8人智力竞赛抢答器的设计

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1、※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※2008级数字与模拟电子电路课程设计数字与模拟电子线路课程设计报告书课题名称8人智力竞赛抢答器的设计姓名彭先觉学号0812401*09院、系、部物理与电信工程系专业通信工程指导教师崔宪普2010年1月7号一、设计任务及要求：设计任务：设计一个具有锁存与显示功能的8人防作弊逻辑抢答电路。要求：1.抢答器同时供8名选手或8个代表队比赛，分别用8个按钮1~8表示。每个参赛者控制一个按钮，用按动按钮发出抢答信号。2.设置一个系统清除和抢答控制开关So，该开关由主持人控制。3.抢答器具有锁存与显示功能

2、。竞赛开始后，先由主持人将“开始/清零”按键按下，然后先按动按钮的参赛者将被显示器显示出来，此后其他三人参赛者再按动按钮对电路不起作用。优先抢答的参赛者编号将一直被显示直至主持人将系统清零。另外，在主持人按下“开始/清零”键时，计时器开始计时，时间为三十秒，在规定的时间内，仍无人作答，系统将发出蜂鸣声示警，抢答结束。指导教师签名：2010年1月7日二、指导教师评语：指导教师签名：2009年12月28日三、成绩验收盖章2010年1月日8人智力抢答器的设计1设计目的（1）熟悉集成电路的引脚安排。（2）掌握CD4511芯片的逻辑功能及使用方法。

3、（3）掌握计时器的制作与原理。（4）了解数字抢答器的组成及工作原理。（5）熟悉数字抢答器的设计与制作。2设计思路（1）设计主体电路（即抢答器）（2）设计支路（计时器）3设计过程3.1设计方案抢答器总体方框图如图1所示：图1抢答器总体方框图其工作原理为：当抢答比赛开始时，主持人按下“开始/清零”开关，接通电源，抢答器开始工作，定时器倒计时，如选手在规定的时间内抢答，则抢答器完成：优先判断、编号锁存、编号显示等一系列动作，当一轮抢答之后，定时器停止、禁止二次抢答。如在规定的时间内仍无人抢答，则计时器不会停止工作，直至时间结束时蜂鸣器发出声音报

4、警宣告抢答结束，如果再次抢答必须由主持人再次执行上述操作。3.2电路设计抢答器电路如图2所示：　　　　图2数字抢答器电路图该电路完成两个功能：一是分辨出选手按键的先后，并锁存优先抢答者的编号，同时译码显示电路显示编号；二是在有选手作答后其他选手按键操作无效。工作过程：当抢答比赛开始时，主持人按下“开始/清零”按钮，接通电源，抢答器开始工作，选手（编号J1~J8）按键作答，率先按键抢答的选手，会在CD4511译码器的输入端输入对应的的二进制编码，如：J1（0001），J2（0010），J3（0011），J4（0100），J5（0101），J

5、6（0110），J7（0111），J8（1000）。通过CD4511的译码，最后在数码显示管上显示，与此同时，译码器的信号反馈回译码器，使译码器“锁码”从而维持数码管显示的数值不变，（只要译码器上有信号输出，则其信号的或非门必为“0”，反馈信号从CD4511的LE输入，控制译码器的锁码功能）同时，计时器的电源控制是由电源与数码管反馈信号的“与门”“非门”控制，实现抢答开始时，计时器工作。选手抢答，计时器停止工作的功能。CD4511的逻辑引脚图与真值表如下：图4CD4511的逻辑引脚图LT：做灯泡测试用，当LT=0，则不论其它输入状态为何，

6、其输出abcdefg=1111111，使七段显示器全亮，即显示8，以便观测七段显示器是否正常。当LT=1，则正常解码。BI：空白输入控制，当BI=0(LT为1时)则不论DCBA之输入为何，其输出abcdefg皆为0，即七段显示器完全不亮，此脚可供使用者控制设定初始值，避免在无意义的数据输入时显示出来造成字型的系乱。LE：数据锁码功能控制；在CD4511中，不但具译码功能，更具有数据锁码的记忆功能。当LE=1时，则IC中的暂存器会关闭，仅保存原来在LE=0时的DCBA数据供译码器译码。换句话说当LE=1时，不论DCBA的输入数据为何，皆不影

7、响其输出，其输出abcdefg仍保留原来在LE由0转为1之前的数据。报警计时电路图：报警电路必须具备以下三项功能：①抢答开始时，主持人按下“开始/清零”开关，计时器开始计时，抢答电路进入正常工作状态。②当参赛选手按动抢答键时，数码显示管显示选手号码，报警计时电路停止工作。③当设定的抢答时间到，无人抢答时，扬声器发声，比赛结束。图5的工作原理是：比赛开始时，主按下“开始/清零”按钮，报警计时器电源接通，计时器开始工作，定时电路进行递减计时。在规定时间内如无人作答，则报警器被触发，发声警报，抢答结束。当选手在规定时间内按动抢答键时，抢答器的反

8、馈信号使计时器停止工作。图5报警电路电源转换电路图6下所示：图6稳压电源转换电路图如图所示电路为输出电压+5V、输出电流1.5A的稳压电源。它由电源变压器，桥式整流电路D1～D4，滤波电容C1