基于cd4511的八路抢答器电路

　　CD4511是一片CMOSBCD—锁存/7段译码/驱动器，用于驱动共阴极LED（数码管）显示器的BCD码-七段码译码器。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。可直接驱动共阴LED数码管。下面将介绍基于CD4511的八路抢答器电路的设计。

　　电路功能

　　1、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S1～S8表示。

　　2、设置一个系统清除和抢答控制开关S，该开关由主持人控制。

　　3、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，同时蜂鸣器发出报警声响提示。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除为止。

　　4、参赛选手进行抢答时，若抢答有效，显示器上则显示选手的编号，并保持到主持人将抢答器系统复位时为止。

　　电路流程

　　1、开始上电之后，主持人按复位键，抢答开始。数码显示电路上会显示成功抢答的选手的编号。

　　2、当有选手抢答成功之后，系统就进行了优先锁存，其他抢答选手抢答无效。

　　3、如果主持人未按下复位键，而有人按了抢答按键，此次抢答无效，只有当主持人按下了复位键，选手才能进行顺利抢答。

　　电路原理

　　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NE555IC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。CD4511内部电路与Q1，R7，R8，D13，D14组成的控制电路可完成这一功能，当抢答键都未按下时，因为CD4511的BCD码输入端都有接地电阻（10K），所以BCD码的输入端为“0000”。则CD4511的输出端a，b，c，d，e，f均为高电平，g为低电平。通过CD4511对0-9这10个数字的分析（见CD4511真值表）可以看到，只当数字为0时，才出现d为高电平而g为低度电平，这时Q1导通，D13，D14的阳极均为低电平，使CD4511的第5脚，即LE端为低电平”0”。这种状态下，CD4511没有锁存而允许BCD码输入，在抢答准备阶段，主持人会按复位键数显为”0”态。正是这种情况下，抢答开始。当S1-S8任一键按下时，CD4511的输出端d为低电平或输出端g为高电平，这两种状态必有一个存在或都存在，迫使CD4511的LE端（第5脚）由0到1，反映抢答键信号的BCD码允许输入，并使CD4511的a，b，c，d，e，f，g七个输出锁存保持在LE为0时输入的BCD码之显示状态。例如S1按下，数码管应显示1，此时仅e，f为高电平，而d为低电平。此时三极管Q1的基极亦为低电平，集电极为高电平。经D13加至CD4511第5脚，即LE由0-1状态。则在LE为”0”时输入给CD4511的第一个BCD码数据，被判定优先而锁存。所以数码管显示对应S1送来的信号是1，S1之后的任一按键信号都不显示。为了进行下一题的抢答，主持人顺先按下复位键S9，清除锁存器内的数值，数显先是熄灭一下，再复”0”显状态，此后若S5键第一个按下，这时应立即显”5”。与此同时CD4511的输出端14脚g为高电平（10脚d为低电平，12脚b为低电平，Q1截止），并通过D14使CD4511的第4脚为高电平。此时LE呈”0”—“1”状态，于是电路判定优先锁存。后边接蹲面来的其它按键信号被封住，可见电路”优先锁存”后，任何抢答键均失去作用。本电路推荐工作电压为5-8V.只要元件质量良好，焊接装配无误，一般不必调试，均可一次成功。

　　总结

　　本文详细介绍了八路智能抢答器的设计方案和功能。这种八路智能抢答器主要是基于CD4511集成芯片，成本较低。说明了智能抢答器的工作原理和工作过程。在说明工作原理的过程中，突出了抢答器设计中的基本电路的组成单元以及这些单元如何实现抢答功能，指出了各单元电路的设计方法和意义，以及如何进行抢答控制。希望大家能活学活用，进行修改与创新。