(CD1)设计报告.doc

. 姓名：查 曹 军 班级：自动化102 指导老师: 韦 雷 日期：2011.10.26 机电与汽车分院精选范本 检录 1、 课题设计任务及目标. 1 2、 抢答器电路原理分析. 23、 抢答器的电路设计. 54、 课题设计体会. 7 课题设计任务及目标1、 课题学习目标：掌握基本逻辑门电路的功能，了解常用组合逻辑点的功能，能对较复杂的组合逻辑电路进行分析，会用门电路进行门电路设计，实现相应的逻辑功能，用组合逻辑集成电路实现较复杂的逻辑功能。2、 课题任务：1.制订工作计划2.识别抢答器电路原理图，明确元器件连接和电路连线3.完成所需元器件的检测4.画出布线图5.根据布线图排版好元器件6.进行焊接完成制作抢答器电路7.完成抢答器电路功能检测和故障排除8.完成设计报告9.交件、验货 抢答器电路原理分析1、 抢答器原理 编码器 译码器（CD4511） 显示（七段数码管 （按钮加二极管） 复位开关 译码器的BI端 LE端 控制锁存电路二、电路设计方案和原理说明抢答器电路设计 (1)抢答电路的功能有两个：一是能分辨出选手按键的先后，并锁存优先抢答者的编号，供译码显示译码电路用；二是要使其它选手按键操作无效。(2)选用优先编码器CD4511、二极管组成抢答电路。(3)抢答电路工作原理：电路完成了基本的抢答功能，即开始抢答后，当选手按动抢答键时，能显示选手的编号，同时能封锁输入电路，禁止其他选手抢答。其工作原理为：接通电源后，当主持人按下复位键，宣布开始抢答器工作。选手即可开始抢答，当选手按下抢答键后，抢答器完成：编码、优先锁存、译码、数码显示。当一轮抢答之后，只有主持人按下复位键，才能进行下一轮抢答，否则抢答无效。 2、抢答器的工作过程（1）开始上电之后，主持人按复位键，抢答开始。数码显示电路上会显示成功抢答的选手的编号。（2）当有选手抢答成功之后，系统就进行了优先锁存，其他抢答选手抢答无效。（3）如果主持人未按下复位键，而有人按了抢答按键，此次抢答无效，只有当主持人按下了复位键，选手才能进行顺利抢答。 3、CD4511芯片的说明 CD4511是一个用于驱动共阴极 LED （数码管）显示器的 BCD 码七 段码译码器，特点：具有BCD转换、消隐和锁存控制、七段译码及驱动功能的 CMOS电路能提供较大的拉电流。可直接驱动LED显示器。CD4511 是一片 CMOS BCD锁存/7 段译码/驱动器，引脚排列如图 2 所示。其中a b c d 为 BCD 码输入，a为最低位。LT为灯测试端，加高电平时，显示器正常显示，加低电平时，显示器一直显示数码“8”，各笔段都被点亮，以检查显示器是否有故障。BI为消隐功能端，低电平时使所有笔段均消隐，正常显示时， B1端应加高电平。另外 CD4511有拒绝伪码的特点，当输入数据越过十进制数9(1001)时，显示字形也自行消隐。LE是锁存控制端，高电平时锁存，低电平时传输数据。ag是 7 段输出，可驱动共阴LED数码管。若要多位计数，只需将计数器级联，每级输出接一只 CD4511 和 LED 数码管即可。所谓共阴 LED 数码管是指 7 段 LED 的阴极是连在一起的，在应用中应接地。限流电阻要根据电源电压来选取，电源电压5V时可使用300的限流电阻。4、CD4511的工作原理 （1）锁存 译码器的锁存电路由传输门和反相器组成,传输门的导通或截止由控制端LE的电平状态。 当LE为“0”电平导通，TG2截止；当LE为“1”电平时，TG1截止，TG2导通，此时有锁存作用。 （2）译码 CD4511译码用两级或非门担任，为了简化线路，先用二输入端与非门对输入据B、C进行组合，得出、四项，然后将输入的数据A、D一起用或 非门译码。 4、CD4511 的 引 脚 图(1)引脚功能如下： 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（消隐）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 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。 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。 5、CD4511的真值表输 入 输 出 LEBILIDCBAabcdefg显示 XX0XXXX11111118X01XXXX0000000 0110000111111000110001011000010110010110110120110011111100130110100011001140110101101101150110110001111160110111111000070111000111111180111001111001190111010000000001110110000000 0111100000000001111010000000 011111000000000111111000000111XXXX锁 存 锁存 抢答器的电路设计通过对电路的功能分析，考虑成本与节约时间上，本次实验电路不采用PCB，而采用人工开进行焊接，做出了实物电路板进行实验调试。abcdegfLTBILEDACB一、抢答器原理图 2、 元件清单序号材料名称器件型号数量1集成电路CD451112二极管IN4148143电解电容47F14七段数码管LC501115按钮开关（小型）96电阻10K57电阻100K28电阻2.2K19电阻300710三极管9014（NPN)1三、抢答器实物图 课题设计体会这次课题设计的电路我感觉还算比较简单的，以前在模电课程设计中接触过一些电子电路，但在起初还是感到有点无从下手，在整个电路的设计过程中，花费时间最多的是各个单元电路的连接及电路的细节设计上，在多种方案的选择中，我们仔细比较分析其原理以及可行的原因，最后还是在通多次对电路的改进，上机仿真以及接线调试，终于使整个电路可稳定工作。设计过程中，我深刻的体会到在设计过程中，需要反复实践，其过程很可能相当烦琐，有时花很长时间设计出来的电路还是需要重做，那时心中未免有点灰心，有时还特别想放弃，此时更加需要静下心，查找原