八位抢答器课程设计.docx
《八位抢答器课程设计.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《八位抢答器课程设计.docx（18页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
八位抢答器课程设计
八位抢答器课程设计
贵州航天职业技术学院
电
子
技
术
课程设计
姓名:
阳涢
班级：
11级飞行器电子装配技术
学号：
A113GZ042050102
指导教师：
鞠雨霏
2011年12月
摘要
随着社会的不断进步,电子技术也飞速的向前发展。
特别是大规模集成电路的发展,把我们带进了电子化时代。
作为大学生的我们，更需要加强实践能力的培养。
课程设计在一定程度上反映了我们对理论知识的理解程度，是理论与实践的桥梁。
它不仅能锻炼我们的动手能力，而且能够培养我们对问题的思考能力以及对知识的进一步了解。
这次综合课程设计中，我们制作了八位抢答器。
能够实现抢答器功能的方式有多种，本节介绍一种利用51单片机作为核心部件进行逻辑控制及信号产生的八路抢答器。
近年来，随着单片机档次的不断提高，功能的不断完善，其应用日趋成熟，应用领域也日趋扩大。
本次课程设计我们做的是八路抢答器，我们采用HCF4511单片机实现抢答功能，性能更稳定，更易操作调试。
八位智力竞赛抢答器是一个可供八个参赛组进行智力竞赛的电气装置，该装置由主体电路与扩展电路组成。
优先编码电路、锁存器、译码电路将参赛组的输入信号在显示器上输出；用控制电路的主持人开关启动报警电路，以上两部分组成主体电路、通过定时电路和译码电路将秒脉冲产生的信号在显示器上输出实现计时功能，构成扩展电路。
本文详细介绍了抢答器的设计方案、功能、及在设计过程中所做的改进。
设计要求
1要求：
（1）抢答器能够同时供八名选手或八个代表队参加比赛，分别用八个按钮S1~S8表示。
（2）该电路中需设置一个系统清除和抢答控制开关S9，该开关由主持人控制。
当主持人宣布比赛开始时，按下按钮，同时系统做出相应的反应，提示选手计时开始，开始抢答。
（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，并且优先抢答选手的编号一直保持到系统清零为止。
（4）参赛选手在设定的时间内进行抢答，抢答有效，定时器停止工作，显示器上显示选手的编号和抢答的时间，并保持到主持人将系统清零为止。
如果定时时间已到，在此过程中尚无人抢答，则表示该次抢答无效，系统清0并禁止抢答，最后定时显示器上显示0，并保持不变。
2目的：
（1）熟悉集成电路的引脚安排。
（2）掌握各芯片的逻辑功能及使用方法。
（3）了解覆铜板结构及焊接方法。
（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。
工作原理
1：
电路原理图框图
八位抢答器的原理框图
由上图所示为电路框图。
其工作原理为：
接通电源后，主持人将开关拨到“清除”状态，抢答器处于禁止状态，编号显示器灭灯，定时器显示设定时间；主持人将开关置，“开始”状态，宣布“开始”抢答器工作。
选手在定时时间内抢答时，抢答器完成：
优先判断、编号锁存、编号显示、扬声器提示。
当一轮抢答之后，定时器停止、禁止二次抢答。
如果再次抢答必须由主持人再次操作“开始、停止”状态开关。
2：
八路抢答器总电路图
由总电路所示当主持人控制开关处于“清零”位置时RS触发器的R端为低电平输出端4Q1Q全部为低电平。
于是HCF4511的BI=0显示器灭灯HCF4511的选通输入端ST=074LS148处于工作状态此时锁存电路不工作。
当主持人将开关拨到“开始”位置时优先编码电路和锁存电路同时处于工作状态既抢答器处于等待工作状态等待输入端S1.S2.S3.S4.S5.S6.S7.S8输入信号当有选手将键按下时如按下S5HCF4511的输出Y2Y1Y0=010YEX=0经RS锁存器后CTR=1BI=1此时HCF4511处于工作状态4Q3Q2Q=101经7HCF4511译码后显示器显示出“5”。
此外CTR=1使HCF4511的ST端为高电平HCF4511处于禁止工作状态封锁了其它按键的输入。
当按下的键松开后HCF4511的YEX高电平但由于CTR维持高电平不变所以HCF4511仍处于禁止工作状态其它按键的输入信号仍不会被接受。
这就保证了抢答者的优先性以及抢答电路的准确性。
当优先抢答者回答完问题后主持人操作控制开关S使抢答电路复位以便进行下一轮抢答。
工艺流程图（Ⅰ）
产品名称
八路数字抢答器
名称
产品图号
图号
旧底图总号
底图总号
拟制
阳涢
审核
日期
签名
标准化
第1页共1页
更改标记
数量
更改单号
签名
日期
批准
描图:
描校:
装配工艺过程卡片
产品名称
八路数字抢答器
名称
元器件装配
产品图号
图号
装入件及辅助材料
工作地
工序号
工种
工序（步）内容及要求
设备
及
工装
工时定额
序号
代号、名称、规格
数量
1
电阻
15
寝室
1
贴片
注意引脚的焊接
电烙铁
22分钟
2
发光二极管
7
寝室
2
贴片
注意正负极之分
电烙铁
15分钟
3
三极管
1
寝室
3
贴片
注意引脚的焊接
电烙铁
5分钟
4
二极管
14
寝室
4
贴片
注意正负极之分
电烙铁
15分钟
5
集成电路4511
1
寝室
5
贴片
注意芯片的正反及
电烙铁
8分钟
6
控制开关
9
寝室
6
贴片
注意引脚焊接
电烙铁
15分钟
7
电源插座
1
寝室
7
贴片
注意电源与地的正方
电烙铁
5分钟
8
装飞线
2
寝室
8
焊接
注意焊接！
避免造成虚焊或漏焊
电烙铁
3分钟
旧底图总号
底图总号
拟制
阳涢
审核
日期
签名
标准化
第1页共1页
更改标记
数量
更改单号
签名
日期
批准
描图:
描校:
工艺说明
名称
画PCB电路图
编
号
1
图号
每根据总工作原理图用Protel99SE在电脑上吧PCB板图画好，把画好的图打印出来；但是在画的过程中要注意根线的连接，看看是不是有线路短路或者短接，在此过程中一定要细心。
不然画错了打错来的图就不能用，以至于整个线路板前功尽弃。
旧底图总号
底图总号
拟制
阳涢
审核
日期
签名
标准化
第1页共5页
更改标记
数量
更改单号
签名
日期
批准
描图:
描校:
工艺说明
名称
PCB板的制作
编
号
2
图号
把打印好的图把覆铜板包好，在包的过程中要注意线路一定要在覆铜板上不要外漏，然后用电熨斗把线路熨在覆铜板上，等温度降低以后将他放在已经兑好二氯化铁的水中侵蚀。
在侵蚀的过程中要慢慢的摇动盆子，这样会提高侵蚀效率。
等它侵蚀好以后用清水把板子洗干净，在用纱布把板子擦一遍，最后涂上松香。
旧底图总号
底图总号
拟制
阳涢
审核
日期
签名
标准化
第2页共5页
更改标记
数量
更改单号
签名
日期
批准
描图:
描校:
工艺说明
名称
PCB板的打孔
编
号
3
图号
在我画的图当中有两根飞线。
把已经涂好松香的板子放在台钻上进行打孔。
首先在打孔的时候要注意安全。
（1）不要戴手套,
（2）女生一定要把头发扎好，不要披头散发；在打孔的时候要注意吧电路板放好用手固定住，不要移动，以免钻头把线路钻段。
还有注意的是钻头要和画好的焊盘匹配，不要太大也不要太小，以免出现不必要的麻烦。
旧底图总号
底图总号
拟制
阳涢
审核
日期
签名
标准化
第3页共5页
更改标记
数量
更改单号
签名
日期
批准
描图:
描校:
工艺说明
名称
焊接
编
号
4
图号
在焊接的时候要注意电子元器件装配顺序是从小到大，从矮到高，从中间到四周。
安装顺序是
（1）电阻，
（2）发光二极管，（3）三极管，（4）二极管，（5）集成电路4511，（6）控制开关，（7）插座；为了使制作出来的抢答器能够准确的实现其功能，应先准确地处理元件，比如：
用万用表对元器件的、进行测量，对有正负极的元器件更要仔细检查，焊接前后都要进行测量；然后在放在相应元器件位置，在确保准确无误后再焊接。
为了便于检查，在焊接时候注意将字符露出来。
在焊接时，加热时间要恰好，以免烫坏元件。
焊接完后检查焊点是否出现虚焊、短焊和错焊。
在焊接的时候还要注意检查线路，如果有线路断开的地方一定要用焊锡吧线路接好。
不然会导致不通电。
旧底图总号
底图总号
拟制
阳涢
审核
日期
签名
标准化
第4页共5页
更改标记
数量
更改单号
签名
日期
批准
描图:
描校:
工艺说明
名称
调试
编
号
5
图号
调试前；
在通电测试之前，必须认真检查电路连线是否正确，对照电路图按照一定顺序逐级检测，特别要注意电源线是否连接正确，二极管是否接反，观察焊点是否虚焊。
通电调试：
调试时；
（1）当接通电源后观察发光二极管是否发亮，观察是否有不亮的发光二极管；按下S1~S8观察发光二极管的显示是否正常，按下S9观察发光二极管是否能够清零；
（2）当接通电源后发光二极管没有发亮的话那就要拿万用表进行测量；当二极管的显示不正常时用万用表对不亮的发光二极管的线路进行测量，同样，S9清零开关没有作用时，也要用万用表对其线路进行测量；
调试完毕：
八路数字抢答器实现功能，按下不同的开关，数码显示器显示相应的数字（S1~S8）,S9实现清零。
旧底图总号
底图总号
拟制
阳涢
审核
日期
签名
标准化
第5页共5页
更改标记
数量
更改单号
签名
日期
批准
描图:
描校:
工序控制点明细表
产品名称
八路数字抢答器
产品图号
序号
零部整件
工序
各称
工序号
控制点
名称
控制点
编号
质量特
性值
特性分类
管理
手段
备注
图号
名称
关键
重要
一般
1
发光二极管
1
发光二极管的焊接
1
高
✓
严格检测
2
二极管
2
发光二极管的焊接
2
高
✓
严格检测
3
CD4511
3
CD4511的焊接
3
中
✓
普检
旧底图总号
底图总号
拟制
阳涢
审核
日期
签名
标准化
第1页共1页
更改标记
数量
更改单号
签名
日期
批准
描图:
描校:
工序控制点操作指导卡片
产品名称
八路抢答器
名称
发光二极管
产品图号
图号
工作地
教室
工序号
1
工序名称
二极管
控制点编号
设备名称及型号
工装名称及编号
序号
控制项目
控制内容
1
极性
极性是否装错
2
热损坏
焊接时过热导致发光二极管损坏
工序控制点
操作规范
序号
名称
特性值
特性
分类
测量工具
自检频次
控制方法
工步号
工步内容及要求
备注
关键
重要
一般
1
发光二极管
高
✓
万用表
万用表检查
1
万用表检测极性
2
对照电路图焊接
3
焊接好后再次用万用表检测
旧底图总号
底图总号
拟制
阳涢
审核
日期
签名
标准化
第1页共3页
更改标记
数量
更改单号
签名
日期
批准
描图:
描校:
工序控制点操作指导卡片
产品名称
八路抢答器
名称
发光二极管
产品图号
图号
工作地
教室
工序号
2
工序名称
二极管
控制点编号
设备名称及型号
工装名称及编号
序号
控制项目
控制内容
1
极性
极性是否装错
2
热损坏
焊接时过热导致二极管损坏
工序控制点
操作规范
序号
名称
特性值
特性
分类
测量工具
自检频次
控制方法
工步号
工步内容及要求
备注
关键
重要
一般
2
二极管
高
✓
万用表
万用表检测
1
万用表检测极性
2
对照电路图焊接
3
焊接好后再次用万用表检测
旧底图总号
底图总号
拟制
阳涢
审核
日期
签名
标准化
第2页共2页
更改标记
数量
更改单号
签名
日期
批准
描图:
描校:
工序控制点操作指导卡片
产品名称
八路抢答器
名称
集成电路
4511
产品图号
图号
工作地
教室
工序号
3
工序名称
集成电路
控制点编号
设备名称及型号
工装名称及编号
序号
控制项目
控制内容
1
极性
极性是否装错
2
短接
焊接时焊锡过多导致5411短接
工序控制点
操作规范
序号
名称
特性值
特性
分类
测量工具
自检频次
控制方法
工步号
工步内容及要求
备注
关键
重要
一般
2
集成电路
中
✓
万用表
万用表检测
1
万用表检测极性
2
对照电路图焊接
3
焊接好后再次用万用表检测
旧底图总号
底图总号
拟制
阳涢
审核
日期
签名
标准化
第3页共3页
更改标记
数量
更改单号
签名
日期
批准
描图:
描校:
总结
通过这次课程设计，我学深化了以前的许多知识。
本次课程设计重在培养学生的自主设计能力和对重点知识的掌握，是以前所学知识的一个浓缩，具有很强的代表性、实践性、和理论性。
本设计着重讲述了抢答器的工作过程和实验原理。
在论述实验原理的过程中，分批次地讲述了个单元电路工作原理以及完成的功能。
结合本设计的内容，指出了各单元电路的设计方法和意义，以及如何进行抢答控制。
本次实验设计查询了许多有用的资料，包括芯片的逻辑功能及其拓展原理，最后拟定了两个实验方案，再设计出相应的电路结构。
通过仿真电路检验和论证以及对电路的实现的难易程度的综合考虑，最后的选出了该实验电路方案。
我们知道，电路设计是一个很灵活的东西，它反映了你解决问题的逻辑思维和创新能力。
它才是一个设计的灵魂所在。
因此在整个设计过程中大部分时间是用在单元电路的理解和设计上面。
这次实验，我受益颇多，不仅使理论知识得到了提升，加深了对逻辑门控制电路的理解，而且还有亲身实践的机会，使理论知识和实验严密地嵌合在一起，不仅丰富了理论知识，而且还提高了自己的动手能力。
当然，在设计过程和连线过程中，发现了不少问题，也检测出了原来理论知识不够的瑕疵，因此，在今后的学习路上，我一定会去努力强化自己的理论水平，提高自己的能力。
我感受到了团队的力量学会了互助的精神，从而提高自己的修养。
非常感谢自己的队员的协助，使得我顺利的完成了预期的目标
升级会员 