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题    目     四路抢答器

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目录

设计要求2

方案讨论2

系统软件仿真3

系统硬件实现7

心得体会10

6.仿真代码11

附录17

设计要求

四路抢答器

设计要求：抢答器整个系统可分为三个主要模块：抢答鉴别模块、计分模块、答题倒计时模块。即当抢答开始后，选手抢答按动按钮，锁存器锁存相应的选手编码，同时用数码管把选手的编码显示出来，对应加分模块的发光二极管也会发光。当有选手抢答成功后，30秒答题倒计时开始跑秒，若选手在规定的时间内答对题，主持人按下S6给相应的选手加一分并且按下S5，系统清零。

方案论述

方案：对于仿真，我们是将整个系统分为三个主要模块：抢答鉴别模块AIM；抢答计时模块ATM；抢答计分模块ASM。整个系统的组成框图如下图所示。三个模块，选手抢答，然后倒计时开始，答完主持人加分(答对)。

I．本抢答器最多可提供4名参赛选手使用，编号为1~4号，各队分别用一个按钮(S1~S4)控制，并设置一个系统清零和抢答控制开关S5，该开关由主持人控制。

II．抢答器具有数据锁存功能，并将锁存数据用发光二极管指示灯显示出来，同时蜂鸣器发出间歇式声响，主持人清零后，声音提示停止。

III.抢答先后的分辨率为1ms。

IV.开关S5作为清零及抢答控制开关(有主持人控制)，当开关S5被按下时，抢答电路清零，松开后则允许抢答，输入抢答信号由抢答按钮的S1~S4实现。

V.有抢答信号输入时，有数码管显示出相应组别的号码。此时再按其他任何一个抢答开关均无效，指示灯依旧保持第一个开关按下时所对应的状态不变。

VI.能完成由主持人控制的30秒倒计时，有抢答信号输入后计时器开始倒计时。

VII．能完成定时器复位，启动，暂停/继续计数。

VIII．能完成对每个选手抢答次数的记录，并可复位。

系统软件仿真

仿真电路组成:

(1)完整电路：

(2)抢答电路：

电路组成：

该电路由四个D触发器、与非门及脉冲触发电路等组成。。其中S1，S2，S3、S4为抢答人按钮，S5为主持人复位。74LS175为四D触发器。

电路测试：

①无人抢答时，S1～S2均未被按下，1D～4D均为低电平，Q1～Q2为低电平，7段数码管显示数值为0.

②当 主持人宣布“抢答开始”后，答题者立即按下抢答开关，产生输入信号，电路就可以工作了。例如，S1开关被按下，输入为D4D2D1=001，输出Q4Q2Q1=D3D2D1(7段数码管的输入，且D4=＝0)＝001，数码管显示为1。Q4非Q2非Q1非和时钟脉冲通过一个与门形成上升沿信号作为74LS175的CLK端的输入，因为74LS175是下降沿触发，故除按下复位键之外不论什么按键都将不会发生电路状态的变化，即输入锁存，实现了抢答功能。

③若要清除，当主持人按下S5复位键完成，为下一次抢答做好准备。

(3)抢答计时模块：

电路组成：由两片74LS192同步十进制计数器、7段数码管、时钟脉冲以及相应逻辑门(3个或非门、与门、非门)构成。

电路测试：

①无人抢答时，预置输入控制端输入为0，复位输入端为1，异步预置，十位片DCBA＝0011，个位片 DCBA＝0000，数码馆管显示30。

②答题者抢答时，开关接通，个位片工作模式为减计数，在数码管显示，当执行到输出QDQCQBQA＝0000时，此时由于个位片的借位输出端BO与十位片的DOWN相连，十位片减计数一次，相应数码管数值减1，也即每当个位片的数码管从9—0时，十位片才做一次减计数。这样就实现了30秒倒计时。

③当数码馆显示00时或者答题者回答正确加分后，主持人按下复位键S5，74LS192的预置输入端为0，复位输入端为1，可实现异步置数，数码管显示30，为下一轮的抢答做准备。

(4)计分模块：

电路组成：

由四片74LS160、4个反相器、4个LED灯，4个7段数码管组成。

电路测试：

①无人抢答时，数码管全部显示为0，LED熄灭状态。

②抢答成功后并且在规定时间答对后，主持人按下S6加分键，通过74LS138译码器实现片选，选中的数码管工作模式为计数，此时对应的选手的数码管的值就会显示加1。

③主持人按下复位键S5的时候，因为74LS160的工作模式是保持不变，所以计分的数保持不变。

四、系统硬件实现系统实现是由51单片机实现的。基于STC51开发板，用keil软件编写C语言程序代码实现其功能。              由于数码管数量有限，所以用四个LED小灯来分别代表四位选手，前面四个数码管依次显示四位选手的分数，最后两个数码管显示30秒倒计时，调试过程：下载程序，开发板上电之后，数码管显示000030①按下第一行第一个按键，第一个LED小灯亮，倒计时开始；按下第四行第一个按键，第一个数码管加1，其他显示为0；按下第四行第二个按键，LED熄灭，倒计时恢复为30，加分不变。②每次按下相应的按键，对应的小灯会分别亮，且每次只亮一个小灯。