四路抢答器的仿真设计

课程设计报告题目：四路抢答器的仿真设计

学生姓名：赵云云

学生学号：46

系别：电气信息工程学院专业：电子信息科学与技术届别：2015

指导教师：王留留

电气信息工程学院

2014年3月

四路抢答器的仿真设计

学生：赵云云

指导教师：王留留

电气信息工程学院电子信息科学与技术专业

1课程设计的任务与要求

课程设计的任务

采用multisim软件进行电路图的绘制以及仿真，用七段锁存译码驱动集成电路CD4511、LED数码显示管、编码二极管、电阻、74LS08N、74LS00N、74LS04以及蜂鸣器等实现四路智力抢答器。

课程设计的要求

(1)4名选手编号为： 1、2、3、4，各有一个抢答按钮，按钮的编号与选手的编号对应，分别为J1，J2，J3，J4。

(2)给主持人设置一个控制按钮K，用来控制系统清零和抢答的开始。

(3)抢答器具有数据锁存和显示的功能。抢答开始后，若有选手按动抢答按钮，该选手编号立即锁存，并在抢答显示器上显示该编号，同时扬声器给出音响提示，封锁输入编码电路，禁止其他选手抢答。抢答选手的编号一直保持到主持人将系统清零为止。

课程设计的研究基础

四路智力抢答器电路由四大部分组成：抢答编码电路、译码数显电路、优先锁存门控电路、声响报警电路组成。所用的器件主要有锁存器74LS08N、译码器4511BP_5V（即CD4511）、LED数码管、蜂鸣器等。抢答电路中主持人通过开关K 控制锁存器，当主持人开关打在高电平1时，抢答开始，J1、J2、J3、J4四位选手按下抢答开关即可在数码管上显示该组的组号并且锁存，其他各组再抢答均无作用，这就是研究的基础。

下面以J2选手率先抢答为例：主持人key=space按下开关开始抢答，J2号选手率先按下抢答开关，抢答信号输入以高电平信号表示，这里视为1当高电平信号号传输到译码器CD4511的相应端口，然后经由译码器CD4511译码为抢答成功选手的代码，并在数码显示器上显示该号码。同时在主持人按下开始开关时，数码管e和f管脚的电平通过与非输出高电平然后和另一个开关的高电平共同输

出高电平送到CD4511的EL端实现锁存，其它的选手在抢答均无效果。当开关按下后输入低电平到BI，数码管熄灭。开关打开后清零开始抢答。这就是我设计的基础。

2四路智力抢答器系统方案制定

方案原理

抢答器具有数据锁存和显示的功能。抢答开始后，若有选手按动抢答按钮，该选手编号立即锁存，并在抢答显示器上显示该编号，同时扬声器给出音响提示，封锁输入编码电路，禁止其他选手抢答。抢答选手的编号一直保持到主持人将系统清零为止。

方案提出

图1 基于CD4511方案图

3四路抢答器系统方案设计

各单元模块功能介绍及电路设计

（1）.译码数显电路（功能是将收到的BCD码译码成十进制数并通过数码管显示出来）

图2译码数显电路

（2）．抢答编码电路（功能主要是任意按下一个按键都可以编成BCD码）

图3加入抢答编码电路后的电路图

（3）.优先锁存门控电路（主要功能是当任意一个按键被按下时锁存相应的编号以及允许抢答和清零复位的功能）

图2加入锁存门控电路后的电路

（4）.声响报警电路（功能主要是在抢答成功后发出声响以示抢答成功）

图5加入报警电路后的电路

电路参数的计算及元器件的选择

由于CD4511的输出端电压为5v，而数码管的前向导通电压和开门电流分别为和5ma，这时CD4511与数码管连接时中间需加限流电阻668欧，限流电阻必须要小于这个电阻，我们取600欧。

本电路中主要选用了译码器CD4511，数码管，和蜂鸣器以及各种按键电阻和

各种门电路。

特殊器件的介绍

（1）.译码器CD4511

图6译码器

其功能介绍如下：

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状态，不显示数字。

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。

LE：5脚是锁定控制端，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。

DA、DB、DC、DD、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。

输入输出

LE BI非LT非 D C B A g f e d c b a 显示字符ⅹⅹ0 ⅹⅹⅹⅹ 1 1 1 1 1 1 1 日

ⅹ0 1 ⅹⅹⅹⅹ0 0 0 0 0 0 0 熄灭0 1 1 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 0

0 1 1 0 0 0 1 0 0 0 0 1 1 0 1

0 1 1 0 0 1 0 1 0 1 1 0 1 1 2

0 1 1 0 0 1 1 1 0 0 1 1 1 1 3

0 1 1 0 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 4

0 1 1 0 1 0 1 1 1 0 1 1 0 1 5

0 1 1 0 1 1 0 1 1 1 1 1 0 1 6

0 1 1 0 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 7

0 1 1 1 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 8

0 1 1 1 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 灭

0 1 1 1 0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 灭

7段数码管是由7个独立的二极管采用共阴或共阳的方法连接而成。通常将这