4.3.1設計任務；
（1）設計目的：
①掌握四人智力競賽搶答器電路的設計、組裝與調試方法。
②熟悉數字集成電路的設計和使用方法。
（2）設計任務與要求：
1）設計任務；
設計1台可供4名選手參加比賽的智力競賽搶答器。當主持人說開始時，4人開始搶答，電路能判別出4路輸入信號中哪一路是最先輸入信號，並給出聲、光顯示，數碼管顯示選手組號。
2）設計要求；
①四名選手編號為1，2，3，4。各有一個搶答按鈕，按鈕的編號與選手的編號對應，也分別為1，2，3，4，每名選手各有一個指示燈。
②給主持人設置一個控製按鈕，用來控製係統清零（數碼管顯示為零）和搶答的開始。
③搶答器具有數據鎖存和顯示的功能。搶答開始後，若有選手按動搶答按鈕，該選手編號立即鎖存，對應的指示燈亮，並在搶答顯示器上顯示該編號，同時揚聲器給出音響提示，封鎖輸入編碼電路，禁止其他選手搶答。搶答選手的編號一直保持到主持人將係統清零為止。
3）選做；
①搶答器電路中，當有人按下按鈕後，聲音一直響著，試改進電路使聲音隻響2s。
②給搶答器增加30s限時電路，當達到30s時仍無人搶答，電路自動報警，並停止搶答。
4.3.2設計方案選擇；
方案一：電路大致可以由3個功能模塊組成：以鎖存器為中心的編碼顯示電路部分，脈衝產生電路部分，音響電路部分。在鎖存器為中心的編碼顯示電路部分中，由鎖存器74LS373，4選1數據選擇器74LS153，顯示器，LED發光二極管和門電路組成，使用74LS373作為鎖存電路，當有人搶答時，利用鎖存器的輸出信號將時鍾脈衝置零，74LS373立即被鎖存，同時蜂鳴器鳴響，這時搶答無效，使用74LS153作為數據選擇器，對輸入的信號進行選擇，使選手對應的LED發光二極管發光，同時揚聲器發出聲音；在脈衝產生電路部分中，用石英晶體振蕩器予以實現，由於石英晶體的穩定性和精確性比較高，因此用其產生的脈衝信號更加穩定，同時在顯示方麵更能接近預定的值，受外界環境的幹擾較少；在音響電路部分中，由555定時器和電阻電容接合成多諧振蕩器，產生所需要的脈衝，然後接入蜂鳴器構成。
方案二：電路大致可以由3個功能模塊組成：以4D觸發器74LS175為中心構成編碼鎖存係統電路部分，脈衝產生電路部分，報警電路部分。在4D觸發器構成的搶答鎖存器中，由主持人來控製74LS175的清零端，當清零端為高電平“1”時，選手開始搶答，最先按鍵的選手相應的LED發光二極管發光，並且揚聲器發出聲音，通過編碼譯碼數碼顯示器顯示該選手的編號，同時，由4個Q′輸出端及門電路組成的鎖存電路來控製其他選手再按鍵時不再起作用，這時搶答無效；在脈衝產生電路部分中，用555定時器予以實現，通過調節電阻的阻值最後得到符合要求的脈衝，因為可通過改變電阻電容微調頻率，取代了用分頻器對高頻信號進行分頻，從而使電路簡單了；在報警電路部分中，將555定時器和電阻電容組成的多諧振蕩器產生的脈衝與鎖存信號一起送到音響控製電路，然後接入蜂鳴器構成。