单片机数字抢答器的设计(抢答器电路图) 第2页
一、引言:
（一）概述：
抢答器是竞赛问答中一种常用的必备装置,从原理上讲,它是一种典型的数字电路,其中包括了组合逻辑电路和时序电路。它主要由开关阵列电路、触发锁存电路、编码器、7段显示器几部分组成。运用单片机技术，数字电路，模拟电路和必要的电子原器材。我们可以制作一个简单的数字式的抢答器。随着单片机和电子技术的发展抢答器的智能化程度将越来越高。
（二）选题依据：
为了能更多、更好地学习到最新的技术水平,因此我对单片机的应用有了很大的兴趣, 并且通过高级工的培训和学习，我对抢答器有了一定的理解，希望通过选择基于单片机技术的抢答器这一课题来充实自己，并且进一步的了解抢答器和单片机的实际应用。
（三）抢答器简介：
抢答器的功能
1、具有清零装置和抢答控制，主持人说开始，倒计时五秒，期间抢答无效，避免有人在主持人说“开始”前提前抢答违反规则。
2、具有倒计时功能，使答题者在指定时间内（30秒）回答问题，倒计时结束后，蜂鸣器响，要是没答完则没分。
3、具有蜂鸣器提示功能，每当选手抢答按下按键时，蜂鸣器响。
具体要求：
1.抢答器同时供6名选手或6个代表队比赛，分别用6个按钮S0 ~ S5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闪烁三次，然后进行30秒倒计时。
4.抢答器具有定时抢答功能。当主持人说开始时并按下"开始"键后，定时器进行减计时五秒，同时扬声器发出短暂的声响。
5.参赛选手在设定的时间内进行抢答，抢答有效，定时器停止工作，
即当数码管显示为零时答题无效。
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，定时显示器上显示00。
（四）主要研究问题：
1.怎么实现倒记时功能；
2.如何点亮大数码管；
3.如何调试程序。
二、实验部分
（一）实验课题：基于单片机技术的抢答器设计
（二）课题内容及步骤
抢答器的硬件设计:
1， 抢答器工作原理框图
如图所示为总体方框图。其工作原理为：接通电源后，主持人将开关置“开始”状态，宣布"开始"抢答器工作。定时器倒计时3秒，扬声器给出声响提示。选手在定时时间内抢答时，抢答器完成：优先判断、编号锁存、扬声器提示、编号显示并闪烁。当一轮抢答之后，定时器停止、禁止二次抢答、定时器显示剩余时间。如果再次抢答必须由主持人再次操作"开始"状态开关。
方框图：
图1抢答器的原理图
2，抢答器PCB图
图2,抢答器PCB图
所需要的元器件：
数字实验PCB，电容，电阻，按钮，发光二极管，数码管，输入输出端接口，集成芯片。
抢答器的软件设计:
1. 抢答器抢答电路
图3，数字抢答器电路
如图所示，该电路可完成两个功能：一是分辨出选手的按键先后顺序，并锁存优先抢答者的编号，同时译码电路显示编号：而禁止器乐、他选手按键操作无效。工作过程：开关S置于“清除”端时，RS触发器端均为0，4个触发器输出置0，使74LS148的=0，使之处于工作状态。当开关S置与“开始”时，抢答器处于等待工作状态，当有选手将按键按下时（如S5），74LS148的输出经过RS锁存后，1Q=1，74LS148处于工作状态，4Q，3Q，2Q，1Q=101，经编译显示“5”，但 1Q=1时使74LS148处于禁止状态，确保不会有第二次型号输入，保证了抢答者的优先性，如果要再次抢答需主持人将开关S重新置于“清除”端后在进行下议论抢答。