电气毕业设计调研报告(数字抢答器设计)

调研报告
在现在科技进步的世界里，无论工厂、学校和电视台所举办的节目都可能会有各种智力竞赛，当遇到抢答环节时，如果要求主持人自己去用肉眼观察那一个选手抢答的速度最快无疑会对比赛结果造成很大的影响，使比赛失去了公平和公正性，这时候我们想到了抢答记分器是必要设备。我中学参加过各种竞赛，我们经常遇到有抢答的环节，由于条件有限多数采用让选手通过举答题板的方法判断选手的答题权，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。所设计的抢答器通常由数码显示、灯光、音响等多种手段指示出第一抢答者。为了使这种不为了使这种不公平不发生，只有靠电子产品的高准确性来保障抢答的公平性。
制作抢答器可以用多种方法，可以用单片机来完成，它的功能强大制作简单，并且外围的元件也很少；也可以用PLC来实现，他的制作也是比较简单；还可以用我们学过的EDA技术来制作；最后也可以用数字电路来实现，它的原理比较简单，集成块的价格也比较便宜且很容易购买，与我们学完的《数字电路》联系紧密，能将我们所学知识用于实际，对巩固所学知识有重要意义，用了一些成型电路，如NE555标准秒脉冲电路等，使总体方案易于实现。
方案一〈采用数字电路〉
定时抢答器的总体框图如图1所示，它由主体电路和扩展电路两部分组成。主体电路完成基本的抢答功能，即开始抢答后，当选手按动抢答键时，能显示选手的编号，同时能封锁输入电路，禁止其他选手抢答。扩展电路完成定时抢答的功能。

所示的定时抢答器的工作过程是：接通电源时，节目主持人将开关置于“清除”位置，抢答器处于禁止工作状态，编号显示器灭灯，定时显示器显示设定的时间，当节目主持人宣布“抢答开始”，同时将控制开关拨到“开始”位置，扬声器给出声响提示，抢答器处于工作状态，定时器倒计时。当定时时间到，却没有选手抢答时，系统报警，并封锁输入电路，禁止选手超时后抢答。当选手在定时时间内按动抢答键时，抢答器要完成以下四项工作：
A、优先编码电路立即分辨出抢答者的编号，并由锁存器进行锁存，然后由译码显示电路显示编号；
B、扬声器发出短暂声响，提醒节目主持人注意；
C、控制电路要对输入编码电路进行封锁，避免其他选手再次进行抢答；
D、控制电路要使定时器停止工作，时间显示器上显示剩余的抢答时间，并保持到主持人将系统清零为止。当选手将问题回答完毕，主持人操作控制开关，使系统回复到禁止工作状态，以便进行下一轮抢答。
方案二〈采用单片机〉
原理方框图见图2所示，当主持人宣布抢答开始的时候，按下开始按钮，此时电路进入抢答状态，选手的输入采用了扫描式的输入，之后把相应的信息送往单片机，再由单片机输出到显示输出电路中。此时有人第一按下相应的抢答按钮，经过单片机的控制选择，在八段显示器上显示相应的号码，并锁存，同时禁止其他按钮的输入。 [版权所有：http://DOC163.com]
 
方案三〈采用PLC〉
此方案的功能如图3所示，当主持人打开启动开关后，在设定时间T0内，如果某组抢先按下抢答按钮，则驱动音效电路发出声响，指示灯LI亮，并且在8段数码管显示器上显示出抢答成功的组号，此时电路实现互锁，其他组再按下抢答按钮为无效.
如果在时间T0内，无人应答，则驱动音效电路发出声响，指示灯L2亮，表示抢答者均放弃该题;
在抢答成功后，主持人打开限时开关SW2，启动计时器，在设定的时间TI 内回答有效，当到达设定时间TI时，驱动音效电路，指示灯L3亮，表示答题时间到。
 
抢答器是竞赛问答中一种常用的必备装置，就以上三种方法都可以做抢答器不过从性价比来说是单片机是最好的，而PLC是差的，数字电路居中。不过最后我们仍然采用了分立元件来做，原因如表1 [来源：http://www.doc163.com]

通过上面的方案比较，数字电路的制作方案比较容易实现，并且在原理方面也是比较简单，所以我选择采用第一种方案来完成抢答器电路。

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