黄冈师范学院本科生毕业论文题目: 多路智力竞赛抢答器的设计专业班级：电子信息科学与技术2011级03班学号：************学生姓名：***指导教师：**论文完成日期: 2015 年 5 月郑重声明本人的毕业论文是在指导老师刘珊的指导下独立撰写并完成的。
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毕业论文作者(签名)：年月日目录1 绪论 (3)1.1研究目的与意义 (3)1.2研究内容 (3)2电路原理设计 (4)2.1 八路抢答电路设计 (6)2.2定时电路设计 (9)2.3声响电路的设计 (14)3 Multisim仿真与制作 (16)3.1抢答仿真 (16)3.2定时抢答仿真 (18)3.3超时抢答仿真 (19)3.4仿真结果分析 (20)结束语 (21)附录 (22)附录一：元件清单 (22)附录二：总电路图 (23)参考文献 (24)致谢 (25)基于数字电路多路智能竞赛抢答器原理与设计专业:电子信息科学与技术班级：电科1103 姓名：叶林飞指导老师：刘珊摘要随着社会的不断发展，对人才的要求更加急迫，而在高校同学们学科学、学技术、学知识的手段多种多样，知识竞赛之类的活动愈加频繁，而在竞赛中往往分为几组参加，这时针对主持人提出的问题进行抢答。
如果要是让抢答者用举手等方法，会因为主持人的主观误断造成比赛的不公平性。
比赛中为了准确、公正、直观地判断出第一抢答者，这就必然离不开抢答器。
作为一种电子产品，在市场上很多，但价格昂贵，还不能根据具体情况修改一些参数，如答题时间设置，选手的增加等问题不好解决。
为此根据实际需要设计了简易的数字抢答器，这样不仅节约成本，这样也能满足具体实际需要[1]。
本文介绍了一种同时供八位选手比赛的抢答器，本设计的数字抢答器由优先编码电路、锁存器、译码电路、显示电路、定时电路及用控制电路组成,能实现8位选手抢答,满足了学校同学们知识竞赛的要求。
关键词: 数字电路; 抢答电路；倒计时电路；报警电路；秒脉冲产生电路The Principle and Design of Digital Circuit Based on Multi Intelligence Contest ResponderSpeciality: Electronic Information Science and Technology Class: 1103Author: Ye Lin-fei Tutor: Liu ShanAbstractWith the continuous development of society, more and more urgent demand for talent, and in the college students learn science, science technology, many kinds of means of knowledge diversity, knowledge contest activities such as more frequent, and the competition is divided into several groups to participate in, then the answer to the issues raised by the host. If you let the responder by hand, because the unfair competition caused by subjective judgment. The game in order to accurately judge, justice, first responder, it cannot do without responder. As a kind of electronic products, in the market a lot, but the price is expensive, can according to the specific circumstances of changing some parameters, such as reaction time, the problem's increase is not good solution. According to the actual need to design a simple digital vies to answer first, so that not only save the cost, it can satisfy the actual need.This paper introduces a responder same time for eight players of the game, the design of the digital vies to answer first by the priority encoder circuit, latch, decoding circuit, display circuit, timing circuit and control circuit, can achieve 8 contestant vies to answer first, meet the requirements of the school students knowledge contest.Keywords: Digital circuit; Responder circuit ; The countdown circuit ; Alarm circuit ; The second pulse generating circuit1 绪论1.1研究目的与意义为了丰富学生的课余生活和拓宽学生的知识面，学校举行了很多丰富多样的有趣的知识竞赛，这样抢答器就是必须的设备，因此自己设计和制作了数字抢答器。
本设计的数字抢答器由优先编码电路、锁存器、译码电路、显示电路及用控制电路组成，能实现8位选手抢答，满足了学校同学们知识竞赛的要求。
随着各种智力竞赛越来越多，在答题的过程中一般要分为必答和抢答两种。
必答有时间的限制，到时间要警告。
而抢答则要求参赛者做好充分的准备，等主持人说完题目，参赛者开始抢答，谁先按钮，就由这个参赛者答题，但是很难确认谁先按的，因此使用抢答器来完成这一功能是很有必要的。
1.2研究内容本设计是一个可供八个人抢答的多路抢答器。
可以显示优先抢者的序号，并同时有音响提示。
并具有倒计时功能。
当锁定时间到了的时候会有音响提示。
当一次抢答完毕，可由主持人按复位键重新开始下一次抢答。
要求完成的主要任务:基本功能①设计一个多路智力竞赛抢答器，可以同时供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，各使用一个抢答按钮，按钮的编号与选手的编号相对应，分别是J0、J1、J2、J3、J4、J5、J6、J7。
②给节目主持人设置一个开始开关，用来控制系统的清零（编号显示数码管灭灯，不清除倒计时的预置数）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，若有选手按动抢答按钮，该编号立即锁存，并在数码管上显示出选手的编号，同时绿LED亮，扬声器给出音响提示。
此外要封存输入电路，禁止其他选手抢答。
优先抢答选手的编号一直保持到系统清零为止。
④抢答开始后，若倒计时电路计时到零，期间无选手抢答，此时封存输入电路，禁止此后选手抢答。
扩展功能①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，节目主持人按下“开始”（S1）按钮后，要求定时器立即倒计时，并在显示器上显示，同时扬声器发出短暂声响，声响持续0.5S左右。
②参赛选手在设定的时间内抢答，抢答有效，定时器停止工作，显示器上显示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。
③如果定时抢答时间已到，去没有选手抢答，则本次抢答无效，系统短暂报警，并封存输入电路，禁止选手超时后抢答，时间显示器上显示00。
2电路原理设计抢答器原理：抢答器基本原理框图如图2-1所示：图2-1 抢答器基本原理框图抢答者按下抢答按钮后，启动(清零锁存器)锁存电路，锁存最先抢答者抢答成功的状态，并阻止其他选手的抢答。
译码显示电路将抢答的结果译码显示出来。
清零（S1）按钮按下后，电路复位回初始状态后，可以进行下一轮的抢答。
总体方案设计：第一种方案：第一种方案流程图如图2-2所示：抢答按钮连接控制电路，抢答开始（键入S1），有选手按下抢答按钮后，控制电路是锁存器锁存各个抢答路的电平高低，从而锁存了第一位抢答者的抢答信号，同时禁止其他抢答者的抢答信号，阻止其他选手的抢答。
编码器将抢答结果译成二进制数送给下一级译码显示电路，译码显示电路显示抢答成功者的号码。
声响电路可以发出提醒声响，定时电路有定时抢答功能，并能显示倒计时的时间。
该方案满足设计的功能要求，但是用锁存器锁存抢答结果这一思路有缺陷，就是可能有两个选手抢答时间间隔很小，两路的抢答信号同时锁存了起来，导致编码器编码出错，下一级译码显示电路不能显示抢答结果。
第二种方案：第二种方案流程图如图2-3所示：抢答按钮锁存器 编码器译码显示控制电路声响电路定时电路译码显示主持人控制开关图2-3 第二种方案流程图图2-2 第一种方案流程图第二种方案的原理和第一种方案基本一样，只是在第一种方案上做了改进，在锁存器和抢答按钮之间增加了优先编码器，避免了多路的抢答信号同时被锁存，编码器编码出错，下一级译码显示电路不能显示抢答结果的情况。
综合两种方案，故选择第二种方案。
2.1 八路抢答电路设计该部分用到的芯片有74LS47、74LS279、74LS148，其引脚图和功能表如下[7]：74LS47（七段显示译码管）的引脚图，功能表分别如下：图2-4七段译码管引脚图图2-5 74LS47功能表基于数字电路多路智能竞赛抢答器原理与设计74LS279（锁存器）的引脚图和特性表分别如图[8]：74LS148（优先编码器）的引脚图如图2-8：74LS148的功能表如图2-9：图2-9 优先编码器功能表图2-6 锁存器引脚图图2-8 优先编码器引脚图图2-7 锁存器特性表电路抢答部分选用优先编码器 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。