8人智力竞赛抢答器的设计.docVIP

数字与模拟电子线路课程设计报告书 课题名称 8人智力竞赛抢答器的设计 姓 名 彭先觉 学 号 0812401*09 院、系、部 物理与电信工程系 专 业 通信工程 指导教师 崔宪普 2010年1月7号 一、设计任务及要求： 设计任务： 设计一个具有锁存与显示功能的8人防作弊逻辑抢答电路。 要 求： 1. 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1~ 8表示。每个参赛者控制一个按钮，用按动按钮发出抢答信号。 2. 设置一个系统清除和抢答控制开关So，该开关由主持人控制。 3. 抢答器具有锁存与显示功能。竞赛开始后，先由主持人将“开始/清零”按键按下，然后先按动按钮的参赛者将被显示器显示出来，此后其他三人参赛者再按动按钮对电路不起作用。优先抢答的参赛者编号将一直被显示直至主持人将系统清零。另外，在主持人按下“开始/清零”键时，计时器开始计时，时间为三十秒，在规定的时间内，仍无人作答，系统将发出蜂鸣声示警，抢答结束。 指导教师签名： 2010年1月 7日 二、指导教师评语： 指导教师签名： 2009年12 月28日 三、成绩 验收盖章 2010年1月 日 8人智力抢答器的设计 1 设计目的 （1）熟悉集成电路的引脚安排。掌握芯片的逻辑功能及使用方法。（4）了解的组成及工作原理。熟悉的设计与制作。 设计支路（计时器） 3 设计过程 3.1设计方案 抢答器总体方框图如图1所示： 图1 抢答器总体方框图 其工作原理为：当抢答比赛开始时，主持人按下“开始/清零”开关，接通电源，抢答器开始工作，定时器倒计时，如选手在规定的时间内抢答，则抢答器完成：优先判断、编号锁存、编号显示等一系列动作，当一轮抢答之后，定时器停止、禁止二次抢答。如在规定的时间内仍无人抢答，则计时器不会停止工作，直至时间结束时蜂鸣器发出声音报警宣告抢答结束，如果再次抢答必须由主持人再次执行上述操作。 3.2电路设计 抢答器电路如图2所示： 　　　　 图2 数字抢答器电路图 该电路完成两个功能：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；二是在有选手作答后其他选手按键操作无效。 工作过程：当抢答比赛开始时，主持人按下“开始/清零”按钮，接通电源，抢答器开始工作，选手（编号J1~J8）按键作答，率先按键抢答的选手，会在CD4511译码器的输入端输入对应的的二进制编码，如：J1（0001），J2（0010），J3（0011），J4（0100），J5（0101），J6（0110），J7（0111），J8（1000）。通过CD4511的译码，最后在数码显示管上显示，与此同时，译码器的信号反馈回译码器，使译码器“锁码”从而维持数码管显示的数值不变，（只要译码器上有信号输出，则其信号的或非门必为“0” ，反馈信号从CD4511的LE输入，控制译码器的锁码功能） 同时，计时器的电源控制是由电源与数码管反馈信号的“与门”“非门”控制，实现抢答开始时，计时器工作。选手抢答，计时器停止工作的功能。 CD4511的逻辑引脚图与真值表如下： 图4 CD4511的逻辑引脚图 LT：做灯泡测试用，当LT=0，则不论其它输入状态为何，其输出abcdefg=1111111，使七段显示器全亮，即显示8，以便观测七段显示器是否正常。当LT=1，则正常解码。 BI：空白输入控制，当BI=0 (LT 为1 时) 则不论DCBA 之输入为何，其输出abcdefg皆为0，即七段显示器完全不亮，此脚可供使用者控制设定初始值，避免在无意义的数据输入时显示出来造成字型的系乱。 LE：数据锁码功能控制；在CD4511 中，不但具译码功能，更具有数据锁码的记忆功能。当LE=1 时，则IC 中的暂存器会关闭，仅保存原来在LE=0 时的DCBA数据供译码器译码。换句话说当LE=1 时，不论DCBA