八路抢答器.docx
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八路抢答器
数字电子技术基础
课程设计
课题:
八路抢答器
学院：
电气工程与自动化
专业：
电子信息工程
班级：
0903
学号：
*************
姓名：
***
指导老师：
******
2011年12月22日
目录
摘要---------------------------------------------------------------------------2
第一章设计要求----------------------------------------------------------3
第二章系统的组成及工作原理------------------------------------------3
2.1总体框图-----------------------------------------------------3
2.2设计原理-----------------------------------------------------3
2.3元件列表-----------------------------------------------------4
2.4元件介绍-----------------------------------------------------5
2.5实验原理-----------------------------------------------------8
第三章电路实验与调试---------------------------------------------------9
第四章设计总结-----------------------------------------------------------10
摘要
竞赛中，特别是做抢答类题目的时候，在抢答过程中，为了知道哪一组或哪一位选手先答题，必须要设计一个系统完成这个任务。
抢答器作为一种工具，已广泛应用于各种智力和知识竞赛中。
但抢答器的使用频率较低，且价格昂贵，很多制作复杂，有很多不必要的环节。
作为一个单位，如果专门购一台抢答器在经济上不划算，且每年使用的次数极少，往往因为长期才存放使抢答器损坏，再购置的麻烦和及时性就会影响活动的开展，因此设计了本抢答器。
本设计是以八路抢答器为基本概念，解决了靠视觉难以判断出哪组先答题的问题。
依靠CD4511和555型时基电路及各个电阻的组合，共同完成了本设计。
抢答器可以根据抢答情况，显示优先抢答者的号数，同时蜂鸣器发声，表示抢答成功。
本设计简单，便宜，易于维修。
第一章设计要求
在许多比赛活动中，为了准确、公正、直观地判断出第一抢答者，通常设置一台抢答器，通过数显、灯光或音响等多种手段指示出第一抢答者。
（1）抢答器可同时供八名选手或者八个代表队参加比赛，分别用八个按钮S1—S8表示；
（2）设置一个系统清除和前抵达控制开关S9，由主持人控制；
（3）抢答器具有锁存和显示功能。
即选手按动按钮，锁存相应的编号，并在数码管上显示选手的号码。
选手抢答实行优先锁存，优先抢答的选手编号一直锁存到主持人清除为止。
第二章系统的组成及工作原理
2.1总体框图
2.2设计原理
该抢答器电路可同时进行八路优先抢答。
按键按下后，蜂鸣器发声，同时（数码管）显示优先抢答者的号数，抢答成功后，显示锁存，下次抢答由主持人复位。
复位后，显示清零，可继续抢答。
SB1～SB8为抢答键；SB9为复位键；CD4511是一块含BCD—7段锁存/译码/驱动电路于一体的集成电路，其中1、2、6、7为BCD码输入端，9～15脚为显示输出端，3脚（LT）为测试验出端，当"LT"为0时，输出全为1，4脚（BI）为消隐端，BI为0时输出全为0，5脚（LE）为锁存允许端，当LE由"0"变为"1"时，输出端保持LE为0时的显示状态。
16脚为电源正，8脚为电源负。
555及外围电路组成抢答器声响电路。
整个电路可以采用4.5-9V直流供电。
译码显示电路如下：
编码电路如下：
2.3元件列表
8路抢答器元件清单
名称
型号
数量
编号
瓷片电容
103
1
C1
瓷片电容
104
1
C2
电解电容
100uF/25V,47uF/16V
2
C3,C4
开关二极管
1N4148
18
D1,D2,D3,D4,D5,D6,D7,D8,D9,D10,D11,D12,D13,D14,
D15,D16,D17,D18
0.5寸共阴数码管
5011AH
1
DS1
5.08-2P接线端子
KF301-2P
1
J1
TO-92三极管
9013
1
Q1
1/4W电阻
10K
8
R1,R2,R3,R4,R5,R6,R16,R17
1/4W电阻
2K2
1
R7
1/4W电阻
100K
1
R8
1/4W电阻
300K
7
R9,R10,R11,R12,R13,R14,R15
6*6*5微动开关
6*6*5
9
S1,S2,S3,S4,S5,S6,S7,S8,S9
12mm无源蜂鸣器
12095
1
SP
集成电路
CD4511
1
U1
集成电路
NE555
1
U2
16PIC座
DIP16P
1
8PIC座
DIP8P
1
PCB板
2.4元件介绍
（1）时基电路TLC555
TLC555与NE555参数基本相同，但TLC555为COMS结构，具有温漂小、内部分布参数小等优点。
TLC555是一块时基集成电路，它可以构成多谐振荡器、单稳态触发器、施密特触发器等，是一块用途广泛的集成电路。
TLC555集成电路管脚如图2，内部等效电路如图3。
图2
图3
TLC555引脚功能简介：
1脚：
公共地端为负极。
2脚：
低触发端TRIG，低于1／3电源电压时即导通。
3脚：
输出端OUT，电流可达200mA。
4脚：
强制复位端RESET，不用时可与电源正极相连或悬空。
5脚：
用来调节比较器的基准电压，简称控制端CONT，不用时可悬空，或通过0.01μF电容器
接地。
6脚：
高触发端THRES，也称阈值端，高于2/3电源电压时即截止。
7脚：
放电端DISCH。
8脚：
电源正极VDD。
（2）CD4511BCD-7段译码驱动器
CD4511是常用的七段显示译码驱动器，它的内部除了七段译码电路外，还有锁存电路和输出驱动器部分，具有输出电流大，最大可达25mA,可直接驱动LED数码管。
CD4511由4个输入端A/B/C/D和7个输出端a~g，它还具有输入BCD码锁存、灯测试和熄灭控制功能，它们分别由锁存端LE、灯测试LT、熄灭控制端BI来控制。
引脚图如4所示，真值表如图5所示。
图4
2.5工作原理
抢答器的基本工作原理:
在上电之后，系统开始运行，在抢答过程中，会有多个信号同时或不同时送入主电路中，抢答器内部电路和CD4511集成芯片会开始工作，并识别、记录第一个号码。
在整个抢答器工作过程中，编码电路、优先\锁存\译码电路、显示电路、报警电路都会运行。
抢答器的工作流程分为正常抢答流程、主持人复位等几部分如下图所示
第三章电路实验与调试
实验步骤：
第一步：
按照原理图进行仿真。
仿真图如下：
第二步：
运行程序，检验是否可以实现设计要求。
第三步：
运行结果正确后，进行实物连接。
实物效果图,布线图如下：
第四步：
进行实物验证。
第四章设计总结
设计不仅是对前面所学知识的一种检验，而且也是对自己能力的一种提高。
下面我对本设计做简单的总结。
第一，课题的选择。
选题是设计的开端，我之前曾经考虑过设计流水灯，小音箱，但是考虑到各课题的熟悉程度最终选择了八路抢答器。
第二，设计的要求。
考虑到实际情况，本课题需要简单，实用，便宜，易于维修。
基于以上考虑最终敲定了该设计思路。
第三，设计思路。
通过网络，图书，老师的指导，和同学们的建议帮助，最终确定了给设计思路。
第四，实践。
在该过程中我先画出了电路图，仿真图，最后自己动手完成了本设计。
通过本实验我深刻的认识到实践和团队合作的重要性。
通过这次设计，我对数字电路设计中的逻辑关系等有了一定的认识，对以前学的数
字电路又有了一定的新认识，温习了以前学的知识，但在设计的过程中，依旧遇到了很多的问题。
在这次毕业设计中也使我们的同学关系更进一步了，同学之间互相帮助，有什么不懂的大家在一起商量，听听不同的看法对我们更好的理解知识，所以在这里非常感谢帮助我的同学。
在此要感谢我的指导老师，感谢老师给我这样的机会锻炼。
在整个设计过程中我懂得了许多东西，也培养了我独立工作的能力，树立了对自己工作能力的信心，相信会对今后的学习工作生活有非常重要的影响。
而且大大提高了动手的能力，使我充分体会到了在创造过程中的探索的艰难和成功的喜悦。
虽然这个项目还不是很完善，但是在设计过程中所学到的东西是这次毕业设计的最大收获和财富，使我终身受益。
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