8路抢答器电路制作原理分析

R9 21
RPACK 7
33 29 32
22 23 24 25 26 27 28
30 31
300 Ω 34
4511BD_5V
5）解锁电路如图 当触发锁存电路被锁存后，若要进行 下一轮的重新抢答，则只需要按下复 位开关SB9，清除锁存器内的数值， 使数字显示熄灭一下，然后恢复为“ 0”状态，CD4511的第5脚为低电平， 为了进行下一轮工作，这时SB1—SB8 均为开路状态，不能闭合。
5 4 3
~EL ~BI ~LT BCD/7SEG
7 1 2 6
DA DB DC DD
源自文库
OA OB OC OD OE OF OG
13 12 11 10 9 15 14
18
17
4511BD_5V X2 R7 2.5 V D13 2.2kΩ 19 13 1N4148 D14 1N4148 2N2222A Q1 R8 100kΩ 3 1
2.5 V
5 4 3 ~EL ~BI ~LT
U1
BCD/7SEG 7 1 2 6 DA DB DC DD OA OB OC OD OE OF 13 12 11 10 9 15 14
R9
300 Ω
R6 10kΩ
OG
4511BD_5V X2 R7 SB9 2.5 V D13 Key = 9 2.2kΩ R8 100kΩ Q1
5 4 3 ~EL ~BI ~LT BCD/7SEG
每路都有一个抢答按钮开关，并对 应有VD1—VD12中的编码。 本电路是将某一个开关信息转化为 相应的8421BCD码，以提供数字显 示电路所需要的编码输入。 如第三路开关SD3按下时，通过2只 二极管D3、D4，加到CD4511的BCD 码输入端为0011。如果按下某一路 抢答开关，电路不显示或显示错误 ，只要检查与之相应的那组二极管 ，看是否接反或损坏即可。
LOGO
8路抢答器的制作原理分析
南昌汽车机电学校 邓建云
采用CD4511数字集成电路制作的数字显示8路抢答器
设计要求： 1）设计一个可供8名选手参加比赛的8路数字显示抢答器，它们的编号分别为1 、2、3、4、5、6、7、8，各用一个抢答按钮，编号与参赛者的号码对应。 2）抢答器具有数据锁存功能，并将锁存的资料用LED数码管显示出抢答成功者 的号码。
+
a
b
共阴极接法
c
d
e
f
g
共阳极接法
3）抢答器锁存控制电路如图
U1
由Q1、D13、D14及电阻器R7、R8组成。当 抢答器按钮开关都没有按下时，则BCD码 输入端都有接地电阻，所以BCD码输入端 为0000，输出端D为高电平，输出端G为低 电平。这时CD4511第5脚为低电平， 这时 CD4511没有锁存，允许BCD码输入。当SB1 —SB8中的任一开关按下，输出端D为低电 平或输出端G为高电平，这两种状态必须 有一个存在或都存在。这时CD4511的第5 脚为高电平，例如SB1按下，那么输出端D 为低电平，三极管VT基极为低电平，集电 极为高电平，通过二极管VD3使得CD4511 第5脚为高电平，这样CD4511中的数据受 到锁存，使后边再从BCD码输入端送来的 数据不再显示。而只显示第一个由SB1送 来的信号，即“1”。
0
0 1 1 1 0 1 1 0 0 0 0 0
1
1 1 1 1 0 1 1 0 0 0 0 0 0
2
3 4 5 6 7 8 9 消隐 消隐 消隐 消隐 消隐 消隐
1
1
1
X
X
X
X
锁
存
锁存
显示译码器与数码管的连接
译码器输出高电平可以驱动 相应的共阴极发光二极管 发光显示。
a b c d e f g
译码器输出低电平可以驱 动相应的共阳极发光二极 管发光显示。
LE：锁定控制端，当LE=0时，允许译码输出。 LE=1时译码器是锁定保持状态，译码器输出被 保持在LE=0时的数值。 A1、A2、A3、A4、为8421BCD码输入端。 a、b、c、d、e、f、g：为译码输出端，输出 为高电平1有效。 CD4511的内部有上拉电阻，在输入端与数码 管笔段端接上限流电阻就可工作。
1N4148
U1
2.5 V 7
1 2 6
DA DB DC DD
OA OB OC OD OE OF OG
13 12 11 10 9 15 14
4511BD_5V
2）显示译码器CD4511
LT：3脚是测试输入端，当BI=1，LT=0 时， 译码输出全为1，不管输入 DCBA 状态如何，七 段均发亮，显示“8”。它主要用来检测数码管 是否损坏。 1 2 BCD码输入端 BCD码输入端 9 10 显示输出端 显示输出端
0
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
1
1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
1
1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
0
0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1
0
0 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1
1
1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1
3）抢答器对抢答选手动作的先后有很强的分辨能力，即使他们的动作仅相差几 毫秒，能分辨出抢答的先后来，即不显示后动作的选手编号。 4）主持人具有手动控制开关，可以手动清零复位，为下轮抢答做准备。
由CD4511构成的8路抢答器的工作原理
开关及二极管构 成的编码器
显示译码 器CD4511
七段数码显示器
主持人控 制的复位 开关
BI：4脚是消隐输入控制端，当BI=0 时，不管其它 输入端状态如何，七段数码管均处于熄灭（消隐）状 态，不显示数字。
3
4 5 6 7 8
LT测试端
BI为消隐端 LE为锁定允许端 BCD码输入端 BCD码输入端 电源负极
11
12 13 14 15 16
显示输出端
显示输出端 显示输出端 显示输出端 显示输出端 电源正极
1N4148 D14 1N4148
X3 R5 100kΩ
2.5 V
2N2222A
RPACK 7
1）抢答器开关及编码电路如图
VCC 5V SB1 D1 Key = 1 SB2 D2 Key = 2 SB3 1N4148 D3 1N4148 Key = 3 SB4 D4 1N4148 D5 Key = 4 SB5 1N4148 D6 1N4148 D7 Key = 5 SB6 1N4148 D8 1N4148 D9 Key = 6 SB7 1N4148 D10 1N4148 D11 Key = 7 SB8 Key = 8 1N4148 D12 1N4148 R1 R2 R3 R4 10kΩ 10kΩ 10kΩ 10kΩ X3 X4 2.5 V
R5 100kΩ
0
4）译码驱动及显示电路如图
CD4511是输出高电平有效的显示译码器，因为CD4511是输出高电平有效，所以L ED显示应选用共阴极的数码显示，且由于LED的电流较小，因此在数码显示器前 必须加限流电阻。 0
CK
U2
A B C D E F G
U1
5 4 3 ~EL ~BI ~LT BCD/7SEG 7 1 2 6 DA DB DC DD OA OB OC OD OE OF OG 13 12 11 10 9 15 14
VCC 5V VCC R1 10kΩ 1
5 4 3 ~EL ~BI ~LT BCD/7SEG
U1
SB9
7 1
DA DB DC DD
OA OB OC OD OE OF OG
13 12 11 10 9 15 14
Key = 9
2 6
0
4511BD_5V
谢 谢
CD4511逻辑菜单
输 LE X X 0 0 BI X 0 1 1 LI 0 1 1 1 D X X 0 0 入 C X X 0 0 B X X 0 0 A X X 0 1 a 1 0 1 0 b 1 0 1 1 c 1 0 1 1 d 1 0 1 0 输 e 1 0 1 0 出 f 1 0 1 0 g 1 0 0 0 显示 8 消隐 0 1
0
1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1
1
1 0 1 0 1 1 1 0 0 0 0 0 0
1
1 1 0 0 1 1 1 0 0 0 0 0 0
0
1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0
1
1 0 1 1 0 1 0 0 0 0 0 0 0
1
0 0 0 1 0 1 0 0 0 0 0 0 0
CD4511 的BI端
CD4511 的LE端
控制锁 存电路
8路抢答器的电路图
VCC 5V SB1 2.5 V D1 Key = 1 SB2 2.5 V D2 Key = 2 SB3 1N4148 D3
A B C D E F G CK
X1
1N4148
X4
X5
U2
1N4148 Key = 3 SB4 D4 1N4148 D5 Key = 4 SB5 1N4148 D6 1N4148 D7 Key = 5 SB6 1N4148 D8 1N4148 D9 Key = 6 SB7 1N4148 D10 1N4148 D11 Key = 7 SB8 Key = 8 1N4148 D12 1N4148 R1 R2 R3 R4 10kΩ 10kΩ 10kΩ 10kΩ