八路數(shù)顯搶答器設計

1、八路數(shù)顯搶答器設計、設計要求與內容1、設計要求(1)搶答器同時供8名選手或8個代表隊比賽，分別用8個按鈕S0 S7表 示。(2)設置一個系統(tǒng)清除和搶答控制開關 K9,該開關由主持人控制。(3)搶答器具有鎖存與顯示功能。即選手按動按鈕，鎖存相應的編號，揚聲器發(fā)出聲響提示，并在七段數(shù)碼管上顯示選手號碼。 選手搶答實行優(yōu)先鎖存，優(yōu)先 搶答選手的編號一直保持到主持人將系統(tǒng)清除為止。2、內容555定時器的原理555定時器的功能主要由兩個比較器決定。兩個比較器的輸出電壓控制RS觸發(fā)器和放電管的狀態(tài)。在電源與地之間加上電壓，當5腳懸空時，則電壓比較器A1的反相輸入端的電壓為 2VCC /3, A2的同相輸入

2、端的電壓為 VCC /3。若觸發(fā)輸入端TR的電壓小于VCC /3,則比較器A2的輸出為1,可使RS觸 發(fā)器置1,使輸出端OUT=1。如果閾值輸入端 TH的電壓大于2VCC/3,同時 TR端的電壓大于VCC /3,則A1的輸出為1, A2的輸出為0,可將RS觸 發(fā)器置0,使輸出為0電平。555的內部結構可等效成 23個晶體三極管.17個電阻.兩個二極管.組成了比較 器.RS觸發(fā)器.等多組單元電路.特別是由三只精度較高5k電阻構成了一個電阻分壓器.為上.下比較器提供基準電壓.所以稱之為555.LED數(shù)碼管的結構及工作原理LED數(shù)碼管是由多個發(fā)光二極管封裝在一起組成“呼型的器件，引線已在內部連接完成

3、，只需引出它們的各個筆劃，公共電極。LED數(shù)碼管要正常顯示，就要用驅動電路來驅動數(shù)碼管的各個段碼，從而顯示出我們要的數(shù)位，因此根據(jù) LED數(shù)碼管的驅動方式的不同，可以分為靜態(tài)式和動態(tài)式兩類。A、靜態(tài)顯示驅動：態(tài)驅動也稱直流驅動。靜態(tài)驅動是指每個數(shù)碼管的每一個段碼都由一 個單片機的I/O埠進行驅動，或者使用如BCD碼二-十進位*器*進行驅動。靜態(tài) 驅動的優(yōu)點是編程簡單，顯示亮度高，缺點是占用I/O埠多，如驅動5個數(shù)碼管靜態(tài)顯示則需要5X8=40根I/O埠來驅動，要知道一個 89S51單片機可用的I/O 埠才32個呢。故實際應用時必須增加*驅動器進行驅動，增加了硬體電路的復雜 性。B、動態(tài)顯示驅動

4、：數(shù)碼管動態(tài)顯示介面是單片機中應用最為廣泛的一種顯示方式之一，動態(tài)驅動是將所有數(shù)碼管的8個顯示筆劃a,b,Gd,e,f,g,dp 的同名端連在一起，另外為每個數(shù)碼管的公共極COM增加位元選通控制電路，位元選通由各自獨立的I/O線控制，當單片機輸出字形碼時，所有數(shù)碼管都接收 到相同的字形碼，但究竟是那個數(shù)碼管會顯示出字形， 取決于單片機對位元選通 COM端電路的控制，所以我們只要將需要顯示的數(shù)碼管的選通控制打開，該位 元就顯示出字形，沒有選通的數(shù)碼管就不會亮 。(3)譯碼驅動電路CD4511介紹七段顯示譯碼器CD4511是一種與共陰極數(shù)字顯示器配合使用的集成顯示譯碼器 驅動器，是一種以CMOS制

5、成的中規(guī)模集成電路，它的功能是將4位二進制BCD 碼轉換成顯示器所需要的七段驅動信號 ag,它與共陰極數(shù)碼顯示管配合使用。CD4511真值表7J砥LE口AibEdcfI型示0在X1I1I11i10XXXX000000*1t1*.*就冉1101k(1u11L1J10Q1J0u1LQ1La0D01110相1u他110I!10Ij1t0收i1|1I1001131t01QQu110GlI4111Ct1q1I01151t0-Q11Q01上1l1心1i011i111ri01Q71T0Fq111F1810ii0IT100FL91-rnIiH C LTIflLEb A 6 VDCM5U(4)搶答器組成編碼電路

6、：在實際設計中，編碼電路一般可以直接使用專用數(shù)字集成電路。鎖鎖存以及鎖存電路：當某一開關首先按下時，觸發(fā)鎖存電路被觸發(fā)，在輸出 端產(chǎn)生相應的開關電平信息，同時為防止其它開關隨后觸發(fā)而產(chǎn)生紊亂， 最先產(chǎn) 生的輸出電平變化又反過來將觸發(fā)電路鎖定。若有多個開關同時按下時，則在它 們之間存在著隨機競爭的問題，結果可能是它們中的任一個產(chǎn)生有效輸出。開關陣列電路：該電路由多路開關所組成，每一競賽者與一組開關相對應。 開 關應為常開型，當按下開關時，開關閉合；當松開開關時，開關自動彈出斷開。 當任一開關按下時，相應的輸出為低電平，否則為高電平。編碼器：編碼器的作用是將某一開關信息轉化為相應的8421BCD碼

7、，以提供數(shù)字顯示電路所需要的編碼輸入。譯碼驅動電路將編碼器輸出的8421BCD碼轉換為數(shù)碼管需要的邏輯狀態(tài)，并且為保證數(shù)碼管正常工作提供足夠的工作電流。譯碼驅動及顯示單元：編碼器實現(xiàn)了對開關信號的編碼并以BCD碼的形式輸出。為了將編碼顯示出來，需用顯示譯碼電路將計數(shù)器的輸出數(shù)碼轉換為數(shù)碼顯示器件所需要的輸出邏輯和一定的電流。 一般這種譯碼通常稱為7段譯碼顯示驅 動器。常用的7段譯碼顯示驅動器有CD4511等。解鎖電路：當觸發(fā)鎖存電路被觸發(fā)鎖存后，若要進行一下輪的重新?lián)尨?，則需 將鎖存器解鎖?？蓪⑹鼓芏藦娖戎?1或置0 （根據(jù)具體情況而定），使鎖存順處 于等待歉收狀態(tài)即可。二、設計原理與電路圖1

8、、原理：數(shù)字搶答器核心部件采用了一塊數(shù)字 CMOS集成電路，該集成電路是 一塊四/七段BCD鎖存譯碼驅動器CD4511, CD4511、為BCD碼 的編碼輸入端，腳LT為試燈腳，腳BI為消隱腳，腳LE為鎖存控制端， 15用來驅動數(shù)碼管顯示字符。其中LT、BT接高電平有效，LE接低電平選通、 高電平鎖存。當給 ABCD輸入端輸入BCD編碼時，CD4511經(jīng)內部電路譯動并 通過輸入端顯示對應的字符。本電路即是用該原理來實現(xiàn)搶答任務的。當電源接 通時ABCD均通過電阻接地，各輸入端為“ 0”所以輸出為“ 0”，搶答器開始工 作，這時如果按下任何一個搶答開關，比如按下開關“ 2”則對應著BCD編碼是

9、A=0、B=1、C=0、D=0,即代表了二進制數(shù)據(jù)0010輸入端A端就轉變?yōu)楦唠娖剑?通過譯碼在數(shù)碼管中就顯示相應的十進制 “2”，表示2號搶答成功。在電路上還 用二極管VD13、VD14和VT1構成鎖存出發(fā)通道，只要是18中任一數(shù)字出現(xiàn) 都會使鎖存段出現(xiàn)高電平，數(shù)據(jù)被鎖存，所以只要一人搶答在前，后面的人按下 開關都不起作用。K9是復位開關，一旦問題回答完畢，主持人按下 K9,電路回 到初始狀態(tài)，進行下一輪搶答。2、電路圖恒興牌CD4511八路數(shù)顯搶答器三、安裝與調試1、調試步驟(1)檢查電路，將安裝好的搶答器和電路原理圖對照檢查下列內容:A.檢查各級晶體管的型號，安裝位置和管腳是否正確；B.檢查各級中周的安裝順序，初次級的引出線是否正確；C.檢查二極管、三極管、電解電容的引線正、負接法是否正確；D.做些基本調試，如有無虛焊、錯焊、漏焊、多焊等；(2)把應該固定的地方牢固的封住；四、總結通過兩天的課程設計，使我對數(shù)字電路有了進一步的了解， 在設計搶答