毕业设计论文题目：八路抢答器的设计与制作系部：电子信息工程学院专业名称：应用电子班级：114033 学号：01姓名：高敏指导教师：王琰完成时间：2014年5月10日八路抢答器的设计与制作摘要：八路抢答器的设计方案有多种，如何进行方案的选择以及在八路抢答器设计的过程中所需要阐述的问题等等，这些都是值得思考的。
本文我主要通过采用数字电路来实现八路抢答器的设计与制作，其最重要的就是它的功能、电路组成原理及设计思路。
利用所学专业知识对其某些性能作一些改进设想。
关键词：八路抢答器；抢答电路；定时电路；报警电路；时序控制Eight-way Responder design and production Abstract:Eight Responder design There are various options,and how to issue eight R esponder design process required so forth,these are worth considering.In this paper,I mainly achieved through the use of digital circuits eight Responder design and producti on,the most important is its function,circuit theory and design ideas.I have learned to make use of the expertise of some improvements envisioned some of its properties.Key words:Eight Responder;Responder circuit;Timing circuit;Alarm circuit;Timing co ntrol目录1、前言11.1设计的目的与意义11.2设计的背景12、设计方案12.1方案一（采用PLC）12.2方案二（采用单片机）22.3方案三（采用数字电路）23、方案选择34、设计任务及系统功能简介34.1设计任务34.2设计的内容44.3设计的主要问题44.4基本功能54.5扩展功能55、实现的原理与电路55.1数字抢答器总体方框图55.2单元电路设计65.3抢答器电路原理图135.4仿真结果显示156、总体方案选择的论证157、在设计过程中发现的问题和所做的改进158、组装与调试168.1使用的主要仪器、仪表168.2电路调试179、所用元器件列表1874LS1921810、改进设想及建议19总结20致谢21参考文献22附录231、前言1.1设计的目的与意义通过多种方案的选择,对本次抢答器的设计有了明确的思路，了解了抢答器的一些基本功能和电路的组成原理。
对以前学的知识进行了复习，提高了自己的专业知识和技能,同时通过本次的设计，更加巩固了自己的理论知识，达到了理论与实践的统一。
1.2设计的背景随着社会的发展，人们生活水平的提高。
抢答器在我们生活中的运用也越来越多了。
抢答器，顾名思义，就是参赛者们在竞赛的过程中进行抢答所使用的一种工具。
在选手作答的过程中，抢答器对其进行相应的定时和计时。
若在规定的时间内完成抢答，其计时结束。
若在规定的时间内未完成抢答，即抢答无效，这时抢答器的报警功能便实现。
如何判定参赛者是否优先作答，当其按下抢答键时，从显示输出的指示灯就可以看出。
如今大多数抢答器都是通过单片机或数字电路完成设计的，以数字化和智能化的发展和设计思路，也就意味着抢答器的普遍性和未来发展的趋势。
2、设计方案2.1方案一（采用PLC）1.原理方框图方案一采用PLC原理如图1所示。
图1PLC原理图主要通过PLC进行控制输入和输出。
当接通电源时，按下启动开关，电路实现互锁功能。
2.2方案二（采用单片机）1、原理方框图方案二完成的功能如图2所示。
图2单片机原理图主要是以单片机为核心进行电路的控制。
接通电源，电路开始工作，把输入信号送往单片机，再通过单片机输出锁存到显示输出电路中，这是通过单片机控制实现的工作原理。
反之，若要把相应的在输出后显示出来，在其输出的过程中，需要经过单片机控制锁存，以防其他的输入信号。
2.3方案三（采用数字电路）1、原理方框图方案三的总体框图如图3所示。
图3数字电路原理图从图中可知抢答器的整个工作过程，有两种状态，非工作状态和工作状态。
电源接通，抢答器的开关置于“清除”位置，电路不能正常工作。
若按下“开始”按钮，这时抢答开始，蜂鸣器鸣叫，而随着时间的缩短，当规定抢答的时间到时，如果没有人进行抢答的话，系统将自动报警，则输入信号被锁存电路封锁，以防输入信号，即禁止抢答。
抢答器在特定的时间内主要完成以下几项工作：1）抢答者的编号显示问题；2）需要注意的是当扬声器发出短暂声响提示时；3）为了避免抢答情况的出现，故通过时序控制电路进行控制封锁；3、方案选择方案的选择如表一所示。
表1通过上表可以看出，数字电路的制作难度较低，比较容易实现。
并且价格低，电路原理也比较简单，所以我选择采用数字电路来完成设计。
4、设计任务及系统功能简介4.1设计任务1）从所有参赛的人中选出规定的人数并分别进行0-7的编号。
2）对已编号好的参赛人员进行短时的演练，模拟竞赛时的抢答场景，对抢答器的使用做好熟练工作。
以便快速的完成整个竞赛并在竞赛中取得优异的成绩。
3）抢答器具有多种功能，对其每个功能的了解度，抢答器的使用程度如何。
数据锁存和显示的功能是怎样实现的等等这些，参赛人员都需要有初步的了解。
其次，就是抢答比赛开始时，对抢答器的整个使用要够熟练，以及在抢答过程中需要注意的一些细节和问题。
4）参赛选手在竞赛的过程中，需要把握好抢答或作答规定的时间。
最好是在规定的时间内完成整个抢答或作答。
整个抢答的过程要知道，显示器上显示选手的编号，定时器停止工作并保持到主持人将系统清除为止。
5）在抢答开始时，会规定好起始到整个抢答结束的时间。
若在起始的时间，无人进行抢答，则本次抢答结束，系统发出报警提示。
定时显示器自动归零。
6）抢答器的另一功能，定时抢答的功能。
利用抢答器这一功能，让主持人设置时间。
当主持人按下"开始"键后，这时时间会慢慢缩短并从显示器上可以看出。
这时参赛选手要尽快进行抢答，，抢答一结束，扬声器发出信号，输入电路被封锁，此时禁止进行超时抢答，即使作答了也将视为无效。
4.2设计的内容本系统的抢答器采用了模块化的设计，被广泛应用在抢答竞赛中。
抢答未开始时，把所有参赛的选手分成多组，每组都有一个抢答的按钮。
每个选手的抢答和回答时间都可以进行时间设置，有“复位”键、“开始”键和“结束”键。
简单来说，就是我们可以设置两个时间，一个是抢答时间，一个是作答时间。
抢答时间设置到10s，作答时间设置到20s。
上述时间的话可以通过按增键或减键进行修改，改过只要按下确定就可以了。
抢答开始时，只要一按下开始键，这时选手便可以开始进行抢答，如何知道哪位选手优先抢答及抢答的时间，则可以通过在数码显示屏上看到，当时间快到最后（5s）时，扬声器自动产生提示。
数字电路设计的抢答器电路连接简单，性能高，抗干扰能力强。
因此这次的设计，对我来说很有意义。
4.3设计的主要问题在抢答器的设计过程中存在着许多的问题，并且也有许多的不足之处需要进行改进和研究。
无论任何设备都有其优点和缺点，抢答器也不例外。
它的频率较低，可靠性低，制作也较复杂。
一个单位用到抢答器的话往往是在单位进行知识等各项竞赛时，但一般用到的次数会比较少，每年就那么几次。
而且抢答器的长期存放也会导致电子元器件的损坏，则需要再次购置新的，比较麻烦。
目前大多数的抢答器都存在缺点，由于连接线太多较复杂。
现场每个选手都会站在不同的位置，每个位置与控制台之间是要通过线连接着的。
选手多，线多，可想而知，这不仅影响了现场的美观，也影响了抢答器的可靠性，甚至影响了人员的走动，增加了安装的难度。
当识别选手抢按时，会导致选手易出现抢按成功的现象。
这是由于采用简单的逻辑电路扫描技术，其电路的延迟时间较大。
4.4基本功能1）从所有参赛的人中选出规定的人数并分别进行0-7的编号。
2）对已编号好的参赛人员短时的演练，模拟竞赛的抢答场景，对抢答器的使用熟练工作。
以便快速的完成整个竞赛并在竞赛中取得优异的成绩。
3）抢答器具有多种功能，对其每个功能的了解度，抢答器的使用程度如何。
数据锁存和显示的功能是怎样实现的等等这些，参赛人员都需要有初步的了解。
其次，就是抢答比赛开始时，对抢答器的整个使用要够熟练，以及在抢答过程中需要注意的一些细节和问题。
4.5扩展功能1）参赛选手在竞赛的过程中，需要把握好抢答或作答规定的时间。
最好是在规定的时间内完成整个抢答或作答。
整个抢答的过程要知道，显示器上显示选手的编号，定时器停止工作并保持到主持人将系统清除为止。
2）在抢答开始时，会规定好起始到整个抢答结束的时间。
若在起始的时间，无人进行抢答，则本次抢答结束，系统发出报警提示。
定时显示器自动归零。
3）抢答器的另一功能，定时抢答的功能。
利用抢答器这一功能，让主持人设置时间。
当主持人按下"开始"键后，这时时间会慢慢缩短并从显示器上可以看出。
这时参赛选手要尽快进行抢答，，抢答一结束，扬声器发出信号，输入电路被封锁，此时禁止进行超时抢答，即使作答了也将视为无效。
5、实现的原理与电路5.1数字抢答器总体方框图如图4所示为总体方框图。
图4 总体框图其原理为：电源接通，抢答器的开关置于“清除”位置，电路不能正常工作。
若按下“开始”按钮，这时抢答开始，蜂鸣器鸣叫，而随着时间的缩短，当规定抢答的时间到时，如果没有人进行抢答的话，系统将自动报警，则输入信号被锁存电路封锁，以防输入信号，即禁止抢答。
5.2单元电路设计5．2.1抢答器电路设计电路如图5所示。
图5抢答器设计原理图该电路主要完成两个功能：一是分辨出先后顺序，并锁存编号，同时输出译码器显示输出编号（七段数字数码显示管）；二是避免其他选手按键。
其电路的工作原理过程：当开关S置于"清除"端时，RS触发器的R非端都为0，4个触发器输出也全部置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，此时锁存电路不工作。
当开关S置于"开始"时，74LS148和RS锁存电路同时处于工作状态，即抢答器处于等待工作状态，等待输入端的信号，输出显示。
74LS148仍处于禁止状态，封锁了其他按键的输入。
这保证了抢答者的优先性，二次按键时输入信号被封锁。
如进行再次抢答的话需将开关重新置于“清除”端，结束本轮的抢答。