项目10：八路抢答器电路

【课题】八路抢答器【上课地点】教室、实训楼【教学目标】●了解八路抢答器的工作原理；●学会识读八路抢答器电路原理图、安装图；●掌握八路抢答器电路的贴片安装工艺；●掌握八路抢答器电路测量和调试技能。

【教学重点】1.电路各元器件的识别和检测。

2.电路的焊接和调试。

【教学难点】1.电路的工作原理与调试。

2.电路的故障排查。

【教学准备】多媒体课件、焊接基本工具、万用表、示波器、电源、抢答器套件【教学过程】一、导入抢答电路广泛应用在竞赛、文体娱乐抢答活动中，今天我们就来学习一下-----八路抢答器电路。

二、新课1、CD4511知识介绍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。

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（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。

CD4511的工作真值表如下表2、八段半导体数码管引脚图及工作原理半导体数码管内部接法判断方法：（1）将指针式万用表置于R×10KΩ挡，电阻调零；（2）将红表笔分别接a-g任意一引脚，黑表笔接公共端COM，如果如光二极管亮，说明是共阴极。

反之为共阳极。

3、电路原理接通电源，初始状态数码管显示“0”，按下抢答按钮（SB1-SB8）后，扬声器发声，同时数码管显示第一抢答者的编号，抢答成功，再按按钮，显示不会改变，除非按复位键。

八路抢答器555 集成电路构成的无稳态电路随着科技的不断发展，集成电路技术逐渐成为电子领域的重要组成部分。

在集成电路中，常常会出现无稳态电路的构成，而八路抢答器555正是一个典型的例子。

本文将主要介绍八路抢答器555以及其构成的无稳态电路。

一、八路抢答器555的定义八路抢答器555是一种常用于游戏和竞赛中的抢答设备，它可以同时接入多个参与者，并通过触发器和计时器实现快速抢答和计分的功能。

这种抢答器的设计理念简单而实用，因此在各种知识竞赛和游戏活动中得到了广泛的应用。

二、八路抢答器555的结构八路抢答器555的主要构成部分包括集成电路、按键、数码管、计时器和触发器。

在这些组件中，集成电路扮演着核心的角色，它通过内部的逻辑电路实现了抢答器的各项功能。

1. 集成电路八路抢答器555中所使用的集成电路是基于555定时器芯片的设计。

555定时器是一种经典的集成电路，它可以实现多种定时和触发功能。

在抢答器中，555定时器被配置成计时和触发的核心部件，通过外部连接器和电路逻辑实现了多路抢答的功能。

2. 按键和数码管八路抢答器555的按键和数码管用于参与者进行抢答和显示得分。

按键部分包括了多个独立的抢答按钮，每个按钮对应一个参与者。

而数码管则用于显示参与者的得分，为游戏的进行提供了直观的信息反馈。

3. 计时器和触发器抢答器中的计时器和触发器用于触发抢答行为并进行时间计算。

在555集成电路的控制下，计时器会根据抢答按钮的按压情况进行计时，并触发相应的输出信号，从而实现抢答结果的判定和得分的计算。

三、八路抢答器555的无稳态电路八路抢答器555中的无稳态电路是指在555定时器芯片工作过程中，其输出信号处于不稳定的状态。

这种现象通常出现在触发器和计时器之间的信号传输过程中，由于信号的延迟或者干扰导致了系统的不稳定。

1. 信号传输延迟在抢答器的设计中，输入信号需要经过触发器的处理，并经过一定的逻辑运算后形成输出信号。

然而，由于触发器的响应延迟以及内部电路元件的特性，信号传输过程中常常会出现一定的延迟，导致了输出信号的不稳定性。

八路抢答器原理图八路抢答器原理图——简单模电数电实现，非单片机编程本电路使用简单的模电数电即可实现八路抢答器的功能，而非复杂的单片机编程，您无需担心它的可靠性，按照原理图做即可成功，是学习模电数电的经典电路！按照原理图做即可成功，是学习模电数电的经典电路！本八路抢答器主要是通过集成块CD4511实现的。

实现的。

CD4511是一个用于驱动共阴极是一个用于驱动共阴极 LED （数码管）显示器的器的 BCD 码—七段编码译码器，码—七段编码译码器，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 显示显示CD4511 是一片是一片 CMOS CMOS BCDBCD —锁存/7 段译码/驱动器，其中a a b b b c c c d d 为 BCD 码输入，a 为最低位。

L T 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，为消隐功能端，低电平时使所有笔低电平时使所有笔段均消隐，正常显示时，段均消隐，正常显示时， B1端应加高电平。

另外端应加高电平。

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。

a ～g 是 7 段输出，可驱动共阴LED 数码管。

另外，CD4511显示数“6”时，a 段消隐；段消隐；显示数“显示数“9”时，d 段消隐，所以显示段消隐，所以显示 6、9 这两个数时，字形不太美观这两个数时，字形不太美观 图3是CD4511和CD4518配合而成一位计数显示电路，若要多位计数，只需将计数器级联，每级输出接一只 CD4511 和LED 只需将计数器级联，每级输出接一只数码管是指 7 段LED 的所谓共阴 LED 数码管是指数码管即可。

所谓共阴阴极是连在一起的，在应用中应接地。

实训报告（八路数显抢答器电路安装与制作）时间___________ 地点__________ 班级__________ 姓名__________一、实训目的1、通过产品组装，理解编码器、译码器和显示器在电路中的应用。

2、进一步熟练相关元器件的识别与测量。

3、激发专业学习兴趣，提高动手操作能力。

二、实训器材1、CQ-801型数显抢答器套件一套。

2、万用表、烙铁等工具一套。

三、实训内容1、CQ-801型数显抢答器电路原理图及IC 内部结构图八路抢答器仿真实验设计：肖玉龙注意：必要时需调整R18、R7、R5的阻值。

2、电路工作原理抢答器讯响电路由NE555接成音多谐振荡器，其中R16=R17=10K，扬声器通过100UF的电容器接在NE555 IC的3脚与地（GND）之间。

C1=0.01，R16 没有直接和电源相接，而是通过四只1N4148组成二极管或门电路，四只二极管的阳极分别接CD4511的1，2，6，7脚，任何抢答按键按下，讯响电路都能得电振荡发出讯响声。

S1-S8组成1-8路抢答键，D1-D12组成数字编码器，任一抢答案键按下，都须通过编码二极管编成BCD码，将高电平加到CD4511所对应的输入端，从CD4511的引脚可以看出，引脚6，2，1，7分别为BCD码的D，C，B，A位（D这高位，A 为低位，即D，C，B，A分别代表BCD码8，4，2，1位）。

设S8键按下，高电平加到CD4511的6脚，而2，1，7脚保持低电平，此时CD4511输入BCD码这“1000”。

又如设S5键按下，此时高电平通过两只二极管D6，D7加到CD4511的2脚与7脚，而6，1脚保持低电平。

此时CD4511输入的BCD码是“0101”依此类推，按下第几号抢管键，输入的BCD码就是键的号码并自动地由CD4511内部电路译码成十进制数在数码管上显示。

由于抢答器都是多路即须满足多位抢答者抢答要求，这就有一个先后判定的锁存优先电路，确保第一个抢答信号锁存住,同时数码显示并拒绝后面抢答信号的干扰。

题目智力竞赛八路抢答器电路设计班级 09无非<一>班学号 200910210101 姓名代让让指导严君美时间 2011-6-8 景德镇陶瓷学院电工电子技术课程设计任务书姓名：Ethan 班级：无非（一）班指导老师：严老师设计课题：智力竞赛八路抢答器的电路设计设计任务与要求设计任务：⒈设计一个智力竞赛抢答器，可同时供8名选手或8个代表队参加比赛，他们的编号分别是1、2、3、4、5、6、7、8，各用一个抢答按钮，按钮的编号与选手的编号相对应，分别是SB1、SB2、SB3、SB4、SB5、SB6、SB7、SB8。

⒉给节目主持人设置一个控制开关，用来控制系统的清零和抢答的开始。

⒊抢答器具有数据锁存和显示的功能。

抢答开始后，当有选手按动抢答按钮，编号立即锁存，并在LED数码管上显示出选手的编号，同时蜂鸣器给出音响提示。

此外，要封锁输入电路，禁止其他选手抢答。

优先抢答选手的编号一直保持到主持人将系统清零为止。

4.用中小规模集成电路组成智力竞赛抢答器电路，画出各单元电路图和总体逻辑框图，正确描述各单元功能，合理选用电路器件，画出完整的电路设计图以及写出设计总结报告。

设计要求：⒈抢答器具有定时抢答的功能，且一次抢答的时间可以由主持人设定(如30s)。

当节目主持人启动“开始”键后，要求定时器立即减计时，并用显示器显示，同时蜂鸣器发出声响。

⒉参赛选手在设定的时间内抢答，抢答有效，定时器停止工作，显示器上显示选手的编号和抢答时刻的时间，并保持到主持人将系统清零为止。

⒊如果定时抢答的时间已到，却没有选手抢答时，本次抢答无效，系统短暂报警，并封锁输入电路，禁止选手超时后抢答，时间显示器上显示00。

设计步骤1、查阅相关资料，开始撰写设计说明书；2、先给出总体方案并对工作原理进行大致的说明；3、依次对各部分分别给出单元电路，并进行相应的原理、参数分析计算、功能以及与其他部分电路的关系等等说明；4、总体电路的绘制及总体电路原理相关说明；5、列出标准的元件清单；6、列出设计中所涉及的所有参考文献资料。

8路抢答器电路设计一、前言抢答器是一种常见的电子竞赛设备，它可以用于各种比赛中，如知识竞赛、游戏竞赛等。

本文将介绍一种8路抢答器电路设计方案。

二、电路原理8路抢答器电路主要由以下部分组成：1. 信号发生器：用于产生触发信号，触发抢答器工作。

2. 抢答器控制模块：用于控制抢答器的工作状态，包括开始、停止、重置等功能。

3. 抢答器显示模块：用于显示哪个选手先按下了按钮。

4. 按钮模块：每个选手都有一个按钮，用于按下后触发抢答器工作。

三、硬件设计1. 信号发生器信号发生器可以采用 NE555 定时器芯片来实现。

NE555 可以产生稳定的方波信号，频率可通过改变 RC 确定。

在本设计中，我们将频率设置为 1kHz。

此外，在输出端加上一个 NPN 晶体管来放大输出信号，并驱动后面的控制模块和显示模块。

2. 抢答器控制模块控制模块采用 AT89C2051 单片机来实现。

AT89C2051 是一种低功耗、高性能的 8 位 CMOS 微控制器，具有 2K 字节的 Flash 可编程存储器、128 字节的 RAM 和 15 个 I/O 引脚。

在本设计中，我们将使用其中的定时器和外部中断功能。

定时器用于计时选手按下按钮到触发信号到达控制模块的时间差，以确定哪个选手先按下了按钮。

外部中断用于检测选手是否按下了按钮。

3. 抢答器显示模块显示模块采用共阳极数码管来实现。

由于本设计只需要显示哪个选手先按下了按钮，因此只需要一个数码管即可。

同时，为了方便区分哪个选手是第几名，我们在数码管前面加上一个 LED 灯来指示当前是第几名选手。

4. 按钮模块按钮模块采用常闭型按钮开关来实现。

每个选手都有一个按钮开关，当选手按下自己的按钮后，抢答器就会开始工作。

四、软件设计1. AT89C2051 端口配置在软件设计之前，需要先配置 AT89C2051 的端口。

由于本设计使用了定时器和外部中断功能，因此需要配置相应的引脚。

具体配置如下：P1.0：用于控制信号发生器的触发信号输出。

一、课题名称：八路智力竞赛抢答器二、内容摘要：本文主要介绍用数电知识设计八路抢答器。

优先编码电路、锁存器、译码电路将参赛队的输入信号在显示器上输出，并与主持人开关相连接，即构成了抢答器的主体电路。

经过布线、接线、调试等工作后数字抢答器成形。

借助较少的外围元件完成抢答的整个过程，设计制作了八路抢答器，设计编程简单，容易理解掌握，且工作稳定可靠。

总体电路简单，易于制作。

可供8人或8个代表队抢答，并用7段数码管显示首先抢答者的组别号码，有人抢答后自动闭锁其他各路输入，禁止其他人抢答，使其他组的开关失去作用，而显示最先按下抢答键的组别号。

只有当主持人按下复位按键才能再次抢答。

关键字：抢答器，设计，稳定，锁存，清零三、设计内容及设计要求：1、设计一个8路智力竞赛抢答器的控制电路，满足以下要求。

A、给节目主持人设置一个控制来关，用来控制系统的清零（编号显示数码管灭灯）及抢答的开始。

B、抢答开始后，当有某一选手首先按下抢答按钮时，选手编号立即被存锁，编号数码管显示选手编号，并抢答灯亮，此时抢答器不再接收其它输入信息。

优先抢答选手的编号一直保持到节目主持人将系统清零为止。

2、抢答器最多可供8名选手参赛，编号为1～8号，各队分别用一个按钮（分别为S0～S7）控制，并设置一个系统清零和抢答控制开关S，该开关由主持人控制。

3、抢答器具有数据锁存功能,并将锁存数据用LED数码管显示出来，只能由主持人进行清零。

4、开关S作为清零及抢答控制开关（由主持人控制），当开关S被按下时抢答电路清零，松开后则允许抢答。

输入抢答信号由抢答按钮开关S0～S7实现。

四、试验器件清单：本设计所用的实验器材如下表所示。

表1 实验器材五、设计的系统方案：1、构思抢答器需要达到的功能并结合自身的能力，列出了如图所示的总体框架图。

2、具体设计方案如下：①接通电源后，主持人将开关拨到"清除"状态，抢答器处于禁止状态，编号显示器和指示灯灭灯，等主持人将开关置“开始”位置后，抢答器处于等待状态，此时可以进行抢答。