1、 数字四路抢答器设计方案一、设计任务设计并制作一个四路抢答器。二、设计要求1.抢答器供 4 人比赛用，分别有 A，B，C，D 表示。2.当按下清零开关时电路复位，这时可以进行下一轮比赛。3.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，在 LCD 数码管上显示，且蜂呜器发出声音。注：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。三、设计方案与总体设计1.本设计主要由 COMS 系列数字集成电路 CD4511、CD4001、NE555 等组成。2.其工作原理为：接通电源后，将开关拨到”清除”状态，抢答器处于禁止状态,编号显示器不亮；将开关置于“开始”状态，抢
2、答器开始工作。在抢答时，抢答器完成：优先判断、编号锁存、编号显示、蜂呜发音。当一轮抢答之后，如果再次抢答必须再次操作“清除”和“开始”状态开关抢答器才能工作。四、单元电路设计1.开关、编码电路电路中，R1、R2、R3、R4、用于分压，当任一开关按下时，相应的输出为高电平，否则为低电平。电路直接把每个开关对应的 BCD8421 码中为“1”的隔着二极管连到对应的线上（只有一个为高电平的可省略二极管）,其中二极管的作用是防止短路。当某个开关按下时,与它相连的输出线将为高电平,其它输出线为低电平,输出既为这个开关的 8421 码（BCD码）。2.编码表（1） 这部分电路要求将编码电路送入 8421
3、码,译为十进制数（对应各个抢答者的编号）并驱动七段数码显示管显示出答题者的编号。CD4511 是一块 BCD-十进制译码/驱动器，并带有锁存埠。其引脚排列图如图所示：CD4511 引脚排列图：(2)显示电路如下：3.控制电路（1）这部分电路的作用完成三个任务：一是分辨出选手按键的先后，并锁存优先抢答者的编号，同时译码显示电路显示编号；二是使其它选手按键操作无效；三是防止提前按键。（2）控制电路图按下未按下“开始”按钮前，CD4511BLANKING 引脚为低电平，CD4511 不工作，可防止抢答者提前按键。当“开始”按下后，当所有抢答者开关均未按下时，锁存器输出全为低电平，该信号作为锁存器使能
4、端 LD 的控制信号，使锁存器处于等待接收触发输入状态；当任一开关按下时，输出信号中必有一路为高电平，经逻辑或运算后 U1A 输出为高电平。一但有高电平输入，不管另一输入端状态如何，输出保持高电平不变，这个电平控制 CD4511锁存端使其它按键操作无效。当抢答完成后，按下“清除”按钮强行使 U1B 输出置零，CD4511 锁存解除，开始新一轮抢答。4.蜂呜器发声电路该电路主要负责当有抢答信号输入时，SP 发出声音以提醒其它人已经有人先抢答了。用集成 555 定时器组成多谐振荡器。当电路刚接通时，由于电容 C1 上的电压不会突变，故IC1-2 脚为低电平（0V），导致 3 脚输出高电平。 当电源
5、经 R1、R2 对 C1 充电到 Vc2/3Vcc 时，OUT 脚输出由高变低，放电管（7 脚内的 VT23）导通，电容 C1 经 R2 和 IC1-7 脚内导通的 VT23 进行放电，当 Vc1/3 时，OUT 脚输出有低变高，电容器 C1 再次充电。上述过程周而复始，从而就形成了振荡，产生的脉冲信号从 OUT 脚供使用。五、完整电路原理图和仿真图（1）原理图（2）仿真图如下：六、元器件选择轻触开关:5 个 6.00*5 元IN4007 :6 个 0.50*6 元电阻 20K :6 个 电阻 330 :8 个电阻 12K :1 个电阻 51K :1 个电阻 20 :1 个 0.10*17 元电容 1uF :1 个电容 103 :1 个 0.20*2 元9013 :1 个 1.50*1 元蜂呜器 :1 个 35.00*1 元50K 可调 :1 个 3.50*1 元CD4001 :1 片 5.00*1 元CD4511 :1 片 5.00*1 元NE555 :1 片 2.00*1 元数显管 :1 个 5.00*1 元PCB 板子 :1 块 5.00*1 元合计：约 70 元
