1．设计目的
当今的社会竞争日益激烈，选拔人才，评选优胜，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，如果要是让抢答者用举手等方法，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。
比赛中为了准确、公正、直观地判断出第一抢答者，这就要有一种抢答设备作为裁判员，这就必然离不开抢答器。
在数字电路设计的过程中具体的目的如下：
1）巩固和加深对电子电路基本知识的理解，提高综合运用本课程所学知识的能力。
2）培养根据设计需要选学参考书籍，查阅相关手册、图表和文献资料的自学能力，并掌握抢答器的基本原理，掌握4D锁存器、计数器、555定时器的工作原理和使用方法。
3）通过电路方案的分析、论证和比较，设计计算和选取元器件、电路组装、调试和检测等环节，初步掌握简单实用电路的分析方法和工程设计方法。
4）学会简单电路的实验调试和性能指标的测试方法，提高学生动手能力和进行数字电子电路实验的基本技能，学会使用Multisim仿真软件。
2．设计要求及方案论证
2．1设计要求
（1）四组参赛者在进行抢答时（用4组彩灯代表），当抢先者按下面前的按钮时，抢答器能准确地判断出抢先者，并以声、光为标志。
要求声响、光亮时间为9秒后自动熄灭。
（2）抢答器应具有互锁功能，某组抢答后能自动封锁其他各组进行抢答。
（3）抢答器应具有限时（抢答时间、回答问题时间）的功能。
限时档次分别为30秒、60秒、90秒；时间到时应发出声响。
同时，时间数据要用数码管显示出来。
（4）抢答者犯规或违章时，应自动发出警告信号，以提示灯光闪为标志。
（5）系统应具有一个总复位开关。
2．2方案论证
方案一，用优先编码器74LS148和74LS279锁存器实现抢答和锁存功能，用加法器74LS160实现计数功能，但此方案电路繁琐复杂，不做选用。
方案二，用4D触发器74LS175实现抢答并锁存功能，用计数器74LS192实现定时功能，此方案电路相对简单，并且74LS192可以实现减数倒计时功能，所以选用方案二。
3．原理框图
4．单元电路设计
4．1抢答电路设计
4．1．1抢答电路及原理
原理：当主持人按下复位开关时，D触发器的清零端为低电平，使D触发器被强制清零，实现复位。
当开始抢答时，D触发器Q非端前一状态为高电平，四个Q非端与在一起为高电平，跟脉冲产生器产生的脉冲信号与处理后送给CLK 端，使CLK产生上升沿，使抢答有效，小灯亮有声响，这时四个非Q端与在一起为低电平，跟脉冲信号与处理后使CLK低电平，保持前一状态，从而封锁了其他选手抢答。
4．1．2元器件介绍
四上升沿D 触发器74LS175引脚图：
CP 时钟输入端（上升沿有效）CR 清除端（低电平有效）1D～4D 数据输入端
1Q～4Q 输出端
1 Q ～4 Q 互补输出端
图1 抢答电路图
功能表：
4．2定时电路设计
4．2．1定时电路及原理
原理：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。
两块74LS192
实
图2 定时电路图
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。
74192的预置数控制端实现预置数，设定一次抢答的时间，通过预置时间电路对计数器进行预置，计数器的时钟脉冲由秒脉冲电路提供。
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SEVEN_SEG_COM_K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，
BO输出低电平到时序控制电路，以后选手抢
2
答无效。
4．2．2元器件介绍
1．74LS192芯片的介绍
1）74LS192的引脚图：
2）74LS192功能表：
其中：TC
U 是加计数进位输出端，当加计数到最大数值时，TC
U
发出一个低
电平信号（平时为高电平）；TC
D 为见计数借位输出端，当减计数到0时，TC
D
发
出一个低电平信号（平时为高电平），TC
U 和TC
D
负脉冲宽度等于时钟低电平宽
度。
2．四线－七段译码器/驱动器74LS48 1）74LS48引脚图：
2）74LS48功能表
4．3 报警电路的设计
4．3．1报警电路及原理
图3 报警电路图
原理：将Q非与信号与复位信号进行与非处理后，与脉冲输入端再进行与处理，送到发光二极管，若在主持人按键前选手先按键，则犯规，发光二极管得到脉冲信号闪烁。
5．总电路图
6．心得体会
这一课程设计使我们将课堂上的理论知识有了进步的了解，并增强了对数字电子技术这门课程的兴趣。
了解了更多电子元件的工作原理，如：74LS175、
74LS48、74ls192等。
但同时也暴露出我在知识上掌握不足等缺点。
其次在此次设计过程中由于我们频繁的使用一电子设计软件如：Multisim等，因此使我熟悉了软件的使用，同时在电脑的电子设计和绘图操作上有了进一步提高。
加上在设计过程中遇到了一些问题，使得我得查找相关资料，从而增长知识的同时增强解决问题和动手的能力，锻炼我做事细心、用心、耐心的能耐。
这一课程设计，使我向更高的精神和知识层次迈向一大步。
所以在以后的学习生活中，我会努力学习，培养自己独立思考的能力，积极参加多种设计活动，培养自己的综合能力，从而使得自己成为一个有综合能力的人才而更加适应社会。
参考文献
[1]康华光.电子技术基础数字部分.北京：高等教育出版社，2006
[2] 王彦朋.大学生电子设计与应用.北京：中国电力出版社，2007
[3]张钦双.实用电子电路200例.北京：机械工业出版社，2003
[4]陈有卿.实用555时基电路300例.北京：中国电力出版社，2004
[5]常华.仿真软件教程.北京：清华大学出版社，2006
目录
1．设计目的 (1)
2．设计要求及方案论证 (1)
2．1设计要求 (1)
2．2方案论证 (2)
3．原理框图 (2)
4．单元电路设计 (2)
4．1抢答电路设计 (2)
4．1．1抢答电路及原理 (2)
4．1．2元器件介绍 (3)
4．2定时电路设计 (4)
4．2．1定时电路及原理 (4)
4．2．2元器件介绍 (5)
4．3 报警电路的设计 (7)
4．3．1报警电路及原理 (7)
5．总电路图 (7)
6．心得体会 (9)
参考文献 (9)。