八位抢答器课程设计

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1、 电电 子子 技技 术术 课程设计课程设计 2011 年 12 月 摘摘 要要 随着社会的不断进步,电子技术也飞速的向前发展。特别是 大规模集成电路的发展,把我们带进了电子化时代。作为大学生 的我们，更需要加强实践能力的培养。课程设计在一定程度上反 映了我们对理论知识的理解程度，是理论与实践的桥梁。它不仅 能锻炼我们的动手能力，而且能够培养我们对问题的思考能力以 及对知识的进一步了解。 这次综合课程设计中，我们制作了八 位抢答器。能够实现抢答器功能的方式有多种，本节介绍一种利 用 51 单片机作为核心部件进行逻辑控制及信号产生的八路抢答 器。近年来，随着单片机档次的不断提高，功能的不断完善，其

2、 应用日趋成熟，应用领域也日趋扩大。本次课程设计我们做的是 八路抢答器，我们采用 HCF4511 单片机实现抢答功能，性能更稳 定，更易操作调试。 八位智力竞赛抢答器是一个可供八个参赛组进行智力竞赛 的电气装置， 该装置由主体电路与扩展电路组成。 优先编码电路、 锁存器、译码电路将参赛组的输入信号在显示器上输出；用控制 电路的主持人开关启动报警电路，以上两部分组成主体电路、通 过定时电路和译码电路将秒脉冲产生的信号在显示器上输出实 现计时功能， 构成扩展电路。 本文详细介绍了抢答器的设计方案、 功能、及在设计过程中所做的改进。 设计要求设计要求 1 要求： (1) 抢答器能够同时供八名选手或八

3、个代表队参加比赛，分别用八 个按钮 S1S8 表示。 （2）该电路中需设置一个系统清除和抢答控制开关 S9，该开关由主 持人控制。当主持人宣布比赛开始时，按下按钮，同时系统做出 相应的反应，提示选手计时开始，开始抢答。 （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，并且优先抢答选手的编号一直保持到系统清零为止。 （4）参赛选手在设定的时间内进行抢答，抢答有效，定时器停止工 作，显示器上显示选手的编号和抢答的时间， 并保持到主持人将 系统清零为止。如果定时时间已到，在此过程中尚无人抢答，则 表示该次抢答无效，系统清 0 并禁止抢答，最后定时显示器上显 示 0，并保持不变。 2

4、 目的 ： （1）熟悉集成电路的引脚安排。 （2）掌握各芯片的逻辑功能及使用方法。 （3）了解覆铜板结构及焊接方法。 （4）了解数字抢答器的组成及工作原理。 （5）熟悉数字抢答器的设计与制作。 工作原理工作原理 1 1：电路原理图框图：电路原理图框图 八位抢答器的原理框图 由上图所示为电路框图。其工作原理为：接通电源后，主持 人将开关拨到“清除”状态，抢答器处于禁止状态，编号显示器 灭灯，定时器显示设定时间；主持人将开关置， “开始”状态， 宣布“开始”抢答器工作。选手在定时时间内抢答时，抢答器完 成：优先判断、编号锁存、编号显示、扬声器提示。当一轮抢答 之后，定时器停止、禁止二次抢答。如果再

5、次抢答必须由主持人 再次操作“开始、停止”状态开关。 2 2：八路抢答器总电路图：八路抢答器总电路图 由总电路所示当主持人控制开关处于“清零”位置时 RS 触发器 的 R 端为低电平输出端 4Q1Q 全部为低电平。 于是 HCF4511 的 BI=0 显示器灭灯 HCF4511 的选通输入端 ST=074LS148 处于工作状态此 时锁存电路不工作。当主持人将开关拨到“开始”位置时优先编码电 等待 输入端 S1.S2.S3.S4.S5.S6.S7.S8 输入信号当有选手将键按下时如 按下 S5 HCF4511 的输出 Y2Y1Y0=010 YEX=0 经 RS 锁存器后 CTR=1BI=1 此

6、时 HCF4511 处于工作状态 4Q3Q2Q=101 经 7 HCF4511 5” 。此外 CTR=1 使 HCF4511 的 ST 端为高电 HCF4511 处于禁止工作状态封锁了其它按键的输入。 当按下的键 松开后 HCF4511 的 YEX 高电平但由于 CTR 维持高电平不变所以 HCF4511 仍处于禁止工作状态其它按键的输入信号仍不会被接受。这 就保证了抢答者的优先性以及抢答电路的准确性。 当优先抢答者回答 完问题后主持人操作控制开关 S 使抢答电路复位以便进行下一轮抢 答。 工艺流程图工艺流程图() 产品名称产品名称 八路数字抢答器八路数字抢答器 名名 称称 产品图号产品图号 图图 号号 旧底图总号旧底图总号 底图总号底图总号 拟制拟制 阳涢阳涢 审核审核 日期日期 签名签名 标准化标准化 第第 1 页共页共 1 页页 更改标记更改标记 数量数量 更改单号更改单号 签名签名 日期日期 批准批准 描图描图: 描校描校: 装配工艺过程卡片装配工艺过程卡片 产品名称产品名称 八路数字抢答器八路数字抢答器 名称名称