B34天津轻工职业技术学院毕业 设计(论文)课题 ： 能够报警的数码显示八路抢答器设计 专业 电子信息工程技术 班级09电子信息工程 学生姓名 刘建平 学生学号 05号 指导教师 王春媚 提交日期 成绩 答辩日期 答辩成绩 答辩教师 总评成绩 课题设计要求本文介绍了一种用74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，还具有定时、计时和报警多重功能。设计题目能够报警的数码显示八路抢答器设计指导教师综合阅评意见平时成绩020材料成绩040指导教师摘要内容 本文介绍了一种用74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，还具有定时、计时和报警多重功能。主持人通过时间预设开关预设供抢答的时间，系统将完成自动倒计时。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，同时实现报警功能。关键字: 八路, 抢答器 设计 报警 数码目 录第一章 系统简介和实现的原理与电路.11.1 基本功能.11.2 扩展功能.11.3数字抢答器总体方框图.31.4电路结构.61.5抢答器的讯响电路结构.7第二章 译码原理和锁存、复位电路及工作原理.72.1译码显示原理.72.2锁存器的定义和器件选择. 92.3复位、防作弊、锁存原理.102.4声音提示电路及选择及工作过程.14第三章 集成块功能及电路图CD4068 8输入与非门/与门.143.1基本描述.143.2CD4511的引脚.153.3锁存、译码和消隐功能介绍.163.4基本描述引脚描述及功能表及与辑表达式.17第四章 数显抢答器电路元器件分析.184.1电阻器、电容器、晶体管以及三极管的介绍.184.2蜂鸣器及数显抢答器电路的连接、系统调试和完善.21致谢.25参考文献.26第一章 系统功能简介和实现的原理与电路1.1 基本功能(1)设置一个系统清除和抢答控制开关S，该开关由主持人控制。(2) 抢答器具有锁存与显示功能。即选手按动按钮，锁存相应的编号，扬声器发出声响提示，并在DPY_7-SEG七段数码管上显示选手号码。选手抢答实行优先锁存，优先抢答选手的编号一直保持到主持人将系统清除为止。(3)抢答器同时供8名选手或8个代表队比赛，分别用8个按钮S0 S7表1.2 扩展功能（1） 抢答器具有定时抢答功能，且一次抢答的时间由主持人设定（如30秒）。当主持人启动开始键后，定时器进行减计时（2） 参赛选手在设定的时间内进行抢答，抢答有效，定时器停止工作，显示器上显示选手的编号和抢答的时间，并保持到主持人将系统清除为止。（3） 如果定时时间已到，无人抢答，本次抢答无效，系统报警并禁止抢答，定时显示器上显示00。 1.3数字抢答器总体方框图 如图1.1所示为总体方框图。其工作原理为：接通电源后，主持人将开关拨到“清零”状态，抢答器处于禁止状态，编号显示器灭灯，定时器显示设定时间；主持人将开关置“开始”状态，宣布“开始”抢答器工作。定时器倒计时，扬声器给出声响提示。选手在定时时间内抢答时，抢答器完成，优先判断、编号锁存、编号显示、扬声器提示。当一轮抢答之后，定时器停止、禁止二次抢答、定时器显示剩余时间。如果再次抢答必须由主持人再次操作“清除”和“开始”状态开关。抢答按钮报警电路控制电路主持人控制开关译码电路译码显示锁存电路优先编码电路图1.1设计框图1.3电路结构图图1.2 抢答器的核心部分图1.3抢答器的核心部分放大图图1.4抢答器的核心部分放大图 本制作是一个简易实用的8路数字显示抢答器，图1.2为该抢答器的核心部分，包括抢答、编码、优先、锁存、数显及复位等电路。所用的原件除集成电路CD4511，还有14只IN4148二极管，一只9014（NPN）三极管；15只电阻，9只按键开关，SB1SB8为抢答键，SB9为复位键，LED数码管为0.5英寸的共阴极数码管。其中7只470欧姆的电阻为限流电阻。 CD4511是一块含BCD七段锁存/译码/驱动电路于一体的集成电路。CD4511的1、2、6、7脚为BCD码输入端，第915脚为显示输出端。第3脚为测试端（LT），当LT为“0”时，输出全为1。第4脚为消隐端（BI），当BI 为“0”时，输出全为“0”，显然此时还有可清除锁存器内的数值。第5脚为锁存允许端（LE），当LE由“0”变到“1”时，a b c d e f g 七个输出端保持在LE为“0”时所加BCD码对应的数码显示状态。第8脚接地，第16脚接电。 图1.5 CD4511 图1.6 数码管的引脚图 图1.7 9014的引脚图 图1.8二极管IN4148的管脚1.4抢答器的讯响电路结构 图1.9抢答器的讯响电路 图1.10 555的管脚图 其中R1=R2=10K，扬声器通过100uf的电容器接在555的3脚与地之间，4只二极管分别接CD4511的1 2 6 7 引脚。任何抢答按键按下，讯响电路都能振荡发出讯响声。只要整个电路元件良好，装备无误，本制作一般不必调试，当电路通电，按下任何一抢答按键不动，听到扬声器发出讯响声，把电源电压稍作调整（8v左右），使声音悦耳、音量适当即可。第二章 译显原理和锁存、复位电路及工作原理2.1 译码显示原理本设计因为只采用了九路抢答，即采用一个LED数码管就可以完成显示功能,设计中我们使用CD4511的输出端A-G作为LED数码管（a-g）的输入。CD4511的输出端A-G的输出是由BCD码输入端ABCD决定的，根据BCD编码的输入不同在输出端输出不同数据也不同，LED数码管根据CD4511各端输出的数据点亮七段发光管就会显示相应的字符，CD4511各端输出的信息总是和LED上显示的相对应。由CD4511的BCD码输入端ABCD、输出端A-G、LED显示字符三者的关系可得表21。表2-1BCD编码CD4511 输出端LED显示字符DCBAGFEDCBA000001111110000100001101001010110112001110011113010011001104010111011015011011111006011100001117100011111118100111001119七段LED是一种最常见数码管显示屏，这种数码管的每个线段都是一个发光二极管。与我们小时候玩过的“火柴棒游戏”相似，几根火柴组合起来，可以拼成各种各样的图形，七段LED数码管实际上就是利用这个原理作成的。数码管的每个线段都是一个发光管，其中七个长条形的发光二极管排列成一个“日”字型，另一个圆点形的发光管在显示器的右下角作为显示小数点。 LED显示器有两种不同的连接形式：一种是8个发光二极管（a-g及dp）的正极连在一起，称之为共阳极LED显示器；另一种是8个发光二极管阴极连在一起，称之为共阴LED显示器。他们的内电路如图2.1所示。