抢答器的的设计原理 及图
抢答器的设计与制作 智力竞赛是一种生动活泼的教育形式和方法，通过抢答和必答两种方式能引起参赛者和观众的极大兴趣，并且能在极短时间内，使人们增加一些科学知识和生活常识。因此学习了数字电路之后，自己设计一个简易智力竞赛抢答器。 一、 设计任务与要求 1. 抢答器同时供4名选手或4个代表队比赛，分别用4个按钮A、B、C、D表示。 2. 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。 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，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将系统清除为止。 4. 抢答器具有定时抢答功能。当主持人启动"开始"键后，定时器进行计时. 5. 参赛选手在设定的时间内进行抢答，抢答有效，显示器上显示选手的编号，并保持到主持人将系统清除为止。 6. 如果定时时间已到，无人抢答，本次抢答无效，系统报警并禁止抢答。 二、抢答器的组成 抢答器的一般构成框图如上图所示。 三、设计原理与参考电路 1．数字抢答器总体方框图 图1抢答器整体电路图 .如图1所示为总体方框图。其工作原理为：接通电源后，主持人宣布"开始"同时按下按键开关S抢答器工作。记时器计时、指示灯不亮。选手在60秒内抢答时，抢答器完成：优先判断、编号锁存、编号显示、扬声器提示、指示灯亮。指示灯亮禁止二次抢答。如果在60秒内无人抢答，扬声器提示、指示灯X1亮，抢答无效。再次抢答必须由主持人再次按下按键开关S。 40秒提示：计时器到40时，发光指示灯会闪烁一下，扬声器会发出一次声音，这是因为信号延迟造成的：计时器到40前，计数器的十位显示3，此时输入与非门U9A的信号为01，当计数器到40时，输入与非门U9A的信号为10，因为信号的延迟使输入与非门U9A的信号为11，与非门U9A的输出信号为低电平0，此低电平0与U1A输出的低电平0经过与非门U6A，与非门U6A输出就为高电平1，从而使指示灯X1发光，扬声器发出声音。 2．单元电路设计 (1) 抢答器电路 图2抢答器电路图 .参考电路如图2所示。该电路完成两个功能：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；同时禁止其他选手抢答，抢答无效。 74LS175的功能真值表: 清零CLR 时钟CLK 输入 D 输出Q 1Х Х 清零(Q=0) 0 1 1 0 0 0 0 0 X 保持(Q=Qn) 从表可见： ① CLR是清零端，且低电平有效。 ② CLK是时钟脉冲，且下降沿触发。 上图中的74ALS175N为一四路的锁存器，当CLK引脚输入上升沿时，1D-4D被锁存到输出端（1Q-4Q）。在CLK其他状态时，输出与输入无关。 电路通电后，按下复位按键S，1Q、Q2、Q3、Q4输出高电平。电路进入准备状态。这时，假设有按键A被按下，4D的输出将由低变成高电平，使4Q输输出为高电平经过或门U3A驱动数码管使数码管显示1（选手A的编号），同时使/4Q(4Q非)输出为低电平经过与门U4A输出低电平，此低电平与时钟脉冲经过与非门U2A形成一个上升沿作为74LS175 CLK的输入。因为74LS175是下降沿触发的，故按下除复位之外的任何的按键都将不会发生电路状态的变化，即输入被锁定。达到了既定的功能目标。 （2）计时电路 图3. 计时器电路图 参考电路如图3所示。该电路完成两个功能：一是进行计时，二是设定计时时间为60秒（脉冲信号的频率为1Hz）。 由节目主持人设定一次抢答的时间（本方案中以60秒为例），计数器的时钟脉冲由秒脉冲电路提供。可预置时间的电路选用十进制同步加减计数器74LS192进行设计，具体电路如图3所示。开关S3合上，此时计数器清零，开关S3断开，计数器开始计数。 74LS192的功能真值表： CLK LOAD UP DOWN D3 D2 D1 D0 Q3 Q2 Q1 Q0 1××××××× 0 0 0 0 0 0 ×↑ 0 1 ↑ 1 ×××× 加法计数 0 1 1 ↑×××× 减法计数 0 1 1 1 ×××× 保持 从表可见： ① CLK是清零端，且高电平有效。 ② UP 和DOWN是两个时钟脉冲，当LOAD置1时，时钟脉冲由UP端接入，且DOWN输入高电平时74LS192处于加法计数状态；当LOAD置1时时钟脉冲从DOWN端输入，且UP输入高电平时，74LS192处于减法计数状态。 ③CO是进位端，BO是借位端。 当60秒时间到时，Qb和Qc输出为高电平1，经过与非门U9A后输出低电平0，此低电平0与时钟脉冲经过与门U11A输出低电平0使计时器停止工作。 （3）报警电路 图4.报警电路图 由555定时器和三极管构成的报警电路如图4所示。其中555构成多谐振荡器，振荡频率fo＝1．43／［（RI＋2R2）C］，其输出信号经三极管推动扬声器。PR为控制信号，当PR为高电平时，多谐振荡器工作，反之，电路停振。 555的引脚对应的关系为： RST—复位，DIS—放电，THR—阀值，TRI—触发， CON—控制电压，OUT—输出； 四、所需器材 1. 集成电路74LS175 1片，74LS192 2片，NE555 1片，74LS00 4片，74LS02 1片，，74LS04 2片，，74LS08 1片，74LS21 1片，74LS32 2片，4002 1片； 2. 电阻 9只； 3. 电容2只； 4. 三极管1只。 5. 其它：显示器3只，电源。 五、实验小结 该抢答器实现的功能有： 1． 优先抢答锁存； 2． 显示抢答选手号码； 3． 抢答计时； 4． 抢答报警（既有声音又有光：扬声器和发光指示灯）； 5． 计时器到40时会有提示（指示灯会闪烁一下，扬声器会发出一次声音）。
就按照这个图接线就可以，我只给你画出1和4的控制回路，2和3的你自己也动动脑筋举一反三对比着画。
电路原理如附图，它由IC1和一个编码开关以及控制器等组成。编码开关是由IC1中的输入端A、B、C、D与二极管和按键组成。
验证编码开关是否正确，只要按住任意一个按键。使它有一个正电平输入，数码管就会显示相应的数字来。A、B、C、D这四条编码线。
分别是1、2、4、8。3则是由1+2同时输入一个正电平获得，5则由1+4获得，6则由2+4获得，7则由1+2+4获得，二极管是起反向截止作用的。
扩展资料：
抢答器，原理：如果为四路，当其中任一路控下后，其他几路即失效，结果为第一次按下的，可以用数码管或是LED灯来显示，当然这里只是讲原理与编程，具体可以根据抢答器路数及显示方式更改程序即可。
源程序如下：
<div class="blockcode"><blockquote>/*用的是AT89S52开发板，独立按键接口如下，就用这四路。先按下的用LED灯来显示，对应第一个到第四个LED灯，其他再按无效，如果想再次实现，可手动复位单片机*/
#include <reg52.h>
sbit key1=P3^0; //定义按键，根据需要连接线路，如独立按键（4路）
sbit key2=P3^1;
sbit key3=P3^2;
sbit key4=P3^3。
参考资料来源：百度百科-抢答器
一般抢答器电路复杂，要通过仿真器、应用软件、计算机等辅助设备才能验证完成，对于初学者来说，显得有些力不从心。以下设计的这款电路非常简单，只要按图一试，就能装成一台简单的八路抢答器。
图片：
电路原理如图，它由IC1和一个编码开关以及控制器等组成。编码开关是由IC1中的输入端A、B、C、D与二极管和按键组成。验证编码开关是否正确，只要按住任意一个按键。使它有一个正电平输入，数码管就会显示相应的数字来。A、B、C、D这四条编码线。分别是1、2、4、8。3则是由1+2同时输入一个正电平获得，5则由1+4获得，6则由2+4获得，7则由1+2+4获得，二极管是起反向截止作用的。
控制器是由可控硅和IC1的控制端(IC1的⑦、①、②、⑥脚)构成。当任意按下一个按键时，可控硅都会被触发导通，使IC1的控制端始终保持有一个高电平的输入.因此所按的数字得以锁存。这样，后按下的按键就不能起作用，数码管就只显示先按下的键号。
这里的可控硅另一端与音乐片的正极相连，当可控硅导通时，使音乐片得以通电发声，从而完成整个抢答功能。该音乐片上电即能触发，也能自动停止，因此无需设暂停键。
当按下复位键时，可控硅被切断电源而截止，IC1的控制端则由高电平转变为低电平而清零，为下一次抢答做准备。
如图
在知识竞赛、文体娱乐活动（抢答赛活动）中，能准确、公正、直观地判断出抢答者的座位号。
传统抢答器只是大概判断出抢答成功或犯规选手台号，无法显示出每个选手的抢答时间。而今抢答器可以通过数据来说明裁决结果的准确性、公平性。使比赛大大增加了娱乐性的同时，也更加公平、公正。
软件功能更强大：
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抢答精度更高：
国内首台可以将所有选手抢答时间同步显示出来并自动排序的抢答器，且精度高达0.00001秒。开创抢答领域新时代，让比赛没有争议且更具娱乐性。
一、设计目标
设计一个带有用户选手按下后，其他用户选手按下无效，同时，响警报、显示是谁按下的。由主持人开关复位的抢答器。
二、 基本功能
我们设计的抢答器有如下功能：有人按下时，显示是谁按下的。同时，其他人再按下时电路不做任何处理。也就是说，如果有人按下以后，别人再按的话电路既不会显示是他按下的。
三、抢答器的组成
抢答器的一般构成框图，它主要由开关阵列电路、触发锁存电路、编码器、7段显示器几部分组成。下面逐一给予介绍。
（1）开关阵列电路
该电路由多路开关所组成，每一竞赛者与一组开关相对应。开关应为常开型，当按下开关时，开关闭合；当松开开关时，开关自动弹出断开。
（2）触发锁存电路
当某一开关首先按下时，触发锁存电路被触发，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。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。
（3）编码器
编码器的作用是将某一开关信息转化为相应的8421BCD码，以提供数字显示电路所需要的编码输入。
译码驱动电路将编码器输出的8421BCD码转换为数码管需要的逻辑状态，并且为保证数码管正常工作提供足够的工作电流。
（5）数码显示器
数码管通常有发光二极管（LED）数码管和液晶（LCD）数码管。本设计提供的为LED数码管。
四、抢答器的工作原理
(1)开关阵列电路
电路中，R1～R4为上拉和限流电阻。当任一开关按下时，相应的输出为低电平，否则为高电平。
（2)触发锁存电路
74HC373为4D锁存器，一开始，当所有开关均未按下时，锁存器输出全为高电平，经4输入与非门和非门后的反馈信号仍为高电平，该信号作为锁存器使能端控制信号，使锁存器处于等待接收触发输入状态；当任一开关按下时，输出信号中必有一路为低电平，则反馈信号变为低电平，锁存器刚刚接收到的开关被锁存，这时其它开关信息的输入将被封锁。由此可见，触发锁存电路具有时序电路的特征，是实现抢答器功能的关键。
(3)编码器
74HC147H为优先（高位优先）编码器，当任意输入为低电平时，输出为相应的输入编号的8421码（BCD码）的反码。
(4)译码驱动及显示单元
编码器实现了对开关信号的编码并以BCD码的形式输出。为了将编码显示出来，需用显示译码电路将计数器的输出数码转换为数码显示器件所需要的输出逻辑和一定的电流。一般这种译码通常称为7段译码显示驱动器。常用的7段译码显示驱动器有CD4511等。
数码显示器件中的液晶数码管价格较高，驱动较复杂，并且仅能工作于有外界光线的场合，所以使用较少。大多情况下使用的是LED数码管。平时使用较多的LED数码有单字和双字之分。
LED数码管尺寸有大有小，一般小的数码管每个数字笔画为一个发光二极管，而尺寸较大的数码管一个笔画可能是多个发光二极管串接而成的，这时一般无法直接用译码驱动器直接驱动（其输出高电平一般为3V左右）。
(5)解锁电路
当触发锁存电路被触发锁存后，若要进行一下轮的重新抢答，则需将锁存器解锁。可将使能端强迫置1或置0（根据具体情况而定），使锁存顺处于等待歉收状态即可。
本电路给出了所有相关电路，对于发声报警电路只有左下角555电路。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人正常抢答工作状态。
2、当参赛选手按动抢答键时，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，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。工作原理：当555电路的到信号后，开始产生高低电压不同的方波，这些方波从555电路的输出端出来，经过510欧姆的保护电阻进入放大电路。信号经过放大后，再传给扬声器，这时信号已经不再是方波，而是一种连续变化的一种类似于简谐波的电信号。但是他的频率还是和555电路的输出端的频率一样。
其中主要 电路 设计如下：
定时电路
扬声器设计
整体设计
五．需要器材：
1.数字实验箱。
2. 集成电路74LS148 1片，74LS279 1片，74LS48 3片，74LS192 2片，NE555 2片，74LS00 1片，74LS121 1片。
3. 电阻 510Ω 2只，1KΩ 9只，4.7kΩ l只，5.1kΩ l只，100kΩ l只，10kΩ 1只， 15kΩ 1只， 68kΩ l只。
4.电容 0.1uF 1只，10uf 2只，100uf 1只。
5. 三极管 3DG12 1只。
6. 其它：发光二极管2只，共阴极显示器3只。
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南川市15613646210： 简易抢答器工作原理抢答器到底是怎么工作的啊,要具体 - ？
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南川市15613646210： 求抢答器的设计与原理图求大神帮助 - ？
威命参莲： 抢答器的设计与制作 智力竞赛是一种生动活泼的教育形式和方法,通过抢答和必答两种方式能引起参赛者和观众的极大兴趣,并且能在极短时间内,使人们增加一些科学知识和生活常识.因此学习了数字电路之后,自己设计一个简易智力竞赛抢...
南川市15613646210： 描述下本电路是如何实现四路输入抢答功能的? - ？
威命参莲： vvc:设计一个4人参加的智力竞赛抢答计时器1:当有某一个参赛者下按抢答开关时.相应显示等亮.并伴有声响;且此时抢答器不再接受其他输入信号;2:电路具有回答问题时间控制功能.要求回答问题小于等于100s(显示0——99s)....
南川市15613646210： 抢答器设计 - ？
威命参莲： 我就用欧姆龙编吧.给你参考参考 A组按钮:0000 B组按钮:0001 C组按钮:0002 开始按钮:0003 A组灯: 1000 B组灯: 1001 C组灯: 1002 指令表:LD 0003 OR 20000 AND NOT TIM000 OUT 20000 LD 20000 AND 0000 OR 1000 AND ...
南川市15613646210： 三路抢答器数字电路怎么设计希望给出设计过程和数字电路图 ？
威命参莲： 这有四路 抢答器设计,你可以不用另一路.网址: 数字智力竞赛抢答器的设计 作者:liumin 2007-01-20 10:30:49 标签: 数字智力竞赛抢答器的设计 一、设计目的: 比赛...
南川市15613646210： 目前的电路抢答器最多多少人 - ？
威命参莲： 抢答器最多做出8路,供8组参赛队员抢答就够了.一般的智力竞赛,或各类知识竞赛,8个队参赛就够多了.当然对于个别比赛,参赛队可能会超过8个,那可以随时增加抢答的队数.你要是想搞抢答器的设计题目,还想要做超过8个队的,是完全可以的.可以设计成正常为8路,但又可以随时扩展增加.用单片机做,这个功能很容易实现的.
