數(shù)字四路搶答器設(shè)計方案

1、 數(shù)字四路搶答器設(shè)計方案一、設(shè)計任務(wù)設(shè)計并制作一個四路搶答器。二、設(shè)計要求1.搶答器供4人比賽用，分別有A，B，C，D表示。2.當(dāng)按下清零開關(guān)時電路復(fù)位，這時可以進(jìn)行下一輪比賽。3.搶答器具有鎖存與顯示功能。即選手按動按鈕，鎖存相應(yīng)的編號，在LCD數(shù)碼管上顯示，且蜂嗚器發(fā)出聲音。注：選手搶答實行優(yōu)先鎖存，優(yōu)先搶答選手的編號一直保持到主持人將系統(tǒng)清除為止。三、設(shè)計方案與總體設(shè)計1.本設(shè)計主要由COMS系列數(shù)字集成電路CD4511、CD4001、NE555等組成。2.其工作原理為：接通電源后，將開關(guān)撥到”清除”狀態(tài)，搶答器處于禁止?fàn)顟B(tài),編號顯示器不亮；將開關(guān)置于“開始”狀態(tài)，搶答器開始工作。在搶答

2、時，搶答器完成：優(yōu)先判斷、編號鎖存、編號顯示、蜂嗚發(fā)音。當(dāng)一輪搶答之后，如果再次搶答必須再次操作“清除”和“開始”狀態(tài)開關(guān)搶答器才能工作。四、單元電路設(shè)計1.開關(guān)、編碼電路電路中，R1、R2、R3、R4、用于分壓，當(dāng)任一開關(guān)按下時，相應(yīng)的輸出為高電平，否則為低電平。電路直接把每個開關(guān)對應(yīng)的BCD8421碼中為“1”的隔著二極管連到對應(yīng)的線上（只有一個為高電平的可省略二極管）,其中二極管的作用是防止短路。當(dāng)某個開關(guān)按下時,與它相連的輸出線將為高電平,其它輸出線為低電平,輸出既為這個開關(guān)的8421碼（BCD碼）。2.編碼表（1） 這部分電路要求將編碼電路送入8421碼,譯為十進(jìn)制數(shù)（對應(yīng)各個搶答者

3、的編號）并驅(qū)動七段數(shù)碼顯示管顯示出答題者的編號。CD4511是一塊BCD-十進(jìn)制譯碼/驅(qū)動器，并帶有鎖存埠。其引腳排列圖如圖所示：CD4511引腳排列圖：(2)顯示電路如下：3.控制電路（1）這部分電路的作用完成三個任務(wù)：一是分辨出選手按鍵的先后，并鎖存優(yōu)先搶答者的編號，同時譯碼顯示電路顯示編號；二是使其它選手按鍵操作無效；三是防止提前按鍵。（2）控制電路圖按下未按下“開始”按鈕前，CD4511BLANKING引腳為低電平，CD4511不工作，可防止搶答者提前按鍵。當(dāng)“開始”按下后，當(dāng)所有搶答者開關(guān)均未按下時，鎖存器輸出全為低電平，該信號作為鎖存器使能端LD的控制信號，使鎖存器處于等待接收觸發(fā)

4、輸入狀態(tài)；當(dāng)任一開關(guān)按下時，輸出信號中必有一路為高電平，經(jīng)邏輯或運算后U1A輸出為高電平。一但有高電平輸入，不管另一輸入端狀態(tài)如何，輸出保持高電平不變，這個電平控制CD4511鎖存端使其它按鍵操作無效。當(dāng)搶答完成后，按下“清除”按鈕強(qiáng)行使U1B輸出置零，CD4511鎖存解除，開始新一輪搶答。4.蜂嗚器發(fā)聲電路該電路主要負(fù)責(zé)當(dāng)有搶答信號輸入時，SP發(fā)出聲音以提醒其它人已經(jīng)有人先搶答了。用集成555定時器組成多諧振蕩器。當(dāng)電路剛接通時，由于電容C1上的電壓不會突變，故IC1-2腳為低電平（0V），導(dǎo)致3腳輸出高電平。 當(dāng)電源經(jīng)R1、R2對C1充電到Vc2/3Vcc時，OUT腳輸出由高變低，放電管（

5、7腳內(nèi)的VT23）導(dǎo)通，電容C1經(jīng)R2和IC1-7腳內(nèi)導(dǎo)通的VT23進(jìn)行放電，當(dāng)Vc1/3時，OUT腳輸出有低變高，電容器C1再次充電。上述過程周而復(fù)始，從而就形成了振蕩，產(chǎn)生的脈沖信號從OUT腳供使用。五、完整電路原理圖和仿真圖（1）原理圖（2）仿真圖如下：六、元器件選擇輕觸開關(guān):5個 6.00*5元IN4007 :6個 0.50*6元電阻20K :6個 電阻330 :8個電阻12K :1個電阻51K :1個電阻20 :1個 0.10*17元電容1uF :1個電容103 :1個 0.20*2元9013    :1個 1.50*1元蜂嗚器 :1個 35.00*1元50K可調(diào) :1個 3.50*1元CD4001 :1片 5.00*1元CD451