我們?yōu)檫m應(yīng)高校等多代表隊(duì)單位活動(dòng)的需要一個(gè)多路搶答器設(shè)計(jì) ，講述了電路各部分的設(shè)計(jì)及功能 ，并說明了調(diào)試中出現(xiàn)的問題及解決的方法，夠?qū)崿F(xiàn)搶答器功能的方式有多種，可以采用前期的模擬電路、數(shù)字電路或模擬與數(shù)字電路相結(jié)合的方式。近年來隨著科技的飛速發(fā)展．單片機(jī)的應(yīng)用正在不斷地走向深入，同時(shí)帶動(dòng)傳統(tǒng)控制檢測日新月異更新。本文介紹的就是一種利用微電腦芯片作為核心部件進(jìn)行邏輯控制及信號(hào)產(chǎn)生的單片機(jī)技術(shù)和C語言編程而設(shè)計(jì)的九路多功能智力競賽搶答器。

高校是個(gè)院系、部門較多的單位 ，且學(xué)校的活動(dòng)多 ，而搶答的活動(dòng)精彩而又有趣 ，市面上8 路以上的搶

答器很少 ，且價(jià)格貴 ，4 路的搶答器至少要800 元以上。如果我們能帶領(lǐng)學(xué)生自己設(shè)計(jì)一個(gè)多路搶答器

的話 ，這樣一來既降低了成本 ，又引發(fā)了學(xué)生的興趣。

1 基本功能

（1） 可同時(shí)供16 個(gè)代表隊(duì)參加比賽

（2） 給節(jié)目主持人一個(gè)控制開關(guān) ，用來控制系統(tǒng)清零和搶答開始。

（3） 可顯示優(yōu)先搶答代表隊(duì)的編號(hào) ，同時(shí)給出提示 ，并封鎖輸入 ，禁止其他選手搶答。

（4） 具有定時(shí)搶答功能 ，搶答時(shí)間可由主持人設(shè)定。

（5） 在設(shè)定時(shí)間內(nèi)搶答有效 ，定時(shí)器停止工作。

（6） 定時(shí)時(shí)間已到 ，無人搶答 ，本次搶答無效。

基于單片機(jī)的多路搶答器設(shè)計(jì)與制作

1、 設(shè)計(jì)內(nèi)容

采用MCS-51系列單片機(jī)設(shè)計(jì)制作一個(gè)多路搶答器

2、 基本要求

①是否允許搶答的控制功能

②只能允許動(dòng)作最快的一方搶答，此后其他各方均被禁止搶答

③搶答成功一方的編號(hào)顯示功能

④搶答動(dòng)作成功后的報(bào)警提示功能

3、 擴(kuò)展要求

①限時(shí)搶答

②限時(shí)作答

③得分統(tǒng)計(jì)與查詢

2 總體框圖

該設(shè)計(jì)包括了幾個(gè)單元電路 ，框圖見

圖1。

3 電路設(shè)計(jì)

3.1 多路搶答器電路設(shè)計(jì)

搶答電路有兩個(gè)功能：一是能分辨出選手按鍵的先后 ，并鎖存優(yōu)先搶答者的編號(hào) ，供譯碼顯示電路用;

二是要使其他選手的按鍵無效。電路選用優(yōu)先編碼器 74LS148 和鎖存器 74LS297 來完成 ，由于要求有 16

路搶答 ，因此需要兩個(gè)74LS148 串接 ，構(gòu)成16 - 4 線的優(yōu)先編碼器 ，編碼器的輸出接鎖存器 ，然后再接一加

法電路 ，從而把輸出的二進(jìn)制碼轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制 ，編碼器的編號(hào)為本 0 - 15 ，為了方便 ，可以把編號(hào)統(tǒng)一加

“1”，編號(hào)則為1 - 16 號(hào)。電路如圖2：

3.2 定時(shí)電路設(shè)計(jì)

節(jié)目主持人可根據(jù)每次不同的比賽 ，甚至根據(jù)每道題不同的難易程度 ，設(shè)置不同的搶答時(shí)間。電路選

用十進(jìn)制計(jì)數(shù)器74LS192 進(jìn)行設(shè)計(jì) ，再設(shè)計(jì)一個(gè)秒脈沖電路給計(jì)數(shù)器提供時(shí)鐘脈沖。該電路同時(shí)包括譯

碼顯示電路。電路如圖3：

3.3 報(bào)警電路設(shè)計(jì)

由555 芯片構(gòu)成多諧振蕩電路 ，555 的輸出信號(hào)再經(jīng)三極管放大 ，從而推動(dòng)揚(yáng)聲器發(fā)聲 ，電路如圖4。

3.4 時(shí)序控制電路設(shè)計(jì)

控制電路包括時(shí)序和報(bào)警兩個(gè)電路 ，如圖5 所示?？刂齐娐沸杈哂幸韵聨讉€(gè)功能。

主持人閉合開關(guān)揚(yáng)聲器發(fā)聲 ，多路搶答器電路和計(jì)時(shí)電路進(jìn)入正常狀態(tài);

參賽者按鍵時(shí) ，揚(yáng)聲器發(fā)聲 ，搶答電路和計(jì)時(shí)電路停止工作;

搶答時(shí)間到 ，無人搶答 ，揚(yáng)聲器發(fā)聲 ，搶答電路和計(jì)時(shí)電路停止工作。

3.5 電源電路設(shè)計(jì)

電源采用集成穩(wěn)壓電路 ，

器件用 78XX系列 ，可組成固

定正電壓輸出 ，且這類芯片只

有3 個(gè)引腳 ，使用方便。整流

濾波電路由分立元件組成。

電路如圖6。

3.6 整機(jī)連接調(diào)試

把上面所設(shè)計(jì)的單元電路連接起來可得到整機(jī)電路。然后可在印刷電路板上焊接分立元件并進(jìn)行調(diào)

試。在調(diào)試的過程中可能會(huì)遇到由于邏輯門傳輸延時(shí)的存在而帶來的競爭冒險(xiǎn)問題 ，主要表現(xiàn)在當(dāng)按鍵

大于8 時(shí) ，在連續(xù)按鍵的情況下大約有10 %的可能性誤顯示為 8 ，為了盡量減少這種可能性的發(fā)生 ，我們

可在電路中加入延時(shí)單元74LS31。

4 總結(jié)

該設(shè)計(jì)可以做為學(xué)生的電子技術(shù)的課程設(shè)計(jì) ，且學(xué)生做成功的可能性也大。采購該多路搶答器的所有器件

成本大約為一百五十元左右 ，這樣價(jià)格就相對(duì)而言很便宜。作者可以收一件比較好的作品已備比賽時(shí)用 ，

這樣學(xué)生可以用自己設(shè)計(jì)的產(chǎn)品來開展活動(dòng) ，可更大程度上激發(fā)他們的動(dòng)手能力和創(chuàng)造力。