智力抢答器仿真设计

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1、郑州科技学院基于Multisim10的电子仿真题目智力抢答器仿真设计学生姓名范景池专业班级10级自动化1班学号201042030院（系）电气工程学院指导教师刘林阴完成时间2012年9月21日1课程设计的目的在这个竞争激烈的社会中，知识竞赛，评选优胜，选拔人才之类的活动愈加频繁。在竞赛中，都是多个选手一起参加，如果采用举手回答问题的这个方式来进行竞赛已经不适应社会的需要。并且在主持人提出的问题时候，如果让选手用举手等方法来进行抢答，这在某种程度上会因为主持人的主观误断造成比赛的不公平性。而在当今社会里，比赛要追求准确、公正、直观地判断出第一抢答者，这时候智能抢答器就

2、派上用场了。 智能抢答器是一种应用十分广泛的设备，在各种竞赛、抢答场合中，它都能客观、迅速地判别出最先获得发言权的选手。早期的抢答器只是由几个三极管、可控硅、发光管等器件组成的，能通过发光管的指示辩认出选手号码。现在大多数智能抢答器都由单片机或数字集成电路构成的，并且新增了许多功能，如选手号码显示，抢按前或抢按后的计时，选手得分显示等功能。 随着科技的发展，现在的抢答器向着数字化、智能化的方向发展，这就必然提高了智能抢答器的制造成本。鉴于现在小规模的知识竞赛越来越多，操作简单，经济实用的小型抢答器肯定很有市场。四路智能抢答器主要由数字优先编码电路、锁存/译码/驱动

3、电路于一体的CD4511集成电路、数码显示电路和报警电路组成。优先编码电路、CD4511集成电路将参赛队的输入信号在数码显示管上输出，用报警电路对时间进行严格控制，这样就构成了四路智能抢答器电路。2课程设计的任务及要求在给定5v直流电源电压的条件下设计一个可以容纳四组参赛者的抢答器，每组设计一个抢答按钮供参赛者使用，分别用四个按钮k1,k2,k3,k4表示。设置一个系统清零和抢答控制开关k（该开关由主持人控制），当开关k被按下时，抢答开始（允许抢答），打开后抢答电路清零。抢答器具有第一个抢答信号的鉴别，锁存及显示功能。即有抢答信号输入（开关k1,k2,k3,k4中

4、的任一个开关被按下）时，锁存相应的编号，并在LED数码管上显示出来，同时扬声器发出声响。此时在按其他让任何一个抢答器开关均无效，优先抢答选手的编号一直保持不变，直到主持人将系统清零为止。3设计方案及论证数字式智力抢答器一般包括门控电路，抢答编码电路，译码电路，优先锁存电路，数显电路，声响报警电路。其中，门控电路，抢答编码电路，译码电路是核心，用于完成各组抢答信号的识别，判断；数显电路，声响报警电路用于显示抢答的组号并同时用扬声器提醒；优先锁存电路用于判断，锁存参赛者的第一个抢答信号并使其他抢答信号无效。功能要求电路设置系统清零和控制开关，因此需要一个门控电路。其工

5、作原理框图如下数显电路译码驱动电路抢答编码电路门控电路声讯电路优先锁存电路图3-1四路智力抢答器工作原理框图4主要器件功能分析1、CD4511CD4511是一个用于驱动共阴极 LED（数码管）显示器的 BCD 码—七段码译码器，具有BCD转换、消隐和锁存控制、七段译码及驱动功能的CMOS电路能提供较大的拉电流。可直接驱动LED显示器。 图4-1CD4511引脚结构图其中7、1、2、6分别表示BCD码的A、B、C、D位；5、4、3分别表示LE、BI、LT；13、12、11、10、9、15、14分别表示 a、b、c、d、e、f、g；上边的引脚表示输入，下边的引脚表示输

6、出；还有两个引脚8、16分别表示的是VDD、VSS。 BI：4脚是消隐输入控制端。当BI=0 时，不管其它输入端状态如何，七段数码管均处于熄灭（消隐）状态，不显示数字。 LT：3脚是测试输入端。当BI=1，LT=0 时，译码输出全为1，不管输入DCBA状态如何，七段均发亮，显示“8”。如果该端为低电平，则译码器输出全为高电平，该端拥有最高级别权限，只要它为0，既有上述现象，而与其余所有输入端状态无关。这一功能主要用于测试目的，因此正常使用中应接高电平。 LE：5脚是锁定控制端。当BI、LT为1时，若该端为高电平，则加在A、B、C、D端的外部编码信息不能进入译码，所

7、以译码器的输出状态保持不变；当LE=0时，则A、B、C、D端的BCD码一经改变，译码器就立即输出新的译码值。表4-1CD4511真值表5单元电路设计5.1译码显示电路由于需要用LED数码显示抢答的相应编号，因此选用常见的BCD——七段锁存译码驱动集成电路CD4511。将CD4511的七段译码输出端分别与数码管的7个端口连接，由于CD4511输出端的电压为5v，而数码管的前向导通电压和开门电流分别为1.66v和5mA，这时CD4511与数码管连接时需加限流电阻。R=(5-1.66)/0.005=668Ω限流电阻需要小于这个阻值，取600Ω。；连接后的译码显示电路如图

8、所示图5-