基于Multisim 10的16路競賽搶答器設計與仿真

摘要：應用Multisim 10軟件對16路競賽槍答器進行設計與仿真。該16路競賽搶答器主要由鎖存器、優先編碼器、同步可逆計數器、加法器、比較器、555定時器、數碼管等主要元件構成。結果表明，該方法仿真效果真實、準確，設計出的16路競賽搶答器具有實用性強，操作簡單，成本低廉的特點。
關鍵詞：Multisim 10；16路競賽搶答器；電路設計；Protel

競賽搶答器系統是工廠、學校和電視臺等單位舉辦各種智力競賽等娛樂活動中經常使用的重要基礎設備之一。目前設計搶答器的方法很多，采用EDA可以更加快速、靈活地設計出符合各種要求的搶答器。其中，周殿鳳提出的16路智力競賽搶答器設計方案中顯示器是從0～15顯示選手的編號，這不符合實際競賽使用時對選手從1～16進行編號的習慣，不利于實際推廣使用。以文獻為基礎，對其核心電路進行了改進，并基于Multisim 10軟件平臺設計開發了16路競賽搶答器系統，使得顯示器上能從1～16正確顯示選手的編號。此外，還設計了搶答倒計時最后5 s報警提示電路和計分器，計分器用于各參賽選手的加分和減分。這種設計思路清晰，電路功能齊全，可滿足搶答器的實際使用要求。

1 Muitisim 10簡介
Multisim 10是美國NI公司推出的電子線路仿真軟件的新版本。Multisim 10用軟件的方法虛擬電子與電工元器件以及電子與電工儀器和儀表，通過軟件將元器件和儀器集合為一體，適用于板級的模擬／數字電路板的設計工作。它包含了電路原理圖的圖形輸入、電路硬件描述語言輸入方式，具有豐富的仿真分析能力。此外Multisim 10軟件在LabVIEW虛擬儀器、單片機仿真等技術方面都有更多的創新和提高，屬于EDA技術的更高層次范疇。

2 總體設計思路
2．1 16路搶答器的功能要求
(1)同時供16名選手參加比賽。選手的編號為1～16，各用一個搶答按鈕，按鈕的編號分別用16個按鈕S1～S16表示，與選手的編號相對應。
(2)給主持人設置一個控制開關，用來控制系統的清零和搶答的開始。
(3)搶答器具有鎖存與顯示功能。在主持人將系統復位發出搶答指令后，若參賽者按搶答按鈕，則組別顯示電路顯示出搶答者的組別，同時蜂鳴器發出“嘀”的報警音響。此時電路具備自鎖存功能，使別組的搶答開關不起作用。
(4)搶答器具有定時搶答功能，且一次搶答的時間由主持人設定(如30 s)。當主持人啟動“開始”鍵后，定時器開始減計數并顯示。參賽選手在設定的時間內進行搶答，搶答有效。如果定時時間已到，無人搶答，本次搶答無效，蜂鳴器報警并封鎖輸入電路，禁止選手超時搶答，定時顯示器上顯示“00”。
(5)設置計分電路。每組在開始時預置分數(如100分)，搶答開始后由主持人控制，答對加分，答錯減分。
2．2 系統原理框圖
系統原理框圖如圖1所示。

3 電路設計及仿真
搶答器由搶答電路、定時電路、報警電路、時序控制電路和計分電路五部分組成。