多路搶答器設計

1、 電子課程設計報告題目:多路搶答器設計 專業(yè)班級：姓 名 時 間：指導教師： 完成日期： 2013 年 12月 19 日多路搶答器設計任務書1設計目的與要求設計一個八位智力競賽搶答器。準確地理解有關要求，獨立完成系統(tǒng)設計，要求所設計的電路具有以下功能：（1）設計8組參賽的搶答器，每組設置一個搶答按鈕；（2）電路具有第一搶答信號鑒別與鎖存功能，搶答成功后，顯示組別、發(fā)出聲響；（3）設置犯規(guī)電路，對提前搶答或超時搶答的組別，顯示組別、發(fā)出聲響。2設計內(nèi)容（1）畫出電路原理圖；（2）元器件及參數(shù)選擇；（3）電路仿真；（4）搭接所設計的電路完成設計功能。3編寫設計報告 寫出設計的全過程，附上有關資料和

2、圖紙，有總結體會。4答辯在規(guī)定時間內(nèi)，完成敘述并回答問題。目 錄1 引言2 總體設計方案2.1 設計思路2.2 總體設計框圖3 搶答器電路3.1 報警電路3.2 編碼及犯規(guī)電路3.3鎖存電路的成品展示3.4報警及搶答電路的成品展示3.5顯示電路的顯示3.6整體電路 4 元件清單 5總體體會參考文獻摘 要在這個競爭激烈的社會中，知識競賽，評選優(yōu)勝，選拔人才之類的活動愈加頻繁。在競賽中，都是多個選手一起參加，如果采用舉手回答問題的這個方式來進行競賽已經(jīng)不適應社會的需要。并且在主持人提出的問題時候，如果讓選手用舉手等方法來進行搶答，這在某種程度上會因為主持人的主觀誤斷造成比賽的不公平性。而在當今社會

3、里，比賽要追求準確、公正、直觀地判斷出第一搶答者，這時候智能搶答器就派上用場了。智能搶答器是一種應用十分廣泛的設備，在各種競賽、搶答場合中，它都能客觀、迅速地判別出最先獲得發(fā)言權的選手。早期的搶答器只是由幾個三極管、可控硅、發(fā)光管等器件組成的，能通過發(fā)光管的指示辯認出選手號碼?，F(xiàn)在大多數(shù)智能搶答器都由單片機或數(shù)字集成電路構成的，并且新增了許多功能，如選手號碼顯示，搶搭電路，選手得分顯示等功能。隨著科技的發(fā)展，現(xiàn)在的搶答器向著數(shù)字化、智能化的方向發(fā)展，這就必然提高了智能搶答器的制造成本。鑒于現(xiàn)在小規(guī)模的知識競賽越來越多，操作簡單，經(jīng)濟實用的小型搶答器肯定很有市場。因此，我選擇簡易邏輯數(shù)字搶答器這

4、一課題。關鍵字：CD4511 報警電路 數(shù)字編碼電路 八路鎖存搶答 數(shù)碼顯示1.引言：八路智能搶答器主要由數(shù)字優(yōu)先編碼電路、鎖存/譯碼/驅動電路于一體的CD4511集成電路，犯規(guī)電路，4069集成電路，數(shù)碼顯示電路和報警電路組成。優(yōu)先編碼電路、CD4511集成電路將參賽隊的輸入信號在數(shù)碼顯示管上輸出，用報警電路對提前搶答的進行顯示，并發(fā)出聲響，這樣就構成了八路智能搶答器電路。通過研究后發(fā)現(xiàn)，采用數(shù)字電路技術設計的搶答器與目前常用的搶答器相比優(yōu)點還是有很多的。首先，設計電路連接簡單，因為采用了CD4511集成芯片進行設計的，大多數(shù)功能單元都能通過數(shù)字電路完成，第二，工作性能可靠，抗干擾能力優(yōu)于目

5、前搶答器。所以本研究是一個實用的工程設計，具有創(chuàng)新性和實用性。 2、總體設計方案2.1、設計思路答搶答器的工作過程是：接通電源時，節(jié)目主持人將開關置于“清除”位置，搶答器處于禁止工作狀態(tài)，編號顯示器滅燈，當節(jié)目主持人宣布“搶答開始”，同時將控制開關撥到“開始”位置，蜂鳴器給出聲響提示，搶答器處于工作狀態(tài)，當選手搶答時，對選手進行編碼，并封鎖輸入電路，禁止其他選手搶答，同時系統(tǒng)報警。當選手在按動搶答鍵時，搶答器要完成以下四項工作：（1）優(yōu)先編碼電路立即分辨出搶答者的編號，并由鎖存器進行鎖存，然后由譯碼顯示電路顯示編號；（2）揚聲器發(fā)出短暫聲響，提醒節(jié)目主持人注意；（3）控制電路要對輸入編碼電路進

6、行封鎖，避免其他選手再次進行搶答；（4）當選手將問題回答完畢，主持人操作控制開關，使系統(tǒng)回復到禁止工作狀態(tài)，以便進行下一輪搶答。 2.2總體設計框圖：報 警 電 路蜂 鳴 器選 手 搶 答 按 鈕主 持 人 按 鍵犯 規(guī) 電 路控 制 電 路編 碼 電 路犯 規(guī) 顯 示 電 路譯 碼 鎖 存 電 路 數(shù) 碼 顯 示 電 路圖一八路搶答器的總體方框圖如圖（一）所示：該電路主要完成基本搶答功能和鎖存，犯規(guī)電路的功能，即開始搶答前，當有選手按動搶答時，能顯示出選手的編號同時能封鎖輸入電路，而且蜂鳴器發(fā)出聲音，報警提示。開始搶答后，提前搶答的電路有主持人清零，當選手按動按鍵時，能顯示選手的編號，同時能

7、封鎖輸入電路，禁止其他選手搶答。對于提前搶答的選手進行編碼，然后有犯規(guī)電路顯示犯規(guī)選手的編號，同時報警提示?？偟膩碚f吧!剛開始時，接通電源，節(jié)目主持人將開關置于“清零”位置，搶答器處于禁止工作狀態(tài)，編號顯示器滅燈，當節(jié)目主持人宣布“搶答開始”，同時將控制開關撥到“開始”位置，搶答器處于工作狀態(tài)，對于提前搶答的選手有犯規(guī)電路進行編碼，譯碼，顯示，同時系統(tǒng)報警，并封鎖輸入電路，禁止選手提前搶答。若選手在主持人宣布開始后開始按動搶答按鈕時，搶答器要完成以下四項工作：1.優(yōu)先編碼器電路立即分辨出搶答者的編號，并由鎖存器進行鎖存，然后由譯碼顯示電路顯示編號； 2.揚聲器發(fā)出短暫聲響，提醒節(jié)目主持人注意；

8、 3.控制電路要對輸入編碼電路進行封鎖，避免其他選手再次進行搶答；4當選手將問題回答完畢時，主持人操作控制開關，使系統(tǒng)回復到禁止工作狀態(tài)，以便進行下一輪搶答。5此時犯規(guī)電路不工作，只有當選手提前搶答時，犯規(guī)電路才開始工作。3、搶答器的整體仿真電路如圖二：圖二3.1搶答器設計中的報警電路參考電路如圖三所示，搶答器報警電路由四個二極管組成和四個電阻組成，其中R1=R2=R3=R4=10K，揚聲器通過二極管接在電源和地之間，揚聲器沒有和4511直接相接，而是通過四只1N4148組成二極管電阻電路，四只二極管的陽極分別接CD4511的A0,A1,A2，A3腳，任何搶答按鍵按下，報警電路都能發(fā)出訊響聲。

9、圖三3.2編碼電路及犯規(guī)電路當主持人宣布搶答開始時，同時有選手按下按鍵時，編碼電路就會對選手的編號進行編碼，編碼電路有二極管和電阻組成，能夠對選手的編號進行編碼，實現(xiàn)編碼功能。當主持人沒有宣布搶答開始時，如果有選手按下按鍵，犯規(guī)電路會對此編號進行編碼，譯碼，顯示出犯規(guī)選手的編號！3.3鎖存電路的成品展示如圖四：圖四3.4報警及搶答電路的成品展示如圖五：圖五3.5數(shù)碼顯示電路成品展示如圖六：圖六3.6整體電路如圖七：圖七4八路搶答器所用元器件如下：（1） 二極管：19個（2） 按鍵開關：九個（3） 電阻：24個（4） CD4511：兩片（5） 4069：一片（6） 數(shù)碼管：兩個（7） 蜂鳴器：一

10、個（8） 三極管：一個5總結體會：通過本次課程設計，不僅有效鞏固了本學期所學數(shù)電的相關知識，加強了對重要知識點的記憶和理解，還學會如何運用Multisim仿真進行仿真，以及如何使用電路板進行實物制作，受益匪淺，現(xiàn)總結如下。本設計的難點在控制電路的設計，如何對提前搶答的選手進行辨別及顯示；如何使電路對搶答者的編號進行鎖存；如何讓犯規(guī)電路和搶答電路同時清零。設計過程中，根據(jù)以往搶答器設計思路，及查閱相關資料，可運用CD4511完成上述任務。從這一點，折射出自己在平時的學習中較死板，缺乏變通思考的能力。在電路仿真的過程中，由于Multisim操作相對較簡單，因此在仿真過程中較為順利。但仿真軟件的操作

11、環(huán)境比較理想化，實物操作時會受到部分因素的干擾，例如在仿真電路中電路完全沒有問題，但當連接好實物后，犯規(guī)電路與搶答電路單獨運行都沒有問題，但放在一塊就不行啦!。也讓我深刻明白：只有將課本上的理論知識，結合實踐不斷練習，不斷總結提煉，反復思考實踐中的經(jīng)驗教訓，才能夠真正消化為自己的知識。本設計主要講述了智能搶答器的工作原理和工作過程。在說明工作原理的過程中，突出了搶答器設計中的基本電路的組成單元以及這些單元如何實現(xiàn)搶答功能；結合本設計的內(nèi)容，指出了各單元電路的設計方法和意義，以及如何進行搶答控制。在這次設計中遇到了很多實際性的問題，在實際設計中才發(fā)現(xiàn)，書本上理論性的東西與在實際運用中的還是有一定

12、的出入的，所以有些問題不但要深入地理解，而且要不斷地更正以前的錯誤思維。電路設計是一個很靈活的東西，它反映了你解決問題的邏輯思維和創(chuàng)新能力。它才是一個設計的靈魂所在。因此在整個設計過程中大部分時間是用在單元電路的理解和設計上面。很多單元電路是可以借鑒書本上的，但怎樣銜接各個單元電路才是關鍵的問題所在。經(jīng)過這段時間的努力，在老師和同學的幫助下終于徹底的做完了課程設計的所有工作。通過這次的設計，我能運用已學的知識解決我在設計中遇到的問題，使我思考問題的能力得到了很大的提高。在做設計的過程中我查閱了很多的資料，并認真的閱讀這些與我的設計相關的資料，從而我的專業(yè)涵養(yǎng)得到了提高，知識的儲備量也有所增加。在做設計時，我復習了很多