八路抢答器实验报告--讲解.docx

一、设计方案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，复位电路。抢答器优先编码电路由八个二极管实现数字的编码。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。经过布线、焊接、调试等工作的八路抢答器成形。二、抢答器功能简介八路抢答器的主要功能有如下三点：1. 八个开关抢答，其相应的编码分别是1、2、3、4、5、6、7、8各用一个抢答按钮，按钮的编号与数码管显示一一对应。2. 清零功能，当按下清零开关时，抢答电路复位，同时数码管显示0。3.抢答器具有锁存和显示的功能。抢答开始后，当按下其中一个抢答开关，该开关编号立即被锁存，并会在数码管上显示出对应的开关编号。三、抢答器工作原理1．抢答器设计中的数字编码电路电路如图所示，八个矩阵开关组成1—8路抢答器，八个二极管组成数字编码器。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为高位，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，CD4511输入BCD码为“0000”，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CD4511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”；以此类推，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。输 入输 出S1S2S3S4S5S6S7S8DCBA100000000001010000000010001000000011000100000100000010000101000001000110000000100111000000011000数字编码电路功能真值表输出逻辑函数：2．抢答器的译码/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—七段码译码器，特点：具有消隐和锁存控制、BCD—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。（1）、CD4511的引脚图其功能介绍如下：1）A、B、C、D：为8421BCD码输入端，高电平有效。2）a、b、c、d、e、f、g：为译码输出端，输出为高电平1有效，可驱动共阴LED数码管。3）（3脚）：测试输入端。该端拥有最高级别权限，与其余所有输入端状态无关，只要=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”。这一功能主要用于测试目的，因此正常使用中应接高电平。4）（4脚）：消隐输入控制端。当=1，=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，不显示任何数字。5）LE（5脚）：锁定控制端。当=1，=1时，若该端LE=1，则加在A、B、C、D端的外部编码信息不再进入译码，所以CD4511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。6）还有两个引脚8、16分别表示的是VDD、VSS。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。同时，CD4511显示数“6”时，a段消隐；显示数“9”时，d段消隐，所以显示6、9这两个数时，字形不太美观。（2）、译码驱动功能二极管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码能够显示对应十进制数，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真值表如表所示。输入输出LE/BI/LTDCBAabcdefg显示XX0XXX01XXXX0000000消隐0110000111111000110001011000010110010110110120110011111100130110100011001140110101101