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1、天空大学本科毕业（设计）论文（ 2011届）题目： 八路竞赛抢答器的设计 教学院系 机械学院 专 业 机械设计制造及自动化 学生姓名 小王 指导教师 小张 评 阅 人 小李 二一一 年 六 月 五号 八路竞赛抢答器的设计哦哦哦（天空大学 机械学院，马街 牛庄 655428）摘 要：本文介绍了一种用常用数字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和显示选手编号外功能外，还具有抢答定时报警，倒计时读秒，读选手编号，回答时限显示与语音报警，计分系统功能。主持人通过时间预设开关预设供抢答的时间，系统在抢答最后定时内，将完成自动倒计时显示和读秒。若在规定的时间
2、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，则系统发出语音发响，提示工作人员本轮抢答无效，实现报警功能；若有人抢答，则时限回答电路立即显示并立即开始倒计时，限时内回答问题有效，回答正确，通过主持人按钮加分，回答错误，通过主持人按钮减分。关键词：抢答器；设计；定时；倒计时读秒；计分。 The design of the zhuhai vies to answer first competitionooo（ tiankong university Transportation machinery and civil engineering institute ， ） Abstract:
3、 In this paper, the electric circuit and designing thought of an answering racer based on the common-used series of 74 IC with 8-wire is introduced, and its function is also described. The answering races function includes timing, counting, and alarming, besides the basic function of an answering ra
4、cer. The host sets the provided time for the answering race through the time-setting switch, after this the system will count down the time automatically. If anybody answer the question on time, the counting of time will stop; If nobody answer the question on time, the alarm will give out some sound
5、, helping the host know the race in this turn is of no use, so the function of alarming is achieved.Key words：Vies to answer first device; Design; Timing; Countdown DouMiao; Scoring.目录1 前言11.1抢答器的应用11.2无线抢答器11.3有线抢答器21.2.2电子抢答器21.2.3 PLC抢答器21.2.4电脑抢答器22 设计任务要求及系统功能简介42.1 基本功能42.2扩展功能43 设计分析53.1基本设计分
6、析53.2抢答设计分析53.3语音设计分析63.4定时设计分析63.5回答时限分析63.6计分系统分析74 仿真软件的介绍及仿真部分84.1 Multisim 仿真软件84.2 555多谐振荡器的仿真114.2.1 555定时器的原理114.2.2 555定时器的应用124.2.3 555构成的多谐振荡器144.2.4 555多谐振荡器的电阻电容计算154.2.4 仿真部分及说面165 实现的原理与单元电路图185.1 数字抢答器总体方框图185.2 抢答电路195.2.1 锁存器74LS279205.2.2 锁存器74LS279串电阻计算205.2.3 编码器74LS148215.2.4 编
7、码器74LS148前串电阻计算225.2.4 抢答电路中发光二极管D1电阻计算235.3 定时电路235.3.1 计数器74LS192255.3.2 译码器74LS248275.3.3 定时电路发光二极管D2计算285.4 回答时限电路295.5 计分电路305.5.1计分电路原理图305.5.2译码器74LS138315.6 语音和显示电路325.6.1 集成功率放大器9013325.6.2 LED数码显示管345.6.3 显示电路电阻计算365.7 时序控制电路365.7.1 抢答电路的时序控制365.7.2 语音系统的时序控制385.7.3 回答时限的时序控制385.7.4 计分电路的时
8、序控制386 语音电路设计406.1 语音芯片的介绍406.1.1 语音芯片的引脚功能表406.1.2 语音芯片的语音编码表416.1.3 语音芯片的震荡电阻选取426.2 语音电路设计436.2.1 抢答部分语音设计436.2.2 定时部分语音设计446.2.3 答对答错语音设计456.2.4 回答时限语音设计466.3 音频功率放大器LM386476.3.1 LM386工作原理476.3.2 LM386应用电路476.4 扩音器的选择497组装与调试507.1 单元电路检查507.1.1抢答电路检查507.1.2定时电路检查507.1.3 计分电路检查517.2 整机电路检查与调试517.
9、2.1 总体图517.2.2 总体图原理分析517.2.3 总体图检查52原件清单53总结55参 考 文 献56指导教师简介57致谢581 前言1.1抢答器的应用抢答器作为一种电子产品， 早已广泛应用于各种智力和知识竞赛场合。智力竞赛是一种能锻炼人的头脑开发人的IQ的一种大众化游戏，也起到娱乐的作用。现在智力竞赛越来越被多数人喜爱和娱乐，像中央卫视的三星智力快车、金苹果、幸运50等等多档智力竞赛节目都拥有大批的忠实观众。许多娱乐场所或者学校，电视台等单位有时候会举办各种智力竞赛, 所以抢答记分器是必要设备，在人少时，一般用四路抢答器，但人较多就需要用到八路或者八路以上的抢答器了。在举行的各种竞
10、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或者举手的方法判断选手的答题权，这种方式在一定程度上会因为主持人的主观误断造成比赛的不公平性，在竞赛、文体娱乐活动（抢答活动）中，抢答器能较准确、公正、直观地判断出优先抢答者。 在一些地方举行的各种智力竞赛游戏中我们经常看到有抢答的环节，举办方大多数采用让选手通过举答题板的方法或者是举手的方式判断选手的答题权，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。因此为解决这个问题，本论文采用了常用数字集成电路，AP8842语音芯片，555时机电路，制作了一个低成本能满足学校等需要的八路数显智力竞赛抢答器。在市场上可能有很多的八路
11、数显智力竞赛抢答器，但是本论文将提供一种新的八 路数显智力竞赛抢答器设计方案。1.2无线抢答器无线抢答器功能与有线抢答器译码显示部分相同，二者的差异就是取消了有线抢答器的抢答按钮与抢答主控机的连线（没有了抢答总线和抢答分线），摆脱有线系统安装的布线麻烦，不受竞赛场地的限制。无线抢答器的通讯直线距离在一定范围内，超过一定范围，信号输入就无效了，根据无线编码器的输入端口， 一台主机可连接多达多组无线抢答器。 采用高频段多信道高速通信。无线抢答器的编码和有线抢答器的区别是：前者利用无线编码器对信号进行编码。1.3有线抢答器1.2.2电子抢答器 有线抢答器种类有好几类别，可分为电子抢答器，PLC抢答器
12、，电脑抢答器。电子抢答器可以分为用TTL系列集成电路和用单片机制作的抢答器， TTL类别的主要就利用优先编码器，锁存器，计数器，定时器等来完成抢答功能。 单片机是指一个集成在一块芯片上的完整计算机系统。尽管它的大部分功能集成在一块小芯片上，但是它具有一个完整计算机所需要的大部分部件，用单片机来完成抢答功能就比TTL简单多了，省去了单独的编码，锁存，定时等。如图1-1所示。是电子抢答器基本控制。图1-1电子抢答器1.2.3 PLC抢答器 PLC抢答器不是很实用，市场上基本看不着之类的抢答器，一般就用作学生实习之类的用途，不具备和电子电脑抢答器的竞争。1.2.4电脑抢答器电脑抢答器又称局域网抢答器
13、，也有无线和有线两种分别。无线电脑抢答器的构成是由：主机和抢答器专用的软件和无线按钮。无线电脑抢答器利用电脑和投影仪，可以把抢答气氛活跃起来，一般多使用于电台等大型的活动。有线电脑抢答器也是由主机和电脑配合起来，电脑在和投影仪配合起来，利用专门研发的配套的抢答器软件，可以十分完美的表现抢答的气氛。 点按哦抢答器分硬件和软件，可以根据需要对软件进行修改实现，题目的录入，或者系统的修改，是抢答器中功能和实用最好的，花样非常多，如图1-2和图1-3所示。图1-2电脑抢答器图1-3电脑抢答器2 设计任务要求及系统功能简介2.1 基本功能（1）八路智力抢答器可以同时供8名选手或8个代表队比赛，他们的编号
14、分别是1，2，3，4，5，6，7，8。（2）设置一个系统清除和抢答开始控制开关，一对答对答错提示开关，一个计分系统清零开关，这些开关由节目主持人控制。（3）抢答器具有锁存与显示功能。即主持人将开关置于开始位置后，扬声器立即提示开始抢答，若有选手按动按钮，发光二极管闪亮，数码显示管显示选手编号。选手抢答实行优先原则，优先抢答选手的编号一直保持到节目主持人将系统清除为止。2.2扩展功能（1）抢答器具有定时与读秒抢答功能，且一次抢答的时间由主持人设定，一般为30秒，当主持人启动开始键后，当显示只有10秒，还无人抢答时，开始用语音进行倒计时10秒读秒，然后时间到，开始报警。读秒过程中如果有选手抢答，立即终止读秒。（2）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，显示器上显示选手的编号和抢答的时间，同时音响读出相应编号，抢答后回答时限电路系统立即开始倒计时30秒，限时内回答，如回答正确，通过主持人开关，计分系统加上10分；回答错误，减掉10分（3）如果定时时间已到，
