抢答器方案.doc

摘要介绍的八抢答计分器，具有8路抢答判断功能控制部份釆用74系列常用集成 电路设计的数码显示八路抢答器的电路组成、设计思路及功能该抢答器除具有 基本的抢答功能外，还具有报警功能主持人通过控制开关实现抢答功能若在 规定的时间内有人抢答，则计时将自动停止；若在规定的时间内无人抢答，则系 统中的蜂鸣器将发响，提示主持人本轮抢答无效，实现报警功能关键词：八路抢答器 单片机时序电路目录1绪论 52任务说明 52.1基本功能 53实现原理与电路 53.1.无线数字抢答器总体方框图 532单元电路设计 5321报警电路 103.2.2时序控制电路 124设计过程中的问题与改进 145组装与调试 156所用元器件 177心得体会 18致谢 18参考文献 19一、绪论工厂、学校和电视台等单位常举办各种智力竞赛，抢答记分器是必要设备 在我校举行的各种竞赛中我们经常看到有抢答的环节，举办方多数采用让选手通 过举答题板的方法判断选手的答题权，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为解决这个问题，我们小组准备就本次大赛的机会制作一 个低成本但乂能满足学校需耍的八路数显抢答器二、任务说明1 •基木功能：（1） 抢答器同时供8名选手或8个代表队比赛。

2） 设置一个系统清除和抢答控制开关S,该开关由主持人控制3） 抢答器具有锁存与显示功能即选手按动按钮，锁存相应的编号，扬声 器发出声响提示，并在DPY_7-SEG七段数码管上显示选手号码选手抢答实行 优先锁存，优先抢答选手的编号一直保持到主持人将系统清除为止三、实现的原理与电路1. 抢答器总体方框图如图1所示为总体方框图其工作原理为：接通电源后，主持人将开关拨 到〃清零〃状态，抢答器处于禁止状态，编号显示器灭灯；主持人将廿关置;开始〃 状态，宣布〃开始〃抢答器T作选手在定时时间内抢答时，抢答器完成：优先判 断、编号锁存、编号显示、扬声器提示当一轮抢答Z后，禁止二次抢答如果 再次抢答必须由主持人再次操作〃清除〃和〃开始〃状态开关图1设计框图2. 单元电路设计1）抢答按钮单稳电路单稳态触发器的工作特性具有如下的显著特点：a）它有稳态和暂稳态两个不同的工作状态；b）在外界触发脉冲作用下，能从稳态翻转到暂稳态，在暂稳 态维持一段时间以后，再自动返回稳态；C）暂稳态维持时间长短取决丁电路本 身的参数，与触发脉冲的宽度和幅度无关由于具备这些特点，单稳触发器被广 泛应用丁脉冲整形、延时（产生滞后于脉冲触发的输出脉冲）以及定时（产生固定 时间宽度的脉冲信号）等。

2）报警电路由555定吋器和三极管构成的报警电路如图9示其中NE555构成多谐振荡 器，振荡频率 /q = 1.43/ [ （RI+2R2） C],其输出信号经三极管推动扬 声器PR为时序控制电路输出的控制信号，当PR为高电平时，多谐振荡器 工作，反之，电路停振图9报警电路（3）单片机控制系统i(f—1rfl 枪产4j-:RP1• ■230」 >TAL2■ -92 4(AI / AJT陀33 玄i • : M 0*V2PI 1HSXPI ?■HH Pt 3C 4 Pl 4PiS-11a-T!1!、在设计过程中发现的问题和所做的改进(1) 选手号码的显示问题：在设计过程中，我们发现按下抢答按钮后， 我们希望其在七段数码显示管上显示的选手号码是1到8,这样符合我们一 般的思维，而按照我们一开始所做的设计，数码管只能显示0到7,我们在 认真研究体设计方案后，发现解决此问题只须将显示0改为显示8,而其他 的显示则不改变这样就实现了显示8的功能，其他的数码的显示并无影响2) 主持人按下抢答按键时选手号码牌显示为7而不是我们耍求的0的 问题在电路焊接过程中，我们在主持人的按键选择上选择了点触式开关， 因为未对这种开关做细致的分析，我们发现每次主持人按下抢答按键选手号 码显示牌上总是为7。

经过我们的认真分析，我们找到了原因，是我们的开 关选择出了问题点触式开关在按下后马上乂弹起，此即问题的所在于是 我们很快将其更换为单刀双置开关，问题得到了解决3) 显示电路显示不稳定的问题在完成电路的焊接，进入调试阶段时, 我们的抢答器显示电路出现了不稳定的问题主耍表现在当我们在完成一轮 抢答后对计时时间进行重新设定时，显示部分会出现乱码的现象开始我们 以为是芯片出了问题，于是对芯片进行了逐个排查，确定芯片没有损坏后， 我们开始检查导线的焊接情况我们利用万用表对接线处逐个进行了排查， 最后发现某芯片的一个引脚处的导线松了我们对导线进行了重新焊接，过 后系统恢复了稳定五、组装与调试1 •使用的主耍仪器、仪表%1 多路直流稳压电源YB1719；%1 数字万用表MY61；%1 数字示波器TDS1012；%1 函数发生器EE1411；2.电路调试(1) 单元电路检测%1 单片机控制电路%1 报警电路＜1＞主持人将控制开关拨到“开始”位置时，抢答电路和定时电路进入正常抢答 工作状态＜2＞当参赛选手按动抢答按键时，扬声器发声，抢答电路停止工作〈3＞当有人在未规定时间违纪抢答时，单片机自动判断报警，实现智能识别。

〈4＞当有多人同时抢答时，单片机自动识别同时抢答的号码，并依次显示，以便 主持人对该次抢答进行处理2.整机电路调试%1 开始时，主持人将控制开关接地，单片机P2 口全部为低电平，故抢答电路无 显示（清除）；当主持人按键弹起时，单片机端口开始工作，抢答开始1 在没有人按键且抢答时间没到时，单片机各口均为低电平，电路准备工作，个 电路为正常1 当在规定时间有人按下抢答按键时，该口对应单片机端输入一个高电平，单片 机识别并判断输岀该端号码，则说明单片机判断电路正常1 如果在规定时间内无人抢答，单片机不工作，实现安全电路六、所用元器件列表序 号编号名称数量说明174LS192十进制可逆计数器2片工作电压5V2NE555单稳态触发器2片工作电压5V374LS48七路显示译码器3片工作电压5V474LS148优先编码器1片工作电压5V574LS279触发器1片工作电压5V674LS121非重触发单稳态触发器1片工作电压5V77400与非门1片丁作电压5V87408与门1片工作电压5V97404反向器1片工作电压5V109013三极管1个11R3、R4510Q电阻3只12R268k Q电阻2只13R115k Q电阻2只14R6100k Q电阻1只15R5lkQ电阻2只16R710k Q电阻10只17C10. luF2只18C10uF1只19C2lOOuF1只20Speaker蜂鸣器1只8Q, 6V21SW弹片开关9只22单刀双置开关9只23LED发光二极管2只24DPY_7-SEG共阴极七段数码显示管3片七、心得体会:实用抢答器的这一产品是各种竞赛活动中不可缺少的设备，在国内外都是比较 有用的，而它的发展也是比较快的，从一开始的光具有抢答锁定功能的一个电路, 到现在的具有倒计吋、定时、自动（或手动）复位、报警（即声响提示，有的以 音乐的方式来体现）、屏幕显示、按键发光等多种功能的技术合并，这就可以说 明其多种功用及发展的快速。

现在的抢答器有JLQ-2普通型抢答器JLQ-3型带 到计时型抢答器、JLJ-2型3位LED电子记分器、SPC-7A单屏小型、SPC-7B单 屏中型、钢力竞赛抢答器、有锁定功能抢答器、多功能智力抢答器……可以说是 多不胜数本次的抢答器的设计实践将我们学到的知识应用到了实践，深化了对数字电路设计的认识，使我们在设计的实践中获得新知参考文献：[1]•康华光编《电子技术基础 数字部分＞＞，北京高等教育出版社,2000年6 月版.[2] ・李海编《74系列芯片手册＞＞，重庆重庆大学出版社1999年9月版.[3] ・欧阳星明编《数字逻辑>>,武汉 华中科技大学岀版社，2002年5月版[4] ・肖景和 编《CMOS数字电路应用300例》，北京，中国电力出版社，2005年 1月版[5] .何立民.MCS - 51系列单片机应用系统设计系统配置与接口技术[M].北 京：北航出版社.2002[6] .张毅刚•单片机应用设计[M]・哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社.2001.[7] .阎 石.数字电子技术基础[M]・北京：高等教育岀版社.2000.[8] .谢嘉奎.电子线路[M]・北京：高等教育出版社.2000。