者的组别，同时指示灯(发光二极管)亮。此时，电路应具备自锁存功能，使别组的抢答开关不起作用。（3）若超时仍无人抢答，则报警指示灯熄灭。三、设计及原理1、 总体方案设计（1）设计原理 本题的根本目的在于准确判断出第一抢答者的信号并将其锁存。实现这一功能可选择使用锁存器实现。在得到第一信号之后应立即将电路的输入封锁，即使其他组的抢答信号无效。但是，第一抢答信号应该在主持人

7、发出抢答命令之后才有效。当电路形成第一抢答信号之后，用编码、译码及数码显示电路显示出抢答者的序号，也可以用发光二极管直接指示出序号。在主持人没有按下开始抢答按钮前，参赛者的抢答开关无效；当主持人按下开始抢答按钮后，开始进行30秒倒计时，此时，若有选手抢答，显示该组别并使抢答指示灯亮表示“已有人抢答”；当计时时间到，仍无选手抢答，则计时指示灯灭表示“时间已到”，主持人清零后开始新一轮抢答。2、 原理框图3、抢答器组成总体框图 抢答按钮优先编码电路74LS148主持人控制开关秒脉冲产生电路NE555同步计数器74LS192显示电路（七段显示器）译码电路74LS48二进制/BCD编码转化电路锁存器7

8、4LS279译码电路74LS48显示电路（七段显示器） 如图所示，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， “抢答开始”，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，系统报警。当选手在定时时间内按动抢答键时，抢答器要完成以下四项工作：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) LED显示器显示出抢答的参赛队伍的组序号，提醒节目主持人注意；3) 控制电路要对输入编码电路

9、进行封锁，避免其他选手再次进行抢答；4) 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。四、总体电路图如下图所示：各子电路设计包括：（一） 抢答电路抢答电路由优先编码电路74LS148，锁存器74LS279，译码器74LS48，以及八段数码显示器组成。首先抢答器由七个点开关组成。当开关合上时电路接地。集成芯片74148得到低电平。并对之进行编码输出。输出信号由锁存器74279进行锁存。经过7448译码以后由LED显示器显示出刚才闭合的开关。（二） 定时电路由秒脉冲

10、产生电路NE555，同步计数器74LS192组成。1、对于秒脉冲电路，555构成的多谐振荡器作为秒脉冲发生器2、74LS192构成的三十进制递减计数器74LS192是十进制可编程同步加/减计数器，采用8421码二-十进制编码，并具有直接清零，置数，加/减计数功能。（三） 对于秒脉冲电路，555构成的多谐振荡器作为秒脉冲发生器控制电路和报警电路：1、控制电路控制电路的主要功能为1) 主持人将控制开关拨到“开始”位置时，抢答电路和定时电路进入正常抢答工作状态。 2) 当参赛选手按动抢答键时，发光二极管亮灯，抢答电路和定时电路停止工作。3) 当设定的抢答时间到，无人抢答时，二极管发光，同时定时电路停

11、止工作。控制电路由开关，74LS03与非门。7474LS04非门以及74LS20四输入与非门构成。将各个子电路有机的组合在一起并且实现其既定的功能。2、报警电路本设计的报警电路设计的比较简单，仅仅由一个发光二极管构成，当30秒倒计时完毕。并且无人抢答时。发光二极管发光以示报警。在实际使用过程中。实际使用过程中，建议使用555触发器构成蜂鸣器报警，或者使用音乐芯片。由报警控制信号触发，并且由此引发报警。其中555触发器构成的蜂鸣器的原理电路图与秒脉冲电路基本相同。仅为通过改变R1，R2的阻值达到改变脉冲频率。达到实现蜂鸣的效果。研究方法：本课题主要利用单片机及Protel 99se进行应用程序的开发设计。具体方法步骤：1、查看相关的期刊资料，设计流程；2、利用计算机编写程序；3、分析结果，得出结论。完成期限和采取的主要措施：将于2012年5月初完成论文，并将采取以下主要措施：1、2010年12月完成开题报告；2、2011年3月至4月完成毕业论文初稿；3、2011年5月中旬，论文修改定稿，完成论文答辩主要参考资料：1、康华光 编<<电子技术基础 数字部分>>,北京 高等教育出版社,2006年1月第5版.2、肖景和 编CMO