一、課程設計的目的與要求

　　通過八路數字搶答器的設計實驗，要求學生回顧所學數字電子技術的基礎理論和基礎實驗，掌握組合電路、時序電路、編程器件和任意集成電路的綜合使用及設計方法，熟悉掌握優先編碼器、觸發器、計數器、單脈沖觸發器、555電路、譯碼/驅動電路的應用方法，熟悉掌握時序電路的設計方法。達到數字實驗課程大綱所要求掌握的基本內容。

　　在許多比賽活動中，為了準確、公正、直觀地判斷出第一搶答者，通常設置一臺搶答器，通過數顯、燈光或音響等多種手段指示出第一搶答者。

　　（1）設計制作一個可容納8組參賽的數字式搶答器，每組設置一個搶答按鈕供搶答者使用。

　　（2）電路具有第一搶答信號的鑒別和鎖存功能。在主持人系統發出搶答指令后，若參賽者按搶答開關，則該組指示燈亮并用組別顯示電路顯示出搶答者的組別，同時指示燈（發光二極管）亮。此時，電路應具備自鎖存功能，使別組的搶答開關不起作用。

　　（3）若超時仍無人搶答，則報警指示燈熄滅。

　　二、方案論證選擇

　　方案一：搶答器各部分采用中小規模集成數字電路，用機械開關按鈕作為控制開關，完成搶答輸入信號的觸發。該方案的特點是中小規模集成電路應用技術成熟，性能可靠，能方便地完成選手搶答的基本功能。它由主體電路和擴展電路組成。主體電路完成基本搶答功能，即開始搶答后，當選手按動搶答鍵時，能顯示選手編號，同時封鎖輸入電路，禁止其他選手搶答。擴展電路完成定時搶答功能，報警功能等。

　　方案二：采用STC89C52單片機作為控制中心，搶答器可以完成運算控制、信號識別以及顯示功能的實現。

　　當主持人宣布搶答開始的時候，按下開始按鈕，此時電路進入搶答狀態，選手的輸入采用了掃描式的輸入，之后把對應的信息送往單片機，再由單片機輸出到顯示輸出電路中，此時有人第一按下相應的搶答按鈕，經過單片機的按鈕選擇，在八段顯示器上顯示相應的號碼，并鎖存，并禁止其他按鈕的輸入。

　　方案選擇：

　　雖然單片機具有很靈活的編程性，但由于我們還沒開設單片機的學習，我們對其不能熟練操作，而且數字電路的制作方案比較容易實現并且原理方面比較簡單，所以我們選擇了方案一，運用所學數電及其相關知識解決相關問題。

　　三、原理設計

　　3.1 總體方案設計

　　3.1.1 設計思路

　　本題的根本任務是準確判斷出第一搶答者的信號并將其鎖存。實現這一功能可選擇使用觸發器或鎖存器等。在得到第一信號之后應立即將電路的輸入封鎖，即使其他組的搶答信號無效。同時還必須注意，第一搶答信號應該在主持人發出搶答命令之后才有效。

　　當電路形成第一搶答信號之后，用編碼、譯碼及數碼顯示電路顯示出搶答者的組別，也可以用發光二極管直接指示出組別。

　　在主持人沒有按下開始搶答按鈕前，參賽者的搶答開關無效；當主持人按下開始搶答按鈕后，開始進行8秒倒計時，此時，若有組別搶答，顯示該組別并使搶答指示燈亮表示“已有人搶答”；當計時時間到，仍無組別搶答，則計時指示燈滅表示“時間已到”，主持人清零后開始新一輪搶答。

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