我們?yōu)檫m應高校等多代表隊單位活動的需要一個多路搶答器設計 ，講述了電路各部分的設計及功能 ，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．單片機的應用正在不斷地走向深入，同時帶動傳統(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行邏輯控制及信號產(chǎn)生的單片機技術和C語言編程而設計的九路多功能智力競賽搶答器。

高校是個院系、部門較多的單位 ，且學校的活動多 ，而搶答的活動精彩而又有趣 ，市面上8 路以上的搶

答器很少 ，且價格貴 ，4 路的搶答器至少要800 元以上。如果我們能帶領學生自己設計一個多路搶答器

的話 ，這樣一來既降低了成本 ，又引發(fā)了學生的興趣。

1 基本功能

（1） 可同時供16 個代表隊參加比賽

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

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

（4） 具有定時搶答功能 ，搶答時間可由主持人設定。

（5） 在設定時間內(nèi)搶答有效 ，定時器停止工作。

（6） 定時時間已到 ，無人搶答 ，本次搶答無效。

基于單片機的多路搶答器設計與制作

1、 設計內(nèi)容

采用MCS-51系列單片機設計制作一個多路搶答器

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顯示功能

④搶答動作成功后的報警提示功能

3、 擴展要求

①限時搶答

②限時作答

③得分統(tǒng)計與查詢

2 總體框圖

該設計包括了幾個單元電路 ，框圖見

圖1。

3 電路設計

3.1 多路搶答器電路設計

搶答電路有兩個功能：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 ，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 ，從而把輸出的二進制碼轉(zhuǎn)換成十進制 ，編碼器的編號為本 0 - 15 ，為了方便 ，可以把編號統(tǒng)一加

“1”，編號則為1 - 16 號。電路如圖2：

3.2 定時電路設計

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 ，設置不同的搶答時間。電路選

用十進制計數(shù)器74LS192 進行設計 ，再設計一個秒脈沖電路給計數(shù)器提供時鐘脈沖。該電路同時包括譯

碼顯示電路。電路如圖3：

3.3 報警電路設計

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

3.4 時序控制電路設計

控制電路包括時序和報警兩個電路 ，如圖5 所示。控制電路需具有以下幾個功能。

主持人閉合開關揚聲器發(fā)聲 ，多路搶答器電路和計時電路進入正常狀態(tài);

參賽者按鍵時 ，揚聲器發(fā)聲 ，搶答電路和計時電路停止工作;

搶答時間到 ，無人搶答 ，揚聲器發(fā)聲 ，搶答電路和計時電路停止工作。

3.5 電源電路設計

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 整機連接調(diào)試

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

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

大于8 時 ，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單元74LS31。

4 總結(jié)

該設計可以做為學生的電子技術的課程設計 ，且學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 ，這樣價格就相對而言很便宜。作者可以收一件比較好的作品已備比賽時用 ，

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