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四人智力竞赛抢答器(完整课程设计)
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更新于2023-03-03
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四人智力竞赛抢答器 四人智力竞赛抢答器四人智力竞赛抢答器四人智力竞赛抢答器四人智力竞赛抢答器
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西华大学课程设计说明书
竞赛抢答器
要求:
设计一个供四人参赛的抢答器,能准确分辨、记录第一个有效按
下抢答键者,并用声、光指示;
主持人没有宣布抢答开始时,抢答不起作用。主持人宣布抢答开
始时,按“开始”键,抢答开始,同时启动计时器计时;
计时器计时采用倒计数的方式,以加强现场气氛,增加紧迫感。
若预定时间内无人抢答,自动给出信号停止抢答,以免冷场。倒
计数定时器的时间可以随意预置;
每组有一个计分器。从预置的100分开始,由主持人控制。答对
者加10分,答错则扣10分。
拓展要求:
具有较强的扩展性。
用无线的方式实现抢答。
设计提示:
关键是要存住第一抢答者的信息,并阻断以后抢答者的信号。可用集成的
多组触发器或锁存器辅以逻辑门实现(例如用TTL电路的74373,CMOS
电路的14599等);
加减计分可以用十进制的可逆计数器完成,个位不变,仅十位以上参与加
减;
倒计时可用减法计数器完成;
各单元电路分别设计、调试,最后合成。
1
西华大学课程设计说明书
目 录
1 前言.........................................................................................................3
2.总体方案设计.........................................................................................4
2.1 方案比较:...........................................................................................................................4
2.2 方案论证及选择...................................................................................................................6
3.单元模块设计.........................................................................................7
3.1 抢答器电路...........................................................................................................................7
首先,对于三极管的工作原理,主要是巧妙的利用了它的基极和集
电极的电压关系来使三极管截至或导通即利用了三极管的开关作用。
....................................................................................................................8
其次,而 D 触发器的的构成原件见下图:............................................9
3.2 计时器电路.........................................................................................................................10
3.2.1 555 定时器...............................................................................................................11
3.2.2 减法计数器..............................................................................................................13
3.2.3 数字显示器..............................................................................................................15
3.3 计分器电路.........................................................................................................................15
4.主要器件介绍.......................................................................................17
5.系统功能调试.......................................................................................19
6.总结与体会...........................................................................................20
7.谢辞.......................................................................................................21
【参考文献】..........................................................................................22
附录..........................................................................................................23
2
西华大学课程设计说明书
1 前言
关于这次设计的用于多人竞赛抢答的器件,在现实生活中很常见,尤其是
在随着各种智益电视节目的不断发展,越来越多的竞赛抢答器被用在了其中,
这种抢答器的好处是不仅能够锻炼参赛选手的反应能力,而且能增加节目现场
的紧张、活跃气氛,让观众看得更有情趣。可见抢答器在现实生活中确实很实
用,运用前景非常广泛。
在知识竞赛中,特别是做抢答题时,在抢答过程中,为了知道哪一组或哪
一位选手先答题,必须要有一个系统来完成这个任务。如果在抢答中,只靠人
的视觉是很难判断出哪组先答题。这次设计就是用几个触发器以及三极管巧妙
的设计抢答器,使以上问题得以解决,即使两组的抢答时间相差几微秒,也可
分辨出哪组优先答题。本文主要介绍了抢答器的工作原理及设计,以及它的实
际用途。
这次设计的智力竞赛抢答器,主要是由三个部分构成:一个是由几个 D 触
发器的构成的用于抢答的部分,一个是由几个 JK 触发器和 74LS4511 构成用于
倒计时,另外一部分则是由两个 74190 构成的一个可逆计数器,即计分器。
3
西华大学课程设计说明书
2.总体方案设计
2.1 方案比较:
以下设计的是智力抢答器的方案流程图:
图 2.1 方案一流程图
抢答器主要是由四个三极管、和四个 D 触发器以及四个或非门构成,其中
三极管是与主持人一起配合使用,用来控制是否开始抢答,当主持人将开关接
地时,三极管截至,此时三极管可以当作一个二极管使用当有选手抢答时就通
过三极管将信号传送给 D 触发器,D 触发器在将信号传送给或非门并将其他选
手锁存,同时将信号送给发光二极管与喇叭。
其工作原理是当主持人按下抢答开关时,选手能进行抢答。当有选手抢
时,抢答信号就通过三极管传入 D 触发器,并且最先收到抢答信息的 D 触发器
送出一个反馈信号将其余三位选手的信号封锁。当选手回答完毕问题时,主持
人启动计分器,并且给该选手加上或减去分数。计分器通过译码器将信号传送
给一数码管显示出来。
秒脉冲 计时控制
显示
抢答控制器
声光提示
倒计时显示
主持人控制
计分器
4
西华大学课程设计说明书
图 2.2 方案二流程图
方案二的抢答器则主要是由四个 RS 触发器,一个 74LS48 以及一个优先编
码器 74LS148 构成,其中四个 RS 触发器的输出接 74LS48,74LS48 在接数码管,
R 端接 5V 电源其如图
图 2.3 RS 触发器
S 端接 74LS48 连接选手的输入信号,当主持人将开关接通时,RS 触发器
R S
Q Q
R S R S
Q
R S
Q
5v
.
主持人
.
10k
R
5
主持人控制
抢答控制器
计分器
显示分数
倒计时器定时器
显示时间
选手抢答按
键
声光提示
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wodekekene163
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