八路智力竞赛抢答器的设计
摘 要
本文介绍了一种用“CC ”系列常用集成电路设计的数码显示八路抢答器的电路组成、设计思路及功能。该抢答器除具有基本的抢答功能外，还具有定时、计时和报警功能。主持人通过时间预设开关预设供抢答的时间，系统将完成自动倒计时。若在规定的时间内有人抢答，则计时将自动停止；若在规定的时间内无人抢答，则系统中的蜂鸣器将发响，提示主持人本轮抢答无效，实现报警功能。
关键词：八路，抢答器，计时
目 录
1绪论.........................................................................................................................1 2设计方案.................................................................................................................1 2.1设计方案及要求..............................................................................................1 2.2 设计方案.........................................................................................................2 3整体电路设计.........................................................................................................3 3.1电路原理图......................................................................................................3 3.2电路工作原理..................................................................................................3 4 单元电路介绍........................................................................................................5 4.1 需要的元器件清单.........................................................................................5 4.2 CC4511芯片....................................................................................................5 4.3 CC4042芯片....................................................................................................5 4.4 CC40147芯片..................................................................................................7 4.5 共阴极显示器.................................................................................................7 4.6 CC4001.............................................................................................................8 总结................................................................................................................................9 致谢..............................................................................................................................11 参考文献......................................................................................................................13
1绪论
关于这次设计的用于多人竞赛抢答的器件，在现实生活中很常见，尤其是在随着各种智益电视节目的不断发展，越来越多的竞赛抢答器被用在了其中，这种抢答器的好处是不仅能够锻炼参赛选手的反应能力，而且能增加节目现场的紧张、活跃气氛，让观众看得更有情趣。可见抢答器在现实生活中确实很实用，运用前景非抢答器的设计与制作智力竞赛是一种生动活泼的教育形式和方法，通过抢答和必答两种方式能引起参赛者和观众的极大兴趣，并且能在极短时间内，使人们增加一些科学知识和生活常识。常广泛应用在知识竞赛中，特别是做抢答题时，在抢答过程中，为了知道哪一组或哪一位选手先答题，必须要有一个系统来完成这个任务。如果在抢答中，只靠人的视觉是很难判断出哪组先答题。这次设计就是用几个触发器以及三极管巧妙的设计抢答器，使以上问题得以解决，即使两组的抢答时间相差几微秒，也可分辨出哪组优先答题这种方式极大的提高的比赛的档次和娱乐性。
现在的科技时代应该使用符合时代的产品。我们努力将知识竞赛做成一场生动有趣、寓教于乐，气氛热烈，既体现设备的高科技性、又体现赛事档次的比赛而努力。
本文主要介绍了抢答器的工作原理及设计，以及它的实际用途。
2设计方案
2.1 设计任务及要求
1）要求制作的8路智力竞赛抢答器电路简单可靠、使用方便。 2）抢答器同时供8名选手或8个代表对比赛，分别用8个按钮SB 1-SB 8表示。
3）设置一个系统清除和抢答控制开关SB 0，该开关由主持人控制。 4）抢答器具有锁存与显示功能。即选手按动按钮，锁存相应的编号，并在LED 数码管上显示。选手抢答实行优先锁存，优先锁存选手的编号一直保持到主持人将系统清除为止。
5）正确无误地完成全部硬件设计， 画出电路原理图。 该电路的根本任务时准确的判断出第一抢答者的信号并将其锁存。实现这一功能可用触发器和锁存
器等。在得到第一信号后应立即将电路的输入封锁，即使其他组再次发出抢答信号也无效。同时还必须注意，第一抢答信号应该在主持人发出抢答命令之后才有效。当电路形成第一抢答信号之后，用编码、译码及数码显示电路显示出抢答者的组别，也可以用发光二级管直接指示出组别。 2.2设计方案
根据课程设计任务要求，可设计一款采用 D 触发器数字集成电路制成的数字显示八路抢答器 , 它利用数字集成电路的锁存特性。在单向晶闸管的控制下。实现优先抢答、数字显示等功能，系统组成框图如图1所示。
图1 系统组成框图
1）开关阵列电路
该电路由多路开关所组成，每一竞赛者与一组开关相对应。开关应为常开型，当按下开关时，开关闭合；当松开开关时，开关自动弹出断开。
2) 编码器
编码器的作用是将某一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。
3) 触发锁存电路
当某一开关首先按下时，触发锁存电路被触发，在输出端产生相应的开关电平信息，同时为防止其它开关随后触发而产生紊乱，最先产生的输出电平变化又反过来将触发电路锁定。
4) 7段显示译码器
译码驱动电路将编码器输出的8421BCD 码转换为数码管需要的逻辑状态，并且为保证数码管正常工作提供足够的工作电流。
八路抢答电路工作方案，具体内容如下：
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。他们的编号分别为“1”“2”“3”“4”┅┅各用一个抢答按钮，编号与参赛者的号码一一对应，
此外还有一个按钮给主持人用来清零。
2、抢答器具有数据锁存功能，并将锁存的数据用LED 数码管显示出来。在主持人将系统清零后，若有参赛者按动按钮，数码管立即显示出最先动作的选手的编号，（也可同时用蜂鸣器发出间歇声响，并保持到主持人清零以后。
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，也能分辨出抢答者的先后来，即不显示后动作的选手编号。
4、主持人有控制开关，可以手动清零复位。
3整体电路设计
该电路整体可以用两部分来表示，一个是抢答器的组成的电路原理图，另一个是电路的工作原理，整体电路分析如下。 3.1电路原理图
本设计实用4线-7线译码器CC4511 1片，10线-4线优先编码器CC40147，锁存器CC4042, 或非门CC4001，数码管BS202，电阻20K Ω 2只，10K Ω8只，电容100PF1只10线-4二极管4只，共阴极显示器1只这些芯片，设计出一款具有抢答，优先锁存，编码，译码显示的抢答器，总体电路如图2所示。 3.2 电路工作原理
接通电源时，节目主持人将开关置于“清除”位置，抢答器处于禁止工作状态，当节目主持人宣布抢答题目后，说一声“抢答开始”，同时按一下SB 0，抢答器处于工作状态，当选手按动抢答键时，抢答器要完成以下四项工作：
1）优先编码电路立即分辨出抢答者的编号，并由锁存器进行锁存，然后由译码显示电路显示编号；选手抢答；
2）控制电路要对输入编码电路进行封锁，避免其他选手再次进行抢答； 3）控制电路要使定时器停止工作，并保持到主持人将系统清零为止。 4）当选手将问题回答完毕，主持人操作控制开关，使系统回复到禁止工作状态，以便进行下一轮抢答。
在抢答过程中当主持人按一下SB 0时，RS 触发器置1，D 触发器处于接受状态，若此时任一选手按下按钮，比如SB 3按下编码器输出为0011，D 触发器的输出也是0011同时编码器的输出0011通过4个发光二极管VD 1VD 2VD 3VD 4所组成的
或门输出高电平，使RS 触发器置0，D 触发器的CP 端为0，D 触发器的状态被锁存为0011，经CC4511译码器后，LED 数码管显示数字“3”，此时若其他选手按下按钮，由于D 触发器处于锁存状态，不再接收信号，数码管所显示的数字不再变化。进行下一轮抢答时，主持人需要再按下按钮SB 0,D 触发器的CP 端重新为1，D 触发器又处于接受状态，可以再次进行抢答。
20K
图2 系统总体电路图
+VDD
4单元电路介绍
单元电路介绍可以分为以下几个大的板块，第一，组成该电路所需的元器件
的清单；第二，组成该电路的主要元器件功能介绍如CC4511芯片，CC4042芯片，CC40147芯片，他们的引脚图，功能介绍等，具体分为以下几个部分。
4.1 需要的元器件清单
4线-7线译码器CC4511 1片，10线-4线优先编码器CC40147，锁存器CC4042, 或非门CC4001，数码管BS202，电阻20K Ω 2只，10K Ω8只，电容100PF1只10线-4二极管4只，共阴极显示器1只。 4.2 CC4511芯片
CC4511有四个输入端A,B,C,D 和七个输出端a —g ，它还具有输入BCD 码锁LE 、灯测试端LT 、熄灭灯控制端/BI来控制。其引脚排列如图3所示。
a A0
A1
A2
A3
b c d e
f
g
CC4511
图3 CC4511引脚图
当锁存允许端LE=0时，锁存器直通，译码器输出端a-g 随输入A-D 端变化，当LE=1时，锁存器锁定，输出端保持不变，熄灭控制端/BI=0，译码器输出全为0，因此正常工时应该使/BI为高电平，另外灯测试端/LT=0时，译码器输出全为1，数码管各段均亮，即显示8，用来检测数码管是否正常。当输入的BCD 码大于1001时，七段显示输出全为0，各段均不亮。 4.3 CC4042芯片
CC4042包含四个锁存器电路，由公共时钟选通，每个电路有互补缓冲输出，n 和p 沟道输出器件的阻抗相同，所以输出电特性一致。输入端的数据在由M 选择的CP 电平期间传送至Q 和/Q输出端，当M=0, 定义的M 和CP 电平同时存在时，输出跟随数据输入。当CP 电平转换时（M=0,为正；M=1,为负），输出端数据的CP 转换期间保持在输出端，直至CP 电平发生转换。其引脚图如图4所示。
图4 CC4042四D 锁存器外引线引脚图
E0 时钟输入端 E1 时钟方式控制端 D0~D3 数据输入端 O0~O3 原码数据输出端 O ’0~O’3 反码数据输出端
CC4042的功能特性如表1所示。
表1 CC4042的状态表
功能分析
D ：同步信号输出端;
CP ：触发时钟端，由POL 状态决定触发边沿；
POL:极性选择控制端，POL=0时，触发时钟CP 上升沿触发；POL=1时，触发时钟CP 下降沿触发。 4.4 CC40147芯片
40147 编码器具有对输入信号进行优先编码的功能，可保证仅有最高级数据
线编码。10条数据输入线（0-9），输出编码为四条线（A-D ）。最高优先线为第九条线。当所有输入线为逻辑0时，所有输出线为逻辑1，所有输入和输出都经过缓冲，且每个输出可驱动一个TTL 低功耗肖特基负载。其基本引脚图如图5所示。
图5 CC40417引脚 引脚功能：0-9 数据输入端 VDD 正电源 VSS 地
A-D 编码输出端
推荐工作条件：电源电压范围...........3V-15V 输入电压范围..........0V-VDD 工作温度范围
M 类.........-55-125（摄氏度） E类.........-40-85（摄氏度） 4.5共阴极数码管显示
七段数码管如图6所示，根据其结构的不同，可分为共阳极数码管和共阴极
数码管两种。根据管脚资料，您可以判断使用的是何总接口类型.LED 数码管中各段发光二极管的伏安特性和普通二极管类似，只是正向压降较大，正向电阻也较大。在一定范围内，其正向电流与发光亮度成正比。由于常规的数码管起辉电流只有1～2 mA，最大极限电流也只有10～30 mA，所以它的输入端在5 V电源或高于TTL 高电平(3.5 V)的电路信号相接时，一定要串加限流电阻，以免损坏器件。其具体引脚图如图7所示。
图6 七段数码管
图7 七段数码管引脚图 4.6 CC4001
CC4001是2输入正向或非门 CC4001或非门为系统设计者提供了直接的或非功能，其引脚如图8所示。逻辑表达式:Y=A+B。
图8 CC4001管脚图
总 结
这次课程设计主要考察我们对所学知识的运用掌握能力，也是培养我们综合
运用所学知识， 发现提出， 分析和解决实际问题， 锻炼实践能力的重要环节，
是对我实际工作能力的具体训练和考察过程。
本次电子课程设计实习将理论与实践有机地结合，既考查了同学对理论知识
的掌握程度，由反映了实际动手能力，更主要的是考查了同学对知识的综合运用
以及创新设计思维能力，为今后的发展提供了一次良好的学习环境。
针对课设题目八路抢答器，一开始还没有头绪，不会运用所学知识进行有效
设计，但通过上网查阅各种类似的设计，去图书馆翻阅相关设计书籍，查阅所提
供的芯片功能，确定基本设计方案，又通过仿真验证试验方案的可实行性，虽说
比较烦杂但却对设计一个电路有了基本的经验。同时也使自己认识到：
设计思路是整个设计的灵魂。拿下每个课题能有一个非常清晰的设计思路
是至关重要的。只有对课题的充分理解，对各种器件的熟练掌握，勾画出基本的
设计图是成功的关键，，必须多花时间在设计上才能为后续工作提供更扎实的基
础。翻阅各种资料，上网查询填补所需知识的空白是必要的。在设计过程中我始
终坚持节约芯片的原则，尽量少使用芯片，已完成最终的设计要求，虽然做的不
是很完美，但是我已经尽了我最大的努力了，现在然后才知道做设计的不容易，
这款抢答器就是在数字电路的基础上制作而成的，它易于扩展，可靠性好，集成
度高，而且费用低，功能更加多样话，是一种高效能的产品。这个电路是基于
CC4511，CC4042，CC40147等芯片组成的一个具有抢答、译码、锁存、显示和主
持人控制开关的抢答电路，这在很大程度上可以保证比赛的公平公正性，当然有
了这些更准确地仪器也使得我们的竞赛变得更加精彩纷呈，也使比赛更突显其公
平公正的原则。
从理论到实践的过程中，学到了很多很多的东西，同时不仅可以巩固了以
前所学过的知识，而且学到了很多在书上所没有的知识。通过这次课程设计使我
懂得了理论与实际相结合还是很重要的，只有理论知识是远远不够的，只有把所
学的知识与实践结合起来，从理论中得出结论，从而提高自己的实际动手能力和
独立思考能力。 通过这次的课程设计，知识上不但有了重要的收获，精神上的
丰收更加可喜。明白了学无止境的道理，我们每一个人永远不能满足于现有的成
就。这次课程设计必将成为我大学旅途上一个非常美好的回忆！
致 谢
在此要感谢我的指导老师，感谢老师给我这样的机会锻炼。在整个设计过程
中我懂得了许多东西，也培养了我独立工作的能力，树立了对自己工作能力的信
心，相信会对今后的学习工作生活有非常重要的影响。而且大大提高了动手的能
力，使我充分体会到了在创造过程中的探索的艰难和成功的喜悦。虽然这个项目
还不是很完善，但是在设计过程中所学到的东西是这次设计的最大收获和财富，
使我终身受益。
在设计过程中，经常会遇到这样那样的情况，就是心里老想着这样的接法
可以行得通，但实际接上电路总是实现不了，因此耗费在这上面的时间用去很多。
我觉得做课程设计同时也是对课本知识的巩固和加强，由于课本上的知识太
多，平时课间的学习并不能很好的理解和运用各个元件的功能，而且考试内容有
限，所以在这次课程设计过程中，我们了解了很多元件的功能，并且对于其在电
路中的使用有了更多的认识。
平时看课本时，有时问题老是弄不懂，做完课程设计，那些问题就迎刃而解
了。而且还可以记住很多东西。比如一些芯片的功能，平时看课本，这次看了，
下次就忘了，通过动手实践让我们对各个元件印象深刻。认识来源于实践，实践
是认识的动力和最终目的，实践是检验真理的唯一标准。所以这个期末测试之后
的课程设计对我们的作用是非常大的。
经过两个星期的不断修改，过程曲折可谓一语难尽。在此期永间我们也失落
过，也曾一度热情高涨。从开始时满富盛激情到最后汗水背后的复杂心情，点点
滴滴无不令我回味无长。 生活就是这样，汗水预示着结果也见证着收获。劳动
是人类生存生活恒不变的话题。通过实习，我才真正领略到“艰苦奋斗”这一词
的真正含义，我才意识到老一辈电子设计为我们的社会付出。我想说，设计确实
有些辛苦，但苦中也有乐，在如今单一的理论学习中，很少有机会能有实践的机
会，但我们可以，而且设计也是一个团队的任务，一起的工作可以让我们有说有
笑，相互帮助，配合默契，多少人间欢乐在这里洒下，大学里一年的相处还赶不
上这十来天的合作，我感觉我和同学们之间的距离更加近了；我想说，确实很累，
但当我们看到自己所做的成果时，心中也不免产生兴奋； 正所谓“三百六十行，
论干什么，只要人生活的有意义就可。社会需要我们，我们也可以为社会而工作。
既然如此，那还有什么必要失落呢？于是我们决定沿着自己的路，执着的走下去。
参考文献
[1]孙丽霞. 数字电子技术[M] .北京:高等教育出版社,2006:95-111.
[2]杨素行. 模拟电子技术基础简明教程[M].北京：高等教育出版
社,2007:40-92.
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路设计[M].北京:电子工业出版社,2007:24-57.
[4]黄智伟. 全国大学生电子设计竞赛训练教程[M] .北京:电子工业出版社,
2005.1:43-66.
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社,2002.12:37-228.
[6]陈永甫. 新编555集成电路应用800例[M].北京:电子工业出版
社,2000:80-130.
八路智力竞赛抢答器的设计
摘 要
本文介绍了一种用“CC ”系列常用集成电路设计的数码显示八路抢答器的电路组成、设计思路及功能。该抢答器除具有基本的抢答功能外，还具有定时、计时和报警功能。主持人通过时间预设开关预设供抢答的时间，系统将完成自动倒计时。若在规定的时间内有人抢答，则计时将自动停止；若在规定的时间内无人抢答，则系统中的蜂鸣器将发响，提示主持人本轮抢答无效，实现报警功能。
关键词：八路，抢答器，计时
目 录
1绪论.........................................................................................................................1 2设计方案.................................................................................................................1 2.1设计方案及要求..............................................................................................1 2.2 设计方案.........................................................................................................2 3整体电路设计.........................................................................................................3 3.1电路原理图......................................................................................................3 3.2电路工作原理..................................................................................................3 4 单元电路介绍........................................................................................................5 4.1 需要的元器件清单.........................................................................................5 4.2 CC4511芯片....................................................................................................5 4.3 CC4042芯片....................................................................................................5 4.4 CC40147芯片..................................................................................................7 4.5 共阴极显示器.................................................................................................7 4.6 CC4001.............................................................................................................8 总结................................................................................................................................9 致谢..............................................................................................................................11 参考文献......................................................................................................................13
1绪论
关于这次设计的用于多人竞赛抢答的器件，在现实生活中很常见，尤其是在随着各种智益电视节目的不断发展，越来越多的竞赛抢答器被用在了其中，这种抢答器的好处是不仅能够锻炼参赛选手的反应能力，而且能增加节目现场的紧张、活跃气氛，让观众看得更有情趣。可见抢答器在现实生活中确实很实用，运用前景非抢答器的设计与制作智力竞赛是一种生动活泼的教育形式和方法，通过抢答和必答两种方式能引起参赛者和观众的极大兴趣，并且能在极短时间内，使人们增加一些科学知识和生活常识。常广泛应用在知识竞赛中，特别是做抢答题时，在抢答过程中，为了知道哪一组或哪一位选手先答题，必须要有一个系统来完成这个任务。如果在抢答中，只靠人的视觉是很难判断出哪组先答题。这次设计就是用几个触发器以及三极管巧妙的设计抢答器，使以上问题得以解决，即使两组的抢答时间相差几微秒，也可分辨出哪组优先答题这种方式极大的提高的比赛的档次和娱乐性。
现在的科技时代应该使用符合时代的产品。我们努力将知识竞赛做成一场生动有趣、寓教于乐，气氛热烈，既体现设备的高科技性、又体现赛事档次的比赛而努力。
本文主要介绍了抢答器的工作原理及设计，以及它的实际用途。
2设计方案
2.1 设计任务及要求
1）要求制作的8路智力竞赛抢答器电路简单可靠、使用方便。 2）抢答器同时供8名选手或8个代表对比赛，分别用8个按钮SB 1-SB 8表示。
3）设置一个系统清除和抢答控制开关SB 0，该开关由主持人控制。 4）抢答器具有锁存与显示功能。即选手按动按钮，锁存相应的编号，并在LED 数码管上显示。选手抢答实行优先锁存，优先锁存选手的编号一直保持到主持人将系统清除为止。
5）正确无误地完成全部硬件设计， 画出电路原理图。 该电路的根本任务时准确的判断出第一抢答者的信号并将其锁存。实现这一功能可用触发器和锁存
器等。在得到第一信号后应立即将电路的输入封锁，即使其他组再次发出抢答信号也无效。同时还必须注意，第一抢答信号应该在主持人发出抢答命令之后才有效。当电路形成第一抢答信号之后，用编码、译码及数码显示电路显示出抢答者的组别，也可以用发光二级管直接指示出组别。 2.2设计方案
根据课程设计任务要求，可设计一款采用 D 触发器数字集成电路制成的数字显示八路抢答器 , 它利用数字集成电路的锁存特性。在单向晶闸管的控制下。实现优先抢答、数字显示等功能，系统组成框图如图1所示。
图1 系统组成框图
1）开关阵列电路
该电路由多路开关所组成，每一竞赛者与一组开关相对应。开关应为常开型，当按下开关时，开关闭合；当松开开关时，开关自动弹出断开。
2) 编码器
编码器的作用是将某一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。
3) 触发锁存电路
当某一开关首先按下时，触发锁存电路被触发，在输出端产生相应的开关电平信息，同时为防止其它开关随后触发而产生紊乱，最先产生的输出电平变化又反过来将触发电路锁定。
4) 7段显示译码器
译码驱动电路将编码器输出的8421BCD 码转换为数码管需要的逻辑状态，并且为保证数码管正常工作提供足够的工作电流。
八路抢答电路工作方案，具体内容如下：
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。他们的编号分别为“1”“2”“3”“4”┅┅各用一个抢答按钮，编号与参赛者的号码一一对应，
此外还有一个按钮给主持人用来清零。
2、抢答器具有数据锁存功能，并将锁存的数据用LED 数码管显示出来。在主持人将系统清零后，若有参赛者按动按钮，数码管立即显示出最先动作的选手的编号，（也可同时用蜂鸣器发出间歇声响，并保持到主持人清零以后。
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，也能分辨出抢答者的先后来，即不显示后动作的选手编号。
4、主持人有控制开关，可以手动清零复位。
3整体电路设计
该电路整体可以用两部分来表示，一个是抢答器的组成的电路原理图，另一个是电路的工作原理，整体电路分析如下。 3.1电路原理图
本设计实用4线-7线译码器CC4511 1片，10线-4线优先编码器CC40147，锁存器CC4042, 或非门CC4001，数码管BS202，电阻20K Ω 2只，10K Ω8只，电容100PF1只10线-4二极管4只，共阴极显示器1只这些芯片，设计出一款具有抢答，优先锁存，编码，译码显示的抢答器，总体电路如图2所示。 3.2 电路工作原理
接通电源时，节目主持人将开关置于“清除”位置，抢答器处于禁止工作状态，当节目主持人宣布抢答题目后，说一声“抢答开始”，同时按一下SB 0，抢答器处于工作状态，当选手按动抢答键时，抢答器要完成以下四项工作：
1）优先编码电路立即分辨出抢答者的编号，并由锁存器进行锁存，然后由译码显示电路显示编号；选手抢答；
2）控制电路要对输入编码电路进行封锁，避免其他选手再次进行抢答； 3）控制电路要使定时器停止工作，并保持到主持人将系统清零为止。 4）当选手将问题回答完毕，主持人操作控制开关，使系统回复到禁止工作状态，以便进行下一轮抢答。
在抢答过程中当主持人按一下SB 0时，RS 触发器置1，D 触发器处于接受状态，若此时任一选手按下按钮，比如SB 3按下编码器输出为0011，D 触发器的输出也是0011同时编码器的输出0011通过4个发光二极管VD 1VD 2VD 3VD 4所组成的
或门输出高电平，使RS 触发器置0，D 触发器的CP 端为0，D 触发器的状态被锁存为0011，经CC4511译码器后，LED 数码管显示数字“3”，此时若其他选手按下按钮，由于D 触发器处于锁存状态，不再接收信号，数码管所显示的数字不再变化。进行下一轮抢答时，主持人需要再按下按钮SB 0,D 触发器的CP 端重新为1，D 触发器又处于接受状态，可以再次进行抢答。
20K
图2 系统总体电路图
+VDD
4单元电路介绍
单元电路介绍可以分为以下几个大的板块，第一，组成该电路所需的元器件
的清单；第二，组成该电路的主要元器件功能介绍如CC4511芯片，CC4042芯片，CC40147芯片，他们的引脚图，功能介绍等，具体分为以下几个部分。
4.1 需要的元器件清单
4线-7线译码器CC4511 1片，10线-4线优先编码器CC40147，锁存器CC4042, 或非门CC4001，数码管BS202，电阻20K Ω 2只，10K Ω8只，电容100PF1只10线-4二极管4只，共阴极显示器1只。 4.2 CC4511芯片
CC4511有四个输入端A,B,C,D 和七个输出端a —g ，它还具有输入BCD 码锁LE 、灯测试端LT 、熄灭灯控制端/BI来控制。其引脚排列如图3所示。
a A0
A1
A2
A3
b c d e
f
g
CC4511
图3 CC4511引脚图
当锁存允许端LE=0时，锁存器直通，译码器输出端a-g 随输入A-D 端变化，当LE=1时，锁存器锁定，输出端保持不变，熄灭控制端/BI=0，译码器输出全为0，因此正常工时应该使/BI为高电平，另外灯测试端/LT=0时，译码器输出全为1，数码管各段均亮，即显示8，用来检测数码管是否正常。当输入的BCD 码大于1001时，七段显示输出全为0，各段均不亮。 4.3 CC4042芯片
CC4042包含四个锁存器电路，由公共时钟选通，每个电路有互补缓冲输出，n 和p 沟道输出器件的阻抗相同，所以输出电特性一致。输入端的数据在由M 选择的CP 电平期间传送至Q 和/Q输出端，当M=0, 定义的M 和CP 电平同时存在时，输出跟随数据输入。当CP 电平转换时（M=0,为正；M=1,为负），输出端数据的CP 转换期间保持在输出端，直至CP 电平发生转换。其引脚图如图4所示。
图4 CC4042四D 锁存器外引线引脚图
E0 时钟输入端 E1 时钟方式控制端 D0~D3 数据输入端 O0~O3 原码数据输出端 O ’0~O’3 反码数据输出端
CC4042的功能特性如表1所示。
表1 CC4042的状态表
功能分析
D ：同步信号输出端;
CP ：触发时钟端，由POL 状态决定触发边沿；
POL:极性选择控制端，POL=0时，触发时钟CP 上升沿触发；POL=1时，触发时钟CP 下降沿触发。 4.4 CC40147芯片
40147 编码器具有对输入信号进行优先编码的功能，可保证仅有最高级数据
线编码。10条数据输入线（0-9），输出编码为四条线（A-D ）。最高优先线为第九条线。当所有输入线为逻辑0时，所有输出线为逻辑1，所有输入和输出都经过缓冲，且每个输出可驱动一个TTL 低功耗肖特基负载。其基本引脚图如图5所示。
图5 CC40417引脚 引脚功能：0-9 数据输入端 VDD 正电源 VSS 地
A-D 编码输出端
推荐工作条件：电源电压范围...........3V-15V 输入电压范围..........0V-VDD 工作温度范围
M 类.........-55-125（摄氏度） E类.........-40-85（摄氏度） 4.5共阴极数码管显示
七段数码管如图6所示，根据其结构的不同，可分为共阳极数码管和共阴极
数码管两种。根据管脚资料，您可以判断使用的是何总接口类型.LED 数码管中各段发光二极管的伏安特性和普通二极管类似，只是正向压降较大，正向电阻也较大。在一定范围内，其正向电流与发光亮度成正比。由于常规的数码管起辉电流只有1～2 mA，最大极限电流也只有10～30 mA，所以它的输入端在5 V电源或高于TTL 高电平(3.5 V)的电路信号相接时，一定要串加限流电阻，以免损坏器件。其具体引脚图如图7所示。
图6 七段数码管
图7 七段数码管引脚图 4.6 CC4001
CC4001是2输入正向或非门 CC4001或非门为系统设计者提供了直接的或非功能，其引脚如图8所示。逻辑表达式:Y=A+B。
图8 CC4001管脚图
总 结
这次课程设计主要考察我们对所学知识的运用掌握能力，也是培养我们综合
运用所学知识， 发现提出， 分析和解决实际问题， 锻炼实践能力的重要环节，
是对我实际工作能力的具体训练和考察过程。
本次电子课程设计实习将理论与实践有机地结合，既考查了同学对理论知识
的掌握程度，由反映了实际动手能力，更主要的是考查了同学对知识的综合运用
以及创新设计思维能力，为今后的发展提供了一次良好的学习环境。
针对课设题目八路抢答器，一开始还没有头绪，不会运用所学知识进行有效
设计，但通过上网查阅各种类似的设计，去图书馆翻阅相关设计书籍，查阅所提
供的芯片功能，确定基本设计方案，又通过仿真验证试验方案的可实行性，虽说
比较烦杂但却对设计一个电路有了基本的经验。同时也使自己认识到：
设计思路是整个设计的灵魂。拿下每个课题能有一个非常清晰的设计思路
是至关重要的。只有对课题的充分理解，对各种器件的熟练掌握，勾画出基本的
设计图是成功的关键，，必须多花时间在设计上才能为后续工作提供更扎实的基
础。翻阅各种资料，上网查询填补所需知识的空白是必要的。在设计过程中我始
终坚持节约芯片的原则，尽量少使用芯片，已完成最终的设计要求，虽然做的不
是很完美，但是我已经尽了我最大的努力了，现在然后才知道做设计的不容易，
这款抢答器就是在数字电路的基础上制作而成的，它易于扩展，可靠性好，集成
度高，而且费用低，功能更加多样话，是一种高效能的产品。这个电路是基于
CC4511，CC4042，CC40147等芯片组成的一个具有抢答、译码、锁存、显示和主
持人控制开关的抢答电路，这在很大程度上可以保证比赛的公平公正性，当然有
了这些更准确地仪器也使得我们的竞赛变得更加精彩纷呈，也使比赛更突显其公
平公正的原则。
从理论到实践的过程中，学到了很多很多的东西，同时不仅可以巩固了以
前所学过的知识，而且学到了很多在书上所没有的知识。通过这次课程设计使我
懂得了理论与实际相结合还是很重要的，只有理论知识是远远不够的，只有把所
学的知识与实践结合起来，从理论中得出结论，从而提高自己的实际动手能力和
独立思考能力。 通过这次的课程设计，知识上不但有了重要的收获，精神上的
丰收更加可喜。明白了学无止境的道理，我们每一个人永远不能满足于现有的成
就。这次课程设计必将成为我大学旅途上一个非常美好的回忆！
致 谢
在此要感谢我的指导老师，感谢老师给我这样的机会锻炼。在整个设计过程
中我懂得了许多东西，也培养了我独立工作的能力，树立了对自己工作能力的信
心，相信会对今后的学习工作生活有非常重要的影响。而且大大提高了动手的能
力，使我充分体会到了在创造过程中的探索的艰难和成功的喜悦。虽然这个项目
还不是很完善，但是在设计过程中所学到的东西是这次设计的最大收获和财富，
使我终身受益。
在设计过程中，经常会遇到这样那样的情况，就是心里老想着这样的接法
可以行得通，但实际接上电路总是实现不了，因此耗费在这上面的时间用去很多。
我觉得做课程设计同时也是对课本知识的巩固和加强，由于课本上的知识太
多，平时课间的学习并不能很好的理解和运用各个元件的功能，而且考试内容有
限，所以在这次课程设计过程中，我们了解了很多元件的功能，并且对于其在电
路中的使用有了更多的认识。
平时看课本时，有时问题老是弄不懂，做完课程设计，那些问题就迎刃而解
了。而且还可以记住很多东西。比如一些芯片的功能，平时看课本，这次看了，
下次就忘了，通过动手实践让我们对各个元件印象深刻。认识来源于实践，实践
是认识的动力和最终目的，实践是检验真理的唯一标准。所以这个期末测试之后
的课程设计对我们的作用是非常大的。
经过两个星期的不断修改，过程曲折可谓一语难尽。在此期永间我们也失落
过，也曾一度热情高涨。从开始时满富盛激情到最后汗水背后的复杂心情，点点
滴滴无不令我回味无长。 生活就是这样，汗水预示着结果也见证着收获。劳动
是人类生存生活恒不变的话题。通过实习，我才真正领略到“艰苦奋斗”这一词
的真正含义，我才意识到老一辈电子设计为我们的社会付出。我想说，设计确实
有些辛苦，但苦中也有乐，在如今单一的理论学习中，很少有机会能有实践的机
会，但我们可以，而且设计也是一个团队的任务，一起的工作可以让我们有说有
笑，相互帮助，配合默契，多少人间欢乐在这里洒下，大学里一年的相处还赶不
上这十来天的合作，我感觉我和同学们之间的距离更加近了；我想说，确实很累，
但当我们看到自己所做的成果时，心中也不免产生兴奋； 正所谓“三百六十行，
论干什么，只要人生活的有意义就可。社会需要我们，我们也可以为社会而工作。
既然如此，那还有什么必要失落呢？于是我们决定沿着自己的路，执着的走下去。
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