抢答器制作调试教学设计研究论文

一、设计目标 设计一个带有用户选手按下后，其他用户选手按下无效，同时，响警报、显示是谁按下的。由主持人开关复位的抢答器。二、 基本功能我们设计的抢答器有如下功能：有人按下时，显示是谁按下的。同时，其他人再按下时电路不做任何处理。也就是说，如果有人按下以后，别人再按的话电路既不会显示是他按下的。三、抢答器的组成抢答器的一般构成框图，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。下面逐一给予介绍。（1）开关阵列电路该电路由多路开关所组成，每一竞赛者与一组开关相对应。开关应为常开型，当按下开关时，开关闭合；当松开开关时，开关自动弹出断开。（2）触发锁存电路当某一开关首先按下时，触发锁存电路被触发，在输出端产生相应的开关电平信息，同时为防止其它开关随后触发而产生紊乱，最先产生的输出电平变化又反过来将触发电路锁定。若有多个开关同时按下时，则在它们之间存在着随机竞争的问题，结果可能是它们中的任一个产生有效输出。（3）编码器编码器的作用是将某一开关信息转化为相应的8421BCD码，以提供数字显示电路所需要的编码输入。译码驱动电路将编码器输出的8421BCD码转换为数码管需要的逻辑状态，并且为保证数码管正常工作提供足够的工作电流。（5）数码显示器数码管通常有发光二极管（LED）数码管和液晶（LCD）数码管。本设计提供的为LED数码管。四、抢答器的工作原理(1)开关阵列电路电路中，R1～R4为上拉和限流电阻。当任一开关按下时，相应的输出为低电平，否则为高电平。 （2)触发锁存电路74HC373为4D锁存器，一开始，当所有开关均未按下时，锁存器输出全为高电平，经4输入与非门和非门后的反馈信号仍为高电平，该信号作为锁存器使能端控制信号，使锁存器处于等待接收触发输入状态；当任一开关按下时，输出信号中必有一路为低电平，则反馈信号变为低电平，锁存器刚刚接收到的开关被锁存，这时其它开关信息的输入将被封锁。由此可见，触发锁存电路具有时序电路的特征，是实现抢答器功能的关键。(3)编码器74HC147H为优先（高位优先）编码器，当任意输入为低电平时，输出为相应的输入编号的8421码（BCD码）的反码。 (4)译码驱动及显示单元编码器实现了对开关信号的编码并以BCD码的形式输出。为了将编码显示出来，需用显示译码电路将计数器的输出数码转换为数码显示器件所需要的输出逻辑和一定的电流。一般这种译码通常称为7段译码显示驱动器。常用的7段译码显示驱动器有CD4511等。数码显示器件中的液晶数码管价格较高，驱动较复杂，并且仅能工作于有外界光线的场合，所以使用较少。大多情况下使用的是LED数码管。平时使用较多的LED数码有单字和双字之分。LED数码管尺寸有大有小，一般小的数码管每个数字笔画为一个发光二极管，而尺寸较大的数码管一个笔画可能是多个发光二极管串接而成的，这时一般无法直接用译码驱动器直接驱动（其输出高电平一般为3V左右）。(5)解锁电路当触发锁存电路被触发锁存后，若要进行一下轮的重新抢答，则需将锁存器解锁。可将使能端强迫置1或置0（根据具体情况而定），使锁存顺处于等待歉收状态即可。本电路给出了所有相关电路，对于发声报警电路只有左下角555电路。时序控制电路是抢答器设计的关键，它要完成以下三项功能：1、主持人将控制开关拨到"开始"位置时，扬声器发声，抢答电路和定时电路进人正常抢答工作状态。2、当参赛选手按动抢答键时，扬声器发声，抢答电路和定时电路停止工作。3、当设定的抢答时间到，无人抢答时，扬声器发声，同时抢答电路和定时电路停止工作。工作原理：当555电路的到信号后，开始产生高低电压不同的方波，这些方波从555电路的输出端出来，经过510欧姆的保护电阻进入放大电路。信号经过放大后，再传给扬声器，这时信号已经不再是方波，而是一种连续变化的一种类似于简谐波的电信号。但是他的频率还是和555电路的输出端的频率一样。其中主要 电路 设计如下：定时电路 扬声器设计整体设计五．需要器材：1.数字实验箱。2. 集成电路74LS148 1片，74LS279 1片，74LS48 3片，74LS192 2片，NE555 2片，74LS00 1片，74LS121 1片。3. 电阻 510Ω 2只，1KΩ 9只，Ω l只，Ω l只，100kΩ l只，10kΩ 1只， 15kΩ 1只， 68kΩ l只。4.电容 1只，10uf 2只，100uf 1只。5. 三极管 3DG12 1只。6. 其它：发光二极管2只，共阴极显示器3只。

一般抢答器电路复杂，要通过仿真器、应用软件、计算机等辅助设备才能验证完成，对于初学者来说，显得有些力不从心。以下设计的这款电路非常简单，只要按图一试，就能装成一台简单的八路抢答器。图片：电路原理如图，它由IC1和一个编码开关以及控制器等组成。编码开关是由IC1中的输入端A、B、C、D与二极管和按键组成。验证编码开关是否正确，只要按住任意一个按键。使它有一个正电平输入，数码管就会显示相应的数字来。A、B、C、D这四条编码线。分别是1、2、4、8。3则是由1+2同时输入一个正电平获得，5则由1+4获得，6则由2+4获得，7则由1+2+4获得，二极管是起反向截止作用的。控制器是由可控硅和IC1的控制端(IC1的⑦、①、②、⑥脚)构成。当任意按下一个按键时，可控硅都会被触发导通，使IC1的控制端始终保持有一个高电平的输入.因此所按的数字得以锁存。这样，后按下的按键就不能起作用，数码管就只显示先按下的键号。这里的可控硅另一端与音乐片的正极相连，当可控硅导通时，使音乐片得以通电发声，从而完成整个抢答功能。该音乐片上电即能触发，也能自动停止，因此无需设暂停键。当按下复位键时，可控硅被切断电源而截止，IC1的控制端则由高电平转变为低电平而清零，为下一次抢答做准备。

目录第一章概述…………………………………………………………………………的简介………………………………………………………………………的用途与特点………………………………………………………………的用途………………………………………………………………的特点……………………………………………………………的分类………………………………………………………………………按I/O点数容量分类……………………………………………………按结构形式分类…………………………………………………………4第二章整体方案的选择……………………………………………………………整体功能介绍…………………………………………………………………控制要求………………………………………………………………………用单片机和PLC分别做系统的比较…………………………………………7第三章硬件电路设计……………………………………………………………控制特点分析…………………………………………………………………机型的选择步骤与原则…………………………………………………抢答器流程图…………………………………………………………………程序中所使用的FX系列PLC的编程元件介绍………………………………三菱FX系列PLC取指令与输出指令（LD/LDI/LDP/LDF/OUT）……三菱FX系列PLC触点串联指令（AND/ANI/ANDP/ANDF）…………三菱FX系列PLC触点并联指令（OR/ORI/ORP/ORF）………………三菱FX系列PLC块操作指令（ORB/ANB）………………………三菱FX系列PLC置位与复位指令（SET/RST）……………………传送类指令MOVSMOVCMOVBMOVFMOV………………………………三菱FX系列PLC常数（K、H）………………………………………三菱FX系列PLC输入继电器（X）…………………………………三菱FX系列PLC输入继电器（Y）…………………………………辅助继电器…………………………………………………………三菱FX系列PLC定时器（T）………………………………………微分指令（PLS/PLF）………………………………………………位右移和位左移指令………………………………………………与七段LED显示器连接设计……………………………………………数码管的结构及主要特性………………………………………与七段数码管方案选择…………………………………………与七段数码管直接连接阻值计算………………………………外部硬件接线图……………………………………………………26第四章软件设计…………………………………………………………………分配………………………………………………………………………根据控制要求进行梯形图设计………………………………………………程序运行过程分析……………………………………………………………源程序…………………………………………………………………………程序的下载、安装和调试……………………………………………………41第五章总结与展望………………………………………………………………42致谢…………………………………………………………………………………43参考文献……………………………………………………………………………45

有一个绝对适合你论文的部分：2.实验原理 智力竞赛抢答器用单片机来设计制作完成,由于其功能的实现主要通过软件编程来完成, 采用单片机AT89C51,它是低功耗、高性能的CMOS型8位单片机。片内带有4KB的Flash存储器,且允许在系统内改写或用编程器编程。该智力竞赛抢答器的准确度很高，其误差主要由晶振自身的误差所造成。AT89C51单片机由微处理器，存储器，I/O口以及特殊功能寄存器SFR等部分构成。其存储器在物理上设计成程序存储器和数据存储器两个独立的空间，片内程序存储器的容量为4KB，片内数据存储器为128个字节。89C51单片机有4个8位的并行I/O口：P0口，P1口，P2口和P3口。各个接口均由接口锁存器，输出驱动器，和输入缓冲器组成。P1口是唯一的单功能口，仅能用作通用的数据输入/输出口。P3口是双功能口除了具有数据输入/输出功能外，每条接口还具有不同的第二功能，如是串行输入口线，口是串行输出口线。在需要外部程序存储器和数据存储器扩展时，P0可作为分时复用的低8位地址/数据总线，P2口可作为高8位的地址总线。P3口也可作为AT89C51的一些特殊功能口，同时为闪烁编程和编程校验接收一些控制信号。

电路原理如附图，它由IC1和一个编码开关以及控制器等组成。编码开关是由IC1中的输入端A、B、C、D与二极管和按键组成。

验证编码开关是否正确，只要按住任意一个按键。使它有一个正电平输入，数码管就会显示相应的数字来。A、B、C、D这四条编码线。

分别是1、2、4、8。3则是由1+2同时输入一个正电平获得，5则由1+4获得，6则由2+4获得，7则由1+2+4获得，二极管是起反向截止作用的。

扩展资料：

抢答器，原理：如果为四路，当其中任一路控下后，其他几路即失效，结果为第一次按下的，可以用数码管或是LED灯来显示，当然这里只是讲原理与编程，具体可以根据抢答器路数及显示方式更改程序即可。

源程序如下：

怎么写开题报告呢？首先要把在准备工作当中搜集的资料整理出来，包括课题名称、课题内容、课题的理论依据、参加人员、组织安排和分工、大概需要的时间、经费的估算等等。第一是标题的拟定。课题在准备工作中已经确立了，所以开题报告的标题是不成问题的，把你研究的课题直接写上就行了。比如我曾指导过一组同学对伦教的文化诸如“伦教糕”、伦教木工机械、伦教文物等进行研究，拟定的标题就是“伦教文化研究”。第二就是内容的撰写。开题报告的主要内容包括以下几个部分：一、课题研究的背景。 所谓课题背景，主要指的是为什么要对这个课题进行研究，所以有的课题干脆把这一部分称为“问题的提出”，意思就是说为什么要提出这个问题，或者说提出这个课题。比如我曾指导的一个课题“伦教文化研究”，背景说明部分里就是说在改革开放的浪潮中，伦教作为珠江三角洲一角，在经济迅速发展的同时，她的文化发展怎么样，有哪些成就，对居民有什么影响，有哪些还要改进的。当然背景所叙述的内容还有很多，既可以是社会背景，也可以是自然背景。关键在于我们所确定的课题是什么。二、课题研究的内容。课题研究的内容，顾名思义，就是我们的课题要研究的是什么。比如我校黄姝老师的指导的课题“佛山新八景”，课题研究的内容就是：“以佛山新八景为重点，考察佛山历史文化沉淀的昨天、今天、明天，结合佛山经济发展的趋势，拟定开发具有新佛山、新八景、新气象的文化旅游的可行性报告及开发方案。”三、课题研究的目的和意义。课题研究的目的，应该叙述自己在这次研究中想要达到的境地或想要得到的结果。比如我校叶少珍老师指导的“重走长征路”研究课题，在其研究目标一栏中就是这样叙述的：1、通过再现长征历程，追忆红军战士的丰功伟绩，对长征概况、长征途中遇到了哪些艰难险阻、什么是长征精神，有更深刻的了解和感悟。2、通过小组同学间的分工合作、交流、展示、解说，培养合作参与精神和自我展示能力。3、通过本次活动，使同学的信息技术得到提高，进一步提高信息素养。四、课题研究的方法。在“课题研究的方法”这一部分，应该提出本课题组关于解决本课题问题的门路或者说程序等。一般来说，研究性学习的课题研究方法有：实地调查考察法(通过组织学生到所研究的处所实地调查，从而得出结论的方法)、问卷调查法（根据本课题的情况和自己要了解的内容设置一些问题，以问卷的形式向相关人员调查的方法）、人物采访法（直接向有关人员采访，以掌握第一手材料的方法）、文献法（通过查阅各类资料、图表等,分析、比较得出结论）等等。在课题研究中，应该根据自己课题的实际情况提出相关的课题研究方法，不一定面面俱到，只要实用就行。五、课题研究的步骤。课题研究的步骤，当然就是说本课题准备通过哪几步程序来达到研究的目的。所以在这一部分里应该着重思考的问题就是自己的课题大概准备分几步来完成。一般来说课题研究的基本步骤不外乎是以下几个方面：准备阶段、查阅资料阶段、实地考察阶段、问卷调查阶段、采访阶段、资料的分析整理阶段、对本课题的总结与反思阶段等。六、课题参与人员及组织分工。这属于对本课题研究的管理范畴，但也不可忽视。因为管理不到位，学生不能明确自己的职责，有时就会偷懒或者互相推诿，有时就会做重复劳动。因此课题参与人员的组织分工是不可少的。最好是把所有的参与研究的学生分成几个小组，每个小组通过民主选举的方式推选出小组长，由小组长负责本小组的任务分派和落实。然后根据本课题的情况，把相关的研究任务分割成几大部分，一个小组负责一个部分。最后由小组长组织人员汇总和整理。七、课题的经费估算。一个课题要开展，必然需要一些经费来启动，所以最后还应该大概地估算一下本课题所需要 的资金是多少，比如搜集资料需要多少钱，实地调查的外出经费，问卷调查的印刷和分发的费用，课题组所要占用的场地费，有些课题还需要购买一些相关的材料，结题报告等资料的印刷费等等。所谓“大军未动，粮草先行”，没有足够的资金作后盾，课题研究势必举步维艰，捉襟见肘，甚至于半途而废。因此，课题的经费也必须在开题之初就估算好，未雨绸缪，才能真正把本课题的研究做到最好。

如图