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1、 四川信息职业技术学院毕业设计说明书(论文)四川信息职业技术学院毕业设计说明书(论文)设计题目 八路抢答器设计 专 业: 微电子技术 班 级: 微电08-1班 学 号: 0865048 姓 名: 指导教师: 二一年七月十日2 四川信息职业技术学院毕业设计任务书学 生姓 名 学号0865048班级微电08-1专业微电子技术设计题目八路抢答器的设计指导教师姓名职 称工作单位及所从事专业联系方式备 注罗凌讲师/工程师四川信息职业技术学院电子工程系/电子技术应用15883979908设计内容：本设计完成八路数字抢答器的设计，是由 SS开关阵列组成，当其中一人按下开关时，在LED上显示它的序号，且在LE
2、D上显示其抢答时间，若其中无一人抢答时报警电路不发出声响显示为零。该电路主要由八路抢答控制开关和主持人开关启动电路以及编码电路，译码与锁存显示电路和报警电路组成。设计任务：1完成电路设计方案的选择并设计电路；2整机电路原理分析并正确选择电路元件；3绘制整机电路原理图并进行电路仿真或实物制作；4撰写较详细的设计说明书。进度安排：134周：消化课题，收集相关资料，选择参考方案；256周：初步确定设计方案并熟悉部分器件的用途；379周：划分功能模块，设计单元电路；41012周：分析电路原理，基本完成设计过程，撰写设计说明书初稿；51315周：修改、完善并调试设计电路，进行电路仿真或实物制作；6161
3、7周：按毕业设计的各项要求整理设计说明书并修改、完善，检查定稿；718周：熟悉设计全过程，准备答辩。参考文献1邱寄帆、唐程山数字电子技术北京人民邮电出版社；20052黄永定电子线路实验与课程设计北京机械工业出版社；20053谢自美电子线路设计实验测试武汉华中科技大学出版社；20064高建新、雷少刚电子技术实验与实训北京机械工业出版社；20065张有礼、韩爱娟电子技术综合实训北京师范大学出版社；20056唐程山数字电子技术北京人民邮电出版社；2005审批意见教研室负责人：年 月 日备注：任务书由指导教师填写，一式二份。其中学生一份，指导教师一份。目录摘要1第一章绪论2第二章设计方案32.1方案选
4、择32.2抢答器的组成框图32.3本设计任务及要求42.4系统主要功能4第三章单元电路设计53.1抢答电路设计53.1.1电路设计及工作原理53.1.2元器件的选择63.2锁存译码显示电路83.2.1电路的设计及工作原理83.2.2元器件的介绍103.3报警电路123.3.1电路的设计及工作原理123.3.2元器件的介绍14第四章整机电路174.1整机电路原理图174.2整机电路的工作原理17第五章仿真与调试195.1Proteus的介绍195.2电路的仿真20总结22参考文献23附录 1 元器件明细表24摘要电子产业在人们的生活中发挥着越来越重要的作用，电子技术得到了突飞猛进的发展，各种电子
5、产品的功能质量也日臻完善。其中，抢答器被广泛地应用于企事业和商业部门，是为各种知识竞赛，文娱活动提供公正、客观和快速裁决的一种常用电子设备。在人们的娱乐生活中，电子抢答器是必不可少的设备之一。但是，传统的抢答器一般准确性与可靠性不高，而且产品体积大，安装维修困难数字电路是用数字信号完成对数字量进行算术运算和逻辑运算的电路。用它设计电路实现简单，系统可靠集成度高、体积小、功耗低，而且电路的设计、维修、维护灵活方便。随着集成电路技术的高速发展，数字逻辑电路的集成度越.来越高。本设计完成八路数字抢答器的设计，当其中一人按下开关时，在LED上显示它的序号，若其中无一人抢答时报警电路不发出声响显示为零。
6、该电路主要由八路抢答控制开关和主持人开关启动电路以及编码电路，译码与锁存显示电路和报警电路组成。关键字 抢答；译码；锁存；报警第24页 第一章绪论21世纪随着信息时代的到来竞争日益激烈，选拔人才，评选优胜，数字电子技术已经广泛地应用于计算机，自动控制，电子测量仪表，电视，雷达，通信等各个领域。例如在现代测量技术中，数字测量仪表不仅比模拟测量仪表精度高，功能高，而且容易实现测量的自动化和智能化。随着集成技术的发展，尤其是中，大规模和超大规模集成电路的发展，数字电子技术的应用范围将会更广泛地渗透到国民经济的各个部门，并将产生越来越深刻的影响。随着现代社会的电子科技的迅速发展，要求我们要理论联系实际
7、，通过对数字电路的设计，熟练掌握设计的方法、步骤。本课题设计了一种采用数字电路制作的多功能数字抢答器，它除了具有基本的抢答功能之外，还具有报警的功能，和数显的功能，抢答器一般是在单位团体的专业知识竞赛中使用，其主要功能大体可分为三种：（1）主持人可以控制系统的清零与抢答开始。（2）抢答器具有数据锁存与显示和报警的功能。（3）每名选手有一个抢答按钮，按钮的编号与选手的编号相对应，抢答器具有第一个抢答信号的鉴别和数据锁存、显示的功能。在现在科技进步的世界里,无论工厂、学校和电视台所举办的节目都可能会有各种智力竞赛,当遇到抢答环节时,如果要求主持人自己去用肉眼观察那一个选手抢答的速度最快无疑会对比赛
8、结果造成很大的影响,使比赛失去了公平和公正性。知识竞赛之类的活动愈加频繁，为了准确，公平，直观的判断出第一抢答者。我所设计的抢答器为八路抢答器与传统抢答方式相比不需要人干预的特点。它不仅能够准确判断，而且运用了现代电子产品的高准确性来保障抢答的公平性。第二章设计方案2.1方案选择制作抢答器可以采用多种设计方案，可以用单片机来完成，它的功能强大制作简单，并且外围的元件也很少；也可以用PLC来实现，他的制作也是比较简单；最后也可以用数字电路来实现，它的原理比较简单，集成块的价格也比较便宜且很容易购买，与我们学完的数字电路联系紧密，能将我们所学知识用于实际，对巩固所学知识有重要意义，用了一些成型电路
9、，如NE555标准秒脉冲电路等，使总体方案易于实现。因此在此设计过程中我采用基于数字电路的八路抢答器。2.2抢答器的组成框图抢答器的组成框图如图2-1所示。它主要由三部分组成，分别是优先编码电路、锁存与译码显示电路和报警电路。即主持人说抢答开始时，选手按抢答按钮，能够显示第一个按按钮的选手的编号，同时报警电路给予报警，并封锁输入电路禁止其他选手抢答。此过程都是由节目主持人操作控制电路控制完成。图2-1抢答器的组成框图抢答按钮和优先编码电路的主要作用是对抢答选手的编号进行编码，立即分辨出抢答者的编号。主持人控制开关主要起到一个复位、清除的作用，使显示器重新显示为0。所以当一轮抢答结束后，必须由主
10、持人按下复位开关使其电路复位，方可再次抢答；控制电路、锁存电路、译码电路和显示电路则构成了锁存与译码显示电路。这部分电路的主要作用是对编码以后的按键号进行锁存，避免其他选手再次抢答，同时译码并显示该按键号。报警电路的主要作用是当有人抢答时发出声响给予主持人以提示。2.3本设计任务及要求任务：设计一个供8名选手参加八路抢答器。2.4系统主要功能我所设计电路的主要功能是：可同时8名选手参加比赛，他们的编号分别是1，2，3，4，5，6，7，8，各用一个抢答按钮，按钮的编号与选手的编号相对应，分别是S1，S2，S3，S4，S5，S6，S7，S8节目主持人设置一个控制开关，用来控制系统的清零和抢答的开始
11、。数字抢答器应具有数码锁存、显示功能。抢答开始后，若有选手按动抢答按钮，编号立即锁存，并在LED数码管上显示选手的编号，同时扬声器给出音响提示。此外，要封锁输入电路，禁止其他选手抢答。优先抢答选手的编号一直保持到主持人将系统清零为止。第三章单元电路设计3.1抢答电路设计3.1.1电路设计及工作原理1抢答电路原理图如图3-1所示：图3-1抢答电路2电路的工作原理：电路由八组阵列快关S1S8组成。和主持人控制开关S组成。以及D112十二个二极管和芯片4511组成。抢答电路的功能是能够分辨出选手按按钮的先后，供锁存电路用，其电路组成。在图3-1中，当接通电源时，开关S1S8均处于打开状态等待4511
12、的输入端（1-7端）输入信号。当有选手将按钮按下时（如按下5），4511的输入端进行编码即ABCD=0101，经4511内部BCD转换，得到QAQBQCQDQEQFQG=1011011经译码后，显示器上显示出“5”。当优先抢答者回答完问题后，由主持人操作控制开关，使抢答电路复位，以便进行下一轮抢答。电路工作即抢答器处于等待工作状态在图3-1中，当接通电源时，开关1-8均处于打开状态。3.1.2元器件的选择1开关阵列S1S8作用是：接受电源电压产生一个高电平，供二极管正向导通所提供的导通电压。2二极管二极管的应用范围很广，主要都是利用它的单向导电性，可用于整流、检波、限幅、元件保护以及在数字电路
13、中用作开关元件等。二极管的应用利用二极管的单向导电性主要应用作用 如下：(1)二极管的限幅电路它包括：正向限幅电路双向限幅电路。(2)低压稳压电路。(3)在摸拟电子报警器中的应用。作用是：起开关.嵌位的作用，当阴电位高于阳的电位时，二极管截止。相当于开关断开，当阳位高于阴极电位时，二极管导通，电压嵌制在0.7V。二极管还可以做续流的作用利用它的单向导电性给电容充放电。在次抢答电路中利用了二极管的单向导电性（正向偏压导通，反向偏压截至）特性。如：当一号选手抢答时，电流不会经过电阻R2和R3流向其它的抢答开关致使抢答误乱。以免导致抢答选手在抢答时数码管上显示错误选手的序号。从而失去了抢答的效果。3
14、芯片4511的介绍CC4511是BCD7段所存译码驱动器，在同一单片结构上由COS/MOS逻辑器件和n-p-n双极型晶体管构成。这些器件的组合，使CC4511具有低静态耗散和高抗干扰及源电流高达25mA的性能。由此可直接驱动LED及其它器件。LT、BI、LE输入端分别检测显示、亮度调节、存储或选通一BCD码等功能。当使用外部多路转换电路时，可多路转换和显示几种不同的信号。CC4511提供了16引线多层陶瓷双列直插（D）、熔封陶瓷双列直插（J）、塑料双列直插（P）和陶瓷片状载体（C）4种封装形式。（1）其引脚功能如下：BI：4脚是消隐输入控制端，当BI=0(LT为1时)，不管其它输入端状态如何，七段数码管均处于熄灭（消隐）状态，不显示数字。LT：3脚是测试输入端，当LT=0时，则不论其它输入状态为何，译码输出全为1，七段均发亮，显示“8”。它主要用来检测数码管是否损坏。LE：锁定控制端，当LE=0时，允许译码输出。LE=1时译码器是锁定保持状态，译码器输出被保持在LE=0时的数值。A、B、C、D分别4511的输入端。QA、QB、QC、QD、QE、QF、QG分别为4511的译码输出端
