經典八路智能搶答器畢業(yè)設計

1、<p><b>　　畢業(yè)設計任務書</b></p><p>　　課題名稱:經典八路搶答器</p><p>　　學生姓名 </p><p>　　專 業(yè) </p><p>　　班 級 </p><p>

2、;　　時 間 </p><p>　　指導教師 </p><p>　　電子信息與自動化工程系</p><p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　摘要I</b></p><p><b>

3、　　第1章 緒論1</b></p><p>　　1.1課題研究的相關背景1</p><p>　　1.2選題的目的和意義1</p><p>　　1.3課題研究的內容2</p><p>　　1.4國內外研究現(xiàn)狀2</p><p>　　1.5搶答器目前存在的主要問題3</p><p

4、>　　第2章 搶答器的系統(tǒng)概述4</p><p>　　2.1搶答器的系統(tǒng)功能簡介4</p><p>　　2.2搶答器的工作原理簡介4</p><p>　　2.3搶答器系統(tǒng)的需求分析5</p><p>　　2.4搶答器的工作流程5</p><p>　　2.5搶答器的工作過程6</p>&l

5、t;p>　　第3章 搶答器的單元電路設計7</p><p>　　3.1搶答器設計中的數(shù)字編碼電路7</p><p>　　3.2搶答器設計中的譯碼/優(yōu)先/鎖存電路9</p><p>　　3.3搶答器設計中的數(shù)碼顯示電路13</p><p>　　3.4搶答器設計中的報警電路15</p><p>　　第4章

6、搶答器的電路設計圖18</p><p>　　4.1搶答器工作原理電路圖18</p><p>　　4.2搶答器PCB板電路圖19</p><p>　　4.3搶答器實物電路圖20</p><p>　　第5章 總結與展望21</p><p><b>　　致辭22</b></p>

7、<p><b>　　參考文獻23</b></p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　隨著科技的日新月異，促使人們開始學科學、學技術、學知識。搶答器是一個機關學校開展智力競賽活動必不可少的設備，廣泛應用于學校、教育部門、企事業(yè)工會組織、俱樂部等單位組織舉辦各種知識、技術競賽及文娛活動時作搶答使用。</p&g

8、t;<p>　　八路數(shù)字搶答器電路包括搶答，編碼，優(yōu)先，鎖存，數(shù)顯，復位及報警電路。搶答器數(shù)字優(yōu)先編碼電路由D1-D12組成，實現(xiàn)數(shù)字的編碼。CD4511是一塊含BCD-7段鎖存/譯 碼/驅動電路于一體的集成電路。搶答器報警電路由NE555接成音多諧振蕩器構成。搶答器數(shù)碼顯示電路由數(shù)碼管組成，輸入的BCD碼自動地由 CD4511內部電路譯碼成十進制數(shù)在數(shù)碼管上顯示。經過布線、焊接、調試等工作的八路數(shù)字智能搶答器成形，更具有

9、實用性。</p><p>　　關鍵字：CD4511 數(shù)碼顯示電路 報警電路 數(shù)字編碼電路</p><p><b>　　緒論</b></p><p>　?。闭n題研究的相關背景</p><p>　　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

10、題的這個方式來進行競賽已經不適應社會的需要。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。</p><p>　　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

11、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，搶按前或搶按后的計時，選手得分顯示等功能。</p><p>　　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)字搶答器這一

12、課題。</p><p>　　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、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，用報警電路對時間進行嚴格控制，這樣就構成了八路智能搶答器電路。</p><p>　　1.2 選題的目的和意義</p><p>　　通過這次畢業(yè)設計,讓我

13、了解到了八路智能搶答器的結構組成和工作原理，也初步掌握八路智能搶答器的調整及測試方法，提高實踐動手能力和思考問題的能力。同時通過本次畢業(yè)設計，也讓我鞏固了以前學習的理論知識，建立邏輯數(shù)字電路的理論和實踐的結合，了解了八路智能搶答器各單元電路之間的關系及相互影響。初步掌握了八路智能搶答器的調整及測試方法。</p><p>　　本畢業(yè)設計通過參考大量文獻對八路智能搶答器的工作原理進行了系統(tǒng)的介紹，通過詳細的調查和權威

14、技術資料及相關情報的收集，為我們更深刻的了解電子技術提供了很好的平臺，使得更好的讓理論與實踐相結合。</p><p>　　1.3 課題研究的內容</p><p>　　八路智能搶答器是采用了CD4511集成芯片來實現(xiàn)功能要求的，在搶答過程中，每個選手都有一個搶答按鈕。在主持人按下復位鍵宣布搶答開始的時候，選手就開始進行搶答，在指定時間內選手進行搶答，數(shù)碼顯示屏上會顯示最先搶答選手的編號。如果

15、主持人沒有按下開始鍵而選手就搶答視為犯規(guī)，數(shù)碼顯示屏顯示犯規(guī)者的編號，揚聲器持續(xù)發(fā)生。主持人可按復位鍵，新一輪搶答開始。</p><p>　　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

16、和實用性。</p><p>　　本論文章節(jié)的結構和內容如下:</p><p>　　第一章：緒論。簡要介紹了八路智能搶答器的發(fā)展現(xiàn)狀；簡要概述了本畢業(yè)設計的研究內容。</p><p>　　第二章：搶答器系統(tǒng)概述。說明了八路智能搶答器的工作過程和主要功能。</p><p>　　第三章：搶答器的單元電路設計。詳細概述了本畢業(yè)設計中，八路智能搶答器各

17、單元電路的設計。</p><p>　　第四章：搶答器的電路設計圖。展示了八路智能搶答器的電路圖、工作原理電路圖、PCB板電路圖，更形象的表現(xiàn)出電路設計的思路。</p><p>　　第五章：總結與展望?？偨Y課題設計，指出設計中的一些問題，提出改善的意見，并展望搶答器的未來設計。</p><p>　　1.4 國內外研究現(xiàn)狀</p><p>　　隨

18、著我國搶答器市場的迅猛發(fā)展，與之相關的核心生產技術應用與研發(fā)必將成為業(yè)內企業(yè)關注的焦點。技術工藝，是衡量一個企業(yè)是否具有先進性，是否具備市場競爭力，是否能不斷領先于競爭者的重要指標依據(jù)。了解國內外搶答器生產核心技術的研發(fā)動向、工藝設備、技術應用及趨勢對于企業(yè)提升產品技術規(guī)格，提高市場競爭力十分關鍵。目前市場上搶答器種類繁多，功能各異，價格差異也很大。那么選擇一款真正適合的智能搶答器就非常重要。</p><p>　

19、　智能搶答器一般分為電子搶答器和電腦搶答器。電子搶答器的中心構造一般都是由搶答器由數(shù)字電子集成電路組成，其搭配的配件不同又分為，非語音非記分搶答器和語音記分搶答器。非語音記分搶答器構造很簡單，就是一個搶答器的主機和一個搶答按鈕組成，在搶答過程中選手是沒有記分的顯示屏。語音記分搶答器是由一個搶答器的主機、主機的顯示屏以及選手的記分顯示屏等構成，具有記分等功能。電子搶答器多適用于學校和企事業(yè)單位舉行的簡單的搶答活動。電腦搶答器又分為無線電腦

20、搶答器和有線電腦搶答器。無線電腦搶答器的構成是由：主機和搶答器專用的軟件和無線按鈕。無線電腦搶答器利用電腦和投影儀，可以把搶答氣氛活躍起來，一般多使用于電臺等大型的活動。有線電腦搶答器也是由主機和電腦配合起來，電腦再和投影儀配合起來，利用專門研發(fā)的配套的搶答器軟件，可以十分完美的表現(xiàn)搶答的氣氛。</p><p>　　搶答器作為一種電子產品，早已廣泛應用于各種智力和知識競賽場合，但目前所使用的搶答器有的電路較復雜不

21、便于制作,可靠性低，實現(xiàn)起來很困難；有的則用一些專用的集成塊 ,而專用集成塊的購買又很困難。而我所設計的多功能搶答器——簡易邏輯數(shù)字搶答器具有電路簡單，元件普通 ,易于購買等優(yōu)點,很好地解決了制作者制作困難和難于購買的問題。在國內外已經開始了普遍的應用。</p><p>　　1.5 搶答器目前存在的主要問題</p><p>　　隨著科技技術的不斷發(fā)展，促使人們開始學科學、學技術、學知識。搶

22、答器是一個機關學校開展智力競賽活動必不可少的設備，廣泛應用于學校、教育部門、企事業(yè)工會組織、俱樂部等單位組織舉辦各種知識、技術競賽及文娛活動時作搶答使用。但搶答器的使用頻率校低，且有的要么制作復雜，要么可靠性低，質量較差。作為一個單位若專購一臺搶答器雖然在經濟上可以承受，但每年使用的次數(shù)極少，往往因長期存放使搶答器損壞，再購置的麻煩和及時性就會影響活動的開展。</p><p>　　目前多數(shù)智能搶答器存在一下幾點不

23、足：</p><p>　　首先，現(xiàn)場線路連接復雜。因為每個選手位于搶答現(xiàn)場的不同位置，每個選手與控制臺之間要有長長的連接線。選手越多，連接線就越多、越亂，這些連接線不僅影響了現(xiàn)場的美觀，而且降低了搶答器的可靠性，增加了安裝的難度，甚至影響了現(xiàn)場人員的走動。</p><p>　　其次，電路復雜。因為簡單邏輯電路只完成號碼處理、計時、數(shù)據(jù)運算等功能，其它功能如選手號碼的識別、譯碼、計分顯示等仍

24、只能通過數(shù)字集成電路完成。采用簡單邏輯電路掃描技術識別選手搶按號碼時，電路的延遲時間較大。</p><p>　　最后，容易出現(xiàn)選手搶按成功現(xiàn)象。</p><p>　　第2章 搶答器的系統(tǒng)概述</p><p>　　2.1 系統(tǒng)的主要功能簡介</p><p>　　八路智能搶答器的主要功能有如下三點：</p><p>　

25、　1. 可同時供8名選手參加比賽，其相應的編碼分別是0、1、2、3、4、5、6、7，各用一個搶答按鈕，按鈕的編號與選手的編號相對應。</p><p>　　2. 給主持人設置一個控制開關，用來控制系統(tǒng)的清零（編號顯示數(shù)碼管滅燈）和搶答的開始。</p><p>　　3. 搶答器具有數(shù)據(jù)鎖存和顯示的功能。搶答開始后，若有選手按動搶答按鈕，編號立即鎖存，并在LED數(shù)碼管上顯示出選手的編號，同時揚聲

26、器給出音響提示。</p><p>　　2.2搶答器的工作原理簡介</p><p>　　如圖2-1所示為搶答器的結構框圖。電路完成了基本的搶答功能，即開始搶答后，當選手按動搶答鍵時，能顯示選手的編號，同時能封鎖輸入電路，禁止其他選手搶答。而報警電路則是起到提示作用。其工作原理為：接通電源后，當主持人按下復位鍵，宣布"開始"搶答器工作。選手即可開始搶答，當選手按下?lián)尨疰I后，

27、搶答器完成：編碼、優(yōu)先鎖存、譯碼、數(shù)碼顯示。當一輪搶答之后，只有主持人按下復位鍵，才能進行下一輪搶答，否則搶答無效。</p><p>　　圖2-1 搶答器結構框圖</p><p>　　2.3 搶答器系統(tǒng)的需求分析</p><p>　　1、在搶答中，只有開始后搶答才有效，如果在開始搶答前搶答為無效。</p><p>　　2、可以顯示是哪位選手

28、有效搶答，正確按鍵后有訊響聲。</p><p>　　3、按鍵鎖定，在有效狀態(tài)下，按鍵無效非法。</p><p>　　4、只有主持人按下復位鍵，下一輪搶答才能開始進行。</p><p>　　2.4 搶答器的工作流程</p><p>　　搶答器的基本工作原理:在上電之后，系統(tǒng)開始運行，在搶答過程中，會有多個信號同時或不同時送入主電路中，搶答器內部

29、電路和CD4511集成芯片會開始工作，并識別、記錄第一個號碼。在整個搶答器工作過程中，編碼電路、優(yōu)先\鎖存\譯碼電路、顯示電路、報警電路都會運行。搶答器的工作流程分為正常搶答流程、主持人復位等幾部分，如圖2-2所示。</p><p>　　圖2-2 搶答器的工作流程</p><p>　　2.5 搶答器的工作過程</p><p>　　1、開始上電之后，主持人按復位鍵，

30、搶答開始。如有選手按下?lián)尨疰I，報警電路會發(fā)出訊響聲，并且數(shù)碼顯示電路上會顯示成功搶答的選手的編號。</p><p>　　2、當有選手搶答成功之后，系統(tǒng)就進行了優(yōu)先鎖存，其他搶答選手搶答無效。</p><p>　　3、如果主持人未按下復位鍵，而有人按了搶答按鍵，此次搶答無效，只有當主持人按下了復位鍵，選手才能進行順利搶答。</p><p>　　總而言之，本課題利用簡單

31、邏輯數(shù)字電路設計了智能搶答器，該搶答器具有基本的強大功能，提高了系統(tǒng)的可靠性、簡化了電路結構、節(jié)約了成本，但是此搶答器功能還不夠強大，還有很多功能無法實現(xiàn)，需要我們繼續(xù)學習和研究。</p><p>　　第3章 搶答器的單元電路設計</p><p>　　八路智能搶答器主要由數(shù)字編碼電路、譯碼\優(yōu)先\鎖存驅動電路、數(shù)碼顯示電路和報警電路組成?，F(xiàn)簡單介紹八路智能搶答器設計中的各單元電路的設計

32、的情況。</p><p>　　3.1搶答器設計中的數(shù)字編碼電路</p><p>　　參考電路如圖3-1所示，S1—S8組成1—8路搶答器，D1—D12組成數(shù)字編碼器。該電路完成的功能是：通過編碼二極管編成BCD碼，將高電平加到CD4511所對應的輸入端。從CD4511的引腳可以看出，引腳6，2，1，7分別為BCD碼的 D、C、B、A位（D這高位，A為低位，即D、C、B、A分別代表BCD碼8

33、、4、2、1位）。</p><p>　　工作過程：當電路上電，主持人按下復位鍵，選手就可以開始搶答。當選手1按下S1搶答鍵，高電平通過編碼二極管D1加到CD4511集成芯片的7腳（A位），7腳為高電平，1、2、6腳保持低電平，此時CD4511輸入BCD碼為“0001”；當選手2按下S2搶答鍵，高電平通過編碼二極管D2加到CD4511集成芯片的1腳（B位），1腳為高電平，2、6、7腳保持低電平，此時CD4511輸入

34、BCD碼為“0010”；當選手3按下S3搶答鍵，高電平通過編碼二極管D3、D4加到CD4511集成芯片的1、7腳（B、A位），1、7腳為高電平，2、6腳保持低電平，此時CD4511輸入BCD碼為“0011”；當選手4按下S4搶答鍵，高電平通過編碼二極管D5加到CD4511集成芯片的2腳（C位），2腳為高電平，1、6、7腳保持低電平，此時CD4511輸入BCD碼為“0100”；當選手5按下S5搶答鍵，高電平通過編碼二極管D6、D7加到CD

35、4511集成芯片的2、7腳（C、A位），2、7腳為高電平，1、6腳保持低電平，此時CD4511輸入BCD碼為“0101”； 當選手6按下S6搶答鍵，高電平通過編碼二極管D8、D9加到C</p><p>　　圖4-1 數(shù)字編碼系列電路</p><p>　　圖3-1 數(shù)字編碼系統(tǒng)電路</p><p>　　表3-1　數(shù)字編碼電路功能真值表</p><p

36、>　　3.2搶答器設計中的譯碼/優(yōu)先/鎖存電路</p><p>　　CD4511是一個用于驅動共陰極 LED（數(shù)碼管）顯示器的 BCD 碼—七段碼譯碼器，特點：具有BCD轉換、消隱和鎖存控制、七段譯碼及驅動功能的CMOS電路能提供較大的拉電流?？芍苯域寗覮ED顯示器。</p><p>　　CD4511 是一片 CMOS BCD—鎖存/7 段譯碼/驅動器，引腳排列如圖3-2-1所示。其

37、中A、B、C、D為 BCD 碼輸入，a為最低位。LT為燈測試端，加高電平時，顯示器正常顯示，加低電平時，顯示器一直顯示數(shù)碼“8”，各筆段都被點亮，以檢查顯示器是否有故障。BI為消隱功能端，低電平時使所有筆段均消隱，正常顯示時， B1端應加高電平。另外 CD4511有拒絕偽碼的特點，當輸入數(shù)據(jù)越過十進制數(shù)9(1001)時，顯示字形也自行消隱。LE是鎖存控制端，高電平時鎖存，低電平時傳輸數(shù)據(jù)。a～g是 7 段輸出，可驅動共陰LED數(shù)碼管。另

38、外，CD4511顯示數(shù)“6”時，a段消隱；顯示數(shù)“9”時，d段消隱，所以顯示6、9這兩個數(shù)時，字形不太美觀。</p><p>　?。?）、CD4511的引腳圖</p><p>　　圖3-2-1 CD4511的引腳圖</p><p>　　各引腳的名稱：其中7、1、2、6分別表示BCD碼的A、B、C、D位；5、4、3分別表示LE、BI、LT；13、12、11、10、9、

39、15、14分別表示 a、b、c、d、e、f、g；上邊的引腳表示輸入，下邊的引腳表示輸出；還有兩個引腳8、16分別表示的是VDD、VSS。</p><p><b>　　其功能介紹如下：</b></p><p>　　BI：4腳是消隱輸入控制端。當BI=0 時，不管其它輸入端狀態(tài)如何，七段數(shù)碼管均處于熄滅（消隱）狀態(tài)，不顯示數(shù)字。</p><p>　

40、　LT：3腳是測試輸入端。當BI=1，LT=0 時，譯碼輸出全為1，不管輸入DCBA狀態(tài)如何，七段均發(fā)亮，顯示“8”。如果該端為低電平，則譯碼器輸出全為高電平，該端擁有最高級別權限，只要它為0，既有上述現(xiàn)象，而與其余所有輸入端狀態(tài)無關。這一功能主要用于測試目的，因此正常使用中應接高電平。</p><p>　　LE：5腳是鎖定控制端。當BI、LT為1時，若該端為高電平，則加在A、B、C、D端的外部編碼信息不能進入譯

41、碼，所以譯碼器的輸出狀態(tài)保持不變；當LE=0時，則A、B、C、D端的BCD碼一經改變，譯碼器就立即輸出新的譯碼值。</p><p>　　A、B、C、D：為8421BCD碼輸入端。</p><p>　　a、b、c、d、e、f、g：為譯碼輸出端，輸出為高電平1有效。</p><p>　　圖3-2-2 CD4511內部電路圖</p><p>　　圖

42、3-2-3 CD4511內部邏輯圖</p><p>　　（2）、譯碼驅動功能</p><p>　　編碼器實現(xiàn)了對開關信號的編碼，并以BCD碼的形式輸出，為了將輸出的BCD碼能夠顯示出來，需要用譯碼顯示電路，選擇常用的七段譯碼顯示驅動器CD4511作為譯碼電路。CD4511真值表如圖3-2-4所示。</p><p>　　CD4511譯碼用兩級或非門擔任，為了簡化線路，

43、先用二輸入端與非門對輸入數(shù)據(jù)B、C進行組合，得出四項，然后將輸入的數(shù)據(jù)A、D一起用或非門譯碼。</p><p>　　圖3-2-4 CD4511真值表</p><p>　?。?）、鎖存優(yōu)先功能</p><p>　　由于搶答器都是多路即須滿足多位搶答者搶答要求，這就有一個先后判定的鎖存優(yōu)</p><p>　　先電路，確保第一個搶答信號鎖存住。同時

44、數(shù)碼顯示并拒絕后面搶答信號的干擾。CD4511內部電路與Q1，R7，R8，D13，D14組成的控制電路（見圖3-2-5 CD4511真值表）可完成這一功能。當搶答鍵都未按下時，因為CD4511的BCD碼輸入端都有接地電阻（10K），所以BCD碼的輸入端為“0000”，則CD4511的輸出端a、b、c、d、e、f均為高電平，g為低電平。通過對0-9這 10個數(shù)字的分析（見圖4-2-5鎖存優(yōu)先功能電路圖）可以看到，只當數(shù)字為0時，才出現(xiàn)d為

45、高電平，而g為低度電平，這時Q1導通，D13、D14的陽極均為低電平，使CD4511的第5腳（即LE端）為低電平“0”，這種狀態(tài)下，CD4511沒有鎖存而允許BCD碼輸入。在搶答準備階段，主持人會按復位鍵，數(shù)顯為“0”態(tài)，正是這種情況下，搶答開始，當S1-S8任一鍵按下時，CD4511的輸出端d為低電平或輸出端g為高電平，這兩種狀態(tài)必有一個存在或都存在，迫使</p><p>　　CD4511的第5腳（即LE端）由

46、0到1，反映搶答鍵信號的BCD碼允許輸入，并使CD4511的a、b、c、d、e、f、g 七個輸出鎖存保持在LE為0時輸入的BCD碼的顯示狀態(tài)。例如S1按下，數(shù)碼管應顯示1，此時僅e、f為高電平，而d為低電平，此時三極管Q1的基極亦為低電平，集電極為高電平，經D13加至CD4511第5腳（即LE端），即LE由0-1狀態(tài)，則在LE為“0”時輸入給CD4511的第一個BCD碼數(shù)據(jù)被判定優(yōu)先而鎖存，所以數(shù)碼管顯示對應S1送來的信號是1，S1之后

47、的任一按鍵信號都不顯示。為了進行下一題的搶答，主持人需要按下復位鍵S9，清除鎖存器內的數(shù)值，數(shù)顯先是熄滅一下，再復顯“0”狀態(tài)，此后若S5鍵第一個按下，這時應立即顯“5”，與此同時CD4511的輸出端14腳g為高電平，10腳d為低電平，12腳b為低電平，Q1截止，并通過D14使CD4511的第4腳為高電平，此時LE呈0—1狀態(tài)，于是電路判定優(yōu)先鎖存，后邊輸入的其它按鍵信號被封住，可見電路“優(yōu)先鎖存”后，任何搶答鍵均失去作用。</p

48、><p>　　圖3-2-5鎖存優(yōu)先功能電路圖</p><p>　　3.3搶答器設計中的數(shù)碼顯示電路</p><p>　　共陰式LED數(shù)碼管的原理圖（圖3-3-1數(shù)碼顯示管原理圖），使用時，共陰極接地，7個陽極a~g由相應的BCD七段譯碼器來驅動。數(shù)碼管接0.5寸共陰數(shù)碼管。</p><p>　　圖3-3-1數(shù)碼顯示管原理圖</p>

49、<p>　　圖3-3-2數(shù)碼顯示管的結構圖</p><p>　　圖3-3-3共陰極數(shù)碼管顯示字段碼</p><p>　　3.4搶答器設計中的報警電路</p><p>　　參考電路如圖3-4-1所示，搶答器報警電路由NE555接成音多諧振蕩器，其中R16=R17=10K，揚聲器通過100UF的電容器接在NE555 IC的3腳與地（GND）之間。C1=0.01

50、，R16 沒有直接和電源相接，而是通過四只1N4148組成二極管或門電路，四只二極管的陽極分別接CD4511的1，2，6，7腳，任何搶答按鍵按下，報警電路都能振蕩發(fā)出訊響聲。</p><p>　　圖3-4-1搶答器報警電路</p><p>　　由NE555接成音多諧振蕩器構成的報警電路如圖3-4-1所示。其中555構成多諧振蕩器，振蕩頻率fo＝1．43／［（RI＋2R2）C］，其

51、輸出信號經三極管推動揚聲器。PR為控制信號，當PR為高電平時，多諧振蕩器工作，反之，電路停振。</p><p>　　555構成的多諧振蕩器的工作原理如圖3-4-2所示：接通電源Vcc后，Vcc經電阻R1和R2對電容C充電，其電壓uc由0按指數(shù)律上。當uc≧2/3 Vcc時，電壓比較器C1和C2的輸出分別為uc1=0,uc2=1,基本RS觸發(fā)器被置0，Q等于0，Q非等于1，輸出uO躍到低電平UOL。于此同時。放電管

52、V導通，電容C經電阻R2和放電管V放電，電路進入暫穩(wěn)態(tài)。</p><p>　　隨著電容C的放電，uc隨之下降。當uc下降到uc≦1/3Vcc時，則電壓比較器C1和C2的輸出uc1=1和uc2=0，基本RS觸發(fā)器被置為1，Q等于1，Q非等于0，輸出uO由低電平UOL躍到高電平UOH。同時因Q非等于0，放電管V截止，電源Vcc又經過R1和R2對電容C充電。電路又回到第一暫穩(wěn)態(tài)。因此，電容C上的電壓uc在2/3Vcc和

53、1/3Vcc之間來回充電和放電，從而使電路產生振蕩，輸出矩形脈沖。</p><p>　　圖3-4-2 555定時器工作原理圖</p><p>　　圖3-4-3 555定時器內部邏輯電路圖</p><p>　　將NE555多諧振蕩器與成音多諧振蕩器連接起來，前一個振蕩器的輸出接到后一個振蕩器的復位端，后一個振蕩器的輸出接到揚聲器上。這樣，只有當前一個振蕩器輸出高電

54、平時，才驅動后一個振蕩器振蕩，揚聲器發(fā)聲；而前一個振蕩器輸出低電平時，導致后面振蕩器復位并停止振蕩，此時揚聲器無音頻輸出。</p><p>　　第4章 搶答器的電路設計圖</p><p>　　通過對電路的功能分析，我們運用Protel 99 SE軟件對電路進行設計，設計出了電路的走線圖和PCB板圖，并且進行PCB板刻錄，開始進行焊接，做出了實物電路板。</p><p

55、>　　4.1搶答器工作原理電路圖</p><p>　　通過對電路的一些功能需求分析，我們運用了Protel 99 SE軟件對電路圖進行了設計，將搶答器工作原理電路圖設計出來，如圖4-1-1所示。</p><p>　　4-1-1搶答器工作原理電路圖</p><p>　　4.2搶答器PCB板電路圖</p><p>　　通過對電路的一些功能需

56、求分析，我們運用了Protel 99 SE軟件對電路圖進行了設計，將搶答器PCB板電路圖設計出來，如圖4-2-1所示。</p><p>　　4-2-1搶答器PCB板電路圖</p><p>　　4.3搶答器實物電路圖</p><p>　　通過對電路的一些功能需求分析，我們運用了Protel 99 SE軟件對電路圖進行了設計，并將搶答器工作原理電路圖和PCB板電路圖設計

57、出來，再進行元器件的焊接，將實物電路制作出來，如圖4-3-1所示。</p><p>　　4-3-1搶答器實物電路圖</p><p>　　第5章 總結與展望</p><p>　　本設計詳細介紹了八路智能搶答器的設計方案和功能。這種八路智能搶答器主要是基于CD4511集成芯片，成本較低，且基本能夠使用于學校和一些企業(yè)的活動中。</p><p>

58、;　　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

59、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畢業(yè)設計的所有工作。通過這次的畢業(yè)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

60、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，我復習了很多專業(yè)課的知識，這使得我的專業(yè)知識在離校之前得到了鞏固。</p><p>　　通過這次畢業(yè)設計，我也發(fā)現(xiàn)自己的很多不足之處。在設計過程中我發(fā)現(xiàn)自己考慮問題很不全面，自己的專業(yè)知識掌握的很不牢固，所掌握的電路應用軟件還不夠多，我希望自己的這些不足之處能在今后的工作和學習中得到改善。而且，通過這次設計，我懂得了學習的重要性，學會了堅持和努力，這將為以后

61、的學習做出了最好的榜樣！我將會在以后的學習和生活中不斷提升自己。</p><p><b>　　謝辭</b></p><p>　　本畢業(yè)設計是在我的指導老師。。。老師的親切關懷和細心指導下完成的，在設計過程中，老師給我提供了很多資料和專業(yè)知識的指導。</p><p>　　除此之外，在畢業(yè)設計進行當中，我還要感謝我們班的同學，在我沒有思路進行下去的

62、時候，他們幫助我分析電路功能和電路結構，讓我找到了切入點。</p><p>　　我還要感謝我的組員們，他們在我最需要幫助的時候無私的伸出了援助之手，始終相信我，時刻都在鼓勵著我，在此，對于他們對我的信任和支持表示深深的感謝?？梢哉f如果沒有他們的幫助我就不可能順利的按時完成畢業(yè)設計。</p><p>　　我還要感謝強大的互聯(lián)網(wǎng)，每當我在分析單元電路遇到困難的時候，我都會上網(wǎng)查一下相關資料，來

63、對單元電路進行深刻分析，致使我能順利的理解單元電路的功能。</p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　[1]劉建清. 《從零開始學數(shù)字電子技術》[M].北京：國防工業(yè)出版社，2007.1，7-118-04876-3.</p><p>　　[2]楊剛，周群.《電子系統(tǒng)設計與實踐》[M]. 北京：電子工業(yè)出版社，2004.1