數(shù)字搶答電路包括兩個(gè)部分，鎖存電路和編碼電路。對(duì)所鎖存的功能和新號(hào)編碼加以實(shí)現(xiàn)，以防止第二次搶答;將選手號(hào)碼顯示出來(lái)的是譯碼顯示電路。本文是一篇工程師論文范文，主要論述了“八路搶答器”的制作。

　　[摘 要]本文主要是對(duì)八路搶答器進(jìn)行相應(yīng)的介紹，對(duì)八路搶答器的功能、設(shè)計(jì)思路以及電路的組成進(jìn)行相應(yīng)的介紹，搶答器在使用時(shí)不僅僅具備搶答功能，還應(yīng)該具備報(bào)警功能、計(jì)時(shí)功能以及定時(shí)功能。八路搶答器的主要組成部分有五個(gè)：譯碼顯示電路、可預(yù)置時(shí)間的定時(shí)電路、數(shù)字搶答電路、秒脈沖產(chǎn)生電路以及報(bào)警電路。我們可以通過(guò)預(yù)設(shè)時(shí)間對(duì)搶答器設(shè)置自動(dòng)倒計(jì)時(shí)的開(kāi)關(guān)。如果在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)沒(méi)有人搶答，那么系統(tǒng)將會(huì)發(fā)出蜂鳴般的響聲，如果在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)有人搶答問(wèn)題，那么搶答器的計(jì)時(shí)器將會(huì)自動(dòng)停止。如果在規(guī)定的時(shí)間沒(méi)有人回答問(wèn)題，發(fā)出響聲時(shí)那就說(shuō)明了本輪的搶答是無(wú)效的，主持人將會(huì)宣布本輪的搶答是無(wú)效的。這也就對(duì)搶答器報(bào)警功能得以全面的實(shí)現(xiàn)，這也就是八路搶答器工作的原理。

　　[關(guān)鍵詞]八路搶答器,定時(shí)電路,時(shí)序控制,報(bào)警電路,搶答電路

　　引言：主持人通過(guò)定時(shí)電路進(jìn)行時(shí)間開(kāi)關(guān)的預(yù)設(shè)，對(duì)搶答的時(shí)間進(jìn)行提前預(yù)設(shè)，系統(tǒng)將會(huì)自動(dòng)完成倒計(jì)時(shí)。當(dāng)時(shí)間停止時(shí)，蜂鳴器系統(tǒng)將會(huì)發(fā)出報(bào)警的聲音，則這是主持人會(huì)宣布本輪的搶答是無(wú)效的，這樣也就實(shí)現(xiàn)了八路搶答器的報(bào)警功能。搶答器的顯示采用了數(shù)字化，能夠很直觀的顯示。同時(shí)搶答器也具備很多的智能化的特點(diǎn)。

　　一、“八路搶答器”的設(shè)計(jì)

　　隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，科技技術(shù)也在不斷地發(fā)展，現(xiàn)如今搶答器主要向著智能化、數(shù)字化的方向進(jìn)行不斷地發(fā)展。現(xiàn)在小規(guī)模的競(jìng)賽越來(lái)越多，而搶答器的成本在智能化，數(shù)字化的前提下，成本也變得越來(lái)越高，現(xiàn)在小型的、操作簡(jiǎn)單的、經(jīng)濟(jì)實(shí)用的搶答器越來(lái)越有市場(chǎng)。在各種競(jìng)賽，搶答的場(chǎng)合當(dāng)中，都需要應(yīng)用搶答器，它能夠客觀迅速的分辨出哪位選手獲得發(fā)言權(quán)。搶答器經(jīng)過(guò)了一段時(shí)間的發(fā)展一般是使用數(shù)字集成電路以及單片機(jī)。而早期的搶答器是由三個(gè)部分組成的，可掛硅、發(fā)光管以及三級(jí)管三個(gè)部分，早期的搶答器能通過(guò)發(fā)光管的指示對(duì)強(qiáng)大的選手號(hào)碼進(jìn)行辨認(rèn)。

　　搶答器在各種競(jìng)賽活動(dòng)中是使用最為廣泛的設(shè)備，他是必不可少的，搶答器不僅具備很多的優(yōu)點(diǎn)，還具備一定的缺點(diǎn)，無(wú)論什么設(shè)備都是一樣的，都有自己的優(yōu)缺點(diǎn)，搶答器的缺點(diǎn)主要是他的可靠性比較低，頻率也比較低，制作搶答器的過(guò)程也是比較復(fù)雜的。搶答器如若長(zhǎng)期存放會(huì)導(dǎo)致電子元件有所損壞，而一般的單位在競(jìng)賽時(shí)才會(huì)使用搶答器，每年使用的次數(shù)不會(huì)太多，會(huì)比較少。如果長(zhǎng)期放置導(dǎo)致?lián)p壞，添置新的搶答器會(huì)比較麻煩。就現(xiàn)在的情況而言，搶答器目前還存在著很多的缺點(diǎn)，主要有一下幾個(gè)缺點(diǎn)：1、搶答器的電路比較復(fù)雜，在對(duì)于選手號(hào)碼的計(jì)分、識(shí)別、譯碼顯示，那么是通過(guò)數(shù)字集成電路完成。而對(duì)于數(shù)據(jù)、號(hào)碼、計(jì)時(shí)等功能需要通過(guò)簡(jiǎn)單的電路邏輯才能夠完成。2、連接的線過(guò)于多連著比較復(fù)雜，現(xiàn)場(chǎng)有很多選手會(huì)站在不同的位置，每個(gè)位置又連接著很多不同的線路相互連接著。可想而知線多、人多，這不僅僅會(huì)影響搶答器的可靠性，還會(huì)影響到現(xiàn)場(chǎng)的美觀，在安裝是還會(huì)有一定的難度，甚至還會(huì)影響人員的走動(dòng)。

　　二、設(shè)計(jì)方案

　　設(shè)計(jì)方案一

　　八路搶答器設(shè)計(jì)的第一種方案如下圖所顯示，我們首先應(yīng)該接通搶答器的電源，啟動(dòng)搶答器的開(kāi)關(guān)，在搶答器上設(shè)定一個(gè)時(shí)間，搶先按下?lián)尨鸢粹o的一組，則電路1則會(huì)發(fā)出聲響，那么L1燈也會(huì)隨著亮起來(lái)，并且搶先按下按鈕的組的號(hào)碼也會(huì)出現(xiàn)在顯示器上，在這是電路則被鎖住，其他沒(méi)有搶到的組則再按下去則是無(wú)效的。如若在設(shè)定的時(shí)間內(nèi)，沒(méi)有人按下按鈕搶答，南那么設(shè)置的驅(qū)動(dòng)音效電路2則會(huì)發(fā)出聲響，那么L2燈則會(huì)亮起來(lái)，那就表明沒(méi)有選手搶答該題，表示搶答者放棄了本次搶答的機(jī)會(huì)。如果再搶答成功之后，主持人將會(huì)開(kāi)啟限時(shí)開(kāi)關(guān)，開(kāi)啟計(jì)時(shí)器來(lái)進(jìn)行計(jì)時(shí)，在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)回答完所要回答的問(wèn)題，則表示回答有效，當(dāng)?shù)竭_(dá)設(shè)定的時(shí)間時(shí)指示燈L3則會(huì)亮，表示該題的答題時(shí)間到了(圖1)。

　　設(shè)計(jì)方案二

　　定時(shí)搶答器的設(shè)計(jì)圖如圖2所示，主要有兩個(gè)部分構(gòu)成搶答器，擴(kuò)展電路和主體電路，主體電路是搶答器的主要搶答功能，由下圖我們可以看出當(dāng)我們按下?lián)尨鹌鞯拈_(kāi)關(guān)時(shí)，這時(shí)選手的號(hào)碼則會(huì)由優(yōu)先編碼電路顯示出來(lái)。當(dāng)?shù)谝粋�(gè)選手按下按鈕時(shí)，電路同時(shí)將會(huì)被封鎖起來(lái)，這樣其他的選手將無(wú)法再進(jìn)行搶答。由下圖我們可以得知整個(gè)搶答器的工作的過(guò)程，主要分為兩種形態(tài)，工作狀態(tài)以及非工作狀態(tài)。當(dāng)顯示器處于工作狀態(tài)時(shí)，搶答器的開(kāi)關(guān)時(shí)的設(shè)置是處于開(kāi)始的狀態(tài)的，這時(shí)候選手才可以開(kāi)始搶答。當(dāng)搶答器處于非工作狀態(tài)時(shí)只要我們接通電源，這是搶答器是不能工作的，搶答器的開(kāi)關(guān)是處于清除的位置。燈是處于不亮的狀態(tài)。當(dāng)系統(tǒng)處于工作的狀態(tài)時(shí)，如若沒(méi)有人搶答，系統(tǒng)將會(huì)自動(dòng)報(bào)警，這個(gè)時(shí)候電路將會(huì)被鎖住，在超時(shí)后禁止有選手搶答。如果在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)進(jìn)行搶答時(shí)，搶答器必須要完成下面幾項(xiàng)工作：搶答的選手編號(hào)會(huì)在編碼電路上首先顯示出來(lái)，并且會(huì)通過(guò)電路鎖存器對(duì)編碼進(jìn)行鎖存，譯碼顯示電路則會(huì)顯示出搶答者的編號(hào)。為了避免其他的選手在搶答后會(huì)繼續(xù)搶答，鎖存器將會(huì)對(duì)編碼進(jìn)行封鎖。需要對(duì)場(chǎng)內(nèi)的提示音高度重視。在有選手搶答后，搶答器剩余的搶答時(shí)間則會(huì)在顯示器上顯示出來(lái)，這個(gè)時(shí)候電路則會(huì)控制定時(shí)器的停止工作，直到顯示器上的數(shù)據(jù)顯示為零之后，那么則為答題時(shí)間到。

　　設(shè)計(jì)方案三、

　　如圖3所示當(dāng)接通電源，按下開(kāi)始按鈕時(shí)，電路才開(kāi)始正式的工作，這個(gè)時(shí)候獎(jiǎng)進(jìn)入正式的搶答狀態(tài)，當(dāng)我們按下相對(duì)應(yīng)的按鈕時(shí)，通過(guò)單片機(jī)對(duì)其進(jìn)行控制，顯示器上會(huì)顯示出相應(yīng)的編號(hào)，并且對(duì)其進(jìn)行封鎖，同時(shí)讓別的選手不能夠在進(jìn)行搶答。

　　對(duì)以上三個(gè)方案進(jìn)行對(duì)比，數(shù)字電路是比較容易實(shí)現(xiàn)的，而且制作的難度比較低，在電路設(shè)計(jì)上也比較簡(jiǎn)單，在價(jià)格上也相對(duì)比較低，所以我們選擇數(shù)字電路進(jìn)行研究設(shè)計(jì)。 　　三、搶答器電路安裝、測(cè)試及調(diào)試

　　3.1 電路安裝

　　在對(duì)搶答器的整體電路以及仿真的單元電路進(jìn)行仿真的分析驗(yàn)證之后，我們對(duì)元件 列出清單，將元件進(jìn)行安裝。我們?cè)谌f(wàn)能實(shí)驗(yàn)板上對(duì)其進(jìn)行設(shè)計(jì)安裝，，首先我們應(yīng)該對(duì)元件的整體布局進(jìn)行有效地安排，做一個(gè)整體的策劃，在這其中我們主要可以根據(jù)兩個(gè)原則，橫向是按照信號(hào)的流向排布的，縱向按照相同功能模塊歸類(lèi)的方法將電路劃分為幾個(gè)板塊。這樣可以使思路更加清晰，使新號(hào)線的擺布更加整齊，使搶答器在焊接過(guò)程中不至于發(fā)生重接和漏接的現(xiàn)象，這樣在調(diào)試時(shí)相對(duì)比較容易。

　　3.2 電路的測(cè)試及調(diào)試

　　在調(diào)試和測(cè)試的過(guò)程中我們主要應(yīng)用到萬(wàn)用表和示波器。對(duì)電路調(diào)試的技巧和手法：我們應(yīng)該首先斷電，斷電之后再進(jìn)行電路的測(cè)試，看各個(gè)高低不一的電平是不是有虛焊，是否能夠正常的鏈接。然后我們對(duì)仿真圖和連接電路進(jìn)行初步的對(duì)照，檢查是否連接錯(cuò)誤。是否連接正常。在檢查時(shí)如果發(fā)現(xiàn)不正常，對(duì)芯片進(jìn)行詳細(xì)的檢查，檢查是否符合邏輯。整個(gè)過(guò)程最困難的部分應(yīng)該就是電路調(diào)試，我們應(yīng)該按照模板的整個(gè)焊接過(guò)程進(jìn)行逐步的檢測(cè)，檢查前面的工作能夠正常工作時(shí)。我們才能夠?qū)ο乱粋�(gè)模塊進(jìn)行焊接。

　　四、在設(shè)計(jì)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題以及需要改進(jìn)的地方

　　在設(shè)計(jì)中如果發(fā)現(xiàn)顯示器不穩(wěn)定的問(wèn)題。我們的搶答器在焊接電路完成，進(jìn)入調(diào)試階段時(shí)，顯示器經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)不穩(wěn)定的現(xiàn)象，主要的問(wèn)題會(huì)出現(xiàn)在搶答一輪完成后，計(jì)時(shí)器出現(xiàn)重新的設(shè)定的時(shí)候，則會(huì)容易出現(xiàn)不穩(wěn)定的現(xiàn)象，一開(kāi)始實(shí)驗(yàn)的時(shí)候我們都以為是芯片出現(xiàn)了問(wèn)題，我們開(kāi)始排查每個(gè)芯片，檢查是不是那個(gè)步驟出現(xiàn)了問(wèn)題，在排查時(shí)主要利用萬(wàn)能表和示波器進(jìn)行排查，在檢查后發(fā)現(xiàn)芯片并沒(méi)有出現(xiàn)問(wèn)題，之后我們又利用萬(wàn)能表對(duì)各個(gè)接線處進(jìn)行逐個(gè)的排查，在最后我們發(fā)現(xiàn)了原來(lái)是其中一個(gè)芯片的引腳處的導(dǎo)線變松了，我們通過(guò)對(duì)倒顯得再次焊接后，系統(tǒng)便恢復(fù)了正常。

　　在按下?lián)尨鹌鞯陌存I顯示的數(shù)字與我們要求的不一致的問(wèn)題。在焊接電路的過(guò)程中，在每次主持人選擇了點(diǎn)觸開(kāi)關(guān)后，因?yàn)槲覀儧](méi)有對(duì)觸開(kāi)關(guān)做好詳細(xì)的分析。我們發(fā)現(xiàn)每次按下的號(hào)碼，總是會(huì)自動(dòng)跳改，進(jìn)過(guò)多次的檢測(cè)分析，我們找到真正跳改號(hào)碼的原因，原來(lái)是點(diǎn)觸開(kāi)關(guān)出現(xiàn)了問(wèn)題。問(wèn)題主要是出在：點(diǎn)觸開(kāi)關(guān)在按下時(shí)會(huì)在瞬間馬上又彈了起來(lái)。對(duì)于這個(gè)問(wèn)題，我們也馬上想到了解決的辦法，我們將開(kāi)關(guān)換掉，換了單刀雙置開(kāi)關(guān)，則問(wèn)題就得到了解決。

　　電路設(shè)計(jì)完成之后，我們對(duì)電路進(jìn)行了模擬的方法在面包板上進(jìn)行測(cè)試，測(cè)試的結(jié)果顯示模擬的過(guò)程中的效率不高，而且非常低，面包板自身存在著很多不足的地方，所以才導(dǎo)致模擬實(shí)驗(yàn)的失敗。就算原本的設(shè)計(jì)思路是正確的，也會(huì)導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)的失敗。目前有很多先進(jìn)的設(shè)計(jì)軟件能夠設(shè)計(jì)出模擬仿真效果非常正式的電路。這樣我們既能提高模擬的準(zhǔn)確性，也能提高模擬的效率。

　　參考文獻(xiàn)

　　[1] 孫梅生.《電子技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)》.高等教育出版社，2005.

　　[2] 楊文霞，孫青林.《數(shù)字邏輯電路》.科學(xué)出版社，2007.

　　[3] 畢滿清.《電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)與課程設(shè)計(jì)》第三版.機(jī)械工業(yè)出版社，2005.

　　工程師論文發(fā)表期刊推薦《太原科技》創(chuàng)刊于1980年，前身為《太原科技簡(jiǎn)報(bào)》（內(nèi)部刊物）。1994年第三期開(kāi)始更名為《太原科技》并成為國(guó)內(nèi)公開(kāi)發(fā)行的綜合性科技刊物。《太原科 技》經(jīng)歷了二十五年的風(fēng)雨歷程，已出版了190多期，對(duì)落實(shí)中共太原市委、太原市人民政府提出的科教興市戰(zhàn)略，加強(qiáng)科技管理的理論研究與實(shí)踐創(chuàng)新，落實(shí)科 學(xué)發(fā)展觀，推動(dòng)太原市經(jīng)濟(jì)率先發(fā)展，做出了積極貢獻(xiàn)。