【数字电子电路基础】智力竞赛抢答器

序言

抢答器作为一种工具，在各种智力和知识竞赛中得到了广泛的应用。在竞争中
在赛文娱乐活动的抢答活动中，可以准确、公正、直观地判断抢答者，并通过抢答
答案的指示灯显示数字显示和警示显示，指示第一个答案。
本设计是一种五人智能回答器，主要使用数字芯片和简单的门电路
现有数字显示抢答功能，采用数字显示管直接指示剩余时间，自动锁定
展示结果的设计理念可以直观地实现每个按钮主持人一个按钮
按下按钮，开始每个人都有一个发光二极管。当有人回答时，喇叭响了两秒钟
题时限为 10 秒从有人回答开始，用数字管倒计时 0、9、8······1、0 倒计
时第二次到 0 当喇叭发出两秒钟的声音时。因此，本抢答器具有直观性和非视觉性
需要人为干预的特点。

完整模拟电路图

(用手机看图片可能不清楚，建议用电脑看)

1、 设计要求

(1)每人一个按钮，主持人一个按钮，按下开始；
(2)每人一个发光二极管，抢中者灯；
(3)当有人回答时，喇叭响了两秒钟:
(4)答题时限为 10 秒，从有人回答开始，用数字管倒计时，0，9，
8······10；倒计时至 0 喇叭发出两秒钟的声音。

2、主要器件

D 触发器——6 个 JK 触发器——1 个
与门——4 个 与非门——2 个
或非门——3 个 非门——5 个
或门，异或门-各 1 个 计数器——2 个
显示译码器-1 个 三极管 NPN——2 个
蜂鸣器——2 个 NE555——1 个
二极管——6 个 电容、电阻-多个

3、设计原理

(1)思维导图

（2）D 触发器功能表

4.设计实验及其原理

(1)振荡电路
与数字电子钟的振荡原理相同 NE555 借一个与非门的电源输入端，
与引脚分别于玩家的开关输出相连，从而实现在玩家抢答时，才会振荡，
使后面的计数真正实现 0，9，8······0，避免玩家按下开关，0 马上变成 9错误现象。电路图如下。

(2)锁定电路
由 5 个 D 由触发器组成的回答电路(锁定电路，初始 Q 为 0，Q‘为 1），当
当裁判按下按钮时，任何选手都会先按下，答案灯也会亮起。当其他选手按下按钮时
当第一它的抢答灯没有反应(因为当第一个玩家按下按钮时，它对应 Q为低电平，
从而将低电平输出到每个D触发器，通过门后CLK 后面的选手抢答无效)，
每个 D 触发器的 0 当裁判按下按钮时，复位端接到裁判的开关
位置，下一步可以回答。电路图如下。

（3）显示电路
当选手回答时，相应的回答灯亮起，脉冲输入上述计数器 CLK,计数器
开始计数，蜂鸣器响两秒钟。当计数到达时 8 时，JK 触发器触发，蜂鸣器停止响，

当计数到 0 时，上面那个 D 触发器触发，计数停止。以下计数器开始计数，
而蜂鸣器响，当计数器响两秒钟时，停止响，停止计数。裁判按下按钮后，
电路恢复原状态，可继续实现抢答功能。电路图如下。