数电课程设计2分析.doc

湖北文理学院理工学院 数字逻辑电路课程设计报告 课题名称 八路智能抢答器 姓名（学号） 组 号 专 业 2014年 9 月 18 日 【摘要】 随着科技的日新月异，促使人们开始学科学、学技术、学知识。抢答器是一个机关学校开展智力竞赛活动必不可少的设备，广泛应用于学校、教育部门、企事业工会组织、俱乐部等单位组织举办各种知识、技术竞赛及文娱活动时作抢答使用。 八路数字抢答器电路包括抢答，编码，优先，锁存，数显复位及电路。CD4511是一块含BCD-7段锁存/译 码/驱动电路于一体的集成电路抢答器电路由NE555接成音多谐振荡器输入的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。本文介绍了一种用系列常用集成电路设计的数码显示八路抢答器的电路组成、设计思路及功能。该抢答器除具有基本的抢答功能外，还具报警功能。若在规定的时间内有人抢答，则计时将自动停止；若在规定的时间内无人抢答，则系统中的蜂鸣器将发响，提示主持人本轮抢答无效，实现报警功能。 目的： 掌握电路。 c.提高电子电路实验技能及仪器使用能力。 d.掌握电路 e.学会撰写课程设计实验报告。 f.培养学生独立分析解决问题的能力。 2.2 设计要求 a.八路抢答器可以供8名选手或8个代表队比赛，分别用8个按钮S来表示。有一个主持人控制电路，由主持人来控制抢答器的运行。抢答器具有锁存、显示和报警功能。即当抢答开始后，选手抢答按动按钮，锁存器锁存相应的选手编码，同时用LED数码管把选手的编码显示出来，而在选手按键抢答以及抢答时间倒计时到时的时候都有报警以提醒主持人和选手。 设计小组完成数字课程设计的逻辑设计、电路设计、PCB板设计、电路组装和行调试以及设计报告。 电源部分为供给控制电路、数码显示电路的电源，本设计可采用以下种方案。 方案一：变压器 特点：性能好、经久耐用、笨重、成本低、电路简单。 方案二：开关电源 特点：性能好、体积小、电路复杂、成本高。 方案三：RC电路 特点：体积小，成本低,性能差，安全性低。 根据要求结合实际，本设计选用方案一。 方案一系统各部分采用中小规模集成数字电路，用机械开关按钮作为控制开关，完 成抢答输入信号的触发。特点是中小规模集成电路应用技术成熟，性能可靠， 能方便地完成选手抢答的基本功能，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〉〉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。 系统采用单片机AT89S51作为控制核心，可以完成运算控制、信 号识别以及显示功能的实现。技术比较成熟，应用起来方便、简单并且 单片机周围的辅助电路也比较少，便于控制和实现其工作原理为：接通电源后，主持人，宣布开始抢答器工作。选手抢答，抢答器完成：、锁存、、当一轮抢答之后，。 4.2八路智能抢答器的工作流程 抢答器的基本工作原理:在上电之后，系统开始运行，在抢答过程中，会有多个信号同时或不同时送入主电路中，抢答器内部电路和CD4511集成芯片会开始工作，并识别、记录第一个号码。在整个抢答器工作过程中，编码电路、优先\锁存\译码电路、显示电路、报警电路都会运行。抢答器的工作流程分为正常抢答流程、主持人复位等几部分，如图2所示。 4.3八路智能抢答器的工作过程 a. 开始上电之后，主持人按，如有选手抢答，，如果主持人未按键，而有人按了抢答按键，图4.3—抢答器的工作流程 5.设计原理 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原理。 5.1设计中的数字编码电路 参考电路如图所示。该电路完成功能是从CD4511的引脚可以看出，引脚6，2，1，7分别为BCD码的 DC、B、A位（D高位，A为低位，即DC、B、A分别代表BCD码84、2、1位）。工作过程： 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。 入 输 出 S1 S2 S3 S4 S5 S6 S7 S8 D C B A 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0