小学智力抢答范文

第一篇：小学智力抢答范文

智力抢答2

智力大比拼竞赛题4

2006-4-25 13:22:06 作者:waqqy0323 点击数:3251 评论共:1条

否决权最初的语义是： ： 我禁止 钻石最大的产出国是： ： 扎伊尔

第一次鸦片战争发生的时间是： ： 1840年6月

按国家规定，机关新录用的本科毕业生，在试用期基本月工资为： ： 330元 起诉虐待案件应是什么部门受理： ： 人民法院

西方国家所称的“毕达哥拉斯定理”，在中国则被称做： ： 下列不适用《产品质量法》的有： ： 建设工程 清洁的空气中含有多少氧? ： 21% 20公里以上的竞走比赛，一般每隔多少公里设置饮食供给站? ： 5公里 以下哪一个是联合国安理会常任理事国之一? ： 法国 世界上生产玉米最多的国家是： ： 美国 世界最早的公用电话亭是在： ： 电话公司内 发生在北京卢沟桥的历史事变名叫? ： 七七事变 歌剧《茶花女》谁的作品? ： 威尔第 世界上第一家麻将博物馆坐落在： ： 日本 蜜蜂中的“蜂王”是： ： 雌蜂 《史记》是： ： 纪传体通史 馒头是谁发明的? ： 诸葛亮

预防颈椎病，下列哪种方法是错误的? ： 睡软床

隋唐时期的官制中尚书省分为吏,户,礼,兵,刑,工六部,其中的礼部是掌管：度,祭祀,学校,科举和接待四方宾客等事务 我国宪法的监督权属于： ： 全国人大常委会 长颈鹿的颈椎数和狗的颈椎数目一样多吗? ： 一样 唐代诗人朱庆馀的“妆罢低声问夫婿”，问的是： ： 我们在电塔附近听到的嗡鸣声是： ： 电线发出的

根据宪法规定，土地使用权可以依据法律的规定： ： 转让 我国的“冰城”是指哪一城市? ： 哈尔滨

在苹果树修剪合理的情况下，果实着色最好的部位应处于 ： 树南侧上方 古诗云：洞庭天下水，岳阳天下楼。岳阳楼在哪座湖上? ： 洞庭湖 下列影片中，以歌颂少数民族新生活为题材的是： ： 《达吉和她的父亲》“三明治”的命名与什么活动有关? ： 打牌

下面的通讯社哪个属于美国? ： 美联社 辣椒在植物分类中，是属于 ： 茄科 美术作品<<开国大典>> 是一幅： ： 油画 下列蔬菜中富含铁质营养的是： ： 世界最深的洼地是： ： 死海

泥娃娃“大阿福”的老家是： ： 江苏无锡 人走路时摆动双臂主要是为了： ： 平衡走路姿势

掌管国家的典章法 ： 鲨鱼用什么呼吸? ： 鳃

在江浙一带最流行的地方戏曲是： ： 越剧 下列京剧剧目不属于"三国戏"的是： ： 婴儿出生时啼哭意味着婴儿开始有： ： 呼吸

被称为“三苏”的北宋文学家父子中的父亲是 ： 苏洵

少年韩寒中学肄业却出了一本叫做《三重门》的书，这本书的体裁是： ： 小说

科举中，会出现一人兼解元、会元、状元的“连中三元”，其分别是在什么考试中取得的? ：

韭菜是一种什么类型的植物? ： 多年生草本

世界上目前产量最大、应用最广泛的电池是： ： 锌锰干电池 我国最著名的热水湖是哪一个? ： 西藏羊八井 新加坡经济发展较快的主要原因是： ： 地理位置优越 最早设计的轮椅有几个轮子? ： 三个 象征主义诗歌的开山鼻祖是 ： 艾略特 寒潮将至的时候，蜘蛛会： ： 大量吐丝结网 国家公务员制度起源于? ： 英国文官制

为什么笛卡儿指着一筐兔子说，那是他的书? ： 提倡观察 "东床快婿”原本是指： ： 王羲之

电影界“百花奖”的主办单位是： ： 《大众电影》杂志社 阿诗玛是我国云南哪个民族塑造的艺术形象? ： 彝族 陆地水中储量最大的水体是： ： 冰川水

美国1787年宪法规定，解释宪法的权力在： ： 最高法院

多快的速度才能使卫星环绕地球运行? ： 大于7.9千米/秒而小于11.2千米/秒 世界上地势最低的国家是： ： 荷兰 亚洲首次举办奥运会是哪一届? ： 18届

依据中国法律规定，机动车*边停车时应： ： 开右转向灯 路透社是哪个国家的通讯社? ： 英国

国家住宅电气标准中规定，两居室的固定插座数量为? ： 12个 著名的“响尾蛇”空对空导弹是采用： ： 红外线制导系统

王某明知李某制造毒品但仍为其提供制造毒品的原料，按何罪论处? ： 以制造毒品罪的共犯论处 为什么麻雀经常在地上蹦来蹦去，而燕子很少下地活动? ： 燕子在空中觅食 哪一区域是我国最大的商品性大豆和出口大豆生产基地? ： 东北

小提琴有几根弦? ： 4根 “休克疗法”本是医学术语，后被引入哪一领域? ： 经济 我国的集装箱长、宽、高哪个是一定的? ： 宽

“寸草春晖”是比喻父母恩情难以报答，它出自唐朝哪位诗人的诗句? ： 孟郊 我国足协评出千禧年足球先生张恩华是以什么身份获得这项殊荣的? ： 后卫 勾股定理中，较长的直角边叫做： ： “股”

按照我国合同法的规定，当事人对合同变更的内容约定不明确时： ： 推定为未变更 会飞的蝙蝠属于： ： 兽类 俗称“长生果”是指： ： 花生

世界上第一颗爆炸的原子弹的名字是? ： 瘦子 下列选项不属于国家领土的是： ： 外层空间

我国商业性发射通讯卫星最多的运载火箭是： ： 长征二号丙 内蒙古草原上的芨芨草最高可达： ： 2米 熊猫的交配多采用： ： 多夫多妻制

政府属于现代市场经济条件下的市场主体吗? ： 属于

唐代文学家韩愈诗中的“祝融万丈拔地起，欲见不见轻烟里。”是指： ： 金丝燕初次做的窝我们把它叫做： ： 白燕窝

京剧中4指全扣向掌心,唯独伸直大拇指的指法叫： ： 英雄指 造成煤气中毒的气体是： ： 一氧化碳

在“夸父逐日”中，“夸父”是怎样追逐太阳的? ： 奔跑 哥特式建筑的代表作是： ： 巴黎圣母院

我国于1958年制出第一台电子管计算机，它的运算速度为每秒? ： 两千次 我国最后修建铁路的省区是： ： 西藏

不能用开水煎中药的原因是： ： 开水会使蛋白质和淀粉凝结

最早芭蕾舞出现于： ： 宫廷

各国国籍法对国籍的取得有不同的规定，我国人在外国结婚，同时取得该国国籍，那他的中国国籍会怎样? ： 会自动丧失

依照宪法规定中华人民共和国主席,副主席都缺位的时候由全国人民代表大会补选。在补选以前应由谁暂时代理主席职位? ： 全国人民代表大会常务委员会委员长 鲜啤酒就是通常所说的： ： 生啤酒 鱿鱼又叫 ： 枪乌贼

2002年大学生运动会的吉祥物是只 ： 扬子鳄

我国对清明节有多种的称呼，下列哪一种不是对其的称呼? ：

2001年1月8日起，在广深线投入正式运营的“蓝箭”列车的时速是： ： 200公里 撒尿小孩铜像坐落于 ： 布鲁塞尔

"春风不度玉门关”是谁的诗句? ： 王之涣

科学家受哪种动物的启发,研制出能使潜艇长时间航于冰海之下后能破冰上浮的机构? ： 鲸 我国的原油加工能力居世界第几位? ： 第四 世界上最早种植棉花的国家是 ： 印度 “六书”指的是： ： 造字方法

一朵向日葵花能结多少葵花籽? ： 成百上千个 储存期较长的啤酒是哪种啤酒? ： 熟啤酒

“成也萧何，败也萧何”说的是谁的经历? ： 韩信

古诗的体制称为“风雅颂”，其中“颂”是指： ： 宗庙乐歌

2002年初原长城公司的CDMA业务被移交给了哪一家公司? ： 中国联通 以下哪种菜肴是湖南风味? ：

从飞行员的位置来看，红色航行灯总是装在 ： 飞机的左翼尖 西欧农奴没有以下哪种权利义务? ： 定期服兵役 可以用来制造锅钮、铝壶或烧锅的提手柄的是 ： 电木

法律规定的劳动者可以随时通知用人单位解除劳动合同的情形不包括： ： 工作满3年的 肥皂有“软硬”之分，它取决于： ： 含碱量 睡觉时若希望更凉爽，可用： ： 竹席

2000年奥运会上，撑竿跳高所用“竿”的质地是： ： 玻璃纤维 在云南，湖泊习惯上被称为： ： 海

我国第一所民办高等教育机构哪年建立? ： 1982 毒蛇的毒牙一般长在： ： 上颚

乘客在车辆行驶中，不得将什么伸出车外 ： 身体的任何部分

根据公交部《关于修改道路交通事故等级划分标准的通知》规定，重伤三人以上十人以下的事故为? ： 重大事故

红烧菜肴为什么放白糖? ： 呈色、提香

第二篇：多路智力竞赛抢答器

湖南工学院

多路智力竞赛抢答器设计报告书

课程名称：多路智力竞赛抢答器 系部名称：电气与信息工程系 专业名称：电子信息工程技术 班级名称：电信0702 设计人 ：裴书茂 学号 ：402070220 指导老师： 设计时间：

湖南工学院

(课程设计任务书目录)

前言 „„„„„„„„„„„„„„„„ 1 设计功能要求 „„„„„„„„„„„„„„ 2 抢答器框架设计 „„„„„„„„„„„„„ 3 电路设计 „„„„„„„„„„„„„„„ 4 1) 抢答电路设计 „„„„„„„„„„„„ 4 2) 定时电路设计 „„„„„„„„„„„„ 53) 报警电路设计

„„„„„„„„„„„„ 64) 时序控制电路设计 „„„„„„„„„„ 7元器件介绍 „„„„„„„„„„„„„„„„ 8 1) 74LS148功能介绍 „„„„„„„„„„„ 8 2) 74LS192功能介绍 „„„„„„„„„„„ 9 仿真电路实验 „„„„„„„„„„„„„„„„ 10 1) Proteus仿真电路图 „„„„„„„„„„实物制作 „„„„„„„„„„„„„„„„„ 11 1) 原理图 „„„„„„„„„„„„„„„ 11 2) PCB制图 „„„„„„„„„„„„„„„ 12 3) 焊接与调试 „„„„„„„„„„„„„„ 13 心得体会 „„„„„„„„„„„„„„„„„ 15 鸣谢 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 15 参考资料 „„„„„„„„„„„„„„„„„ 15

10

前 言

随着电子技术的飞跃发展，社会发展步入了信息时代，随着信息时代对人才高素质和信息化的要求，随着高等教育发展的趋势，人们的生活水平提高，对精神文明生活的要求也跟着提高，这对电子领域提出了跟更高的要求。

电子学是一门应用很广泛的科学技术，发展及其迅速。要想学好这门技术，首先是基础理论的系统学习，然后要技术训练，进而培养我们对理论联系实际的能力，设计电路的能力，实际操作的能力，以及培养正确处理数据、分析和综合实验结果、检查和排除故障的能力。同时也加深我们对电子产品的理解。

智力抢答器的设计和测试作为此次课程设计的课题，我们采用一般意义上的设计方案，即采用集成芯片构成电路。

数字电路具有很多的有点： (1) 便于高度集成化。由于数字电路采用二进制，因此单元电路的结构简单，允许电路参数有较大的离散性，便于集成。

(2) 工作可靠性高，抗干扰能力强。数字信号用二进制表示，数字电路的识别能力强。

(3) (4) (5) 数字信息便于长期存放。

数字电路集成产品多，通用性强，成本低。

保密性好。数字信息容易进行加密处理，不易被窃取。

设计功能要求

一、功能要求

1、设计制作一个可容纳5组参赛的数字式枪答器，每组设置一个抢答按钮供抢答者使用。

2、给主持人设置一个控制开关，用来控制系统的清零和抢答的开始。

3、抢答器具有数据锁存和显示的功能。抢答开始后，若有选手按抢答按钮，编号立即锁存，并在LED数码管上显示出选手的编号(1～5)，同时扬声器给出音响提示。同时禁止其他选手抢答。

4、抢答器具有定时抢答的功能，抢答时间设定为30秒，当主持人按下开始按钮时，定时器立刻倒计时，并显示。选手在设定的时间内抢答有效。超过时间抢答无效，定时显示器显示00。

二、设计步骤与要求

1、拟定电路的组成框图，要求能实现所有功能，使用的元器件少，成本低。

2、设计并安装电路，要求布线整齐、美观，便于级联和调试。

3、测试所设计抢答器的逻辑功能，满足各项功能要求。

4、画出整机逻辑电路图。

5、写出设计报告。

抢答器框架设计

定时抢答器的总体框图(如图

1.1)所示，它由主体电路和扩展电路两部分组成。主体电路完成基本的抢答功能，即开始抢答后，当选手按动抢答按钮时，能显示选手的编号，同时能封锁输入电路，禁止其他选手抢答。扩展电路完成定时抢答的功能。

图1 如图所示为总体方框图。工作原理为：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。定时器倒计时，扬声器给出声响提示。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持人再次操作“清除”和“开始”状态开关。

电路设计

一、 抢答电路设计

设计电路如图2所示。电路选用优先编码器 74LS148 和锁存器 74LS297 来完成。该电路主要完成两个功能：一是分辨出选手按键的先后，并锁存优先抢答者的编号，同时译码显示电路显示编号(显示电路采用七段数字数码显示管);二是禁止其他选手按键，其按键操作无效。

图2 工作过程：开关S置于"清除"端时，RS触发器的 R、S端均为0，4个触发器输出置0，使74LS148的优先编码工作标志端(图中5号端)=0，使之处于工作状态。当开关S置于"开始"时，抢答器处于等待工作状态，当有选手将抢答按键按下时(如按下S5)，74LS148的输出经RS锁存后，CTR=1,RBO(图中4端) =1,七段显示电路74LS48处于工作状态，4Q3Q2Q=101,经译码显示为“5”。此外，CTR

=1，使74LS148 优先编码工作标志端(图中5号端)=1，处于禁止状态，封锁其他按键的输入。当按键松开即按下时，74LS148的 此时由于仍为CTR=1，使优先编码工作标志端(图中5号端)=1，所以74LS148仍处于禁止状态，确保不会出二次按键时输入信号，保证了抢答者的优先性。如有再次抢答需由主持人将S开关重新置“清除”然后再进行下一轮抢答。74LS148为8线-3线优先编码器，表1为其功能表。

表1

二、 定时电路设计

节目主持人根据抢答器的难易程度，设计一次抢答的时间，通过预置时间电路对计数器进行预置，选用十进制同步加减计数器74LS192进行设计，计数器的时钟脉冲由秒脉冲电路提供。具体电路如图3。

原理及设计：该部分主要由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、74LS48译码电路和2个7段数码管即相关电路组成。具体电路如图3所示。两块74LS192实现减法计数，通过译码电路74LS48显示到数码管上，其时钟信号由时钟产生电路提供。原理及设计：该部分主要由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、74LS48译码电路和2个7段数码管即相关电路组成。具体电路如图3所示。两块74LS192实现减法计数，通过译码电路74LS48显示到数码管上，其时钟信号

图3 由时钟产生电路提供。按键弹起后，计数器开始减法计数工作，并将时间显示在共阴极七段数码显示管DPY_7-SEG 上，当有人抢答时，停止计数并显示此时的倒计时时间;如果没有人抢答，且倒计时时间到时， 输出低电平到时序控制电路，控制报警电路报警，同时以后选手抢答无效。结合我们的实际经验及考虑到元器件的成本，我们选择的电阻值为R1=15K，R2=68K，C=10uF，代入到上式中即得 ，即秒脉冲。

三、 报警电路设计

由555 芯片构成多谐振荡电路 ,555 的输出信号再经三极管放大 ,从而推动扬声器发声。

控制电路包括时序和报警两个电路 ,如图4 所示。控制电路需具有以下几个功能。

主持人闭合开关扬声器发声 ,多路抢答器电路和计时电路进入正常状态; 参赛者按键时 ,扬声器发声 ,抢答电路和计时电路停止工作; 抢答时间到 ,无人抢答 ,扬声器发声 ,抢答电路和计时电路停止工作

图4

四、 时序控制电路设计

时序控制电路是抢答器设计的关键，它要完成以下三项功能。

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正常抢答工作状态。

2) 当参赛选手按动抢答按键时，扬声器发声，抢答电路和定时电路停止工作。

图5 3) 当设定的抢答时间到，无人抢答时，扬声器发声，定时和定时电路停止工作。

根据上面的功能要求，设计的时序控制电路如(图5)所示。图中，门G1 的作用是控制时钟信号CP的放行与禁止，门G2的作用是控制74LS148的输人使能端 。图

11、4的工作原理是：主持人控制开关从"清除"位置拨到"开始"位置时，来自于(图2)中的74LS279的输出 1Q=0，经G3反相， A=1，则时钟信号CP能够加到74LS192的CPD时钟输入端，定时电路进行递减计时。同时，在定时时间未到时，则“定时到信号”为 1，门G2的输出 =0，使 74LS148处于正常工作状态，从而实现功能①的要求。当选手在定时时间内按动抢答键时，1Q=1，经 G3反相， A=0，封锁 CP信号，定时器处于保持工作状态;同时，门G2的输出 =1，74LS148处于禁止工作状态，从而实现功能②的要求。当定时时间到时，则“定时到信号”为0， =1，74LS148处于禁止工作状态，禁止选手进行抢答。同时， 门G1处于关门状态，封锁 CP信号，使定时电路保持00状态不变，从而实现(功能3)的要求。集成单稳触发器74LS121用于控制报警电路及发声的时间。

元器件介绍

一、 74LS148功能介绍

在优先编码器电路中，允许同时输入两个以上编码信号。不过在设计优先编码器时，已经将所有的输入信号按优先顺序排了队。在同时存在两个或两个以上输入信号时，优先编码器只按优先级高的输入信号编码，优先级低的信号则不起作用。74148是一个八线-三线优先级编码器。

如图6所示的是八线-三线编码器74148的管脚图引脚图。

图6

二、 74LS192功能介绍

74LS192是双时钟方式的十进制可逆计数器。

CPU为加计数时钟输入端，CPD为减计数时钟输入端。 LD为预置输入控制端，异步预置。 CR为复位输入端，高电平有效，异步清除。 CO为进位输出：1001状态后负脉冲输出。 BO为借位输出：0000状态后负脉冲输出。

图7

图8

仿真电路实验

一、 Proteus仿真电路图

仿真电路课实现抢答功能，由于软件局限，报警电路没有在仿真当中。

实物制作

一、 原理图

二、 PCB制图

三、 焊接与调试

在制板中最重要的一个环节就是线路的印制。在这次的制作中，由于打印的客观原因，使在转印的效果不是很好。做出的实物没有预期的好。这也是以后一定要注意的地方。

1) 焊接部分需要注意的是：

严格按照线路的设计进行焊接，首先焊接过孔，在对元器件进行焊接。焊接时间不宜过久，但要完全熔着，以免造成冷焊。焊点的表面要平滑、有光泽。 焊点完全冷却前，不可移动。电烙铁不用时要放置于电烙铁架上，并随时保持烙铁头的清洁。焊接完毕，要在烙铁头镀上薄层焊锡，避免氧化，并等冷却后再收存。

2) 调试部分需要注意的是：

在通电之前必须对照原理图对线路进行详细的检查。检查是否有虚焊或者为焊接的点。可用万用表进行线路检查，看是否有线路在焊接的时候不慎连接在了一起，如有进行修改。在检查完毕之后才可以通电测试。如果在通电之后任然有问题，应立即断电，再仔细检查。

心得体会

通过这次设计，我的理论知识掌握得更扎实，动手能力明显提高。同时，通过网上搜索等多方面的查询资料，我学到许多在书本上没有的知识，也认识到理论联系实践的重要。在制作当中遇到了许多以前没遇到的困难。我们利用许多的方法去解决所遇到的问题。制作好以后，虽然基本符合设计要求，但我们总觉得欠缺点什么。这次设计，让我感受最深是。在仿真的阶段遇到很多的问题，计时电路不能随抢答而停止，还有就是由于软件的局限在仿真时候没有完成整体电路的调试，这也为最后的实物调试造成了困难。我们一定要具备一定的检查、排除电路故障的能力。我深刻认识到了“理论联系实际”的这句话的重要性与真实性。而且通过对此课程的设计，我不但知道了以前不知道的理论知识，而且也巩固了以前知道的知识。最重要的是在实践中理解了书本上的知识，明白了学以致用的真谛。在整个设计到电路的焊接以及调试过程中，我个人感觉调试部分是最难的，由于在印制电路板的时候效果不好出现很多的断线，这让整个焊接和调试很麻烦。调试是一个经验的积累过程，没有经验是不可能在短时间内将其完成的，可能也是老师要求我们加以提高的一个重要方面吧!

鸣谢

感谢老师的耐心指导;

感谢同学的帮助;

感谢湖南工学院电信系实验老师的大力支持;

感谢湖南工学院对我的支助。

参考文献

宋树祥《高频电子线路》北京大学出版社

谢自美《电子线路设计实验测试》华中科大出版社

第三篇：智力竞赛抢答器申请报告

电子工程学院课外学分申请书

题目：智力竞赛抢答器

班

级：

A1331班

姓

名：

赵筱洁

学

号：

11311110114

专

业：

自动化

实 验 室：

开放实验室

设计时间：2015 年4月 16日

审批意见：

指导教师：

吴华杰

录

1.智力竞赛抢答器基本功能：…………………………………………1 2.原理图仿真软件Protues的介绍:…………………………………1 3.原理图 ………………………………………………………………1 4.元件清单 ……………………………………………………………2

1、智力竞赛抢答器基本功能：

1. 抢答器同时供8名选手或8个代表队比赛，分别用8个按钮S1 ~ S8表示。 2. 设置一个系统清除和抢答控制开关S9，该开关由主持人控制。

3. 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LED数码管上显示。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将系统清除为止。

2、原理图仿真软件Protues的介绍: Protues软件是英国Labcenter electronics公司出版的EDAprotues工具软件。它不仅具有其它EDA工具软件的仿真功能，还能仿真单片机及外围器件。它是目前最好的仿真单片机及外围器件的工具。虽然目前国内推广刚起步，但已受到单片机爱好者、从事单片机教学的教师、致力于单片机开发应用的科技工作者的青睐。Proteus是世界上著名的EDA工具(仿真软件)，从原理图布图、代码调试到单片机与外围电路协同仿真，一键切换到PCB设计，真正实现了从概念到产品的完整设计。迄今为止是世界上唯一将电路仿真软件、PCB设计软件和虚拟模型仿真软件三合一的设计平台，其处理器模型支持80

51、HC

11、PIC10/12/16/18/24/30/DsPIC

33、AVR、ARM、8086和MSP430等，2010年即将增加Cortex和DSP系列处理器，并持续增加其他系列处理器模型。在编译方面，它也支持IAR、Keil和MATLAB等多种编译.

3、原理图：

4、元件清单：

按钮开关-----9个 1N4148二极管------------------------------15个 10K电阻-----6个 2.2K电阻----1个 100K电阻----1个 330电阻-----1个 9014三极管--1个 47uF电容----1个 CD4511芯片--1个 共阴极一位数码管---------------------------1个 9X15cm洞洞板1块 导线若干

参考文献：

[1] 王港元.电子设计制作基础.江西科学技术出版社，2011.1-6 [2] 谢龙汉.Proteus电子电路设计及仿真.电子工业出版社，2012.1-7 [3] 竺可桢.物理学[M].北京：科学出版社，1973.1-3.

第四篇：八路智力竞赛抢答器设计实验报告抢答器设计实验报告

20XX 报 告 汇 编 Compilation of reports

数字电子技术课程设计

题

目:

八路智力竞赛抢答器设计

姓

名:

专

业:

电子科学与技术

班

级:

122 班

学

号:

指导教师:

20

年

月

日 安徽科技学院理学院

报告文档·借鉴学习 word 可编辑·实用文档 八路智力竞赛抢答器设计

一

、课程设计题目 (与实习目的)

(一)、题目：八路智力竞赛抢答器设计 (二)、实习目的：

1.进一步掌握数字电路课程所学的理论知识。

2.熟悉几种常用集成数字芯片的功能和应用，并掌握其工作原理，进一步学会使用其进行电路设计。

3.了解数字系统设计的基本思想和方法，学会科学分析和解决问题。

4.培养认真严谨的工作作风和实事求是的工作态度。

5.数点课程实验是大学中为我们提供的唯一一次动手实践的机会，增强动手实践的能力。

二 、

任务和要求

实现抢答器的方法很多，如 EPROM 编程、RAM 编程、单板机、单片机等，都可以组成抢答器系统。

(1)抢答器设计要求 设计一个抢答器，基本要求：

1.抢答器可以实现基本抢答;可同时供 8 名选手或 8 个代表队参加比赛，他们的编号分别是 0、1、2、3、4、5、6、7，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 S0、S1、S2、S3、S4、S5、S6、S7。

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的功能。抢答开始后，若有选手按动抢答按钮，编号立即锁存，并在 LED 数码管上显示出选手的编号，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。

三 、总体方案的选择

( (1 )总体方案的设计 针对题目设计要求，经过分析与思考，拟定以下二种方案：

方案一：该方案是将抢答按钮先直接与锁存器而不是优先编码器相连，将最先抢答的选手的编号锁定，再依次经过优先编码器、译码器和七段显示器，最后显示的是抢答选手的编号，经过优先编码器后的信号到单稳态触发器，单稳态触发器又与报警电路直接连接，所以显示编号的同时可以发出报警信号。另外由主持人控制开关和其他部分电路通过门电路实现对抢答电路、定时电路和报警部分电路的控制。

主体框图如下：

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图 1

八路智力抢答器方案一设计框图

方案二：主持人按动开始抢答的开关后，最先抢答的选手的电平信号先经过优先编码器，再依次经过数据锁存器，此时已经限制了其他选手的抢答，信号再经过译码器和七段数码显示器，将最先抢答的该选手的编号显示出来，并同时产生报警信号，到此完成的是抢答功能;如果没有人抢答， 30 秒减计数器减到 00 时也会发出报警信号，此是完成计时功能。

主体框图如下：

图 2

八路智力抢答器方案二设计框图

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(2 2 )总体方案的选择

相比之下，第二种方案更好些。它的优点表现在以下几个方面：这种方案原理比较简单。主持人对整体电路的控制只需几个门电路就可完成，不必用特别的芯片来组成控制电路;更容易实现报警提示功能，在有选手抢答后或者计时开始和结束时。既减少了布线使整个电路更直观简单，又降低了产生错误的可能性。

四

单元电路的设计

1.设计所使用的元件及工具：

74LS48 ---------------------------- 3 个; 74LS279

----------------------------------- 1 个; 74LS192 -------------------------------- 2 个; 74LS148 --------------------------------------- 1 个; 74LS00

---------------------------- ------3 个; 74LS10

------------------------------------------- 1 个; 发光二极管--------------------------------------------- ------1 个; 555

----------------------------------------------------- 1 个; 电容：

0.1μf

----------------------------------------------1 个; 0.01μf -----------------------------------------------1 个; 电阻：

10kΩ

------------------------------------------------------------ ---------9 个; 15KΩ

----------------------------------------------1 个; 1kΩ ------------------------------------------------1 个; 68KΩ------------------------------------------------1 个 实验板一块; 万用表一个; 钳子一个; 导线若干。

2.各个单元电路 ( (1)

)

抢答电路设计

抢答电路的功能有两个：一是能分辨出选手按按钮的先后，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钮操作无效。因此，选用优先编码器 74LS148 和 RS 锁存器 74LS279 以及译码显示电路完成上述功能。

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抢答器电路

工作原理：SW1-8 为八位选手的抢答开关，SW9 单刀双掷开关设为主持人控制开关。当主持人控制开关置于清零状态时，RS 触发器的 R 端为低电平，输出端全部为低电平。于是 74LS48 的 BI 为高，显示器灭灯;74LS148 的选通输入端 ST 为高电平，74LS148 处于工作状态，此时锁存电路不工作。当 SW9 置于开始状态，优先编码电路和锁存电路同时处于工作状态。74LS279 的 1R、1S 均为高电平，由真值表可知，输出 1Q 为低电平，从而使 74LS148 输入使能端为低电平有效，即抢答器处于等待工作状态。若有选手(假设为 3 号选手)按动抢答开关(即闭合 SW4)，此时优先编码器74LS148 输入端 I3 接低电平有效，则输出 A2A1A0 为 100，A2A1A0 分别接至 4S、3S、2S，根据 RS 锁存器真值表，2Q3Q4Q 输出分别为 110，从而 74LS48 的输入端 DCBA 为0011，经 74LS48 译码，显示器上显示“3”。与此同时，当 74LS148 输入端有一个为低电平时，GS 为低电平有效，即标志译码器处于工作状态，从而使 1S 为 0，此时 1Q输出为高电平，致使 EI 为高电平，74LS148 处于禁止工作状态，其他选手抢答按钮的输入信号不会被接受。这就保证了抢答者优先性以及抢答电路的准确性。抢答结束后，主持人开关置于清零状态，数码管变灰，一切恢复初始状态，以便进入下一轮抢答环节。

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( (2)

)

定时电路设计

设计要求抢答器具有定时功能，且节目主持人根据抢答题的难易程度，可设定一次抢答的时间(设为 30s)。设计中选用十进制同步加/减计数器 74LS192 进行设计，74LS192 是具有置数和清零功能, 其引脚图和逻辑图如图 10 所示。

图 10

74LS192 引脚图和逻辑图 P0、P1、P2、P3——置数并行数据输入; Q0、Q1、Q2、Q3——计数数据输出; CR————————清零端; LD————————置数端; CPu ———————加法计数 CP 输入; CPd ———————减法计数 CP 输入; CO————————进位输出端; BO————————借位输出端。

表 5

74LS192 真值表 根据设计要求，需要两片 74LS192 构成 100 进制减计数器。由功能真值表可知，只需将个位 74LS192 的借位输出端 BO 与十位 74LS192 的 CPd 即可实现 100 进制减计

报告文档·借鉴学习 word 可编辑·实用文档 数。值得注意的是，要使其实现减计数，CPu 端口必须接高电平。

计数器的时钟脉冲由秒脉冲电路提供。秒脉冲电路由555构成的多谐振荡器构成，如图 11 所示。多谐振荡器无需外加输入信号就能在接通电源自行产生矩形波输出。

图 11

多谐振荡器 因为周期为一秒，所以频率是 1 赫兹。图中电容的充放电时间分别是：

t1=RB×C×ln2≈0.7RB×C

t2=(RA+RB)×C×ln2≈0.7(RA+RB)C

所以 555 的 3 端输出的频率为：

f=1/(t1+t2)≈1.43/[(2RA+RB)C]

我们采用的电阻和电容值分别是：RA=15KΩ，R2=68KΩ，C1=10uf,满足上式，即得到的是秒脉冲。

由以上集成芯片设计的定时电路如图 12 所示。

图 12

定时电路

报告文档·借鉴学习 word 可编辑·实用文档 工作原理：首先主持人根据题的难易程度改变 74LS192 的输入端 D3D2D1D0 的电平来确定抢答时间(假定为 30 秒)，555 构成秒脉冲产生电路为计时电路提供脉冲。抢答开始前主持人闭合开关，74LS192 的置数端 PL 为低电平有效，处于置数状态，数码管显示定时时间。抢答开始，主持人打开开关，计数器处于计数状态，555 产生的秒脉冲与十位 74LS192 借位输出端(其初始状态为高电平)相与。计数器递减计数至 00，十位 74LS192 借位输出端为低电平，计数器停止工作，产生报警。计时期间有人抢答，减计数器停止计时，显示器上显示此刻时间。

( (3)

)

报警电路设计 由 555 定时器和三极管构成的报警电路如图 13 所示。图中 555 定时器用来构成多谐振荡器，其震荡频率和秒脉冲产生电路中频率的计算方法相同。3 端的输出信号经过三级管驱动扬声器，发出报警信号。当 4 端的输入信号是高电平时，振荡器工作，有报警信号，4 端输入低电平时，振荡器不工作，没有报警信号。也就是说需要报警时只需控制输入端即可。

电路图如下:

图 13 报警电路

报告文档·借鉴学习 word 可编辑·实用文档 ( (4)

)

时序控制电路 时序控制电路是抢答器设计的关键，需要完成以下三项功能：

a.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正常抢答工作状态。

b.当竞赛选手按动抢答键时，扬声器发声，同时抢答电路和定时电路停止工作。

c.当设定的抢答时间到，无人抢答时扬声器发声，同时抢答电路和定时电路停止工作。

本设计中采用门电路对控制开关、抢答电路、定时电路、报警电路进行连接，以实现上述三项功能要求(如图 14 所示)。

图 14 时序控制电路

报告文档·借鉴学习 word 可编辑·实用文档 其中，两输入与非门采用 74LS00，引脚图如图 15 所示。三输入与门采用 74LS11，引脚图如图 16 所示。电路中利用与非门两输入端相连实现非门的逻辑功能。

图 15 74LS00 引脚图 图 16 74LS11 引脚图 工作原理：门 G1 的作用是控制时钟信号 CP 的放行与禁止，门 G2 的作用是控制74LS148 的输入使能端。主持人控制开关从“清零”位置拨到“开始”位置时，74LS279的输出 1Q=0，经 G3 反相，A=1，则从 555 输出端来的时钟信号 CP 能够加到 74LS192的 CPd 始终输入端，定时电路进行递减计时。同时，在定时时间未到时，74LS192 的借位输出端 BO2 为低电平，门 G2 的输出 ST 为高电平，使 74LS148 处于正常工作状态，从而实现功能 a 的要求。当选手在定时时间内按动抢答按钮时，1Q=1，经 G3 反相，A=0，封锁 CP 信号，定时器处于保持工作状态;同时，门 G2 的输出 ST 为低 74LS148处于禁止工作状态，从而实现功能 b 的要求。当定时时间到时，来自 74LS192 的 BO2为高，ST 为高，74LS148 处于禁止工作状态，禁止选手进行抢答。同时，门 G1 处于关门状态，封锁 CP 信号，使定时电路保持 00 状态不变，从而实现功能 c 的要求。

报告文档·借鉴学习 word 可编辑·实用文档 五 五 总体电路图

图 17

总电路图

下面介绍八路智力竞赛抢答器的使用原理。

首先是各个选手分别对应的按钮编号是 S0、S1、S2、S3、S4、S5、S6、S7，抢答后显示器上显示的分别是 0、1、2、3、4、5、6、7。

然后是主持人对整个电路系统清零，将开关置于“清零”的位置，输出低电平，分为两路：一路与锁存器的 1R2R3R4R 端相连，使输出端 1Q2Q3Q4Q 为低电平，1Q 所输出的低电平经与门反馈给 74LS148 的 EI 端子，编码器不工作，因此抢答部分显示器灭灯无显示，实现了清零;另一路低电平输出到计数器 74LS192 的 LD 端，而 CR端也是低电平，所以使得对应显示器输出预置的数据。

接下来主持人根据题目的难易程度设置抢答时间，此设定可以通过调节输入两片74LS192 的四个输入端 D、C、B、A 的高低电平来进行(例如要设定时间为 30 秒,就

报告文档·借鉴学习 word 可编辑·实用文档 将十位的 74192 的 D、C、B、A 分别置位为 0、0、1、1，而将各位的 74LS192 的 D、C、B、A 都置于 0)。当主持人宣读完题目说“开始”并将开关置于“开始”位置后，输出为高电平，此高电平有两路方向：一路输出到 74LS192 的 LD 端，使其处于高电平而开始减计数;还有一路输出到锁存器的 R 端。

当任意一个选手抢答时，例如 3 号抢答时，74LS148 三号端子输入低电平有效，此时 GS 为低电平有效，表征编码器在正常工作。编码输出 A2A1A0 为 100，与其对应的 4S3S2S 为 100，经 74LS279 锁存，4Q3Q2Q 输出为 011，经译码显示编号为 3。与此同时，1Q 所输出的高电平反馈回编码器的是能输入端，使其停止工作。此时，其他选手若再按动按钮也无对应输出，这就保证了抢答者优先性以及抢答电路的准确性。另一路，74LS148 的 GS 端输出电平由高变低，与秒脉冲发生器产生的秒脉冲相与后输出为 0，使得无脉冲抵达计数器 74LS192 的 Down 端。计数器停止工作，保持原来显示不变，即实现了暂停减计数使其记录抢答时间的功能。

若没有选手按动按钮，则 74LS279 输出全为高电平，74LS148 也输出高电平，1Q端输出低电平至 74LS48 的灭灯输入 RI/RBO 端，使得信号经 74LS48 到显示器上时无显示;若到定时部分计数器倒计时到 00 还无选手按动按钮的话，十位 74LS192 的借位输出端输出高电平反馈回个位 Down 端，停止计数。

综上所述，所设计的电路基本可以实现要求中的功能。

六 电路仿真

电路仿真采用 Multisim 仿真软件进行的。Multisim 软件可提供的仿真元器件资源：仿真数字和模拟、交流和直流等数千种元器件;可提供的仿真仪表资源 ：示波器、逻辑分析仪信号发生器、交直流电压表电流表等。它不仅具有其它 EDA 工具软件的仿真功能，还能仿真单片机及外围器件。因此，选用该软件对抢答器各单元电路及整体电路进行仿真。

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七、小结

通过本次课程设计，不仅有效巩固了本学期所学数电的相关知识，加强了对重要知识点的记忆和理解，还学会如何运用Multisim仿真进行仿真受益匪浅，现总结如下。

本设计的难点在于时序控制电路的设计，如何在第一位抢答者抢答题目后让编码器停止工作;如何使计时电路在抢答后停止倒计时;如何让定时电路和抢答电路同时清零。设计过程中，根据以往抢答器设计思路，及查阅相关资料，可运用74LS279的输出1Q完成上述控制任务。从这一点，折射出自己在平时的学习中较死板，缺乏变通思考的能力。在电路仿真的过程中，由于Multisim操作相对较简单，因此在仿真过程中较为顺利。。

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通过本次实践操作，也让我深刻明白：只有将课本上的理论知识，结合实践不断练习，不断总结提炼，反复思考实践中的经验教训，才能够真正消化为自己的知识。

八 八 分析和总结。

本次课程设计我只用了一个星期的时间就全部做完，效率很高，因为在设计之前根据设计的要求，每个模块都仔细的设计分析了，正是整个过程我都认真的态度和方案选择合适，才有这么高的效率。而且从本次课程设计中收获很多。可以总结为以下的几点：

(一)、巩固数电知识 这次课程设计主要是运用数字电路逻辑设计的一些相关知识，在整个实习过程中，都离不开对数字电路课程知识的再学习。我在最开始，就先将实习用到的知识通过翻阅数电书回顾了一遍(这也是对这门课的复习，给以后的复习备考减少了很多负担)，这样的回顾让我对知识的理解更加透彻，对后来的快速设计起了很好的铺垫作用。而且还参考了数字电路实验指导书， 关于芯片的管脚，里面有清晰的描述。

(二)、学会用电路板、芯片、导线等组装各种功能的电路; 虽然这不是第一次用电路板，因为之前的课内实验也用过，但当时的运用也只是插些导线和电阻电容之类的，用了电路板的很小部分。这次的实习中应用了整块板子，实习后对电路板的组成完全了解了，并能熟练运用。实习中通过对电路的连接也懂得了如何通过设计的分析对所连电路的整体布局，如何更好的放置芯片在最合适的位置。在导线的连接上，如何选择导线走向是关键，我们应该尽量保证所连电路的简捷，宁短勿长，合理布线。一个完美的作品不仅要能很好的完成要求实现功能，还要在感官上给人美的享受。所以站在美的角度对自己的电路进行改良是很必要的。

(三)、理论联系实际 据老师介绍，这是大学里唯一一次比较大型的动手实践机会。我当然不会错过。课程设计，通过选择的题目，根据要求，运用所学知识将其付诸实践来完成。这并不是在课堂上的单纯听懂，或者课后看书过程中的深入理解，这需要的是一种理论联系实践的能力。理论知识往往都是在一些理想状态下的假设论，而实际的动手操作则完全不同，需要考虑实际中的很多问题。有些知识在理论上可能完全没错但到了实际中则不然。比如在动笔做题时我们是不用考虑导线、电阻是否连接的牢固合理，但在实际中，导线电阻有时是会带来时延造成花型变化的错乱，所以我们应尽量在连接电路时选择最短路径。平时试验中，我就很认真，所以会比平时不动手的要轻松地多。

(四)、和同学 共同合作、互相学习、共同进步 最初大家没思路的时候，特别的着急，我想出来了，大家问我，我就说了我的思路，我们不是抄袭，只是探讨，们个人都理解了才开始设计，我做的循环两遍，他们的都不是。我们的设计不同，我只是给大家启发了一个思考点。理论上我先设计出来，但在实习中经常会遇到一些自己可能暂时无法想明白的问题，请教同学或老师是很好的做法，节省时间，也会从别人身上学到更多。在设计时和同学相互交流各自的想法也是很重要的，不同的人对问题的看法总有差异，我们可以从交流中获得不同的idea，其他人的设计也可能有比你出色的地方，很好的借鉴，并在大家的商讨中选择最优方案最终一定会得到最好的设计方法。

第五篇：八路智力竞赛抢答器设计实验报告

数字电子技术课程设计

题 目:

姓 名: 专 业: 班 级: 学 号: 指导教师: 八路智力竞赛抢答器设计

电子科学与技术 122班

20 年 月 日 安徽科技学院理学院

安徽科技学院《数字电子技术》课程设计报告

八路智力竞赛抢答器设计

一 、课程设计题目（与实习目的）

（一）、题目：八路智力竞赛抢答器设计

（二）、实习目的：

1．进一步掌握数字电路课程所学的理论知识。

2．熟悉几种常用集成数字芯片的功能和应用，并掌握其工作原理，进一步学会使用其进行电路设计。

3．了解数字系统设计的基本思想和方法，学会科学分析和解决问题。 4．培养认真严谨的工作作风和实事求是的工作态度。

5．数点课程实验是大学中为我们提供的唯一一次动手实践的机会，增强动手实践的能力。

二、 任务和要求

实现抢答器的方法很多，如EPROM编程、RAM编程、单板机、单片机等，都可以组成抢答器系统。

（1）抢答器设计要求

设计一个抢答器，基本要求：

1. 抢答器可以实现基本抢答；可同时供8名选手或8个代表队参加比赛，他们的编号分别是0、

1、

2、

3、

4、

5、

6、7，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S0、S

1、S

2、S

3、S

4、S

5、S

6、S7。

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的功能。抢答开始后，若有选手按动抢答按钮，编号立即锁存，并在LED数码管上显示出选手的编号，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。

三、总体方案的选择

（1）总体方案的设计

针对题目设计要求，经过分析与思考，拟定以下二种方案：

方案一：该方案是将抢答按钮先直接与锁存器而不是优先编码器相连，将最先抢答的选手的编号锁定，再依次经过优先编码器、译码器和七段显示器，最后显示的是抢答选手的编号，经过优先编码器后的信号到单稳态触发器，单稳态触发器又与报警电路直接连接，所以显示编号的同时可以发出报警信号。另外由主持人控制开关和其他部分电路通过门电路实现对抢答电路、定时电路和报警部分电路的控制。

主体框图如下：

第 1

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图1 八路智力抢答器方案一设计框图

方案二：主持人按动开始抢答的开关后，最先抢答的选手的电平信号先经过优先编码器，再依次经过数据锁存器，此时已经限制了其他选手的抢答，信号再经过译码器和七段数码显示器，将最先抢答的该选手的编号显示出来，并同时产生报警信号，到此完成的是抢答功能；如果没有人抢答， 30秒减计数器减到00时也会发出报警信号，此是完成计时功能。

主体框图如下：

图2 八路智力抢答器方案二设计框图

第 2

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（2）总体方案的选择

相比之下，第二种方案更好些。它的优点表现在以下几个方面：这种方案原理比较简单。主持人对整体电路的控制只需几个门电路就可完成，不必用特别的芯片来组成控制电路；更容易实现报警提示功能，在有选手抢答后或者计时开始和结束时。既减少了布线使整个电路更直观简单，又降低了产生错误的可能性。

四 单元电路的设计

1.设计所使用的元件及工具：

74LS48 ---------------------------- 3个；

74LS279 ---- 1个； 74LS192 - 2个；

74LS148 -------- 1个； 74LS00 ---------------------------- ------3个；

74LS10 ------------ 1个；

发光二极管-------------- ------1个； 555 ---------------------- 1个； 电容： 0.1μf ---------------1个；

0．01μf ----------------1个；

电阻： 10kΩ

----------------------------- ---------9个；

15KΩ ---------------1个； 1kΩ -----------------1个； 68KΩ-----------------1个

实验板一块； 万用表一个； 钳子一个； 导线若干。 2.各个单元电路 （1）抢答电路设计

抢答电路的功能有两个：一是能分辨出选手按按钮的先后，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钮操作无效。因此，选用优先编码器74LS148和RS锁存器74LS279以及译码显示电路完成上述功能。

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抢答器电路

工作原理：SW1-8为八位选手的抢答开关，SW9单刀双掷开关设为主持人控制开关。当主持人控制开关置于清零状态时，RS触发器的R端为低电平，输出端全部为低电平。于是74LS48的BI为高，显示器灭灯；74LS148的选通输入端ST为高电平，74LS148处于工作状态，此时锁存电路不工作。当SW9置于开始状态，优先编码电路和锁存电路同时处于工作状态。74LS279的1R、1S均为高电平，由真值表可知，输出1Q为低电平，从而使74LS148输入使能端为低电平有效，即抢答器处于等待工作状态。若有选手（假设为3号选手）按动抢答开关（即闭合SW4），此时优先编码器74LS148输入端I3接低电平有效，则输出A2A1A0为100，A2A1A0分别接至4S、3S、2S，根据RS锁存器真值表，2Q3Q4Q输出分别为110，从而74LS48的输入端DCBA为0011，经74LS48译码，显示器上显示“3”。与此同时，当74LS148输入端有一个为低电平时，GS为低电平有效，即标志译码器处于工作状态，从而使1S为0，此时1Q输出为高电平，致使EI为高电平，74LS148处于禁止工作状态，其他选手抢答按钮的输入信号不会被接受。这就保证了抢答者优先性以及抢答电路的准确性。抢答结束后，主持人开关置于清零状态，数码管变灰，一切恢复初始状态，以便进入下一轮抢答环节。

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（2）定时电路设计

设计要求抢答器具有定时功能，且节目主持人根据抢答题的难易程度，可设定一次抢答的时间（设为30s）。设计中选用十进制同步加/减计数器74LS192进行设计，74LS192是具有置数和清零功能, 其引脚图和逻辑图如图10所示。

图10 74LS192引脚图和逻辑图

P0、P

1、P

2、P3——置数并行数据输入； Q0、Q

1、Q

2、Q3——计数数据输出； CR————————清零端； LD————————置数端；

CPu ———————加法计数CP输入； CPd ———————减法计数CP输入； CO————————进位输出端； BO————————借位输出端。

表5 74LS192真值表

根据设计要求，需要两片74LS192构成100进制减计数器。由功能真值表可知，只需将个位74LS192的借位输出端BO与十位74LS192的CPd即可实现100进制减计

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数。值得注意的是，要使其实现减计数，CPu端口必须接高电平。

计数器的时钟脉冲由秒脉冲电路提供。秒脉冲电路由555构成的多谐振荡器构成，如图11所示。多谐振荡器无需外加输入信号就能在接通电源自行产生矩形波输出。

图11 多谐振荡器

因为周期为一秒，所以频率是1赫兹。图中电容的充放电时间分别是： t1=RB×C×ln2≈0.7RB×C t2=(RA+RB)×C×ln2≈0.7(RA+RB)C 所以555的3端输出的频率为： f=1/(t1+t2)≈1.43/[(2RA+RB)C] 我们采用的电阻和电容值分别是：RA=15KΩ，R2=68KΩ，C1=10uf,满足上式，即得到的是秒脉冲。

由以上集成芯片设计的定时电路如图12所示。

图12 定时电路

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工作原理：首先主持人根据题的难易程度改变74LS192的输入端D3D2D1D0的电平来确定抢答时间（假定为30秒），555构成秒脉冲产生电路为计时电路提供脉冲。抢答开始前主持人闭合开关，74LS192的置数端PL为低电平有效，处于置数状态，数码管显示定时时间。抢答开始，主持人打开开关，计数器处于计数状态，555产生的秒脉冲与十位74LS192借位输出端（其初始状态为高电平）相与。计数器递减计数至00，十位74LS192借位输出端为低电平，计数器停止工作，产生报警。计时期间有人抢答，减计数器停止计时，显示器上显示此刻时间。

（3）报警电路设计

由555定时器和三极管构成的报警电路如图13所示。图中555定时器用来构成多谐振荡器，其震荡频率和秒脉冲产生电路中频率的计算方法相同。3端的输出信号经过三级管驱动扬声器，发出报警信号。当4端的输入信号是高电平时，振荡器工作，有报警信号，4端输入低电平时，振荡器不工作，没有报警信号。也就是说需要报警时只需控制输入端即可。

电路图如下:

图13报警电路

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（4） 时序控制电路

时序控制电路是抢答器设计的关键，需要完成以下三项功能：

a.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正常抢答工作状态。

b.当竞赛选手按动抢答键时，扬声器发声，同时抢答电路和定时电路停止工作。 c.当设定的抢答时间到，无人抢答时扬声器发声，同时抢答电路和定时电路停止工作。

本设计中采用门电路对控制开关、抢答电路、定时电路、报警电路进行连接，以实现上述三项功能要求（如图14所示）。

图14 时序控制电路

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其中，两输入与非门采用74LS00，引脚图如图15所示。三输入与门采用74LS11，引脚图如图16所示。电路中利用与非门两输入端相连实现非门的逻辑功能。

图15 74LS00引脚图

图16 74LS11引脚图

工作原理：门G1的作用是控制时钟信号CP的放行与禁止，门G2的作用是控制74LS148的输入使能端。主持人控制开关从“清零”位置拨到“开始”位置时，74LS279的输出1Q=0，经G3反相，A=1，则从555输出端来的时钟信号CP能够加到74LS192的CPd始终输入端，定时电路进行递减计时。同时，在定时时间未到时，74LS192的借位输出端BO2为低电平，门G2的输出ST为高电平，使74LS148处于正常工作状态，从而实现功能a的要求。当选手在定时时间内按动抢答按钮时，1Q=1，经G3反相，A=0，封锁CP信号，定时器处于保持工作状态；同时，门G2的输出ST为低74LS148处于禁止工作状态，从而实现功能b的要求。当定时时间到时，来自74LS192的BO2为高，ST为高，74LS148处于禁止工作状态，禁止选手进行抢答。同时，门G1处于关门状态，封锁CP信号，使定时电路保持00状态不变，从而实现功能c的要求。

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五 总体电路图

图17 总电路图

下面介绍八路智力竞赛抢答器的使用原理。

首先是各个选手分别对应的按钮编号是S0、S

1、S

2、S

3、S

4、S

5、S

6、S7，抢答后显示器上显示的分别是0、

1、

2、

3、

4、

5、

6、7。

然后是主持人对整个电路系统清零，将开关置于“清零”的位置，输出低电平，分为两路：一路与锁存器的1R2R3R4R端相连，使输出端1Q2Q3Q4Q为低电平，1Q所输出的低电平经与门反馈给74LS148的EI端子，编码器不工作，因此抢答部分显示器灭灯无显示，实现了清零；另一路低电平输出到计数器74LS192的LD端，而CR端也是低电平，所以使得对应显示器输出预置的数据。

接下来主持人根据题目的难易程度设置抢答时间，此设定可以通过调节输入两片74LS192的四个输入端D、C、B、A的高低电平来进行（例如要设定时间为30秒,就

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将十位的74192的D、C、B、A分别置位为0、0、

1、1，而将各位的74LS192的D、C、B、A都置于0）。当主持人宣读完题目说“开始”并将开关置于“开始”位置后，输出为高电平，此高电平有两路方向：一路输出到74LS192的LD端，使其处于高电平而开始减计数；还有一路输出到锁存器的R端。

当任意一个选手抢答时，例如3号抢答时，74LS148三号端子输入低电平有效，此时GS为低电平有效，表征编码器在正常工作。编码输出A2A1A0为100，与其对应的4S3S2S为100，经74LS279锁存，4Q3Q2Q输出为011，经译码显示编号为3。与此同时，1Q所输出的高电平反馈回编码器的是能输入端，使其停止工作。此时，其他选手若再按动按钮也无对应输出，这就保证了抢答者优先性以及抢答电路的准确性。另一路，74LS148的GS端输出电平由高变低，与秒脉冲发生器产生的秒脉冲相与后输出为0，使得无脉冲抵达计数器74LS192的Down端。计数器停止工作，保持原来显示不变，即实现了暂停减计数使其记录抢答时间的功能。

若没有选手按动按钮，则74LS279输出全为高电平，74LS148也输出高电平，1Q端输出低电平至74LS48的灭灯输入RI/RBO端，使得信号经74LS48到显示器上时无显示；若到定时部分计数器倒计时到00还无选手按动按钮的话，十位74LS192的借位输出端输出高电平反馈回个位Down端，停止计数。 综上所述，所设计的电路基本可以实现要求中的功能。

六 电路仿真

电路仿真采用Multisim仿真软件进行的。Multisim软件可提供的仿真元器件资源：仿真数字和模拟、交流和直流等数千种元器件；可提供的仿真仪表资源 ：示波器、逻辑分析仪信号发生器、交直流电压表电流表等。它不仅具有其它EDA工具软件的仿真功能，还能仿真单片机及外围器件。因此，选用该软件对抢答器各单元电路及整体电路进行仿真。

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七、 小结

通过本次课程设计，不仅有效巩固了本学期所学数电的相关知识，加强了对重要知识点的记忆和理解，还学会如何运用Multisim仿真进行仿真受益匪浅，现总结如下。

本设计的难点在于时序控制电路的设计，如何在第一位抢答者抢答题目后让编码器停止工作；如何使计时电路在抢答后停止倒计时；如何让定时电路和抢答电路同时清零。设计过程中，根据以往抢答器设计思路，及查阅相关资料，可运用74LS279的输出1Q完成上述控制任务。从这一点，折射出自己在平时的学习中较死板，缺乏变通思考的能力。在电路仿真的过程中，由于Multisim操作相对较简单，因此在仿真过程中较为顺利。。

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通过本次实践操作，也让我深刻明白：只有将课本上的理论知识，结合实践不断练习，不断总结提炼，反复思考实践中的经验教训，才能够真正消化为自己的知识。

八 分析和总结。

本次课程设计我只用了一个星期的时间就全部做完，效率很高，因为在设计之前根据设计的要求，每个模块都仔细的设计分析了，正是整个过程我都认真的态度和方案选择合适，才有这么高的效率。而且从本次课程设计中收获很多。可以总结为以下的几点：

（一）、巩固数电知识

这次课程设计主要是运用数字电路逻辑设计的一些相关知识，在整个实习过程中，都离不开对数字电路课程知识的再学习。我在最开始，就先将实习用到的知识通过翻阅数电书回顾了一遍（这也是对这门课的复习，给以后的复习备考减少了很多负担），这样的回顾让我对知识的理解更加透彻，对后来的快速设计起了很好的铺垫作用。而且还参考了数字电路实验指导书， 关于芯片的管脚，里面有清晰的描述。

（二）、学会用电路板、芯片、导线等组装各种功能的电路；

虽然这不是第一次用电路板，因为之前的课内实验也用过，但当时的运用也只是插些导线和电阻电容之类的，用了电路板的很小部分。这次的实习中应用了整块板子，实习后对电路板的组成完全了解了，并能熟练运用。实习中通过对电路的连接也懂得了如何通过设计的分析对所连电路的整体布局，如何更好的放置芯片在最合适的位置。在导线的连接上，如何选择导线走向是关键，我们应该尽量保证所连电路的简捷，宁短勿长，合理布线。一个完美的作品不仅要能很好的完成要求实现功能，还要在感官上给人美的享受。所以站在美的角度对自己的电路进行改良是很必要的。

（三）、理论联系实际

据老师介绍，这是大学里唯一一次比较大型的动手实践机会。我当然不会错过。课程设计，通过选择的题目，根据要求，运用所学知识将其付诸实践来完成。这并不是在课堂上的单纯听懂，或者课后看书过程中的深入理解，这需要的是一种理论联系实践的能力。理论知识往往都是在一些理想状态下的假设论，而实际的动手操作则完全不同，需要考虑实际中的很多问题。有些知识在理论上可能完全没错但到了实际中则不然。比如在动笔做题时我们是不用考虑导线、电阻是否连接的牢固合理，但在实际中，导线电阻有时是会带来时延造成花型变化的错乱，所以我们应尽量在连接电路时选择最短路径。平时试验中，我就很认真，所以会比平时不动手的要轻松地多。

（四）、和同学共同合作、互相学习、共同进步

最初大家没思路的时候，特别的着急，我想出来了，大家问我，我就说了我的思路，我们不是抄袭，只是探讨，们个人都理解了才开始设计，我做的循环两遍，他们的都不是。我们的设计不同，我只是给大家启发了一个思考点。理论上我先设计出来，但在实习中经常会遇到一些自己可能暂时无法想明白的问题，请教同学或老师是很好的做法，节省时间，也会从别人身上学到更多。在设计时和同学相互交流各自的想法也是很重要的，不同的人对问题的看法总有差异，我们可以从交流中获得不同的idea，其他人的设计也可能有比你出色的地方，很好的借鉴，并在大家的商讨中选择最优方案最终一定会得到最好的设计方法。

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