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1、电子课程设计报告4511 型八路数显抢答器学生姓名： 专 业： 班 级： 学号： 指导教师： 同组成员： 时 间：第一章 绪论1.1 关于 4511 型数显抢答器 八路智能抢答器主要由数字优先编码电路、锁存 / 译码/ 驱动电路于一体的 CD4511 集成电路、数码显示电路和报警电路组成。优先编码电路、 CD4511 集成电路将参赛队 的输入信号在数码显示管上输出， 用报警电路对时间进行严格控制， 这样就构成了八路 智能抢答器电路。八路数字抢答器电路包括抢答，编码，优先，锁存，数显，复位及抢答键。抢答器 数字优先编码电路由D1-D12组成，实现数字的编码。CD4511是一块含BCD-7段锁存/
2、 译 码/驱动电路于一体的集成电路。抢答器报警电路由 NE555接成音多谐振荡器构成。 抢答器数码显示电路由数码管组成，输入的 BCD码自动地由CD4511内部电路译码成十 进制数在数码管上显示。1.2 选题的目的和意义通过这次课程设计 ,让我了解到了八路智能抢答器的结构组成和工作原理，同时了 解焊接的方法和技巧。1.3 课题研究的内容八路智能抢答器是采用了 CD4511集成芯片来实现功能要求的，在抢答过程中，每 个选手都有一个抢答按钮。 在主持人按下复位键宣布抢答开始的时候， 选手就开始进行 抢答，在指定时间内选手进行抢答， 数码显示屏上会显示最先抢答选手的编号。如果主 持人没有按下开始键而
3、选手就抢答视为犯规， 数码显示屏显示犯规者的编号， 扬声器持 续发生。主持人可按复位键，新一轮抢答开始。第 2 章 抢答器的系统概述2.1 系统的主要功能简介4511型八路数显抢答器的主要功能有如下三点：1. 可同时供 8 名选手参加比赛，其相应的编码分别是 0、1、2、3、4、5、6、7，各 用一个抢答按钮，按钮的编号与选手的编号相对应。2. 给主持人设置一个控制开关，用来控制系统的清零（编号显示数码管灭灯）和抢 答的开始。3. 抢答器具有数据锁存和显示的功能。抢答开始后，若有选手按动抢答按钮，编号 立即锁存，并在LED数码管上显示出选手的编号。2.2 抢答器的工作过程1、开始上电之后，主持
4、人按复位键，抢答开始。如有选手按下抢答键，报警电路会 发出讯响声，并且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。总而言之， 本课题利用简单逻辑数字电路设计了智能抢答器， 该抢答器具有基本的 强大功能，提高了系统的可靠性、简化了电路结构、节约了成本，但是此抢答器功能还 不够强大，还有很多功能无法实现，需要我们继续学习和研究。第 3 章 抢答器的单元电路设计八路智能抢答器主要由数字编码电路、译码 优先 锁存驱动电路、数
5、码显示电路和 报警电路组成。现简单介绍八路智能抢答器设计中的各单元电路的设计的情况。3.1 抢答器设计中的数字编码电路参考电路如图 3-1 所示， S1S8 组成 18 路抢答器， D1 D12 组成数字编码器。 该电路完成的功能是：通过编码二极管编成 BCD 码，将高电平加到 CD4511 所对应的 输入端。从CD4511的引脚可以看出，引脚6, 2, 1, 7分别为BCD码的D、C、B、 A位（D这高位，A为低位，即D、C、B、A分别代表BCD码8、4、2、1位）。工作过程：当电路上电,主持人按下复位键,选手就可以开始抢答。当选手 1 按下S1抢答键，高电平通过编码二极管D1加到CD451
6、1集成芯片的7脚（A 位），7脚为高 电平，1、2、6脚保持低电平，此时CD4511输入BCD码为“ 0001”；当选手2按下S2 抢答键，高电平通过编码二极管 D2加到CD4511集成芯片的1脚（B位），1脚为高电 平， 2、 6、 7 脚保持低电平，此时 CD4511 输入 BCD 码为“0010”；当选手 3 按下 S3 抢答键，高电平通过编码二极管 D3、D4加到CD4511集成芯片的1、7脚（B、A位）， 1、7脚为高电平，2、6脚保持低电平，此时CD4511输入BCD码为“ 0011”；当选手4 按下S4抢答键，高电平通过编码二极管 D5加到CD4511集成芯片的2脚（C位），2
7、脚为高电平， 1、 6、 7脚保持低电平，此时 CD4511 输入 BCD 码为“0100”；当选手 5 按下S5抢答键，高电平通过编码二极管 D6、D7加到CD4511集成芯片的2、7脚（C、 A位），2、7脚为高电平，1、6脚保持低电平，此时 CD4511输入BCD码为“ 0101”； 当选手6按下S6抢答键，高电平通过编码二极管 D8、D9加到CD4511集成芯片的1、 2脚（B、C位），1、2脚为高电平，6、7脚保持低电平，此时CD4511输入BCD码为“ 0110;当选手7按下S7抢答键，高电平通过编码二极管 D10、D11、D12加到CD4511 集成芯片的1、2、7脚（B、C、A
8、位），1、2、7脚为高电平，6脚保持低电平，此时 CD4511输入BCD码为“ 0111”；当选手8按下S8抢答键，高电平加到CD4511集成 芯片的6脚（D位），6脚为高电平，1、2、7脚保持低电平，此时CD4511输入BCD 码为“ 1000”。输入的BCD码就是键的号码，并自动地由 CD4511内部电路译码成十进 制数在数码管上显示。 ILJL 5 MI I i J HFaQ def _a-& hlS S3 二a ? I 3 4 h- I I图3-1数字编码系统电路图4-1数字编码系列电路1输入输出S1 S2 S3 S4 S5 S6 S7 S8D C B A1 0 0 0 0 0 0 0
9、0 0 0 10 1 0 0 0 0 0 00 0 1 00 0 1 0 0 0 0 00 0 1 10 0 0 1 0 0 0 00 1 0 00 0 0 0 1 0 0 00 1 0 10 0 0 0 0 1 0 00 1 1 00 0 0 0 0 0 1 00 1 1 10 0 0 0 0 0 0 11 0 0 0表3-1数字编码电路功能真值表3.2抢答器设计中的译码/优先/锁存电路CD4511是一个用于驱动共阴极 LED(数码管)显示器的BCD码一七段码译码器， 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。CD4
10、511是一片CMOS BCD 锁存/7段译码/驱动器，引脚排列如图3-2-1所示。 其中A、B、C、D为BCD码输入，a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。 ag是7 段输出，可驱动共阴LED数码管。另外，CD4511显示数“ 6”时，a段消隐；显示数 “9”时，d段消隐，
11、所以显示 & 9这两个数时，字形不太美观。(1) 、CD4511的引脚图汁149 W :i 121Vnn E f d c bC D 4 5 1 1尸 孚 gE H A 密J 4552175图3-2-1 CD4511的引脚图各引脚的名称：其中7、1、2、6分别表示BCD码的A、B、C、D位；5、4、3 分别表示 LE、BI、LT; 13、12、11、10、9、15、14 分别表示 a、b、c、d、e、f、g; 上边的引脚表示输入，下边的引脚表示输出；还有两个引脚 & 16分别表示的是VDD、 VSS。其功能介绍如下：BI: 4脚是消隐输入控制端。当BI=0时，不管其它输入端状态如何，七段数码管
12、均处于熄灭(消隐)状态，不显示数字。LT: 3脚是测试输入端。当BI=1，LT=0时，译码输出全为1,不管输入DCBA状 态如何，七段均发亮，显示“ 8”。如果该端为低电平，则译码器输出全为高电平，该端 拥有最高级别权限，只要它为0,既有上述现象，而与其余所有输入端状态无关。这一 功能主要用于测试目的，因此正常使用中应接高电平。LE: 5脚是锁定控制端。当BI、LT为1时，若该端为高电平，则加在 A、B、C、 D端的外部编码信息不能进入译码，所以译码器的输出状态保持不变；当 LE=0时，则 A、B、C、D端的BCD码一经改变，译码器就立即输出新的译码值。A、B、C、D :为 8421BCD 码
13、输入端。a、b、c、d、e、f、g：为译码输出端，输出为高电平1有效。（2）、译码驱动功能编码器实现了对开关信号的编码，并以BCD码的形式输出，为了将输出的BCD码 能够显示出来，需要用译码显示电路，选择常用的七段译码显示驱动器 CD4511作为译 码电路。CD4511真值表如图3-2-4所示。CD4511译码用两级或非门担任，为了简化线路，先用二输入端与非门对输入数据 B、C进行组合，得出四项，然后将输入的数据 A、D一起用或非门译码。CE4J11真值表!toiputt0u1pu1LsinDcGAabcd些fgXX0XXXX111111ieXGiXXXX0000000Q1iflQQ01111110Q0t100414110000101i001011011012011001111110Gi30110t00011001i401i0tQ11Q11011501i0I1)001111ie0110111110Q00701i10fl01111i11g01i10011110011g01110ja0000Q000t11Q114Q000Q01i1t00000000001111fl1000Q000011111000000000ti1t110Q00000111XXXXii图3
