六人搶答器設計方案比較研究

李金祥　周奕汐　王曦奧　陳明森

摘? 要：本文介紹了一種采用數(shù)字電路制作的六人多功能數(shù)顯搶答器，它主要采用了74系列的常用集成電路，它除了具有基本的搶答功能之外，還具有定時報警的功能，和數(shù)顯的功能，當搶答開始后，系統(tǒng)會自動進行20秒倒計時，期間有人搶答的話系統(tǒng)會停止計時，并且顯示搶答的臺號，如果時間到了沒人搶答，系統(tǒng)會有光亮報警，提示搶答結束。

關鍵字：搶答;報警;數(shù)顯

1前言

本課程設計主要設計一個六人搶答器電路。此搶答器需要滿足在搶答過程中的實際功能。首先我們必須了解一下在一般比賽中的搶答規(guī)則。在主持人說開始搶答后（題目已公布），選手開始搶答，第一名搶答的選手有效，其余的搶答無效，在回答對問題后給予相應的加分，回答錯了相應減分。如在規(guī)定的時間后沒有人搶答，則主持人需要說搶答超時，即搶答無效。若主持人沒有說搶答開始，就開始搶答則屬于犯規(guī)行為，搶答無效，并且給予提醒和扣分處罰。

所以我們將電路的功能設計如下：

在主持人說開始搶答后，即主持人打開搶答開關后，如果有選手按鍵，則顯示選手號碼，并且鎖存，當然要保證，在此之后其他選手再次按鍵搶答器不再顯示選手號碼，即在第一名選手按鍵后的其他選手再按鍵無效。若在主持人說開始搶答后在一定的時間內(nèi)沒有人按鍵搶答則要有報警，以示時間超時，此時主持人可以將搶答機會交給現(xiàn)場的其他觀眾。而在主持人沒有說搶答開始，有人按鍵則電路報警，同時顯示犯規(guī)選手的號碼。當主持人將開關由開始搶答打到關閉搶答時，要將電路復位。

在本次課程設計中要求如下：

1、具有搶答開始后20秒倒計時，20秒倒計時后無人搶答顯示超時，并報警;

2、能顯示犯規(guī)的搶答臺號并顯示犯規(guī)報警;

3、系統(tǒng)復位后進入搶答狀態(tài)，當有一路搶答鍵按下，該路搶答信號將其余各路搶答信號封鎖，同時鈴聲響起，直至該路按鍵松開，顯示牌顯示該路搶答臺號。

在了解搶答器電路要完成的功能之后，我通過翻閱《數(shù)字電子技術基礎》、《模擬電子技術基礎》、《電子技術課程設計實用教程》、《電子技術基礎實驗與課程設計》和《電子技術課程設計指導》等書，以及到各大學科網(wǎng)站翻閱資料。

其電路主要包括如下幾部分：

1、輸入搶答鎖定電路、搶答者序號編碼、譯碼電路和顯示電路;

2、定時電路、聲光報警電路;

3、控制邏輯電路、起動、復位電路;

4、犯規(guī)電路、超時報警電路等。

利用以上芯片在完成各單元主要功能之后，將電路系統(tǒng)的連接起來，來完成電路的整體功能。當然每一部分電路可以分單獨完成自己的功能，但不代表當將它們連接起來后就能完成總體功能，需要將其調(diào)試。

一、總體方案設計

（一）方案比較

此方案采用74LS192，74HC573，74LS148，4511，74LS48，555時基電路等組成。如圖2-1為系統(tǒng)框圖。其工作原理為：接通電源后，主持人將開關撥到“清零”狀態(tài)，搶答器處于禁止狀態(tài)，編號顯示器滅燈，定時器顯示設定時間;主持人將開關置為“開始”狀態(tài)，宣布“開始”搶答器工作。定時器倒計時。選手在定時時間內(nèi)搶答時，搶答器完成：優(yōu)先判斷、編號鎖存、編號顯示。當一輪搶答之后，定時器停止、禁止二次搶答、定時器顯示剩余時間。如果再次搶答必須由主持人再次操作“清除”和“開始”狀態(tài)開關。

圖1.2系統(tǒng)方案采用74LS192，74HC573，74LS148，4511，74LS48，555時基電等組成。本方案與前一個方案的區(qū)別在于其加減控制電路也是由秒脈沖產(chǎn)生電路來控制的，可以節(jié)約成本，更好的優(yōu)化了系統(tǒng)和電路。

1.2 方案論證

本次設計通過proteus軟件進行電路平臺的搭建和仿真，對于兩個方案都成功實現(xiàn)了仿真，通過仿真圖形分析和比較，證明了方案的可行性。

1.3 方案選擇

通過方案比較和實際情況分析可以得出：方案二比方案一電路優(yōu)化更好，成本更低。因此我們選擇了方案二。

參考文獻

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