八路抢答器(CD4511)设计报告.pdf

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1、目录一、课题设计任务及目标..........................................1二、抢答器电路原理分析..........................................2三、抢答器的电路设计..............................................5四、课题设计体会..............................................7课题设计任务及目标一、课题学习目标：掌握基本逻辑门电路的功能，了解常用组合

2、逻辑点的功能，能对较复杂的组合逻辑电路进行分析，会用门电路进行门电路设计，实现相应的逻辑功能，用组合逻辑集成电路实现较复杂的逻辑功能。二、课题任务：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S1～S8表示。2.设置一个系统清除和抢答控制开关S，该开关由主持人控制。3.抢答器具有锁存与显示功能。即选手按动按钮，锁存相应的编号，并在LED数码管上显示，同时蜂鸣器发出报警声响提示。选手抢答实行优先锁存，优先抢答选手的编号一直保持到主持人将系统清除为止。4.参赛选手进行抢答时，若抢答有效，显示器上则显示选手

3、的编号，并保持到主持人将抢答器系统复位时为止。三、总体方案设计与论证1.接通电源后，主持人按动“复位”键，抢答器处于静止状态，编号显示器和指示灯亮，抢答器处于等候状态，此时就可以进行抢答。2.抢答器完成，优先判断抢答的组号，并将编号进行锁存，然后通过译码器将编号显示在七段数码管上，并且蜂鸣器提示。3.当一轮抢答结束后，禁止第二次抢答。4.如果再次抢答必须由主持人操作“复位”键，待抢答器复位后即可进行抢答。抢答器的电路设计通过对电路的功能分析，考虑成本与节约时间上，本次实验电路不采用PCB，而采用人工开进行焊接，做

4、出了实物电路板进行实验调试。一、抢答器原理图抢答器电路原理分析一、抢答器原理BfCgLTaBbLIcDEdAe图一、抢答器原理图二、电路设计方案和原理说明⒈抢答器电路设计(1)抢答电路的功能有两个：一是能分辨出选手按键的先后，并锁存优先抢答者的编号，供译码显示译码电路用；二是要使其它选手按键操作无效。....(2)选用CD4511、二极管等元件组成抢答电路。(3)抢答电路工作原理：电路完成了基本的抢答功能，即开始抢答后，当选手按动抢答键时，能显示选手的编号，同时能封锁输入电路，禁止其他选手抢答。其工作原理为：接通

5、电源后，当主持人按下复位键，宣布"开始"抢答器工作。选手即可开始抢答，当选手按下抢答键后，抢答器完成：编码、优先锁存、译码、数码显示。当一轮抢答之后，只有主持人按下复位键，才能进行下一轮抢答，否则抢答无效。2、抢答器的工作过程（1）开始上电之后，主持人按复位键，抢答开始。数码显示电路上会显示成功抢答的选手的编号。（2）当有选手抢答成功之后，系统就进行了优先锁存，其他抢答选手抢答无效。（3）如果主持人未按下复位键，而有人按了抢答按键，此次抢答无效，只有当主持人按下了复位键，选手才能进行顺利抢答。3、CD4511芯片

6、的说明CD4511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，特点：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。CD4511是一片CMOSBCD—锁存/7段译码/驱动器，引脚排列如图2所示。其中A（7脚）B（1脚）C（2脚）D（六脚）为BCD码输入，A（7脚）为最低位。LT为灯测试端，加高电平时，显示器正常显示，加低电平时，显示器一直显示数码“8”，各笔段都被点亮，以检查显示器是否有故障。BI为消....隐功能端，低电平时使所

7、有笔段均消隐，正常显示时，B1端应加高电平。另外CD4511有拒绝伪码的特点，当输入数据越过十进制数9(1001)时，显示字形也自行消隐。LE是锁存控制端，高电平时锁存，低电平时传输数据。A(13脚)B（12脚）C（11脚）D（10脚）E（9脚）F（15脚）G（14脚）是7段输出，可驱动共阴LED数码管。若要多位计数，只需将计数器级联，每级输出接一只CD4511和LED数码管即可。所谓共阴LED数码管是指7段LED的阴极是连在一起的，在应用中应接地。限流电阻要根据电源电压来选取，电源电压5V时可使用330Ω的限流

8、电阻。4、CD4511的工作原理(1)、锁存优先功能由于抢答器都是多路即须满足多位抢答者抢答要求，这就有一个先后判定的锁存优先电路，确保第一个抢答信号锁存住。同时数码显示并拒绝后面抢答信号的干扰。CD4511内部电路与Q1，R8，R9，R10，D18，D19组成的控制电路（见CD4511真值表）可完成这一功能。当抢答键都未按下时，因为CD4511的BCD码输入端都有接地电