1、嘉兴职业技术学院嘉兴职业技术学院 姓名：姓名：查查 曹曹 军军 班级：自动化班级：自动化 102 指导老师指导老师: 韦韦 雷雷 日期：日期：2011.10.262011.10.26 机电与汽车分院 嘉兴职业技术学院嘉兴职业技术学院 检录 一、课题设计任务及目标. 1 二、抢答器电路原理分析. 2 三、抢答器的电路设计. 5 四、课题设计体会. 7 嘉兴职业技术学院嘉兴职业技术学院 课题设计任务及目标课题设计任务及目标 一、课题学习目标：掌握基本逻辑门电路的功能，了解常 用组合逻辑点的功能，能对较复杂的组合逻辑电路进行分 析，会用门电路进行门电路设计，实现相应的逻辑功能，用 组合逻辑集成电路实
2、现较复杂的逻辑功能。 二、课题任务： 1.制订工作计划 2.识别抢答器电路原理图，明确元器件连接和电路连线 3.完成所需元器件的检测 4.画出布线图 5.根据布线图排版好元器件 6.进行焊接完成制作抢答器电路 7.完成抢答器电路功能检测和故障排除 8.完成设计报告 9.交件、验货 嘉兴职业技术学院嘉兴职业技术学院 抢答器电路原理分析抢答器电路原理分析 一、一、抢答器原理抢答器原理 编码器 译码器（CD4511） 显示（七段数码管 （按钮加二极管） 复位开关 译码器的 BI 端 LE 端 控制锁存电路 二、电路设计方案和原理说明二、电路设计方案和原理说明 抢答器电路设计抢答器电路设计 (1)抢答
3、电路的功能有两个：一是能分辨出选手按键的先后，并锁存优 先抢答者的编号， 供译码显示译码电路用； 二是要使其它选手按键操作无效。 (2)选用优先编码器 CD4511、二极管组成抢答电路。 (3)抢答电路工作原理：电路完成了基本的抢答功能，即开始抢答后， 当选手按动抢答键时，能显示选手的编号，同时能封锁输入电路，禁止其他 选手抢答。其工作原理为：接通电源后，当主持人按下复位键，宣布开始 抢答器工作。选手即可开始抢答，当选手按下抢答键后，抢答器完成：编码、 优先锁存、译码、数码显示。当一轮抢答之后，只有主持人按下复位键，才 能进行下一轮抢答，否则抢答无效。 2 2、抢答器的工作过程、抢答器的工作过
4、程 （1）开始上电之后，主持人按复位键，抢答开始。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。 3 3、CD4511CD4511 芯片的说明芯片的说明 CD4511 是一个用于驱动共阴极 LED （数码管）显示器的 BCD 码七 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。CD4511 是一片 嘉兴职业技术学院嘉
5、兴职业技术学院 CMOS BCD锁存/7 段译码/驱动器，引脚排列如图 2 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。 a g 是 7 段输出，可驱动共阴 LED 数码管。若要多位计数，只需将计数器级联，
6、每级输出接一只 CD4511 和 LED 数码管即可。所谓共阴 LED 数码管是指 7 段 LED 的阴极是连在一起的，在应用中应接地。限流电阻要根据电源电压来选 取，电源电压 5V 时可使用 300 的限流电阻。 4、CD4511 的工作原理的工作原理 （1）锁存锁存 译码器的锁存电路由传输门和反相器组成,传输门的导通或截止由控制端 LE 的电平状态。 当 LE 为“0”电平导通，TG2 截止；当 LE 为“1”电平时，TG1 截止， TG2 导通，此时有锁存作用。 （2）译码）译码 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 据 B、C 进行组合，得出、四项
7、，然后将输入的数据 A、D 一起用或 非门译码。 4、CD4511 的的 引引 脚脚 图图 (1)引脚引脚功能如下：功能如下： 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 段数码管均处于熄灭（消隐）状态，不显示数字。 嘉兴职业技术学院嘉兴职业技术学院 LT：3 脚是测试输入端，当 BI=1，LT=0 时，译码输出全为 1，不管输入入 DCBA 状态如何，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。 A1、A2、A3、A4、为
8、 8421BCD 码输入端。 a、b、c、d、e、f、g：为译码输出端，输出为高电平 1 有效。 5、CD4511 的真值表的真值表 输 入 输 出 LE BI LI D C B A a b c d e f g 显示 X X 0 X X X X 1 1 1 1 1 1 1 8 X 0 1 X X X X 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 0 0 0 1 1 0 0 0 1 0 1 1 0 0 0 0 1 0 1 1 0 0 1 0 1 1 0 1 1 0 1 2 0 1 1 0 0 1 1 1 1 1 1 0 0 1 3 0 1 1 0 1 0 0
9、 0 1 1 0 0 1 1 4 0 1 1 0 1 0 1 1 0 1 1 0 1 1 5 0 1 1 0 1 1 0 0 0 1 1 1 1 1 6 0 1 1 0 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 7 0 1 1 1 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 8 0 1 1 1 0 0 1 1 1 1 0 0 1 1 9 0 1 1 1 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0
10、 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 1 1 1 X X X X 锁 存 锁存 嘉兴职业技术学院嘉兴职业技术学院 抢答器的电路设计抢答器的电路设计 通过对电路的功能分析， 考虑成本与节约时间上， 本次实验电路不采用 PCB， 而采用人工开进行焊接，做出了实物电路板进行实验调试。 一、抢答器原理图一、抢答器原理图 二、二、元件清单元件清单 序号序号 材料名称材料名称 器件型号器件型号 数量数量 1 集成电路集成电路 CD4511 1 2 二极管二极管 IN4148 14 3 电解电容电解电容 47F 1 4 七段数码管七段数码管 LC5011 1 5 按钮开关（小按钮
11、开关（小 型）型） 9 6 电阻电阻 10K 5 7 电阻电阻 100K 2 a b c d e g f LT B I L E D A C B 嘉兴职业技术学院嘉兴职业技术学院 8 电阻电阻 2.2K 1 9 电阻电阻 300 7 10 三极管三极管 9014（NPN) 1 三、抢答器实物图三、抢答器实物图 嘉兴职业技术学院嘉兴职业技术学院 课题设计体会课题设计体会 这次课题设计的电路我感觉还算比较简单的， 以前在模电课程设计中接触过 一些电子电路，但在起初还是感到有点无从下手，在整个电路的设计过程中，花 费时间最多的是各个单元电路的连接及电路的细节设计上，在多种方案的选择 中， 我们仔细比较
12、分析其原理以及可行的原因， 最后还是在通多次对电路的改进， 上机仿真以及接线调试，终于使整个电路可稳定工作。设计过程中，我深刻的体 会到在设计过程中，需要反复实践，其过程很可能相当烦琐，有时花很长时间设 计出来的电路还是需要重做，那时心中未免有点灰心，有时还特别想放弃，此时 更加需要静下心， 查找原因。 设计思路是最重要的， 只要你的设计思路是成功的， 那你的设计已经成功了一半。因此我们应该在设计前做好充分的准备，查找详细 的资料，为成功打下坚实的基础。 在制作过程，不能有丝毫的急躁，电路的焊接要一步一步来，焊点多，走线复 杂，没关系，只要我们灵活处理，一边操作一边构思。 报告完毕！报告完毕！
