四人抢答器说明书.docx
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四人抢答器说明书
四人抢答器说明书
四人抢答器主要由四路抢答开关、抢答锁存电路，编码电路，七段译码显示等电路组成。
四人抢答器具有数据锁存和显示功能，正常情况下，四个开关处于常开状态，抢答开始后，最先按下开关的选手编号立即被锁存，同时封锁输入电路，禁止其他选手抢答。
并在七段数码管上显示最先按下开关的选手编号。
直到主持人按下清零开关，进入下一轮抢答。
—、电路原理图
二、元件淸单
序号
兀器件名称
规格
数量
代号
备注
1
电阻器
10KQ
5
R1-R5
棕黑黑红棕
2
电阻器
300Q
7
R6-R12
橙黑黑黑棕
3
电阻器
2KQ
2
R13、R14
红黑黑棕棕
4
电容器
0.01uf
1
C1
5
电容器
0.22uf
1
C2
6
集成电路
74LS175
1
U1
7
集成电路
CD4012
1
U2A、U2B
8
集成电路
CD4011
1
U3A、U3B
9
集成电路
CD4511
1
U4
10
集成电路
NE555
1
U5
11
七段数码管
D5611
1
12
按钮开关
5
S1-S5
常开
13
集成电路插座
14脚插座
2
14
集成电路插座
16脚插座
2
15
印制电路板
1
三、工作原理
清除控制
抢答开关锁存电路II瓯酬路「显示电路
CP脉冲
电路中S5为常开按钮，当按钮断开时允许抢答，当按钮闭合时禁止抢答，并使抢答锁存电路清零，S1・S4为四个常开开关，竞赛者每人一个开关。
锁存电路用一个4D触发器74LS175和一个双4输入与非门CD4012组成，当某一个开关首先按下时，锁存电路被触发，在输出端产生相应的开关信号，为防止其他开关随后触发，最先产生的输出信号将触发器锁定。
如多个开关同时按下，则他们之间存在随机竞争，结果是他们中产生一个有效输出。
编码电路使用4・2输入与非门CD4011,将触发器输出的信号编成相应的8421BCD码，七段译码电路由CD4511组成，驱动七段数码管将抢答成功的选手编号显示出来。
CP脉冲由NE555产生，产
生约1.1KHz的CP脉冲信号。
四人抢答器的工作过程如下：
（1）清零
接通电源后，支持人按下“清零”开关S5,4D触发器CD40175清零，抢答器处于静止状态，因为CD40175的输出端（3、6、11、14）引脚输出1,则与非门U3A和U3B构成的与门输出1,打来控制门U3A,允许时钟信号（CP）进入CD40175；由于CD4511的2脚接CD40175的15脚输出为0,而CD4511的6脚始终接地，则CD4511的输入端DCBA=0000,七段数码管显示0,完成清零。
（2）抢答
当主持人宣布开始抢答时，松开开关S5,允许抢答，当S1・S4的任意一个开关按下时，例如S2,即D2=1,则第二个触发器的2Q输出1,U2A和U2B构成的与门出输出0,封锁U3A,CP脉冲不能进入，触发器就不能翻转，将只锁定S2信号，此时经与非门U3B组成的
译码器输出10,CD40175的15脚任然为0,此时译码器CD4511的DCBA=0010，译码显示2.
NE555P构成多谐振荡器，产生频率约为1.1kHz的矩形波，作为CD40175的时钟脉冲CP信号。
1•相关集成电路引脚功能和真值表
CD40175
ClOftQ1601P2w曲
TopView
CD4011
CD4012
A
B
C
D
NC
VSS
CD4511
输
入
%
出
LE
El
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c
A
4
b
c
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字
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0
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0
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I
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1
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0
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0
1
i
0
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0
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1
0
0
1
0
1
I
3
I
1
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1
2
0
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1
0
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1
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1
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1
0
0
I
3
0
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1
10
1
0
O
0
I
I
0
0
1
1
4
0
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1
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1
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1
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0
1
1
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0
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1
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0
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1
1
1
1
6
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i
1
0
1
1
1
1
1
L
0
0
0
0
7
0
I
1
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0
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0
0
t
1
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0
0
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0
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1
A刹F
1
i
!
X
NE555
V|DD
七段数码管
f
3
b
9
e
c
IP
d
■
fCOMab
@Cumcdp
2.PCB电路板图
*5V
abed
0①
四、组装调试说明
根据元器件清单，清单元件。
和NE555引脚图
•识别集成电路CD40175、CD4012、CD4011、CD4511x与实物•利用万用表对阻容元件进行检测。
按原理图进行组装，电路焊接工艺要求如下
・电阻采用卧式贴板焊接
・集成电路插座采用贴板焊接
•按钮开关采用贴板焊接
・电容采用立式贴板焊接
焊接中要注意焊点要光亮，不能虚焊，连焊，错焊，漏焊，铜箔脱落，同时还要注意焊锡要适量,不要太多。
如果引脚比好焊，应先给引脚镀锡，保证可焊性。
焊完之后将引脚减掉。
保留引脚焊点高度0.5-1mm.电路装配整齐，电源导线符合长度，位置要正确。
调试电路
电路安装完成后，将经过测试仪判定性能的数字集成电路按引脚标志插入到插座中，检查无误后，进行如下操作
⑴使用+5V和・5V双电源。
将+5V和・5V分别接到J2相应端子上。
（2）被测信号，被测信号Ux可以取自
注意事项
由于使用了CMOS集成电路，在测试中要遵守CMOS集成电路的使用规范，有条件最好带上防静电手环。
所有设备有良好接地。
工作台要绝缘良好。
在使用万用表和示波器时，要找好测试点，不能和其他引脚短路。
四人抢答器测试表
开关状态
CD4012
CD4511
CD40113脚
S5
S1-S4
1脚
13脚
2脚
1脚
7脚
波形
按下
任意
松开
S1抢答成功
S2抢答成功
S3抢答成功
S4抢答成功
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