八路智力竞赛抢答器设计实验报告抢答器设计实验报告

八路智力竞赛抢答器设计实验报告抢答器设计实验报告（精选4篇）

智力竞赛抢答器电路的设计 篇1

学生姓名：专业班级：指导老师：陶珺工作单位：武汉理工大学理学院

题目：智力竞赛抢答器电路的设计

初始条件：直流可调稳压电源一台、万用表一块、面包板一块、元器件若干、剪刀、镊子等必备工具

要求完成的主要任务：（包括电子综合实训工作量及其技术要求以及说明书撰写

等具体要求）

1、技术要求：

设计一个四组抢答器，有人抢答时，蜂鸣器发声，同时优先抢答者对应的指示灯亮，而后抢答者对应的指示灯不亮。主持人具有将抢答器复原的功能。

2、主要任务：

（一）设计方案

（1）按照技术要求，提出自己的设计方案（多种）并进行比较；

（2）以CC4042锁存器为主芯片设计一种抢答器（实现方案）；

（3）依据设计方案，进行预答辩；

（二）实现方案

（4）根据设计的实现方案，画出电路逻辑图和装配图；

（5）查阅资料，确定所需各元器件型号和参数；

（6）在面包板上组装电路；

（7）自拟调整测试方法，并调试电路使其达到设计指标要求；

（8）撰写设计说明书，进行答辩。

3、撰写电子综合实训说明书：

封面：题目，学院，专业，班级，姓名，学号，指导教师，日期 任务书

目录（自动生成）

正文：

1、技术指标；

2、设计方案及其比较；

3、实现方案；

4、调试过程及结论；

5、心得体会；

6、参考文献

成绩评定表

时间安排：

电子综合实训时间：19周－20周19周：明确任务，查阅资料，提出不同的设计方案（包括实现方案）并答辩； 20周：按照实现方案进行电路布线并调试通过；撰写电子综合实训说明书。

指导教师签名：年月日

六路抢答器实验报告 篇2

班级：自动化111 姓名：艾琪 学号：35

一、设计要求

（1）抢答器最多可供6队（名）选手参赛抢答，队手分别为1~6，各队分别有一个抢答控制按钮，和一个抢答成功时点亮指示灯（发光二级管）。

（2）主持人通过按钮控制系统清零和抢答开始，系统清零后数码管应无显示。（3）有抢答信号输入时，数码管显示出相对应的对号，同时该队的指示灯点亮。此时，其他队再按抢答器按钮均无效。

（4）抢答器具有队友锁存功能，数码管保持显示队友，蜂鸣器在有抢答信号输入后发出2秒左右的声响。

二、模块设计

1、抢答器模块

抢答器模块仿真图

抢答器采用的芯片是CD4511;因为CD4511是一个用于驱动共阴极 LED（数码管）显示器的 BCD 码—七段码译码器，特点如下：具有BCD转换、消隐和锁存控制、七段译码及驱动功能的CMOS电路能提供较大的拉电流。可直接驱动LED显示器。在这里我们主要用到的是锁存功能和译码功能。

4511引脚 BI：4脚是消隐输入控制端，当BI=0 时，不管其它输入端状态如何，七段数码管均处于熄灭（消隐）状态，不显示数字。LT：3脚是测试输入端，当BI=1，LT=0 时，译码输出全为1，不管输入 DCBA 状态如何，七段均发亮，显示“8”。它主要用来检测数码管是否损坏。LE：锁定控制端，当LE=0时，允许译码输出。

LE=1时译码器是锁定保持状态，译码器输出被保持在LE=0时的数值。

A1、A2、A3、A4、为8421BCD码输入端。a、b、c、d、e、f、g：为译码输出端，输出为高电平1有效，CD4511的内部有上拉电阻，在输入端与数码管笔段端接上限流电阻就可工作。

锁存功能

译码器的锁存电路由传输门和反相器组成,传输门的导通或截止由控制端LE的电平状态。

当LE为“0”电平导通，TG2截止；当LE为“1”电平时，TG1截止，TG2导通，此时有锁存作用。

译码功能

CD4511译码用两级或非门担任，为了简化线路，先用二输入端与非门对输入数 据B、C进行组合，得出、、、四项，然后将输入的数据A、D一起用或 非门译码。

2、定时报警模块

定时器模块仿真

这里需要定时报警所以我们选择555定时器，并在后面加上蜂鸣器。

555引脚 555 定时器的功能主要由两个比较器决定。两个比较器的输出电压控制 RS 触发器和放电管的状态。在电源与地之间加上电压，当 5 脚悬空时，则电压比较器 C1 的同相输入端的电压为 2VCC /3，C2 的反相输入端的电压为VCC /3。若触发输入端 TR 的电压小于VCC /3，则比较器 C2 的输出为 0，可使 RS 触发器置 1，使输出端 OUT=1。如果阈值输入端 TH 的电压大于 2VCC/3，同时 TR 端的电压大于VCC /3，则 C1 的输出为 0，C2 的输出为 1，可将RS 触发器置 0，使输出为 0 电平。当5脚有输入电平Vco时，则电压比较强C1的同相输入端的电压为Vco，C2的反相输入端的电压为Vco/2。若触发输入端TR的电压小于Vco/2，则比较器C2的输出为0，可使RS触发器置1，输出端OUT=1。如果阈值输入端TH的电压大于Vco，同时，TR端的电压大于Vco/2，则C1的输出为0，C2的输出为1，可使RS触发器置0，输出为0电平报警时间设定(R1+2R2)C㏑2=2S

如上图所示利用三极管来控制发光二极管和蜂鸣器的高低电平当高平时蜂鸣器响，二极管亮。三、六路抢答器仿真

六路抢答器仿真图

按照总体电路图在仿真软件proteus上一一选择芯片并进行连接，然后启动开关观察。下面，我们对设计出的电路进行proteus仿真。我们将各部分电路在proteus上连接好后，为各个开关设置好适当的键盘打开数值（例如，为某一开关设为1连接，则启动proteus仿真按钮后，在键盘上按1则此开关就由断开状态变为连接状态）然后打开proteus的开关，即可根据显示器上显示的数字情况来判断电路设计是否成功。四、六路抢答器实物制作

在proteus仿真成功之后我们就可以进行六路抢答器的实物制作了。实验器材：按键7个、二极管15个、电阻10KΩ6个、47 KΩ一个、51 KΩ一个、300Ω7个、100 KΩ2个、电容0.1uF、10 uF、CD4511、555、7段数码管

六路抢答器实物

五、心得体会

在设计时我们要充分了解设计目的，分成各个模块，再对模块进行分析，看大概使用那些元器件，进行仿真，选用一个最简单，容易焊接的一个，再把各个模块合在一起。

在制作实物时我们要特别注意管脚与管脚之间的对应连接，由于此次的器材限制，在定时报警模块中3个二输入与门我们用四个三极管代替，一个非门，我们用六个非门集成的，用其中四个管脚，1输入，2输出，14VCC,7GND。通过此次六路抢答器的设计发现我们所学并不是离开了实际，一些看起来简简单单的东西其实还是很复杂的。

八路智力竞赛抢答器设计实验报告抢答器设计实验报告 篇3

数字电路课程设计（论文）

题 目

姓名

学号

专业班级 11通信工程2班 指导教师

学 院 信息科学与工程学院

完成日期 2013年6月6日

I

Proteus仿真下载：http://pan.baidu.com/share/link?shareid=3269742360&uk=1662325156

摘 要

八路抢答器由抢答启动电路、启动报警电路、选手编号译码显示电路、复位电路组成。

抢答器主要器件有74LS148、74LS74、555定时器。

抢答器的输入为八路抢答按钮及主持人控制的抢答“开始”和“复位”二个按钮。抢答器的输出有一个发光二极管、一个数码显示管和一个蜂鸣器。

八路抢答器电路是基于七路抢答电路的一个改装。相比七路抢答电路可以供更多一人抢答，虽然其中有个小问题存在，但不影响抢答器的使用。

基于proteus，经过元器件的选取，电路的连接，参数的设置，最终仿真等工作，最终实现了蜂鸣提示数码显示八路抢答功能。关键词：竞赛抢答器；74LS148；74LS74；555定时器

第一章

电路器件介绍

（1）74LS148编码器

74LS148 为 8 线－3 线优先编码器，共有 54/74148 和 54/74LS148 两种线路结构型式，将 8 条数据线（0－7）进行 3 线(4-2-1)二进制（八进制）优先编码，即对最高位数据线进行译码。利用选通端（EI）和输出选通端（EO）可进行八进制扩展。

0－7

编码输入端(低电平有效)EI

选通输入端(低电平有效)A0、A1、A2

三位二进制编码输出信号即编码输出端(低电平有效)GS

片优先编码输出端即宽展端(低电平有效)EO

选通输出端，即使能输出端

II

（2）74LS74集成D触发器

74LS74是双D触发器（内部集成二个D触发器），上升沿触发，互补输出

III

（3）555定时器

555定时器内部包括两个电压比较器，三个等值串联电阻，一个 RS 触发器，一个放电管 T 及功率输出级。它提供两个基准电压VCC /3 和 2VCC /3 1脚：外接电源负端VSS或接地，一般情况下接地。2脚：低触发端 3脚：输出端Vo 4脚：是直接清零端。当此端接低电平，则时基电路不工作，此时不论TR、TH处于何电平，时基电路输出为“0”，该端不用时应接高电平。

5脚：VC为控制电压端。若此端外接电压，则可改变内部两个比较器的基准电压，当该端不用时，应将该端串入一只0.01μF电容接地，以防引入干扰。

6脚：TH高触发端。

7脚：放电端。该端与放电管集电极相连，用做定时器时电容的放电。

8脚：外接电源VCC，双极型时基电路VCC的范围是4.5 ~ 16V，CMOS型时基电路VCC的范围为3 ~ 18V。一般用5V。

IV 第二章 竞赛抢答电路分析

1、仿真运行初始状态

刚运行时，74LS148的各个输入0~7应为高电平，E1=0，A1A2A0=111.GS=1，EO=0

2、复位按钮作用后

产生一个短暂的低电平，应使电路状态产生如下变化：74LS148的E1=1，即先封锁各路抢答信号，其他状态不变。

3、开始按钮作用后

产生一个短暂的低电平，应使电路状态产生如下变化：74LS148的E1=0允许各路抢答，同是，喇叭发出嘀的声响。

4、比七路多一路的抢答改装

（1）74LS47有个测灯输入端LT，当此信号输入低电平时，显示8。把U6:C输出连接到74LS47的LT端，复位后由于U6：C的一路输出为0，另一路来自U5:A，使其在第8路抢答时为0，即把第8路抢答时低电平输入接至U5:A的异步置位端。

（2）第八路强大成功后对1~7路的封锁。U6:C输出的低电平一方面直接给74LS47的LT，使其显示8，另一方面经反相器U9后变高送给或门U6:D，使其为高，接入E1，封锁74LS148的输入。

V

5、蜂鸣电路

555接单稳态电路，触发端TR接开始按钮，当开始按钮按下时产生一个短暂的低电平，触发单稳态电路，输出3端产生一个固定高度的高电平，此信号给蜂鸣器，使之产生一个嘀的声响。改变555电路的R2和C1参数，可以改变声音的长短。

VI

6、总电路图

第3章 总结与展望

本课题设计是“八人抢答器”。主要是通过本次课程设计掌握八人抢答器电路的设计流程和设计原理图。并学会用proteus做出八人抢答器电路的仿真与分析。且通过这次课程设计学会用不同的芯片设计简单的抢答器电路。

VII 此次课程设计，从最初的只准备做个简单的四路抢答器，到后来的较难的带有显示的七路抢答器，最终经过连夜的改装变成具有自己小创意的实用的八路电子抢答器。期间经过重重困但，但在同学的帮助下网络资源的辅助下也都一一解决了。

最终此次课程设计完成了，但是依然有小的瑕疵。比如在未按压抢答开始按钮时，第8路的抢答按钮依旧可以点亮LED。

Proteus:http://pan.baidu.com/share/link?shareid=3144568258&uk=1662325156

八路智力竞赛抢答器设计实验报告抢答器设计实验报告 篇4

1．工作基础

（1）数字电路，模拟电路的学习；对所需使用的芯片管脚及

功能的了解；掌握了基本的数字电路设计流程。

（2）学会使用MAX+PLUS 软件设计数字电路；

了解EDA实验开发系统。

2．实验条件

（1）提供有目标芯片：FPGA-型号EP7128SLC84-15的实验开发系统、数码显示器、二极管、三极管、钮子开关；

（2）电路设计器件：

AND4、NOT、D触发器等

二、设计目标

1.4人抢答器（四名选手分别为：R1，R2，R3，R4）；

2.主持人启动及复位开关HT;

3.七段显示码显示选手的编号；

4.抢答器具有“互锁”功能； 三 设计电路图及仿真

该设计属于较为复杂的中小规模数字系统设计，按照系统的功能要求和自顶向下的层次化设计思想，该抢答器可以分为三个模块，他们分别为：抢答器控制模块——IN，该模块用于控制选手及主持人的动作；编码模块——qiwei，用于将选手的编号编码以便用数码管显示输出；

（1）抢答器控制模块IN的设计：

该模块在任意一位选手首先按下抢答键后，其输出高电平给D锁存器，并将输出结果送至编码器qiwei, 该模块的主持人按键HOST按钮可以实现系统的复位。其原理图为：

选手的输出信号发出之后，需要把输出转换为数字，故需要加一个七位译码器。（2）七位译码器的设计：

通过编程定义生成了一个七位译码器：

生成此七位译码器的程序如下：

（3）生成完整设计图：

两个模块进行连接即得到最终的实验电路图：

（4）设计图的仿真：

对设计的电路进行仿真得到仿真图如下：

从仿真结果可以看出符合功能要求。

（5）连接引脚图：

根据设计图选择适当的引脚连接得到下图的引脚图

连接完引脚图后，通过PROGRAMER即可通过开发板来进行调试验证。最终通过多次的调试与验证，终于完成了实验。

四 心得体会：

本次实践我认为完成的比较艰辛，首先在上第一节课的时候，听老师讲到这门课程设计需要学到一些先修课程。但是单片机，PLC，FPGA我之前都没学过，而且之前学的数电和模电也很多知识都有些记不清了。所以觉得特别慌，于是在第一节课后就在课下看老师给的参考资料。开始的时候觉得好多都不懂完全不明白讲的是什么。后来在找了一些视频之后对FPGA和MAX+PLUS平台有了一定的了解。后来又在选择电路的设计之前我认真复习了《数字电子技术》，对试验中涉及到的器件进行了重点复习；而且认真学习了《MAX+PLUS11操作指南》，后来在实验室开放后每天都去做实验调试。最终能够熟练地使用该软件完成中小规模的集成电路。虽然准备了不少，而且也自觉还是挺认真尽力的，但是之前的课程学的不好还是挺伤的，对于一些复杂的设计还是有挺多不太懂的，只能参考网上查到的资料去理解。

从开始做到成功共尝试过三个项目，第一个比较简单算是熟悉软件。本来是希望做好一个流水灯的但是后来发现输出电路太复杂，经过多次调试始终在仿真时打不到自己的要求，被迫作罢。最后选择做4位抢答器，设计图画出来并没有花费太多时间，但是调试真是花了大量的时间，因为开发板的接线经常会出现一些接触不良，导致即使仿真结果是对的，但是却在开发板上达不到自己的要求。只能一步一步通过排除法来修改更换接触不良的引脚。最终，终于解决了所有问题完成了设计。虽然设计不算特别高明特别复杂。但是毕竟是自己一点一点做出来的，所以还是觉得挺有成就感。