8路抢答器电路制作原理分析
8路抢答器的数字电路
《数字电子技术》课程设计报告8路智力抢答器设计与制作设计要求：1、可同时供8名选手或8个代表队参加比赛；2、主持人控制系统的清零（编号显示数码管灭灯）和抢答的开始；3、抢答器具有数据锁存和显示的功能；4、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；5、具有报警功能。
设计人：罗帅学号：专业：08电气班级：1成绩：评阅人：哈尔滨应用技术职业技术学院8路智力抢答器设计与制作8路智力抢答器是一种用数字电路技术实现由主持人控制、定时抢答、报警功能的装置。
他是在规定的时间内进行抢答。
一旦有人抢答，显示器上会同时显示抢答时间和抢答选手号码。
当超出规定时间时，即使抢答，不会显示选手号码。
8路智力抢答器包括组合逻辑电路和时序电路。
通过此次设计与制作，进一步的了解各种在制作中用到的中小规模集成电路的作用及实用方法.且由于8路智力抢答器包括组合逻辑电路和时叙电路.通过它可以进一步学习与掌握各种组合逻辑电路与时序电路的原理与使用方法。
一、设计要求（一）设计指标1、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0、1、2、3、4、5、6、7，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S0——S7。
2、给节目主持人设置一个控制开关，用来控制系统的清零（编号显示数码管灭灯）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，编号立即锁存，并在LED数码管行显示出选手的编号，同时扬声器给出音响提示。
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、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，同时扬声器发出短暂的声响。
5、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。
8路抢答器设计(含完整图)
数字电路课程设计报告8路数字抢答器1.概述抢答器同时供8名选手或8个代表队比赛，分别用8个按钮S0 ~ S7表示。
另外设置系统清除开关一个，该开关由主持人控制。
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，扬声器发出声响提示，并在七段数码管上显示选手号码。
选手抢答实行优先锁存，优先抢答选手的编号一直保持到主持人将系统清零为止。
当主持人按下清除键后，参赛选手可以进行抢答，同时倒计时电路开始倒计时，抢答有效时，红灯亮，倒计时停止，显示器上显示选手的编号，并保持到主持人将系统清零为止。
2、8路数字抢答器各主要芯片介绍2.1、74LS14874LS148是一个8线—3线优先编码器。
74LS148外部管脚图、真值表如图所示：图一 74ls148 真值表由表不难看出，在0=S 电路正常工作状态下，允许70~I I 当中同时有几个输入端同时为低电平，即有编码输入信号。
7I 的优先权最高，0I 的优先权最低。
当07=I 时，无论其它输入端有无输入信号（表中以x 表示），输出端只给出7I 的编码，即000012=Y Y Y ，当74LS148的功能表输 入输 出S0I 1I 2I 3I 4I 5I 6I 7I2Y 1Y 0Y S Y EX Y1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 x x x x x x x x 1 1 1 1 1 1 1 1 x x x x x x x 0 x x x x x x 0 1 x x x x x 0 1 1 x x x x 0 1 1 1 x x x 0 1 1 1 1 x x 0 1 1 1 1 1 x 0 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 0 0 0 1 0 0 0 1 1 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1 0 1 0 0 1 0 1 0 1 1 0 1 1 0 1 0 1 1 1 1 0U CC Y EX Y S I 3 I 2 I 1 I 0 Y 0I 4I 5I 6I7S Y 2Y 1GND 图２ 74LS148管脚图16 9 74LS148 1 80167==I I 、时，无论其它输入端有无输入信号，只对6I 编码，即输出为001012=Y Y Y 。
PCB课程实验——(3)实验三八路抢答器的层次原理图
实验三：8路抢答器电路层次原理图的绘制
请根据要求，分别画出8路抢答器电路的各个子图，然后做出8路抢答器电路的层次原理图。
要求自动标识元器件并进行电气规则检查。
8路抢答器电路的各个子图的原理图如图1到图5所示。
图1 复位子模块电路
图2 单片机模块电路
图3 晶振子电路模块
图4 电源子模块电路
图5 蜂鸣器子模块电路
实验报告要包含题目、实验目的、实验仪器、实验内容、实验要求、实验结果和小结这几部分内容，具体如下：
实验二：8路抢答器电路层次原理图的绘制
1)实验目的：
①通过学习和实践，掌握简单的层次原理图设计方法；
②掌握如何对原理图进行电气规则检查，如何生成网络表和元器件采购清单，以及如何打印输出原理图。
2) 实验仪器设备：计算机
3) 实验内容：
①设计一个可交流供电的8路抢答器电路；
②绘制该电路的层次原理图，并对原理图进行电气规则检查，生成网络表、元件采购报表、最后打印输出原理图。
4)实验要求：
①采用自下往上的方法进行层次原理图设计；
②原理图要自动标识元器件，进行电气规则检查，生成网络表、元件采购报表；
③完成实验报告，内容包括：实验题目、实验目的、实验仪器设备、实验内容、实验要求、8路抢答器各子模块电路的原理图及层次原理图的母图、生成的网络表、元件采购报表、实验的总结和结论。
5)实验结果
实验结果如附件中图1到。
所示。
6)小结。
8路抢答器电路制作原理分析
由CD4511构成的8路抢答器的工作原理
开关及二极管构 成的编码器
显示译码 器CD4511
七段数码显示器
主持人控 制的复位 开关
LOGO
8路抢答器的制作原理分析
采用CD4511数字集成电路制作的数字显示8路抢答器
设计要求： 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，它们的编号分别为1 、2、3、4、5、6、7、8，各用一个抢答按钮，编号与参赛者的号码对应。 2）抢答器具有数据锁存功能，并将锁存的资料用LED数码管显示出抢答成功者 的号码。
1N4148
U1
2.5 V 7
1 2 6
DA DB DC DD
OA OB OC OD OE OF OG
13 12 11 10 9 15 14
4511BD_5V
2）显示译码器CD4511
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。 1 2 BCD码输入端 BCD码输入端 9 10 显示输出端 显示输出端
1N4148 D14 1N4148
X3 R5 100kΩ
2.5 V
2N2222A
RPACK 7
1）抢答器开关及编码电路如图
VCC 5V SB1 D1 Key = 1 SB2 D2 Key = 2 SB3 1N4148 D3 1N4148 Key = 3 SB4 D4 1N4148 D5 Key = 4 SB5 1N4148 D6 1N4148 D7 Key = 5 SB6 1N4148 D8 1N4148 D9 Key = 6 SB7 1N4148 D10 1N4148 D11 Key = 7 SB8 Key = 8 1N4148 D12 1N4148 R1 R2 R3 R4 10kΩ 10kΩ 10kΩ 10kΩ X3 X4 2.5 V
电路实验8路抢答器的实训报告
电路实验8路抢答器的实训报告一、实验目的1.了解8路抢答器的组成和原理2.掌握8路抢答器的电路制作和调试技能3.实践运用起来熟练掌握了8路抢答器的使用方法。
二、实验器材和器件1. 电磁继电器8只2. 开关按键8个3. 蜂鸣器1只4. 电源模块1个5. 电子万用表6. 面包板和导线等三、实验原理8路抢答器的原理和电路结构如下图：如图所示，由8个电磁继电器K1-K8、8个普通开关按键S1-S8组成，当按下某一个开关按键时，相应的电磁继电器就会被触发，它的一个常闭触点被切换为常开触点。
此时旁边的普通开关按键的功能就失效了，而它的常闭触点得到电源的正电压为其继电器线圈提供持续的电流，使得它一直有效，直到驱动相应的蜂鸣器响起为止。
四、实验步骤1. 根据上面的原理图，在面包板上搭起8路抢答器电路的原理图，把8个开关按键和一个蜂鸣器接在对应的接口上，并连好电源。
2. 按下某一个开关按键，如S1，触发继电器K1，并把常开触点切换为常闭触点接通继电器K1的电流，此时蜂鸣器关闭。
4. 依次按下其它的开关按键，相应的继电器触发，而前面的继电器也随之失效，直到最后一个开关按键全部按下，最后的蜂鸣器响起，此时整个电路工作正常。
五、实验结论通过对8路抢答器的实验，可得出以下结论：1. 8路抢答器采用电磁继电器控制开关触点实现抢答功能，效果较稳定可靠。
3. 实际应用中可以根据具体需求再进一步改进电路，在电路中增加判断优先级的功能，实现更加多样化的使用效果。
六、实验感想本次实验中，我通过学习和制作8路抢答器电路，不仅对电磁继电器控制开关的工作原理有了更深入的理解，而且还对实践操作中常见的错误很快找到解决办法，感觉到自己又提高了一步。
在今后的学习和工作中，我将不断探索和实践，更加熟练地应用电路知识，为自己的未来事业奠定一个坚实的基础。
八路抢答器设计原理
八路抢答器设计原理八路抢答器原理图如下图所示，看起来其实也很简单的。
锁存器输入信号均为同一电平时，控制电路输出控制信号使锁存器进入工作状态，这时锁存器输入端的电平送往相应的输出端，当有一输入端电平发生跳变时，其对应输出端电平也随着变，此变化的输出电平送入控制电路，控制电路产生使锁存器锁存的控制信号，锁存器我们知道只要给他控制端一个电平他就进入锁存工作状态，不管任何一个输入端电平发生了变化，各输出端电平都会保持不变,与其它输出端电平不一样的那个输出端的电平经编码器编码后送入数码显示译码器，控制驱动器驱动七段数码管进行数字的显示。
八路抢答器原理图]八路抢答器电路工作原理:输入锁存当八路锁存器74ls373的 s 端为高电平时，锁存器输入端 (1D-8D)的电平能直接送到相应的输出端1Q-8q当S端由高电平变到低电平时，锁存器锁存，即输入端电平不能送到输出端，各输出端保持锁存前的电平.先将开关 K 置于2，此时 74LS373 的S端为高电平，其各输入端的高电平直接送到各相应的输出端，从而使八输入端与非门74LS373 的八个输入端均为高电平，导致其输出为低电平，经非门1后变成高电平，再由或门送到 74LS373 的S 控制端，然后将开关K 置于1，这时由于或门的另一输入仍为高电平，故S控制端仍保持高电平，当八个按钮开关AN0-NA7 中有一个先按下时，其对应的 D 端变为低电平，此低电平经锁存器送到相应的Q 输出端，这时74LS的八个输入端中因有一个端变低电平，所以它的输出端变为高电平，经非门1和或门后，使s控制端由高电平变成低电平，74LS373 执行锁存功能，如果这时还有按钮按下，锁存器对应的输出端电平也不会变.[八路抢答器电路图]编码和译码显示74LS74LS为输入低电平有效和输出低电平有效，即当I0端为低电平而其它输入端为高电平时，输出端Y2,Y1,Y0均为高电平，I1端为低电平而其它输入端为高电平时，Y2,Y1端均为高电平，Y0 端为低电平，以此类推锁存在锁存器输出端的低电平送到74LS148，由 74LS148进行编码，编成的二进制代码电平经非门 2 3 4分别倒相后，送到BCD码七段译码驱动器74LS247再由74LS247输出端送出驱动电平驱动共阳极七段数码管5EF105显示相应的数字，如I0端为低电平时，显示0;I4端为低电平时，显示4，当八个按钮开关都不按下时，由于锁存器的各输出端均为高电平，经74LS30后使74LS247的熄灭控制端得到低电平，因此数码管不显示.写到这里先告一个段落了，转载此八路抢答器论文必须保留地址！参考文献：【1】王冬梅，张建秋版》, 2009, 27(3):350-352。
八路抢答器的工作原理
八路抢答器的工作原理
八路抢答器是一种电子竞赛或考试中常用的设备，它可以实现抢答功能。
其工作原理通常如下：
1. 光电转换：首先，每个参与者手中配有一个按钮或者类似的触发装置，当参与者准备抢答时，会按下按钮，触发开关。
2. 信号传输：按下按钮后，开关会产生一个电信号，这个信号会通过导线或者无线方式传输到抢答器的中控主机。
3. 中控主机接收信号：抢答器的中控主机会接收到参与者按下按钮所产生的信号。
这个主机通常是一个集成了电子设备的中央控制器，能够接收和处理多个信号。
4. 判定和显示：中控主机会根据接收到的信号，判断哪个参与者先按下按钮。
一般来说，中控主机会根据信号的到达时间先后来判定抢答顺序，并在显示屏上显示相应的抢答者编号。
5. 继电器操作：中控主机在判定完抢答顺序后，会通过一组继电器或者其他电子元件来操作抢答结果的显示。
通常，第一个按下按钮的参与者会被优先显示抢答成功。
总之，八路抢答器的工作原理主要是通过信号的传输、接收和处理来实现抢答者顺序的判定和结果的显示。
这种设备可以在公平、公正的基础上，提高比赛或考试的效率和准确性。
八路数字抢答器电路的设计
八路数字抢答器电路的设计一、概述本文这次设计的是用与多人竞赛抢答的器件，在现实生活中很常见，尤其是在随着各种益智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，抢答器的好处不仅能够锻炼选手的反应能力，而且能增加节目现场的紧张、活跃的气氛，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常广泛。
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，是以上问题得以解决。
即使两组的时间相差几微妙，也可以分辨出哪组优先抢答。
本文介绍了抢答器的工作原理及设计，以及它的实际用途。
这个抢答器具有锁存显示功能，有主持人控制电路开始，有定时抢答的功能，定时时间为30秒，如在时间内无人抢答系统报警并禁止抢答，定时显示器上显示00.二、方案论证该方案的主要功能是抢答功能、显示抢答成功的选手编号、定时功能。
该方案的原理框图如图1。
图1 八路数字抢答器电路的原理框图按功能要求，抢答器应该由抢答电路、控制电路、锁存电路、译码显示电路、定时电路和报警电路等几部分组成。
其中抢答电路的作用是在外加信号的控制下对抢答者的输入信号进行编码，编码后经锁存电路锁存并送译码显示电路显示出抢答者的编号。
另外，优先编码的优先扩展输出端还可以作为定时电路的控制信号，即当一个抢答者在30秒之内按下抢答按钮时，其余人的强大输入将无效，并且秒计数器也随之停止计数。
这样，当主持人按下开始按钮时，外部清除/起始信号进入门控电路，产生编码选通信号，使编码器开始工作，等待数据输入。
此时一旦强打着按下按钮，则产生的低电平信号立即被优先编码器编码，经过锁存电路锁存并通过显示译码器到LED显示器上显示相应数字，同时发出声音报警。
与此同时，门控电路的输出反相，优先编码电路被禁止工作，知道主持人再次按下开始按钮才进入下一次抢答三、电路设计该设计由秒脉冲发生电路、抢答电路、定时器电路、报警电路等几部分组成。
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R5 100kΩ
0
4）译码驱动及显示电路如图
CD4511是输出高电平有效的显示译码器，因为CD4511是输出高电平有效，所以L ED显示应选用共阴极的数码显示，且由于LED的电流较小，因此在数码显示器前 必须加限流电阻。 0
CK
U2
A B C D E F G
U1
5 4 3 ~EL ~BI ~LT BCD/7SEG 7 1 2 6 DA DB DC DD OA OB OC OD OE OF OG 13 12 11 10 9 15 14
0
1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1
1
1 0 1 0 1 1 1 0 0 0 0 0 0
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0 0 0 1 0 1 0 0 0 0 0 0 0
CD4511逻辑菜单
输 LE X X 0 0 BI X 0 1 1 LI 0 1 1 1 D X X 0 0 入 C X X 0 0 B X X 0 0 A X X 0 1 a 1 0 1 0 b 1 0 1 1 c 1 0 1 1 d 1 0 1 0 输 e 1 0 1 0 出 f 1 0 1 0 g 1 0 0 0 显示 8 消隐 0 1
R9 21
RPACK 7
33 29 32
22 23 24 25 26 27 28
30 31
300 Ω 34
4511BD_5V
5）解锁电路如图 当触发锁存电路被锁存后，若要进行 下一轮的重新抢答，则只需要按下复 位开关SB9，清除锁存器内的数值， 使数字显示熄灭一下，然后恢复为“ 0”状态，CD4511的第5脚为低电平， 为了进行下一轮工作，这时SB1—SB8 均为开路状态，不能闭合。
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，能分辨出抢答的先后来，即不显示后动作的选手编号。 4）主持人具有手动控制开关，可以手动清零复位，为下轮抢答做准备。
由CD4511构成的8路抢答器的工作原理
开关及二极管构 成的编码器
显示译码 器CD4511
七段数码显示器
主持人控 制的复位 开关
CD4511 的BI端
CD4511 的LE端
控制锁 存电路
8路抢答器的电路图
VCC 5V SB1 2.5 V D1 Key = 1 SB2 2.5 V D2 Key = 2 SB3 1N4148 D3
A B C D E F G CK
X1
1N4148
X4
X5
U2
1N4148 Key = 3 SB4 D4 1N4148 D5 Key = 4 SB5 1N4148 D6 1N4148 D7 Key = 5 SB6 1N4148 D8 1N4148 D9 Key = 6 SB7 1N4148 D10 1N4148 D11 Key = 7 SB8 Key = 8 1N4148 D12 1N4148 R1 R2 R3 R4 10kΩ 10kΩ 10kΩ 10kΩ
1N4148 D14 1N4148
X3 R5 100kΩ
2.5 V
2N2222A
RPACK 7
1）抢答器开关及编码电路如图
VCC 5V SB1 D1 Key = 1 SB2 D2 Key = 2 SB3 1N4148 D3 1N4148 Key = 3 SB4 D4 1N4148 D5 Key = 4 SB5 1N4148 D6 1N4148 D7 Key = 5 SB6 1N4148 D8 1N4148 D9 Key = 6 SB7 1N4148 D10 1N4148 D11 Key = 7 SB8 Key = 8 1N4148 D12 1N4148 R1 R2 R3 R4 10kΩ 10kΩ 10kΩ 10kΩ X3 X4 2.5 V
VCC 5V VCC R1 10kΩ 1
5 4 3 ~EL ~BI ~LT BCD/7SEG
U1
SB9
7 1
DA DB DC DD
OA OB OC OD OE OF OG
13 12 11 10 9 15 14
Key = 9
2 6
0
4511BD_5V
谢 谢
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。
3
4 5 6 7 8
LT测试端
BI为消隐端 LE为锁定允许端 BCD码输入端 BCD码输入端 电源负极
11
12 13 14 示输出端 显示输出端 显示输出端 电源正极
1N4148
U1
2.5 V 7
1 2 6
DA DB DC DD
OA OB OC OD OE OF OG
13 12 11 10 9 15 14
4511BD_5V
2）显示译码器CD4511
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。 1 2 BCD码输入端 BCD码输入端 9 10 显示输出端 显示输出端
5 4 3
~EL ~BI ~LT BCD/7SEG
7 1 2 6
DA DB DC DD
OA OB OC OD OE OF OG
13 12 11 10 9 15 14
18
17
4511BD_5V X2 R7 2.5 V D13 2.2kΩ 19 13 1N4148 D14 1N4148 2N2222A Q1 R8 100kΩ 3 1
5 4 3 ~EL ~BI ~LT BCD/7SEG
每路都有一个抢答按钮开关，并对 应有VD1—VD12中的编码。 本电路是将某一个开关信息转化为 相应的8421BCD码，以提供数字显 示电路所需要的编码输入。 如第三路开关SD3按下时，通过2只 二极管D3、D4，加到CD4511的BCD 码输入端为0011。如果按下某一路 抢答开关，电路不显示或显示错误 ，只要检查与之相应的那组二极管 ，看是否接反或损坏即可。
0
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
1
1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
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1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
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0 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1
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1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1
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0 1 1 1 0 1 1 0 0 0 0 0
1
1 1 1 1 0 1 1 0 0 0 0 0 0
2
3 4 5 6 7 8 9 消隐 消隐 消隐 消隐 消隐 消隐
1
1
1
X
X
X
X
锁
存
锁存
显示译码器与数码管的连接
译码器输出高电平可以驱动 相应的共阴极发光二极管 发光显示。
a b c d e f g
译码器输出低电平可以驱 动相应的共阳极发光二极 管发光显示。
2.5 V
5 4 3 ~EL ~BI ~LT
U1
BCD/7SEG 7 1 2 6 DA DB DC DD OA OB OC OD OE OF 13 12 11 10 9 15 14
R9
300 Ω
R6 10kΩ
OG
4511BD_5V X2 R7 SB9 2.5 V D13 Key = 9 2.2kΩ R8 100kΩ Q1
+
a
b
共阴极接法
c
d
e
f
g
共阳极接法
3）抢答器锁存控制电路如图
U1
由Q1、D13、D14及电阻器R7、R8组成。当 抢答器按钮开关都没有按下时，则BCD码 输入端都有接地电阻，所以BCD码输入端 为0000，输出端D为高电平，输出端G为低 电平。这时CD4511第5脚为低电平， 这时 CD4511没有锁存，允许BCD码输入。当SB1 —SB8中的任一开关按下，输出端D为低电 平或输出端G为高电平，这两种状态必须 有一个存在或都存在。这时CD4511的第5 脚为高电平，例如SB1按下，那么输出端D 为低电平，三极管VT基极为低电平，集电 极为高电平，通过二极管VD3使得CD4511 第5脚为高电平，这样CD4511中的数据受 到锁存，使后边再从BCD码输入端送来的 数据不再显示。而只显示第一个由SB1送 来的信号，即“1”。
LOGO
8路抢答器的制作原理分析
南昌汽车机电学校 邓建云
采用CD4511数字集成电路制作的数字显示8路抢答器
设计要求： 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，它们的编号分别为1 、2、3、4、5、6、7、8，各用一个抢答按钮，编号与参赛者的号码对应。 2）抢答器具有数据锁存功能，并将锁存的资料用LED数码管显示出抢答成功者 的号码。
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的内部有上拉电阻，在输入端与数码 管笔段端接上限流电阻就可工作。