四人抢答器电路的制作与调试(单片机)(doc毕业设计论文)

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1、设计（论文）题目：四人抢答器电路的制作与调试(单片机)学习目标——会测试中规模集成电路的逻辑功能。——能查阅手册，了解常用中规模集成电路的逻辑功能。——会用中规模集成电路设计出一定功能的组合逻辑电路。——能用中规模集成电路及其基本门电路制作出四人抢答器。工作任务1．查阅手册根据记录CC4042功能，并根据功能表对CC4042进行测试。2．用CC4042组成四位并行输入、并行输出寄存器。3．设计并制作出四人抢答器。P2-M4.1　　抢答器功能分析读一读　　抢答器是竞赛问答中一种常用的必备装置，从原理

2、上讲，它是一种典型的数字电路，其中包括了组合逻辑电路和时序电路。　　本课题介绍一款采用D触发器数字集成电路制成的数字显示四路抢答器，它利用数字集成电路的锁存特性，实现优先抢答和数字显示功能，要求如下：　　1．设计一个可供4名选手参加比赛的4路数字显示抢答器。他们的编号分别为“1”、“2”、“3”、“4”各用一个抢答按钮，编号与参赛者的号码一一对应。　　2．抢答器具有数据锁存功能，并将锁存的数据用LED数码管显示出抢答成功者的号码。　　3．抢答器对抢答选手动作的先后有很强的分辨能力，即使他们的动作仅

3、相差几毫秒，也能分辨出抢答者的先后来。即不显示后动作的选手编号。4．主持人具有手动控制开关，可以手动清零复位，为下一轮抢答做准备。读一读　　一、抢答器的组成　　抢答器的一般组成框图如图2-4-1所示。它主要由开关阵列电路、触发锁存电路、编码器、7段显示译码器、数码显示器等几部分组成。下面逐一给予介绍。图2-4-1　　抢答器的组成框图　　(1)开关阵列电路　　该电路由多路开关所组成，每一竞赛者与一组开关相对应。开关应为常开型，当按下开关时，开关闭合；当松开开关时，开关自动弹出断开。　　(2)触发锁存

4、电路　　当某一开关首先按下时，触发锁存电路被触发，在输出端产生相应的开关电平信息，同时为防止其它开关随后触发而产生紊乱，最先产生的输出电平变化又反过来将触发电路锁定。　　(3)编码器　　编码器的作用是将某一开关信息转化为相应的8421BCD码，以提供数字显示电路所需要的编码输入。　　(4)７段显示译码器　　译码驱动电路将编码器输出的8421BCD码转换为数码管需要的逻辑状态，并且为保证数码管正常工作提供足够的工作电流。　　(5)数码显示器数码管通常用发光二极管（LED）数码管和液晶（LCD）数码管

5、。本设计提供的为LED数码管。　　二、抢答器的工作原理　　(1)开关阵列电路　　图2-4-2所示为四路开关阵列电路，从图上可以看出其结构非常简单。电路中R1～R4为上拉和限流电阻。当任一开关按下时，相应的输出为高电平，否则为低电平。图2-4-2　　四路开关阵列电路　　(2)触发锁存电路　　图2-4-3所示为4路触发锁存电路。图中，CC4042为4D锁存器，一开始，当所有开关均未按下时，锁存器输出全为高电平，经4输入与非门和非门后的反馈信号仍为高电平，该信号作为锁存器使能端控制信号，使锁存器处于等待

6、接收触发输入状态；当任一开关按下时，输出信号中必有一路为低电平，则反馈信号变为低电平，锁存器刚刚接收到的开关被锁存，这时其它开关信息的输入将被封锁。由此可见，触发锁存电路具有时序电路的特征，是实现抢答器功能的关键。说明：CLK代表为时钟脉冲输入端CPPOL代表为功能输入端M图2-4-3　　触发锁存电路　　(3)编码器　　CC4532为8－3线优先编码器，当任意输入为高电平时，输出为相应的输入编号的8421码（BCD码）的反码。　　(4)译码驱动及显示单元　　编码器实现了对开关信号的编码并以ＢＣＤ码

7、的形式输出。为了将编码显示出来，需用显示译码电路将计数器的输出数码转换为数码显示器件所需要的输出逻辑和一定的电流。一般这种译码通常称为７段译码显示驱动器。常用的７段译码显示驱动器有CC4511等。　　(5)解锁电路当触发锁存电路被触发锁存后，若要进行一下轮的重新抢答，则需将锁存器解锁。可将使能端强迫置１或置０（根据具体情况而定），使锁存顺处于等待歉收状态即可。具体实现方法请读者考虑。想一想　　1．抢答器电路由哪几部分构成并画出它的结构框图。　　2．试写出抢答器可能用到的元器件。　　3．清零功能怎么

8、实现？　　4．由译码显示电路和并行输入输出寄存器电路怎样连接成抢答器？P2-M4.1　　抢答器电路的制作与调试做一做图2-4-4所示为四人抢答器电路，下面我们开始进行抢答器的制作与调试。　　1．电路组成及其元器件的选择说明。　　(1)开关阵列电路：由于本电路均采用CMOS集成电路组成，故上拉电阻Ｒ1~Ｒ4可取１MΩ。　　(2)触发锁存电路：选择CC4042四D锁存器。4输入与非门为CC4012。　　(3)编码器：选CC4532　8－3线优先（高位优先）编码器。　　(4)译码驱动及显