四川信息职业技术学院毕业设计说明书(论文)
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，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，
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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。
同时译码并显示该按键号。
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。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。
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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S1~S8组成。和主持人控制开关S组成。以及D1~12十二个二极管和芯片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S1~S8均处于打开状态等待4511的输入端
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（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
S1~S8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．芯片4511的介绍
CC4511是BCD－7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
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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，输出为高电平1有效。它的逻辑功能如表3-2表所示。引脚图如图3-2所示。
图3-2 CC4511引脚图
（2）CC4511的功能表
通过了解CC4511的输入输出状态来确定编码的信号使之能够在数码管上能够正确的显示抢答选手的编号，具体见表3-1所示。
表3-1 CC4511逻辑功能表
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