(完整word版)八路数显抢答器设计.pdf
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1、八路数显抢答器设计一、设计要求与内容1、设计要求（1）抢答器同时供 8 名选手或 8 个代表队比赛，分别用8 个按钮 S0 S7 表示。（2）设置一个系统清除和抢答控制开关K9，该开关由主持人控制。（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，扬声器发出声响提示，并在七段数码管上显示选手号码。选手抢答实行优先锁存，优先抢答选手的编号一直保持到主持人将系统清除为止。2、内容（1）555定时器的原理555 定时器的功能主要由两个比较器决定。两个比较器的输出电压控制RS 触发器和放电管的状态。在电源与地之间加上电压，当5 脚悬空时，则电压比较器 A1 的反相输入端的电压为2VCC/
2、3，A2 的同相输入端的电压为VCC/3。若触发输入端TR 的电压小于 VCC/3，则比较器A2 的输出为1，可使 RS 触发器置 1，使输出端 OUT=1。如果阈值输入端TH 的电压大于2VCC/3，同时TR 端的电压大于 VCC/3，则 A1 的输出为1，A2 的输出为0，可将 RS 触发器置 0，使输出为0 电平。555 的内部结构可等效成23 个晶体三极管.17 个电阻.两个二极管.组成了比较器.RS触发器.等多组单元电路.特别是由三只精度较高5k 电阻构成了一个电阻分压器.为上.下比较器提供基准电压.所以称之为 555.精品资料-欢迎下载-欢迎下载 名师归纳-第 1 页，共 6 页
3、-（2）LED 数码管的结构及工作原理LED 数码管是由多个发光二极管封装在一起组成“8”字型的器件，引线已在内部连接完成，只需引出它们的各个笔划，公共电极。LED 数码管要正常显示，就要用驱动电路来驱动数码管的各个段码，从而显示出我们要的数位，因此根据LED 数码管的驱动方式的不同，可以分为静态式和动态式两类。A、静态显示驱动：态驱动也称直流驱动。静态驱动是指每个数码管的每一个段码都由一个单片机的 I/O 埠进行驱动，或者使用如BCD 码二-十进位*器*进行驱动。静态驱动的优点是编程简单，显示亮度高，缺点是占用I/O 埠多，如驱动 5 个数码管静态显示则需要5 8=40 根 I/O 埠来驱动
4、，要知道一个89S51 单片机可用的 I/O埠才 32 个呢。故实际应用时必须增加*驱动器进行驱动，增加了硬体电路的复杂性。B、动态显示驱动：数码管动态显示介面是单片机中应用最为广泛的一种显示方式之一，动态驱动是将所有数码管的8 个显示笔划 a,b,c,d,e,f,g,dp 的同名端连在一起，另外为每个数码管的公共极COM 增加位元选通控制电路，位元选通由各自独立的I/O 线控制，当单片机输出字形码时，所有数码管都接收到相同的字形码，但究竟是那个数码管会显示出字形，取决于单片机对位元选通COM 端电路的控制，所以我们只要将需要显示的数码管的选通控制打开，该位元就显示出字形，没有选通的数码管就不
5、会亮。（3）译码驱动电路 CD4511介绍七段显示译码器 CD4511是一种与共阴极数字显示器配合使用的集成显示译码器驱动器，是一种以 CMOS 制成的中规模集成电路，它的功能是将 4 位二进制 BCD码转换成显示器所需要的七段驱动信号ag，它与共阴极数码显示管配合使用。精品资料-欢迎下载-欢迎下载 名师归纳-第 2 页，共 6 页 -文档编码:CH10S4L7J3N8 HV10W10H3B2X8 ZD10W1R8R8R9文档编码:CH10S4L7J3N8 HV10W10H3B2X8 ZD10W1R8R8R9文档编码:CH10S4L7J3N8 HV10W10H3B2X8 ZD10W1R8R8R
6、9文档编码:CH10S4L7J3N8 HV10W10H3B2X8 ZD10W1R8R8R9文档编码:CH10S4L7J3N8 HV10W10H3B2X8 ZD10W1R8R8R9文档编码:CH10S4L7J3N8 HV10W10H3B2X8 ZD10W1R8R8R9文档编码:CH10S4L7J3N8 HV10W10H3B2X8 ZD10W1R8R8R9文档编码:CH10S4L7J3N8 HV10W10H3B2X8 ZD10W1R8R8R9文档编码:CH10S4L7J3N8 HV10W10H3B2X8 ZD10W1R8R8R9文档编码:CH10S4L7J3N8 HV10W10H3B2X8 ZD1
7、0W1R8R8R9文档编码:CH10S4L7J3N8 HV10W10H3B2X8 ZD10W1R8R8R9文档编码:CH10S4L7J3N8 HV10W10H3B2X8 ZD10W1R8R8R9文档编码:CH10S4L7J3N8 HV10W10H3B2X8 ZD10W1R8R8R9文档编码:CH10S4L7J3N8 HV10W10H3B2X8 ZD10W1R8R8R9文档编码:CH10S4L7J3N8 HV10W10H3B2X8 ZD10W1R8R8R9文档编码:CH10S4L7J3N8 HV10W10H3B2X8 ZD10W1R8R8R9文档编码:CH10S4L7J3N8 HV10W10H3
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12、8R8R9文档编码:CH10S4L7J3N8 HV10W10H3B2X8 ZD10W1R8R8R9文档编码:CH10S4L7J3N8 HV10W10H3B2X8 ZD10W1R8R8R9文档编码:CH10S4L7J3N8 HV10W10H3B2X8 ZD10W1R8R8R9文档编码:CH10S4L7J3N8 HV10W10H3B2X8 ZD10W1R8R8R9（4）抢答器组成编码电路：在实际设计中，编码电路一般可以直接使用专用数字集成电路。锁锁存以及锁存电路：当某一开关首先按下时，触发锁存电路被触发，在输出端产生相应的开关电平信息，同时为防止其它开关随后触发而产生紊乱，最先产生的输出电平变化又
13、反过来将触发电路锁定。若有多个开关同时按下时，则在它们之间存在着随机竞争的问题，结果可能是它们中的任一个产生有效输出。开关阵列电路：该电路由多路开关所组成，每一竞赛者与一组开关相对应。开关应为常开型，当按下开关时，开关闭合；当松开开关时，开关自动弹出断开。当任一开关按下时，相应的输出为低电平，否则为高电平。编码器：编码器的作用是将某一开关信息转化为相应的8421BCD 码，以提供数字显示电路所需要的编码输入。译码驱动电路将编码器输出的8421BCD 码转换为数码管需要的逻辑状态，并且为保证数码管正常工作提供足够的工作电流。译码驱动及显示单元：编码器实现了对开关信号的编码并以BCD 码的形式输出
14、。为了将编码显示出来，需用显示译码电路将计数器的输出数码转换为数码显精品资料-欢迎下载-欢迎下载 名师归纳-第 3 页，共 6 页 -文档编码:CH10S4L7J3N8 HV10W10H3B2X8 ZD10W1R8R8R9文档编码:CH10S4L7J3N8 HV10W10H3B2X8 ZD10W1R8R8R9文档编码:CH10S4L7J3N8 HV10W10H3B2X8 ZD10W1R8R8R9文档编码:CH10S4L7J3N8 HV10W10H3B2X8 ZD10W1R8R8R9文档编码:CH10S4L7J3N8 HV10W10H3B2X8 ZD10W1R8R8R9文档编码:CH10S4L7
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21、S4L7J3N8 HV10W10H3B2X8 ZD10W1R8R8R9文档编码:CH10S4L7J3N8 HV10W10H3B2X8 ZD10W1R8R8R9示器件所需要的输出逻辑和一定的电流。一般这种译码通常称为7 段译码显示驱动器。常用的 7 段译码显示驱动器有CD4511等。解锁电路：当触发锁存电路被触发锁存后，若要进行一下轮的重新抢答，则需将锁存器解锁。可将使能端强迫置1 或置 0（根据具体情况而定），使锁存顺处于等待歉收状态即可。二、设计原理与电路图1、原理：数字抢答器核心部件采用了一块数字CMOS 集成电路，该集成电路是一块四/七段 BCD 锁存译码驱动器CD4511，CD4511
22、、为BCD 码的编码输入端，脚LT 为试灯脚，脚 BI 为消隐脚，脚LE 为锁存控制端，用来驱动数码管显示字符。其中 LT、BT 接高电平有效，LE 接低电平选通、高电平锁存。当给ABCD 输入端输入 BCD 编码时，CD4511 经内部电路译动并通过输入端显示对应的字符。本电路即是用该原理来实现抢答任务的。当电源接通时 ABCD 均通过电阻接地，各输入端为“0”所以输出为“0”，抢答器开始工作，这时如果按下任何一个抢答开关，比如按下开关“2”则对应着 BCD 编码是A=0、B=1、C=0、D=0，即代表了二进制数据0010 输入端 A 端就转变为高电平，通过译码在数码管中就显示相应的十进制“
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