摘要随着电子技术的发展，它在各个领域的应用也越来越广泛。
人们对他的认识也逐步加深。
人们也利用了电子技术以与相关的知识解决了一些实际问题。
如：智能抢答器的设计与制作。
抢答器是竞赛问答中一种常用的必备装置,从原理上讲,它是一种典型的数字电路。
数字抢答器由主体电路与扩展电路组成。
优先编码电路、锁存器、译码电路将参赛队的输入信号在显示器上输出；主持人按开始按钮示意开始，以上两部分组成主体电路。
通过定时电路实现计时功能，构成扩展电路。
经过布线、焊接、调试等工作后数字抢答器成形。
在抢答电路中利用一个优先编码器译出最先抢到答题权的选手的编号并经显示器显示出来，同时还要封锁电路以防其他选手再抢答。
当选手问答完成后，主持人将系统恢复至零。
关键词：控制电路; 报警电路; 定时电路目录摘要 (Ⅰ)1绪论.............................................................................. 错误!未指定书签。
1.1设计背景.............................................................................. 错误!未指定书签。
1.2设计任务与要求.................................................................. 错误!未指定书签。
2总体设计方案............................................................... 错误!未指定书签。
3 系统详细设计 (3)3.1抢答器电路 (3)3.2定时电路 (4)3.3报警电路 (5)3.4相关元器件的介绍 (5)4安装与调试 (8)4.1调试 (8)4.2安装 (9)5系统仿真与测试 (11)5.1仿真步骤..................................................................... 错误!未指定书签。
5.2仿真结果与分析............................................................................................ 错误!未指定书签。
6收获与体会............................................................................. 错误!未指定书签。
元件清单.......................................................................... 错误!未指定书签。
参考文献......................................................................错误!未指定书签。
1绪论1.1设计背景在许多比赛活动中，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、灯光与音响等多种手段指示出第一抢答者。
同时还可以设置记分、犯规与奖励记录等多种功能。
该设计就是针对上述各种要求设计出的供 6名选手参赛使用的数字式竞赛抢答器。
数字抢答器由主体电路与扩展电路组成。
优先编码电路、锁存器、译码电路将参赛队的输入信号在显示器上输出；用控制电路和主持人开关启动报警电路，以上两部分组成主体电路。
通过定时电路和译码电路将秒脉冲产生的信号在显示器上输出实现计时功能，构成扩展电路。
经过布线、焊接、调试等工作后，数字抢答器成形。
1.2设计任务与要求1．设计制作一个可容纳六组参赛的数字式抢答器，每组设计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。
在主持人将系统复位并发出抢答指令后，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，同时扬声器发出“嘀－嘟”的双音音响持续2～3秒。
此时，电路应具备自锁功能，使别组的抢答开关不起作用。
3．设置记分电路。
每组在开始时预置成100 分，抢答后由主持人记分，答对一次加10 分，否则减10 分。
4．设置定时电路。
30 秒时仍无人抢答，则报警电路工作表示抢答时间耗尽并禁止抢答。
5．设置犯规电路。
对提前抢答和超时抢答的组别鸣喇叭示警，并由组别电路显示出犯规组别。
2总体设计方案6路数字智能抢答器采用74148优先编码器分辨选手抢答的先后，并通过锁存器74279锁存抢答者的编号，再经过7448芯片译码驱动共阴极数码管显示。
总体框图如图1所示。
其主要由主体电路和扩展电路两部分组成。
主体部分完成基本的抢答功能，即开始抢答后，当选手按动抢答键时，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。
扩展电路完成定时的抢答功能。
图 1 定时抢答器的总体框图图1所示定时抢器的工作过程是：接通电源时，节目支持人将开关置于“清除”位置，抢答器处于禁止工作状态，编号显示器灭灯，定时器显示设定的时间，当主持持人宣布抢答题目后，说一声“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，输入电路被封锁，禁止选手超时后抢答。
当选手在定时时间内按动抢答键时，抢答器要完成下面几个工作：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，然后有译码显示电路显示编号；2.制电路要对输入编码电路进行封锁，避免其他选手再次进行抢答；3.控制电路要使定时器停止工作，时间器上显示抢答时间，并保持到主持人将系统清零为止，以便进行下一轮抢答。
3 系统详细设计3.1 抢答器控制电路图2 抢答器控制电路参考电路如图所示。
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；二是禁止其他选手按键操作无效。
工作过程：开关S置于"清除"端时，触发器的端均为０，４个触发器输出置０，使74148的＝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，当有选手将键按下时（如按下S5），74148的输出经锁存后，Q1=1, =1,7448处于工作状态，Q４Q３Q２=101,经译码显示为"５"。
此外，Ｑ1＝１，使74148 ＝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，74148的此时由于仍为Ｑ１＝１，所以74148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，然后再进行下一轮抢答。
74148为８－３线优先编码器。
3.2 定时电路图3 定时电路3.3报警电路图4 报警电路此图表示已开始抢答，但过了设定的时间后还无人抢答，报警，系统自动停止，无法再抢答，直到主持人重新开始。
3.4相关元器件的介绍该设计用到较多集成电路电路芯片，在此给出其管脚图和部分功能介绍。
1) 7427974279 锁存器，当1，0时，输出为；当11时，锁存器具有保持功能，将输出一直保持为1，达到锁存的目的。
2) 74148下图为74148的功能介绍，为使能端，控制芯片的工作；当无输入时，1，有输入时，0。
其功能真值表如下：表1 74148功能表输入输出ST IN0 IN1 IN2 IN3 IN4 IN5 IN6 IN7 Y2Y1Y0 YEX Ys1 X X X X X X X X 1 1 1 1 10 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 00 X X X X X X X 0 0 0 0 0 10 X X X X X X 0 1 0 0 1 0 10 X X X X X 0 1 1 0 1 0 0 10 X X X X 0 1 1 1 0 1 1 0 10 X X X 0 1 1 1 1 1 0 0 0 10 X X 0 1 1 1 1 1 1 0 1 0 10 X 0 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 10 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 13) 74148译码器图574148译码器管脚分布图由功能表可知，在8个输入端均无低电平输入信号和只有输入0端（优先级别最低位）有低电平输入时，A2A1A0均为111，出现了输入条件不同而输出代码相同的情况，这可由的状态加以区别，当＝1时，表示8个输入端均无低电平输入，此时A2A1A0=111为非编码输出；＝0时，A2A1A0=111表示响应输入0端为低电平时的输出代码（编码输出）。
只有在为0，且所有输入端都为1时，输出为0，它可与另一片同样器件的连接，以便组成更多输入端的优先编码器。
从功能表不难看出，输入优先级别的次为7，6，……，0。
输入有效信号为低电平，当某一输入端有低电平输入，且比它优先级别高的输入端无低电平输入时，输出端才输出相对应的输入端的代码。
例如5为0。
且优先级别比它高的输入6和输入7均为1时，输出代码为010，这就是优先编码器的工作原理。
4) 555定时器555定时器是一种多用途的数字/模拟混合集成电路，具有开关特性，可以构成各种单元脉冲电路。
图6 555 定时器引脚图4 安装与调试4.1 安装1)面包板的使用方法与注意事项为了方便，选择用面包板来实现所设计的系统，面包板是专为电子电路的无焊接实验设计制造的。
由于各种电子元器件可根据需要随意插入或拔出，免去了焊接，节省了电路的组装时间，而且元件可以重复使用，所以非常适合电子电路的组装、调试和训练。
安装分立元件时，为了便于看到其极性和标志，将元件引脚理直后，在需要的地方折弯。
为了防止裸露的引线短路，必须使用带套管的导线，一般需剪断元件引脚，因为这样，元件才会插得稳且牢固，但是为了防止插错时要二次使用，故引脚不宜剪得过短。
一般不要插入引脚直径〉0.8的元器件，以免破坏插座内部接触片的弹性。
对多次使用过的集成电路的引脚，必须修理整齐，引脚不能弯曲，所有的引脚应稍向外偏，这样能使引角与插孔可靠接触。
要根据电路图确定元器件在面包板上的排列方式，目的是走线方便。
为了能够正确布线并便于查线，所有集成电路的插入方向要保持一致，不能为了临时走线方便或缩短导线长度而把集成电路倒插。
根据信号流程的顺序，采用边安装边调试的方法。
元器件安装之后，先连接电源线和地线。
为了查线方便，连线尽量采用不同颜色。
例如：正电源一般采用红色绝缘皮导线，而负电源与接地一般采用黑色绝缘皮导线。
2) 安装注意事项首先观察原理图，根据电气要求进行合理的整体布局，最大限度的减少叉线和飞线，降低干扰。
自己要形成一个大致的布局和接线方法，而且要尽量美观。