八人抢答器项目报告.doc

'江苏师范大学物理学院课程设计报告课程名称数电课程设计设计题目八路抢答器所学专业名称应用电子技术系别机电工程系班级班学号学生姓名妍妍指导教师赵2013年月日 一、组成员工作安排与分工工作计划星期一星期二星期三星期四星期五制定工作计划确定项目草图元件的检测与购买实物焊接项目验收明确人员分工电路仿真根据电路图完成实物连接测试总体方案的提出列元件清单功能验证绘制项目草图人员分工职务姓名工作内容组长妍妍项目报告编写，电路设计组员大壮电路仿真浩浩焊接，测试李智项目资料采集，元器件购买与检测 一、八路抢答器的主要功能1.可同时供8名选手参加比赛，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，按钮的编号与选手的编号相对应。2.给主持人设置一个控制开关，用来控制系统的清零（编号显示数码管灭灯）和抢答的开始3.抢答器具有数据锁存和显示的功能。抢答开始后，若有选手按动抢答按钮，编号立即锁存，并在LED数码管上显示出选手的编号。三、抢答器的工作原理简介下图为抢答器的结构框图。电路完成了基本的抢答功能，即开始抢答后，当选手按动抢答键时，能显示选手的编号，同时能封锁输入电路，禁止其他选手抢答。而报警电路则是起到提示作用。其工作原理为：接通电源后，当主持人按下复位键，宣布"开始"抢答器工作。选手即可开始抢答，当选手按下抢答键后，抢答器完成：编码、优先锁存、译码、数码显示。当一轮抢答之后，只有主持人按下复位键，才能进行下一轮抢答，否则抢答无效。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，抢答器的内部电路和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。 四、抢答器的工作流程1、开始上电之后，主持人按复位键，抢答开始。如有选手按下抢答键，报警电路会发出讯响声，并且数码显示电路上会显示成功抢答的选手的编号。2、当有选手抢答成功之后，系统就进行了优先锁存，其他抢答选手抢答无效。3、如果主持人未按下复位键，而有人按了抢答按键，此次抢答无效，只有当主持人按下了复位键，选手才能进行顺利抢答。五、工作原理分析S1—S8组成1—8路抢答器，D1—D12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这高位，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，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”；当选手3按下S3抢答键，高电平通过编码二极管D3、D4加到CD4511集成芯片的1、7脚（B、A位），1、7脚为高电平，2、6脚保持低电平，此时CD4511输入BCD码为“0011”；当选手4按下S4抢答键，高电平通过编码二极管D5加到CD4511集成芯片的2脚（C位），2脚为高电平，1、6、7脚保持低电平，此时CD4511输入BCD码为“0100”；当选手5按下S5抢答键，高电平通过编码二极管D6、D7加到CD4511集成芯片的2、7脚（C、A位），2、7脚为高电平，1、6脚保持低电平，此时CD4511输入BCD码为“0101”；当选手6按下S6抢答键，高电平通过编码二极管D8、D9加到CD4511集成芯片的1、2脚（B、C位），1、2脚为高电平，6、7脚保持低电平，此时CD4511输入BCD码为“0110”；当选手7按下S7抢答键，高电平通过编码二极管D10、D11、D12加到CD4511集成芯片的1、2、7脚（B、C、A位），1、2、7脚为高电平，6脚保持低电平，此时CD4511输入BCD码为“0111”；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。数字编码电路功能真值表输入输出S1S2S3S4S5S6S7S8DCBA100000000100000000100000000100000000100000000100000000100000000100010010001101000101011001111000 六、电路所用主要元件1）CD4511其功能介绍如下：BI：4脚是消隐输入控制端。当BI=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，不显示数字。LT：3脚是测试输入端。当BI=1，LT=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”。如果该端为低电平，则译码器输出全为高电平，该端拥有最高级别权限，只要它为0，既有上述现象，而与其余所有输入端状态无关。这一功能主要用于测试目的，因此正常使用中应接高电平。LE：5脚是锁定控制端。当BI、LT为1时，若该端为高电平，则加在A、B、C、D端的外部编码信息不能进入译码，所以译码器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。A、B、C、D：为8421BCD码输入端。a、b、c、d、e、f、g：为译码输出端，输出为高电平1有效。 CD4511的引脚图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BCD转换、消隐和锁存控制、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。CD4511是一片CMOSBCD—锁存/7段译码/驱动器，引脚排列如图3-2-1所示。其中A、B、C、D为BCD码输入，a为最低位。LT为灯测试端，加高电平时，显示器正常显示，加低电平时，显示器一直显示数码“8”，各笔段都被点亮，以检查显示器是否有故障。BI为消隐功能端，低电平时使所有笔段均消隐，正常显示时，B1端应加高电平。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。LE是锁存控制端，高电平时锁存，低电平时传输数据。a～g是7段输出，可驱动共阴LED数码管。另外，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。CD4511是常用的七段显示译码驱动器，它的内部除了七段译码电路外，还这有锁存电路和输出驱动器部分，具有输出电流大，最大可达25mA,可直接驱动LED数码管。CD4511由4个输入端A/B/C/D和7个输出端a~g，它还具有输入BCD码锁存、灯测试和熄灭控制功能，它们分别由锁存端LE、灯测试LT、熄灭控制端BI来控制各引脚的名称：其中7、1、2、6分别表示BCD码的A、B、C、D位；5、4、3分别表示LE、BI、LT；13、12、11、10、9、15、14分别表示a、b、c、d、e、f、g；上边的引脚表示输入，下边的引脚表示输出；还有两个引脚8、16分别表示的是VDD、VSS。 七、仿真电路图 八、元件清单元件名称型号数量备注二极管IN414814三极管90131电阻10K62.2K1100K1300Ω7电容100UF/16V1共阴极数码管1共阴极芯片CD45111轻触键916脚插座1 九、焊接后产品实物图（见附页）十、小结本设计详细介绍了八路智能抢答器的设计方案和功能。这种八路智能抢答器主要是基于CD4511集成芯片，成本较低，且基本能够使用于学校和一些企业的活动中。电路设计是一个很灵活的东西，它反映了你解决问题的逻辑思维和创新能力。它才是一个设计的灵魂所在。因此在整个设计过程中大部分时间是用在单元电路的理解和设计上面。很多单元电路是可以借鉴书本上的，但怎样衔接各个单元电路才是关键的问题所在。通过这次设计，我能运用已学的知识解决我在设计中遇到的问题，使我思考问题的能力得到了很大的提高。在做设计的过程中我查阅了很多的资料，并认真的阅读这些与我的设计相关的资料，从而我的专业涵养得到了提高，知识的储备量也有所增加。在做设计时，我复习了很多专业课的知识，这使得我的专业知识得到了巩固，同时我也发现自己的很多不足之处。在设计过程中我发现自己考虑问题很不全面，自己的专业知识掌握的不是很牢固，所掌握的电路应用软件还不够多，我希望自己的这些不足之处能在今后的工作和学习中得到改善。通过这次设计，我发现画草图是一回事，仿真是一回事，实物焊接的功能实现又是另一回事。很多草图上画好的地方，仿真过后并不能运行，这就需要我们继续查资料，继续去修改。仿真后功能实现了，实物连接却又未必实现，这又需要我们继续去调试。在此过程中我查阅了大量的资料，使我更深入地掌握了其中的原理我懂得了学习的重要性，学会了坚持和努力，这将为以后的学习做出了最好的榜样！我将会在以后的学习和生活中不断提升自己。我还年轻，我有理想，我在奋斗，我现在做不错，我将来会做得更好！'