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四路抢答器
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时光回廊 忘却是为了更好的掌握
四人智力竞赛抢答器
17:21:08|&分类：
|字号 、设计目的1）掌握四人智力竞赛抢答器电路的设计、组装与调试方法。2）熟悉数字集成电路的设计和使用方法(或单片机系统的设计与应用)。、设计任务与要求1）设计任务设计一台可供4名选手参加比赛的智力竞赛抢答器。用数字显示抢答倒计时间，由“9”倒计到“0”时，无人抢答，蜂鸣器连续响1秒。选手抢答时，数码显示选手组号，同时蜂鸣器响1秒，倒计时停止。2）设计要求(1)4名选手编号为：1，2，3，4。各有一个抢答按钮，按钮的编号与选手的编号对应，也分别为1，2，3，4。(2)给主持人设置一个控制按钮，用来控制系统清零（抢答显示数码管灭灯）和抢答的开始。(3)抢答器具有数据锁存和显示的功能。抢答开始后，若有选手按动抢答按钮，该选手编号立即锁存，并在抢答显示器上显示该编号，同时扬声器给出音响提示，封锁输入编码电路，禁止其他选手抢答。抢答选手的编号一直保持到主持人将系统清零为止。(4)抢答器具有定时（9秒）抢答的功能。当主持人按下开始按钮后，定时器开始倒计时，定时显示器显示倒计时间，若无人抢答，倒计时结束时，扬声器响，音响持续1秒。参赛选手在设定时间（9秒）内抢答有效，抢答成功，扬声器响，音响持续1秒，同时定时器停止倒计时，抢答显示器上显示选手的编号，定时显示器上显示剩余抢答时间，并保持到主持人将系统清零为止。(5)如果抢答定时已到，却没有选手抢答时，本次抢答无效。系统扬声器报警（音响持续1秒），并封锁输入编码电路，禁止选手超时后抢答，时间显示器显示0。、方案比较与选择使用数字逻辑电路设计电路主要由脉冲产生电路、锁存电路、编码及译码显示电路、倒计时电路和音响产生电路组成。当有选手抢答时，首先锁存，阻止其他选手抢答，然后编码，再经4线7段译码器将数字显示在显示器上同时产生音响。主持人宣布开始抢答时，倒计时电路启动由9计到0，如有选手抢答，倒计时停止。电路系统结构如图13：1）以锁存器为中心的编码显示电路抢答信号的判断和锁存采用触发器或锁存器。2）脉冲产生电路：采用石英晶体振荡器产生高精度的秒脉冲。3）倒计时显示电路：该电路采用十进制同步减计数器74LS190，主持人宣布开始时，按下按钮，同时使计数器置数为“9”，并在脉冲作用下开始倒计时并在显示器上显示，到零时停止。 4）音响电路：利用单稳态触发器74LS121产生定宽的抢答输出脉冲，接入蜂鸣器，根据脉冲宽度可计算得蜂鸣器鸣叫时间。再由主持人、选手、倒计时共同控制它的输入，使其在主持人开始、选手抢答、倒计时到零时都能鸣叫。使用单片机系统设计& &控制系统主要由单片机应用电路、存储器接口电路、显示接口电路组成。其中单片机是系统工作的核心，它主要负责控制各个部分协调工作，在其外围接上复位电路，数码管，按钮及蜂鸣器。P1口与P3口驱动数码管，P2.0-P2.3为4组抢答输入P3.6为蜂鸣器的控制口。使用汇编语言编写程序，该程序主要包括主程序，倒计时子程序，键盘扫描子程序，显示子程序，响铃子程序，延时子程序等组成。本次课程设计选用单片机系统设计，虽然使用数字逻辑电路设计可以对各功能模块有充分的认识，但再实物制作的时候很有难度，因此没有选用数字电路设计设计。、系统总体方案与硬件设计控制系统总体方案及所需元件& 该四路抢答器控制系统主要由单片机应用电路、显示接口电路、键盘接口电路，其中单片机STC89C52RD是系统工作的核心，它主要负责控制各部分协调工作。外围电路接上复位电路、数码管、上拉电阻、按钮及蜂鸣器，元件为：晶振X1、电容C1、C2、C3，电阻。P2.4由裁判控制，为抢答开始键。P2.0―P2.3是4组抢答的输入口，P1.0―P1.7和P3.0―P3.7接两个数码管，P2.7为蜂鸣器的控制口。& 控制系统仿真用到了伟福软件，集成调试环境，集成了编辑器，编译器，调试器，支持软件模拟，支持项目管理功能强大的观察窗口，支持所有的数据类型。树状结构显示，支持ASM(汇编)，C语言等，在线直接修改、编译、调试源程序，错误指令定位。& 系统仿真还用到了PROTUCE软件，可通过仿真可以完全显示所设计系统的功能，对于程序的调试等有很大的帮助。硬件设计1）单片机STC89C52RC芯片的基本特点：& 此单片机具有强抗干扰、高速、低功耗的特点，指令完全兼容传统8051单片机，12时钟/机器周期和6时钟/机器周期可任意选择，用户应用程序空间为8K字节，片上集成512字节RAM，通用I/O（32个），复位后为：P1/P2/P3是准双向口/弱上拉，P0是开漏输出，作为总线扩展用时，不用加上拉电阻，作为I/O用时，需加上拉电阻。有EEPROM功能，看门狗硬件电路。其引脚如下图2：&2)各模块具体设计：A：外部振荡电路必须在单片机的驱动下才能工作，在单片机内部有一时钟振荡电路，只需要外接一个振荡源就能产生一定的时钟信号送到单片机内部的各个单元，采用常用的晶振电路，如图3示：&B：复位电路：单片机内外部中断和内部中断并存，有硬件复位端，只要输入持续4个机器周期的高电平即可实现复位。硬件复位后的各状态都恢复到初始值。电路如4图所示：C：键盘电路：四个按钮（P2.0-P2.3）作为抢答选择键，还有一个按钮作为抢答开始键（P2.4），如图5所示：D：显示电路：利用共阳数码管作为显示器件，如图6示：
1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、
四路智力竞赛抢答器四路抢答器的PLC程序设计
四路抢答器的PLC程序设计
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　　利用日本立石（OMRON）公司生产的C20p型PLC，设计了四路抢答器控制系统。给出了控制梯形图、程序指令、外部接线图以及该程序的一些扩展前景。　　市场上有许许多多种抢答器，但功能却各不相同，电路也形形色色，而所选元件也各不相同。笔者设计了一款用PLC控制的抢答器，该抢答器集抢答、声音警示、灯光指示和计时于一身，借助较少的外围元件完成抢答的整个过程，选用的是日本立石公司（OMRON）生产的C20p型PLC设计制作了四路
　　利用日本立石（OMRON）公司生产的C20p型PLC，设计了四路抢答器控制系统。给出了控制梯形图、程序指令、外部接线图以及该程序的一些扩展前景。　　市场上有许许多多种抢答器，但功能却各不相同，电路也形形色色，而所选元件也各不相同。笔者设计了一款用PLC控制的抢答器，该抢答器集抢答、声音警示、灯光指示和计时于一身，借助较少的外围元件完成抢答的整个过程，选用的是日本立石公司（OMRON）生产的C20p型PLC设计制作了四路抢答器，该设计编程简单，容易理解掌握，且工作稳定可靠。总体电路简单，易于制作。　　　　1系统工作原理　　1．1控制要求　　（1）竞赛者若要回答主持人所提问题时，须抢先按下桌上的抢答按钮；　　（2）绿色指示灯亮后，须等主持人按下复位按钮PB5后，指示灯才熄灭；　　（3）如果竞赛者在主持人打开SW1开关10s内抢先按下按钮，电磁线圈将使彩球摇动，以示竞赛者得到一次幸运的机会；　　（4）如果在主持人打开SW1开关10s内无人抢答，则必须有声音警示，同时红色指示灯亮，以示竞赛者放弃该题；　　（5）在竞赛者抢答成功后，应限定一定的时间回答问题，根据题目难易可设定时间（如2min）；　　（6）当主持人打开SW2开关后记时开始，如果竞赛者在回答问题时超出设定时限，则红色指示灯亮并伴有声音提示，竞赛者停止回答问题。　　1．2选定输入、输出设备　　输入设备输入端子号　　抢答按钮PB110000　　抢答按钮PB120001　　抢答按钮PB210002抢答按钮PB220003　　抢答按钮PB310004　　抢答按钮PB320005　　抢答按钮PB410006　　抢答按钮PB420007　　复位按钮PB50008　　选择开关SW10009　　限时开关SW20010　　输出设备输出端子号　　绿色指示灯L1输出0500　　绿色指示灯L2输出0501　　绿色指示灯L3输出0502　　绿色指示灯L4输出0503　　红色指示灯L5输出0504　　红色指示灯L6输出0505　　电磁开关SOL输出0506　　回答限时声音输出0508　　2系统软件设计［1～3］　　2．1控制梯形图　　系统控制梯形图如图1所示。　　　　　　　　2．2工作过程　　（1）由于0500使用他的自身触点（常开触点），在闭合后仍保持在ON状态（自锁）。同时，将其常闭触点串入其他各回路中，在0500接通后，他的常闭触点打开，切断其他抢答回路（互锁）；　　（2）和0503以同样方式动作，自锁继电器在复位按钮PB5再次动作时将清零；　　（3）机会选择开关SW1使0009闭合后，10s定时器TIM00启动；　　（4）如果，在10s定时器TM00动作之前任何一个闭合，则0506变为ON以示抢答成功，同时切断10s计时显示输出回路，否则输出声音提示，以示竞赛者放弃该题；　　（5）常开触点0009断开后，自锁继电器和定时器TIM00将清零；　　（6）抢答成功后，主持人闭合限时开关SW2使　　0010闭合后，2min定时器TIM01启动，时间到闭合，红灯亮并有声音提示停止回答；　　（7）常开触点0010断开后，定时器TIM01清零，为下一轮抢答做好准备。　　2．3程序指令　　程序指令如表1所示。　　　　　　　　2．4外部接线图　　外部接线如图2所示。　　3适当扩展　　如果给电路加入适当的编、译码器件，就可以将红、绿灯指示变为直观的数字显示，对外围电路稍加修改，就可以变成多路多人抢答器，如六路或十路等，改为多路多人抢答器，可以在梯形图中再加入两路或六路分支即可。去掉程序中的互锁和抢答限时功能，可以将抢答器改成呼叫器，可以用在医院的病房、工厂的车间等多种地方。　　　　参考文献　　　　［1］陈宇．可编程控制器基础及编程技巧［M］．广州：华南理工大学出版社，1999．　　［2］彭利标，徐耀生，王芯．可编程控制器原理及应用［M］．西安：西安电子科技大学出版社，2000．　　［3］邓则名，邝穗芳．电器与可编程控制器应用技术［M］．北京：机械工业出版社，1999．　　
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设计应用分类
&&& 目前，处理器性能的主要衡量指标是时钟目录；前言??????????????????????；第1章设计内容及要求??????????????；1.1设计目的?????????????????；1.2设计要求?????????????????；第2章设计思路方框图??????????????；2.1设计思路?????????????????；2.2设计原理方框图??????????????；第3
前言????????????????????????????????????2 摘要????????????????????????????????????3
第1章 设计内容及要求????????????????????????????4
1.1设计目的???????????????????????????????4
1.2设计要求???????????????????????????????4
第2章 设计思路方框图????????????????????????????5
2.1 设计思路???????????????????????????????5
2.2 设计原理方框图????????????????????????????5
第3章 单元电路图及其原理说明????????????????????????6
3.1 方案一设计原理????????????????????????????6
3.2 方案二设计原理????????????????????????????9
3.3 方案的选择??????????????????????????????13
第四章 电路测试与仿真????????????????????????????14
4.1电路测试与仿真????????????????????????????14
第五章 四路抢答器元器件清单?????????????????????????16
5. 1四路抢答器元器件清单?????????????????????????16
第六章 焊接电路图及元件资料?????????????????????????17
6.1 元件资料???????????????????????????????17
6.2焊接电路???????????????????????????????19
第七章 实验总训???????????????????????????????20
第八章 参考文献???????????????????????????????21
进入21世纪越来越来多的电子产品出现在人们的日常生活中，例如企业、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。过去在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。人们于是开始寻求一种能不依人的主观意愿来判断的设备来规范比赛。因此，为了克服这种现象的惯性发生人们利用各种资源和条件设计出很多的抢答器，从最初的简单抢答按钮，到后来的显示选手号的抢答器，再到现在的数显抢答器，其功能在一天的趋于完善不但可以用来倒计时抢答，还兼具报警，计分显示等等功能，有了这些更准确地仪器使得我们的竞赛变得更加精彩纷呈，也使比赛更突显其公平公正的原则。
今天随着科技的不断进步抢答器的制作也更加追求精益求精，人们摆脱了耗费很多元件仅来实现用指示灯和一些电路来实现简单的抢答功能，使第一个抢答的参赛者的编号能通过指示灯显示出来，避免不合理的现象发生。但这种电路不易于扩展，而且当有更高要求是酒无法实现，例如参赛人数的增加。随着数字电路的发展，数字抢答器诞生了，它易于扩展，可靠性好，集成度高，而且费用低，功能更加多样话，是一种高效能的产品。而如今在市场上销售的抢答器大多采用可编程逻辑元器件，或利用单片机技术进行设计，本次设计主要利用常见的74LS系列集成电路芯片和555芯片，并通过划分功能模块进行各个部分的设计，最后完成了四路智力竞赛抢答器的设计。
四路智力抢答器
本设计是四路智力抢答器。设计电路是当主持人按下复位开关K, 抢答开始，按下清零开关,抢答电路清零。
利用逻辑电路的原理，使抢答器具有第一个抢答信号的鉴别，锁存及显示功能。既有抢答信号输入时，锁存相应的编号，并在LED数码管上显示出来，同时扬声器发出响声。此时再按其他任何一人抢答均无效，优先抢答选手的编号一直保持不变，直到主持人清除为止。
关键词：四路抢答器 清零
锁存 主持人
第一章 设计目的及要求
1.1设计目的:
本课程为电子、通信类专业的独立实践课，该课程设计建立在电路基础、数电与模电电子线路等课程的基础上，主要让学生加深对电子线路理论知识的掌握，使学生能把学的知识系统地、高效地贯穿到实践中来，避免理论与实践的脱离，同时提高学生的动手能力，并在实践中不断完善理论基础，有助于培养学生的综合能力。
1）、学习数字电路中的优先编码器、锁存器 、多谐振荡器、译码器、数据显示管的综合应用。
2)、熟悉抢答器的工作原理
3）、了解数字系统设计，调试及故障排除方法。
1.2设计要求:
设计一个抢答电路：
1）可以容纳四组参赛者，每组设置一个抢答按钮，分别用J1-J4表示；
2）设置一个系统清零的抢答控制开关J5和复位开关K（开关由主持人控制），当开关J5按下时清零，当开关K被按下时，抢答开始。
3）抢答器具有第一个抢答信号的鉴别,锁存及显示功能。即有抢答信号输入（开关J1-J4中的任意一个开关被按下）时，锁存相应的编号，并在LED数码管上显示出来，同时扬声器发出响声。此时再按其他任何一个抢答开关均无效，优先抢答选手的编号一直保持不变，直到主持人将系统清除为止。
第二章 设计思路及原理方框图
2.1设计思路:
数字式智力抢答器一般包括门控电路、抢答编码电路、译码电路、优先锁存电路、数显电路、声响报警电路。其中，门控电路、抢答编码电路、译码电路是核心，用于完成各组抢答信号的识别、判断；数显电路、声响报警电路用于显示抢答的组号并同时用扬声器提醒；优先锁存电路用于判断、锁存参赛者的第一个抢答信号并使其他抢答信号无效。功能要求电路设置系统清零和控制开关，因此需要一个门控电路。
2.2工作原理框如图2-1所示：
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