CD4511八路搶答器實驗報告.doc

《CD4511八路搶答器實驗報告.doc》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《CD4511八路搶答器實驗報告.doc（22頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

小學期實驗設(shè)計任務(wù) 目錄 摘要 I 第1章 緒論 1 1.1課題研究的相關(guān)背景 1 1.2選題的目的和意義 1 1.3課題研究的內(nèi)容 2 1.4搶答器目前存在的主要問題 3 第2章 搶答器的系統(tǒng)概述 4 2.1搶答器的系統(tǒng)功能簡介 4 2.2搶答器的工作原理簡介 4 2.3搶答器系統(tǒng)的需求分析 5 2.4搶答器的工作流程 5 2.5搶答器的工作過程 6 第3章 搶答器的單元電路設(shè)計 7 3.1搶答器設(shè)計中的數(shù)字編碼電路 7 3.2搶答器設(shè)計中的譯碼/優(yōu)先/鎖存電路 9 3.3搶答器設(shè)計中的數(shù)碼顯示電路 13 3.4搶答器設(shè)計中的報警電路 15 第4章 搶答器的電路設(shè)計圖 18 4.1搶答器工作原理電路圖 18 4.2搶答器實物電路圖 20 第5章 總結(jié) 21 摘 要 隨著科技的日新月異，促使人們開始學科學、學技術(shù)、學知識。搶答器是一個機關(guān)學校開展智力競賽活動必不可少的設(shè)備，廣泛應(yīng)用于學校、教育部門、企事業(yè)工會組織、俱樂部等單位組織舉辦各種知識、技術(shù)競賽及文娛活動時作搶答使用。 八路數(shù)字搶答器電路包括搶答，編碼，優(yōu)先，鎖存，數(shù)顯，復(fù)位及報警電路。搶答器數(shù)字優(yōu)先編碼電路由D1-D12組成，實現(xiàn)數(shù)字的編碼。CD4511是一塊含BCD-7段鎖存/譯 碼/驅(qū)動電路于一體的集成電路。搶答器報警電路由NE555接成音多諧振蕩器構(gòu)成。搶答器數(shù)碼顯示電路由數(shù)碼管組成，輸入的BCD碼自動地由 CD4511內(nèi)部電路譯碼成十進制數(shù)在數(shù)碼管上顯示。經(jīng)過布線、焊接、調(diào)試等工作的八路數(shù)字智能搶答器成形，更具有實用性。 關(guān)鍵字：CD4511 數(shù)碼顯示電路 報警電路 數(shù)字編碼電路 第1章 緒論 １. １課題研究的相關(guān)背景 在這個競爭激烈的社會中，知識競賽，評選優(yōu)勝，選拔人才之類的活動愈加頻繁。在競賽中，都是多個選手一起參加，如果采用舉手回答問題的這個方式來進行競賽已經(jīng)不適應(yīng)社會的需要。并且在主持人提出的問題時候，如果讓選手用舉手等方法來進行搶答，這在某種程度上會因為主持人的主觀誤斷造成比賽的不公平性。而在當今社會里，比賽要追求準確、公正、直觀地判斷出第一搶答者，這時候智能搶答器就派上用場了。 智能搶答器是一種應(yīng)用十分廣泛的設(shè)備，在各種競賽、搶答場合中，它都能客觀、迅速地判別出最先獲得發(fā)言權(quán)的選手。早期的搶答器只是由幾個三極管、可控硅、發(fā)光管等器件組成的，能通過發(fā)光管的指示辯認出選手號碼。現(xiàn)在大多數(shù)智能搶答器都由單片機或數(shù)字集成電路構(gòu)成的，并且新增了許多功能，如選手號碼顯示，搶按前或搶按后的計時，選手得分顯示等功能。 隨著科技的發(fā)展，現(xiàn)在的搶答器向著數(shù)字化、智能化的方向發(fā)展，這就必然提高了智能搶答器的制造成本。鑒于現(xiàn)在小規(guī)模的知識競賽越來越多，操作簡單，經(jīng)濟實用的小型搶答器肯定很有市場。因此，我選擇簡易邏輯數(shù)字搶答器這一課題。 八路智能搶答器主要由數(shù)字優(yōu)先編碼電路、鎖存/譯碼/驅(qū)動電路于一體的CD4511集成電路、數(shù)碼顯示電路和報警電路組成。優(yōu)先編碼電路、CD4511集成電路將參賽隊的輸入信號在數(shù)碼顯示管上輸出，用報警電路對時間進行嚴格控制，這樣就構(gòu)成了八路智能搶答器電路。 1.2 選題的目的和意義 通過這次畢業(yè)設(shè)計,讓我了解到了八路智能搶答器的結(jié)構(gòu)組成和工作原理，也初步掌握八路智能搶答器的調(diào)整及測試方法，提高實踐動手能力和思考問題的能力。同時通過本次畢業(yè)設(shè)計，也讓我鞏固了以前學習的理論知識，建立邏輯數(shù)字電路的理論和實踐的結(jié)合，了解了八路智能搶答器各單元電路之間的關(guān)系及相互影響。初步掌握了八路智能搶答器的調(diào)整及測試方法。 本畢業(yè)設(shè)計通過參考大量文獻對八路智能搶答器的工作原理進行了系統(tǒng)的介紹，通過詳細的調(diào)查和權(quán)威技術(shù)資料及相關(guān)情報的收集，為我們更深刻的了解電子技術(shù)提供了很好的平臺，使得更好的讓理論與實踐相結(jié)合。 1.3 課題研究的內(nèi)容 八路智能搶答器是采用了CD4511集成芯片來實現(xiàn)功能要求的，在搶答過程中，每個選手都有一個搶答按鈕。在主持人按下復(fù)位鍵宣布搶答開始的時候，選手就開始進行搶答，在指定時間內(nèi)選手進行搶答，數(shù)碼顯示屏上會顯示最先搶答選手的編號。如果主持人沒有按下開始鍵而選手就搶答視為犯規(guī)，數(shù)碼顯示屏顯示犯規(guī)者的編號，揚聲器持續(xù)發(fā)生。主持人可按復(fù)位鍵，新一輪搶答開始。 通過研究后發(fā)現(xiàn)，采用數(shù)字電路技術(shù)設(shè)計的搶答器與目前常用的搶答器相比優(yōu)點還是有很多的。首先，設(shè)計電路連接簡單，因為采用了CD4511集成芯片進行設(shè)計的，大多數(shù)功能單元都能通過數(shù)字電路完成，第二，工作性能可靠，抗干擾能力優(yōu)于目前搶答器。所以本研究是一個實用的工程設(shè)計，具有創(chuàng)新性和實用性。 本論文章節(jié)的結(jié)構(gòu)和內(nèi)容如下: 第一章：緒論。簡要介紹了八路智能搶答器的發(fā)展現(xiàn)狀；簡要概述了本畢業(yè)設(shè)計的研究內(nèi)容。 第二章：搶答器系統(tǒng)概述。說明了八路智能搶答器的工作過程和主要功能。 第三章：搶答器的單元電路設(shè)計。詳細概述了本畢業(yè)設(shè)計中，八路智能搶答器各單元電路的設(shè)計。 第四章：搶答器的電路設(shè)計圖。展示了八路智能搶答器的電路圖、工作原理電路圖、PCB板電路圖，更形象的表現(xiàn)出電路設(shè)計的思路。 第五章：總結(jié)與展望。總結(jié)課題設(shè)計，指出設(shè)計中的一些問題，提出改善的意見，并展望搶答器的未來設(shè)計。 1.4搶答器目前存在的主要問題 隨著科技技術(shù)的不斷發(fā)展，促使人們開始學科學、學技術(shù)、學知識。搶答器是一個機關(guān)學校開展智力競賽活動必不可少的設(shè)備，廣泛應(yīng)用于學校、教育部門、企事業(yè)工會組織、俱樂部等單位組織舉辦各種知識、技術(shù)競賽及文娛活動時作搶答使用。但搶答器的使用頻率校低，且有的要么制作復(fù)雜，要么可靠性低，質(zhì)量較差。作為一個單位若專購一臺搶答器雖然在經(jīng)濟上可以承受，但每年使用的次數(shù)極少，往往因長期存放使搶答器損壞，再購置的麻煩和及時性就會影響活動的開展。 目前多數(shù)智能搶答器存在一下幾點不足： 首先，現(xiàn)場線路連接復(fù)雜。因為每個選手位于搶答現(xiàn)場的不同位置，每個選手與控制臺之間要有長長的連接線。選手越多，連接線就越多、越亂，這些連接線不僅影響了現(xiàn)場的美觀，而且降低了搶答器的可靠性，增加了安裝的難度，甚至影響了現(xiàn)場人員的走動。 其次，電路復(fù)雜。因為簡單邏輯電路只完成號碼處理、計時、數(shù)據(jù)運算等功能，其它功能如選手號碼的識別、譯碼、計分顯示等仍只能通過數(shù)字集成電路完成。采用簡單邏輯電路掃描技術(shù)識別選手搶按號碼時，電路的延遲時間較大。 最后，容易出現(xiàn)選手搶按成功現(xiàn)象。 第2章 搶答器的系統(tǒng)概述 2.1 系統(tǒng)的主要功能簡介 八路智能搶答器的主要功能有如下三點： 1. 可同時供8名選手參加比賽，其相應(yīng)的編碼分別是0、1、2、3、4、5、6、7，各用一個搶答按鈕，按鈕的編號與選手的編號相對應(yīng)。 2. 給主持人設(shè)置一個控制開關(guān)，用來控制系統(tǒng)的清零（編號顯示數(shù)碼管滅燈）和搶答的開始。 3. 搶答器具有數(shù)據(jù)鎖存和顯示的功能。搶答開始后，若有選手按動搶答按鈕，編號立即鎖存，并在LED數(shù)碼管上顯示出選手的編號，同時揚聲器給出音響提示。 2.2搶答器的工作原理簡介 如圖2-1所示為搶答器的結(jié)構(gòu)框圖。電路完成了基本的搶答功能，即開始搶答后，當選手按動搶答鍵時，能顯示選手的編號，同時能封鎖輸入電路，禁止其他選手搶答。而報警電路則是起到提示作用。其工作原理為：接通電源后，當主持人按下復(fù)位鍵，宣布"開始"搶答器工作。選手即可開始搶答，當選手按下?lián)尨疰I后，搶答器完成：編碼、優(yōu)先鎖存、譯碼、數(shù)碼顯示。當一輪搶答之后，只有主持人按下復(fù)位鍵，才能進行下一輪搶答，否則搶答無效。 圖2-1 搶答器結(jié)構(gòu)框圖 2.3 搶答器系統(tǒng)的需求分析 1、在搶答中，只有開始后搶答才有效，如果在開始搶答前搶答為無效。 2、可以顯示是哪位選手有效搶答，正確按鍵后有訊響聲。 3、按鍵鎖定，在有效狀態(tài)下，按鍵無效非法。 4、只有主持人按下復(fù)位鍵，下一輪搶答才能開始進行。 2.4 搶答器的工作流程 搶答器的基本工作原理:在上電之后，系統(tǒng)開始運行，在搶答過程中，會有多個信號同時或不同時送入主電路中，搶答器內(nèi)部電路和CD4511集成芯片會開始工作，并識別、記錄第一個號碼。在整個搶答器工作過程中，編碼電路、優(yōu)先\鎖存\譯碼電路、顯示電路、報警電路都會運行。搶答器的工作流程分為正常搶答流程、主持人復(fù)位等幾部分，如圖2-2所示。 圖2-2 搶答器的工作流程 2.5 搶答器的工作過程 1、開始上電之后，主持人按復(fù)位鍵，搶答開始。如有選手按下?lián)尨疰I，報警電路會發(fā)出訊響聲，并且數(shù)碼顯示電路上會顯示成功搶答的選手的編號。 2、當有選手搶答成功之后，系統(tǒng)就進行了優(yōu)先鎖存，其他搶答選手搶答無效。 3、如果主持人未按下復(fù)位鍵，而有人按了搶答按鍵，此次搶答無效，只有當主持人按下了復(fù)位鍵，選手才能進行順利搶答。 總而言之，本課題利用簡單邏輯數(shù)字電路設(shè)計了智能搶答器，該搶答器具有基本的強大功能，提高了系統(tǒng)的可靠性、簡化了電路結(jié)構(gòu)、節(jié)約了成本，但是此搶答器功能還不夠強大，還有很多功能無法實現(xiàn)，需要我們繼續(xù)學習和研究。 第3章 搶答器的單元電路設(shè)計 八路智能搶答器主要由數(shù)字編碼電路、譯碼\優(yōu)先\鎖存驅(qū)動電路、數(shù)碼顯示電路和報警電路組成?，F(xiàn)簡單介紹八路智能搶答器設(shè)計中的各單元電路的設(shè)計的情況。 3.1搶答器設(shè)計中的數(shù)字編碼電路 參考電路如圖3-1所示，S1—S8組成1—8路搶答器，D1—D12組成數(shù)字編碼器。該電路完成的功能是：通過編碼二極管編成BCD碼，將高電平加到CD4511所對應(yīng)的輸入端。從CD4511的引腳可以看出，引腳6，2，1，7分別為BCD碼的 D、C、B、A位（D這高位，A為低位，即D、C、B、A分別代表BCD碼8、4、2、1位）。 工作過程：當電路上電，主持人按下復(fù)位鍵，選手就可以開始搶答。當選手1按下S1搶答鍵，高電平通過編碼二極管D1加到CD4511集成芯片的7腳（A位），7腳為高電平，1、2、6腳保持低電平，此時CD4511輸入BCD碼為“0001”；當選手2按下S2搶答鍵，高電平通過編碼二極管D2加到CD4511集成芯片的1腳（B位），1腳為高電平，2、6、7腳保持低電平，此時CD4511輸入BCD碼為“0010”；當選手3按下S3搶答鍵，高電平通過編碼二極管D3、D4加到CD4511集成芯片的1、7腳（B、A位），1、7腳為高電平，2、6腳保持低電平，此時CD4511輸入BCD碼為“0011”；當選手4按下S4搶答鍵，高電平通過編碼二極管D5加到CD4511集成芯片的2腳（C位），2腳為高電平，1、6、7腳保持低電平，此時CD4511輸入BCD碼為“0100”；當選手5按下S5搶答鍵，高電平通過編碼二極管D6、D7加到CD4511集成芯片的2、7腳（C、A位），2、7腳為高電平，1、6腳保持低電平，此時CD4511輸入BCD碼為“0101”； 當選手6按下S6搶答鍵，高電平通過編碼二極管D8、D9加到CD4511集成芯片的1、2腳（B、C位），1、2腳為高電平，6、7腳保持低電平，此時CD4511輸入BCD碼為“0110”； 當選手7按下S7搶答鍵，高電平通過編碼二極管D10、D11、D12加到CD4511集成芯片的1、2、7腳（B、C、A位），1、2、7腳為高電平，6腳保持低電平，此時CD4511輸入BCD碼為“0111”； 當選手8按下S8搶答鍵，高電平加到CD4511集成芯片的6腳（D位），6腳為高電平，1、2、7腳保持低電平，此時CD4511輸入BCD碼為“1000”。 輸入的BCD碼就是鍵的號碼，并自動地由 CD4511內(nèi)部電路譯碼成十進制數(shù)在數(shù)碼管上顯示。 圖4-1 數(shù)字編碼系列電路 圖3-1 數(shù)字編碼系統(tǒng)電路 輸 入 輸 出 S1 S2 S3 S4 S5 S6 S7 S8 D C B A 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 1 1 0 1 0 0 0 1 0 1 0 1 1 0 0 1 1 1 1 0 0 0 表3-1　數(shù)字編碼電路功能真值表 3.2搶答器設(shè)計中的譯碼/優(yōu)先/鎖存電路 CD4511是一個用于驅(qū)動共陰極 LED（數(shù)碼管）顯示器的 BCD 碼—七段碼譯碼器，特點：具有BCD轉(zhuǎn)換、消隱和鎖存控制、七段譯碼及驅(qū)動功能的CMOS電路能提供較大的拉電流?？芍苯域?qū)動LED顯示器。 CD4511 是一片 CMOS BCD—鎖存/7 段譯碼/驅(qū)動器，引腳排列如圖3-2-1所示。其中A、B、C、D為 BCD 碼輸入，a為最低位。LT為燈測試端，加高電平時，顯示器正常顯示，加低電平時，顯示器一直顯示數(shù)碼“8”，各筆段都被點亮，以檢查顯示器是否有故障。BI為消隱功能端，低電平時使所有筆段均消隱，正常顯示時， B1端應(yīng)加高電平。另外 CD4511有拒絕偽碼的特點，當輸入數(shù)據(jù)越過十進制數(shù)9(1001)時，顯示字形也自行消隱。LE是鎖存控制端，高電平時鎖存，低電平時傳輸數(shù)據(jù)。a～g是 7 段輸出，可驅(qū)動共陰LED數(shù)碼管。另外，CD4511顯示數(shù)“6”時，a段消隱；顯示數(shù)“9”時，d段消隱，所以顯示6、9這兩個數(shù)時，字形不太美觀。 （1）、CD4511的引腳圖 圖3-2-1 CD4511的引腳圖 CD4511 是常用的七段顯示譯碼驅(qū)動器，它的內(nèi)部除了七段譯碼電路外，還這有鎖存電路和輸出驅(qū)動器部分，具有輸出電流大，最大可達25mA,可直接驅(qū)動LED 數(shù)碼管。CD4511 由4 個輸入端A/B/C/D 和7 個輸出端a~g，它還具有輸入BCD 碼鎖存、燈測試和熄滅控制功能，它們分別由鎖存端LE、燈測試LT、熄滅控制端BI 來控制 各引腳的名稱：其中7、1、2、6分別表示BCD碼的A、B、C、D位；5、4、3分別表示LE、BI、LT；13、12、11、10、9、15、14分別表示 a、b、c、d、e、f、g；上邊的引腳表示輸入，下邊的引腳表示輸出；還有兩個引腳8、16分別表示的是VDD、VSS。 其功能介紹如下： BI：4腳是消隱輸入控制端。當BI=0 時，不管其它輸入端狀態(tài)如何，七段數(shù)碼管均處于熄滅（消隱）狀態(tài)，不顯示數(shù)字。 LT：3腳是測試輸入端。當BI=1，LT=0 時，譯碼輸出全為1，不管輸入DCBA狀態(tài)如何，七段均發(fā)亮，顯示“8”。如果該端為低電平，則譯碼器輸出全為高電平，該端擁有最高級別權(quán)限，只要它為0，既有上述現(xiàn)象，而與其余所有輸入端狀態(tài)無關(guān)。這一功能主要用于測試目的，因此正常使用中應(yīng)接高電平。 LE：5腳是鎖定控制端。當BI、LT為1時，若該端為高電平，則加在A、B、C、D端的外部編碼信息不能進入譯碼，所以譯碼器的輸出狀態(tài)保持不變；當LE=0時，則A、B、C、D端的BCD碼一經(jīng)改變，譯碼器就立即輸出新的譯碼值。 A、B、C、D：為8421BCD碼輸入端。 a、b、c、d、e、f、g：為譯碼輸出端，輸出為高電平1有效。 圖3-2-2 CD4511內(nèi)部電路圖 圖3-2-3 CD4511內(nèi)部邏輯圖 （2）、譯碼驅(qū)動功能 編碼器實現(xiàn)了對開關(guān)信號的編碼，并以BCD碼的形式輸出，為了將輸出的BCD碼能夠顯示出來，需要用譯碼顯示電路，選擇常用的七段譯碼顯示驅(qū)動器CD4511作為譯碼電路。CD4511真值表如圖3-2-4所示。 CD4511譯碼用兩級或非門擔任，為了簡化線路，先用二輸入端與非門對輸入數(shù)據(jù)B、C進行組合，得出四項，然后將輸入的數(shù)據(jù)A、D一起用或非門譯碼。 圖3-2-4 CD4511真值表 （3）、鎖存優(yōu)先功能 由于搶答器都是多路即須滿足多位搶答者搶答要求，這就有一個先后判定的鎖存優(yōu) 先電路，確保第一個搶答信號鎖存住。同時數(shù)碼顯示并拒絕后面搶答信號的干擾。CD4511內(nèi)部電路與Q1，R7，R8，D13，D14組成的控制電路（見圖3-2-5 CD4511真值表）可完成這一功能。當搶答鍵都未按下時，因為CD4511的BCD碼輸入端都有接地電阻（10K），所以BCD碼的輸入端為“0000”，則CD4511的輸出端a、b、c、d、e、f均為高電平，g為低電平。通過對0-9這 10個數(shù)字的分析（見圖4-2-5鎖存優(yōu)先功能電路圖）可以看到，只當數(shù)字為0時，才出現(xiàn)d為高電平，而g為低度電平，這時Q1導(dǎo)通，D13、D14的陽極均為低電平，使CD4511的第5腳（即LE端）為低電平“0”，這種狀態(tài)下，CD4511沒有鎖存而允許BCD碼輸入。在搶答準備階段，主持人會按復(fù)位鍵，數(shù)顯為“0”態(tài)，正是這種情況下，搶答開始，當S1-S8任一鍵按下時，CD4511的輸出端d為低電平或輸出端g為高電平，這兩種狀態(tài)必有一個存在或都存在，迫使 CD4511的第5腳（即LE端）由0到1，反映搶答鍵信號的BCD碼允許輸入，并使CD4511的a、b、c、d、e、f、g 七個輸出鎖存保持在LE為0時輸入的BCD碼的顯示狀態(tài)。例如S1按下，數(shù)碼管應(yīng)顯示1，此時僅e、f為高電平，而d為低電平，此時三極管Q1的基極亦為低電平，集電極為高電平，經(jīng)D13加至CD4511第5腳（即LE端），即LE由0-1狀態(tài)，則在LE為“0”時輸入給CD4511的第一個BCD碼數(shù)據(jù)被判定優(yōu)先而鎖存，所以數(shù)碼管顯示對應(yīng)S1送來的信號是1，S1之后的任一按鍵信號都不顯示。為了進行下一題的搶答，主持人需要按下復(fù)位鍵S9，清除鎖存器內(nèi)的數(shù)值，數(shù)顯先是熄滅一下，再復(fù)顯“0”狀態(tài)，此后若S5鍵第一個按下，這時應(yīng)立即顯“5”，與此同時CD4511的輸出端14腳g為高電平，10腳d為低電平，12腳b為低電平，Q1截止，并通過D14使CD4511的第4腳為高電平，此時LE呈0—1狀態(tài)，于是電路判定優(yōu)先鎖存，后邊輸入的其它按鍵信號被封住，可見電路“優(yōu)先鎖存”后，任何搶答鍵均失去作用。 圖3-2-5鎖存優(yōu)先功能電路圖 3.3搶答器設(shè)計中的數(shù)碼顯示電路 共陰式LED數(shù)碼管的原理圖（圖3-3-1數(shù)碼顯示管原理圖），使用時，共陰極接地，7個陽極a~g由相應(yīng)的BCD七段譯碼器來驅(qū)動。數(shù)碼管接0.5寸共陰數(shù)碼管。 圖3-3-2數(shù)碼顯示管的結(jié)構(gòu)圖 顯示字符 g f e d c b a 0 0 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 0 2 1 0 1 1 0 1 1 3 1 0 0 1 1 1 1 4 1 1 0 0 1 1 0 5 1 1 0 1 1 0 1 6 1 1 1 1 1 0 1 7 0 0 0 0 1 1 1 8 1 1 1 1 1 1 1 圖3-3-3共陰極數(shù)碼管顯示字段碼 3.4搶答器設(shè)計中的報警電路 參考電路如圖3-4-1所示，搶答器報警電路由NE555接成音多諧振蕩器，其中R16=R17=10K，揚聲器通過100UF的電容器接在NE555 IC的3腳與地（GND）之間。C1=0.01，R16沒有直接和電源相接，而是通過四只1N4148組成二極管或門電路，四只二極管的陽極分別接CD4511的1，2，6，7腳，任何搶答按鍵按下，報警電路都能振蕩發(fā)出訊響聲。 圖3-4-1搶答器報警電路 由NE555接成音多諧振蕩器構(gòu)成的報警電路如圖3-4-1所示。其中555構(gòu)成多諧振蕩器，振蕩頻率fo＝1．43／［（RI＋2R2）C］，其輸出信號經(jīng)三極管推動揚聲器。PR為控制信號，當PR為高電平時，多諧振蕩器工作，反之，電路停振。 555構(gòu)成的多諧振蕩器的工作原理如圖3-4-2所示：接通電源Vcc后，Vcc經(jīng)電阻R1和R2對電容C充電，其電壓uc由0按指數(shù)律上。當uc≧2/3 Vcc時，電壓比較器C1和C2的輸出分別為uc1=0,uc2=1,基本RS觸發(fā)器被置0，Q等于0，Q非等于1，輸出uO躍到低電平UOL。于此同時。放電管V導(dǎo)通，電容C經(jīng)電阻R2和放電管V放電，電路進入暫穩(wěn)態(tài)。 隨著電容C的放電，uc隨之下降。當uc下降到uc≦1/3Vcc時，則電壓比較器C1和C2的輸出uc1=1和uc2=0，基本RS觸發(fā)器被置為1，Q等于1，Q非等于0，輸出uO由低電平UOL躍到高電平UOH。同時因Q非等于0，放電管V截止，電源Vcc又經(jīng)過R1和R2對電容C充電。電路又回到第一暫穩(wěn)態(tài)。因此，電容C上的電壓uc在2/3Vcc和1/3Vcc之間來回充電和放電，從而使電路產(chǎn)生振蕩，輸出矩形脈沖。 圖3-4-2 555定時器工作原理圖 將NE555多諧振蕩器與成音多諧振蕩器連接起來，前一個振蕩器的輸出接到后一個振蕩器的復(fù)位端，后一個振蕩器的輸出接到揚聲器上。這樣，只有當前一個振蕩器輸出高電平時，才驅(qū)動后一個振蕩器振蕩，揚聲器發(fā)聲；而前一個振蕩器輸出低電平時，導(dǎo)致后面振蕩器復(fù)位并停止振蕩，此時揚聲器無音頻輸出。 第4章 搶答器的電路設(shè)計圖 通過對電路的功能分析，我們運用Protel 99 SE軟件對電路進行設(shè)計，設(shè)計出了電路的走線圖和PCB板圖，并且進行PCB板刻錄，開始進行焊接，做出了實物電路板。 4.1搶答器工作原理電路圖 通過對電路的一些功能需求分析，我們運用了Protel 99 SE軟件對電路圖進行了設(shè)計，將搶答器工作原理電路圖設(shè)計出來，如圖4-1-1所示。 4-1-1搶答器工作原理電路圖 4.2搶答器實物電路圖 通過對電路的一些功能需求分析，我們運用了Protel 99 SE軟件對電路圖進行了設(shè)計，并將搶答器工作原理電路圖和PCB板電路圖設(shè)計出來，再進行元器件的焊接，將實物電路制作出來，如圖4-3-1所示。 4-3-1搶答器實物電路圖 第5章 總結(jié)與展望 本設(shè)計詳細介紹了八路智能搶答器的設(shè)計方案和功能。這種八路智能搶答器主要是基于CD4511集成芯片，成本較低，且基本能夠使用于學校和一些企業(yè)的活動中。 本設(shè)計主要講述了智能搶答器的工作原理和工作過程。在說明工作原理的過程中，突出了搶答器設(shè)計中的基本電路的組成單元以及這些單元如何實現(xiàn)搶答功能；結(jié)合本設(shè)計的內(nèi)容，指出了各單元電路的設(shè)計方法和意義，以及如何進行搶答控制。在這次設(shè)計中遇到了很多實際性的問題，在實際設(shè)計中才發(fā)現(xiàn)，書本上理論性的東西與在實際運用中的還是有一定的出入的，所以有些問題不但要深入地理解，而且要不斷地更正以前的錯誤思維。電路設(shè)計是一個很靈活的東西，它反映了你解決問題的邏輯思維和創(chuàng)新能力。它才是一個設(shè)計的靈魂所在。因此在整個設(shè)計過程中大部分時間是用在單元電路的理解和設(shè)計上面。很多單元電路是可以借鑒書本上的，但怎樣銜接各個單元電路才是關(guān)鍵的問題所在。經(jīng)過這段時間的努力，在老師和同學的幫助下終于徹底的做完了畢業(yè)設(shè)計的所有工作。通過這次的畢業(yè)設(shè)計，我能運用已學的知識解決我在設(shè)計中遇到的問題，使我思考問題的能力得到了很大的提高。在做設(shè)計的過程中我查閱了很多的資料，并認真的閱讀這些與我的設(shè)計相關(guān)的資料，從而我的專業(yè)涵養(yǎng)得到了提高，知識的儲備量也有所增加。在做設(shè)計時，我復(fù)習了很多專業(yè)課的知識，這使得我的專業(yè)知識在離校之前得到了鞏固。 通過這次畢業(yè)設(shè)計，我也發(fā)現(xiàn)自己的很多不足之處。在設(shè)計過程中我發(fā)現(xiàn)自己考慮問題很不全面，自己的專業(yè)知識掌握的很不牢固，所掌握的電路應(yīng)用軟件還不夠多，我希望自己的這些不足之處能在今后的工作和學習中得到改善。而且，通過這次設(shè)計，我懂得了學習的重要性，學會了堅持和努力，這將為以后的學習做出了最好的榜樣！我將會在以后的學習和生活中不斷提升自己。 2012年6月29日