四人抢答器说明书

四人抢答器说明书

四人抢答器主要由四路抢答开关、抢答锁存电路，编码电路，七段译码显示等电路组成。四人抢答器具有数据锁存和显示功能，正常情况下，四个开关处于常开状态，抢答开始后，最先按下开关的选手编号立即被锁存，同时封锁输入电路，禁止其他选手抢答。并在七段数码管上显示最先按下开关的选手编号。直到主持人按下清零开关，进入下一轮抢答。

一、电路原理图

二、元件清单

三、工作原理

显示电路

CP

电路中S5为常开按钮，当按钮断开时允许抢答，当按钮闭合时禁止抢答，并使抢答锁存电路清零，S1 - S4 为四个常开开关，竞赛者每人一个开关。

锁存电路用一个4D触发器74LS175和一个双4输入与非门CD4012组成，当某一个开关首先按下时，锁存电路被触发，在输出端产生相应的开关信号，为防止其他开关随后触发，最先产生的输出信号将触发器锁定。如多个开关同时按下，则他们之间存在随机竞争，结果是他们中产生一个有效输出。编码电路使用4-2输入与非门CD4011，将触发器输出的信号编成相应的8421BCD码，七段译码电路由CD4511组成，驱动七段数码管将抢答成功的选手编号显示出来。CP脉冲由NE555产生，产生约1.1KHz 的CP 脉冲信号。四人抢答器的工作过程如下：

(1)清零

接通电源后，支持人按下“清零”开关S5，4D触发器CD40175清零，抢答器处于静止

状态，因为CD40175的输出端（3、6、11、14）引脚输出1，则与非门U3A 和U3B构

成的与门输出1，打来控制门U3A，允许时钟信号（CP）进入CD40175；由于CD4511的

2脚接CD40175的15脚输出为0，而CD4511的6脚始终接地，则CD4511的输入端

DCBA=0000，七段数码管显示0，完成清零。

（2）抢答

当主持人宣布开始抢答时，松开开关S5，允许抢答，当S1-S4的任意一个开关按下时，例如S2，即D2=1，则第二个触发器的2Q输出1，U2A和U2B构成的与门出输出0，封锁

U3A，CP脉冲不能进入，触发器就不能翻转，将只锁定S2信号，此时经与非门U3B组成的译码器输出10，CD40175的15脚任然为0，此时译码器CD4511的DCBA=0010，译码显示

2.

NE555P构成多谐振荡器，产生频率约为1.1kHz的矩形波，作为CD40175的时钟脉冲CP信号。

1.相关集成电路引脚功能和真值表

CD40175

CD4011

CD4012 CD4511 NE555

七段数码管

2.PCB电路板图

四、组装调试说明

·根据元器件清单，清单元件。

·识别集成电路CD40175 、CD4012 、CD4011 、CD4511、和 NE555 引脚图与实物。

·利用万用表对阻容元件进行检测。

按原理图进行组装，电路焊接工艺要求如下

·电阻采用卧式贴板焊接

·集成电路插座采用贴板焊接

·按钮开关采用贴板焊接

·电容采用立式贴板焊接

焊接中要注意焊点要光亮，不能虚焊，连焊，错焊，漏焊，铜箔脱落，同时还要注意焊锡要适量，不要太多。如果引脚比好焊，应先给引脚镀锡，保证可焊性。焊完之后将引脚减掉。保留引脚焊点高度0.5-1mm.电路装配整齐，电源导线符合长度，位置要正确。

调试电路

电路安装完成后，将经过测试仪判定性能的数字集成电路按引脚标志插入到插座中，检查无误后，进行如下操作

(1)使用+5V 和-5V双电源。将+5V 和-5V分别接到J2相应端子上。

(2)被测信号，被测信号Ux 可以取自

注意事项。

由于使用了CMOS集成电路，在测试中要遵守CMOS集成电路的使用规范，有条件最好带上防静电手环。所有设备有良好接地。工作台要绝缘良好。在使用万用表和示波器时，要找好测试点，不能和其他引脚短路。

四人抢答器测试表