数字四路抢答器 毕业论文.doc
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1、I 目 录 一、引言一、引言1 二、二、 概述概述2 三、三、 抢答器的设计任务与要求抢答器的设计任务与要求2 四、抢答器的组成四、抢答器的组成3 五、抢答器的设计原理分析五、抢答器的设计原理分析4 (一)数字抢答器设计整体电路图.4 (二)数字抢答器设计原理 6 六、六、 单元设计电路单元设计电路6 (一)抢答器电路.6 (二)计时电路.8 (三)报警电路.10 1、电路实现功能10 2、原理分析11 七、结论七、结论11 参考文献参考文献12 1 抢答器设计抢答器设计 摘摘 要要:抢答器很广泛的用于电视台、商业机构及学校,为竞赛增添了刺激性、娱乐性, 在一定程上丰富了人们的业余生活。本文介
2、绍一种数字式抢答器,能使四个队同时参加抢答,赛 场中设有 1 个裁判台,4 个参赛台,分别为 A 号、B 号、C 号、D 号参赛台.抢答操作方便, 在很多的场所都可以使用,并且给人的视觉效果非常好。 数字抢答器由抢答电路,定时电路,报警电路,时序电路组成。优先编码电路,锁存器,译码 电路将参赛选手的输入信号在显示器上输,通过定时电路和译码电路将秒脉冲产生的信号 在显示器上输出实现计时功能,用控制电路和报警电路实现报警功能。以上几部分组成主体 电路,从而构成数字抢答器。 关键词:关键词:抢答电路;定时电路;报警电路 一、引言 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
3、,智力竞赛是一种 生动活泼的教育方式,通过抢答和必答两种答题方式能引起参赛者和观众的极大兴趣,并且能在极短的 时间内,使人们迅速增加一些科学知识和生活常识。那么也就必然离不开抢答器,而现在的抢答器朝着 数字化,智能化的方向发展,这就必然提高了抢答器的成本。鉴于现在小规模的知识竞赛越来越多,操 作简单,经济实用的小型抢答器必将大有市场本文设计的抢答器,电路简单,成本较低,操作方便,灵 敏可靠,具有较高的推广价值。 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,各组一般要进行必答和抢答,对必答 一般有时间限制,到时有声响提示;对于抢答,要判定哪组先按键,为了公正,这就要有一种逻辑电路 抢答
4、器作为裁判员。抢答器在竞赛中有很大用处,它能准确、公正、直观地判断出第 1 抢答者。通过抢答 器的指示灯显示、数码显示和警示蜂鸣等手段指示出第 1 抢答者。 2 本文详细介绍了抢答器的设计方案及功能。本文共分为三章,第一章是对抢答器的概述;第二章介 绍了抢答器的设计原理;第三章则是对各单元电路的介绍。 二、 概述 现今抢答器广泛用于电视台、商业机构及学校,为竞赛增添了刺激性、娱乐性,在一定程度上丰 富了人们的业余生活。但市面上所售抢答器价格一般较贵且多为小规模集成电路构成,其性能单一,工作 起来不够理想。因此,提高抢答器的性能,使其具有更强的功能,使用可靠方便已为抢答器发展的一个方 向。随着集
5、成技术和计算机技术的发展,单片机作为其中一个分支亦于 20 世纪 80 年代以来获得了飞速 发展,各种新品不断涌现,使单片机的应用更加深入,灵活性也大大增强。使得抢答器具有结构简单、 功能强大、可靠性好、实用性强的特点。 实现抢答器功能的方式有多种,传统的抢答器一般采用早期的模拟电路、数字电路或模数混合电路, 功能单一。近年来随着科技的飞速发展,单片机、CPLD、PLC 的应用不断地走向深入,同时带动传统的控 制检测技术的不断更新。于是出现了电子抢答器和电脑抢答器之分。电子抢答器是一个硬件设备,也就 是采用早期的模拟电路、数字电路或模数混合电路实现的。这种传统的仪器设备,主要包括抢答器、抢 答
6、按扭、组别显示屏、计时显示屏、记分控制仪、记分显示屏等设备。其一般具有抢答、试题计时(含 必答题、见风险题等其他非抢答题型) 、各组各选手记分等功能。 功能实现比较单一,而且使用电子抢 答器进行抢答的违例判断,还是靠主持人进行操作,有很大的人为因素。 电脑抢答器是是由抢答主机、抢答按钮和一套知识竞赛软件组成的且需要借助电脑、投影机等多媒 体设备辅助完成的更先进的知识竞赛成套设备。它的核心是软件程序,这个程序可以有无限的变化,实 现用户的各种竞赛要求,硬件设备对它来说只是一个附属。其功能包括抢答功能、试题计时功能(包含 必答题、风险题等其他非抢答题型) 、各组各选手记分功能外,还增加如自动出题系
7、统、自动记分排名系 统、现场企业宣传、领导讲话等多个环节。它有比较完善的知识竞赛计分计时抢答系统,运用互动式多 媒体技术,通过投影仪大屏幕或电视在现场播放,给观众强烈的视听感受,凝聚竞赛现场气氛。可以显 示参赛队、显示题目、显示排行榜、显示竞赛单位的各种图文资料,尤其如果用户有图片题和视频音频 题。电脑抢答器提供了三种抢答方式判断,利用电脑控制,进行违例判别。杜绝了人为因素的干扰,消 除了抢答争议,充分体现了公正公平原则。运用计算机,实现知识竞赛多媒体演示,具有结构简单、功 能强大、可靠性好、实用性强的特点是今后抢答器发展的一个大方向。 3 三、 抢答器的设计任务与要求 1抢答器同时供 4 名
8、选手或 4 个代表队比赛,分别用 4 个按钮 A、B、C、D 表示。 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。即当选手按动按钮,锁存相应的编号,并在 LED 数码管上显示,同时扬 声器发出报警声响提示。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。 4. 抢答器具有定时抢答功能。当主持人启动“开始”键后,定时器进行计时. 5. 参赛选手在设定的时间内进行抢答,抢答有效,显示器上显示选手的编号,并保持到主持人将系统清 除为止。 6. 如果定时时间已到,无人抢答,本次抢答无效,系统报警并禁止抢答,定时抢答器上显示
9、00。 四、抢答器的组成 抢答器主要由抢答开关、优先编码电路、锁存电路、抢答号码显示译码电路、控制开关、时序控制 电路、警报电路、定时电路、时间显示译码电路组成。 其构成框图如图(1): 抢答开 关 优先编码电 路 锁存电 路 抢答号码显 示译码电路 控制开关 时序控制电路 警报电路 定时电路时间显示译码 电路 4 五、抢答器的设计原理分析 (一)数字抢答器设计整体电路图 5 6 (二)数字抢答器设计原理 由图()原理图可知其工作原理为:接通电源后,主持人宣布“开始“同时按下按键开关 S 抢答器 工作。74LS175 的、输出高电平,可逆加减计数器 74LS192 的 CLR 端输入为低电平,
10、1QQ2Q3Q4 因此计数器开始从 00 做加法计数,记时器计时、指示灯不亮。选手在 60 秒内抢答,当有人抢答时, 74LS192 的非输出端为低电平,这个低电平与时钟脉冲经过与非门 U2A 形成一个上升沿脉冲作为 74LS175 CLK 的输入脉冲。因为 74LS175 是下降沿触发的,当 CLK 输入为上升沿的脉冲时输入被锁定,故按下复位 之外的任何的按键都将不会发生电路状态的变化,达到了锁定选手编号的功能目标,同时指示灯 X1 亮, 指示灯亮禁止二次抢答。如果在 60 秒内无人抢答,计数器 74LS192 的 OB、OC 端都为高电平,经过与非 门 U9A 输出为低电平,这个低电平与时
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