八路數(shù)字搶答器畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　摘 要</b></p><p>　　在智力競(jìng)賽等場(chǎng)合，常需要一種反應(yīng)靈敏、顯示方便的搶答裝置。在對(duì)數(shù)字集成電路研究的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了一種八路數(shù)字搶答器，該搶答器包括搶答、編碼、優(yōu)先、鎖存、數(shù)顯、復(fù)位及報(bào)警電路。本設(shè)計(jì)采用CD4511芯片來(lái)實(shí)現(xiàn)譯碼鎖存和led驅(qū)動(dòng)功能，通過(guò)蜂鳴器實(shí)現(xiàn)報(bào)警功能，并采用220V轉(zhuǎn)+5V轉(zhuǎn)換電路為系統(tǒng)供電。軟件仿真和硬件實(shí)驗(yàn)的結(jié)果表明了該

2、系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)八路搶答器的功能，且具有反應(yīng)靈敏、操作簡(jiǎn)便、實(shí)用性強(qiáng)等特點(diǎn)，具有一定的實(shí)用價(jià)值。 </p><p>　　更多還原關(guān)鍵詞：搶答器；編碼；譯碼；鎖存</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　In the quiz and other occasions, often require a respons

3、ive, easy to display and answer device. Based on the study of digital integrated circuits Designed an eight-way digital Responder, the Responder include Responder, coding, priority, latches, digital display, reset and al

4、arm circuits. The design adopts CD4511 chip to achieve decoding latch and led driver functions, achieve alarm function by the buzzer and uses 220V switch +5 V conversion circuit to power the system. Software simulation a

5、nd h</p><p>　　Key words : Responder; coding; decoding; latch</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　1 緒論1</b></p><p>　　1.1 課題研究的背景1</p><p

6、>　　1.2 研究目的和意義1</p><p>　　1.3 課題研究的內(nèi)容1</p><p>　　2 搶答器的工作原理3</p><p>　　2.1 系統(tǒng)的主要功能3</p><p>　　2.2 搶答器的基本工作原理3</p><p>　　2.3 搶答器系統(tǒng)的分析3</p><p&

7、gt;　　2.4 搶答器的工作流程4</p><p>　　3 硬件電路設(shè)計(jì)5</p><p>　　3.1 總體設(shè)計(jì)方案5</p><p>　　3.2 搶答器設(shè)計(jì)中的數(shù)字編碼電路5</p><p>　　3.3 搶答器設(shè)計(jì)中的譯碼/優(yōu)先/鎖存電路7</p><p>　　3.4 搶答器設(shè)計(jì)中的數(shù)碼顯示電路11&l

8、t;/p><p><b>　　4.軟件仿真13</b></p><p>　　4.1 軟件測(cè)試定義和目的13</p><p>　　4.2 Proteus仿真13</p><p>　　5.硬件電路的測(cè)試與焊接16</p><p>　　5.1 硬件測(cè)試定義和目的16</p><

9、p><b>　　5.2 焊接16</b></p><p>　　5.3 硬件電路調(diào)試18</p><p>　　5.4 調(diào)試中出現(xiàn)的問(wèn)題及解決方法19</p><p>　　6 總結(jié)與展望20</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)21</b></p><p><

10、;b>　　致 謝22</b></p><p><b>　　附 錄23</b></p><p><b>　　1 緒論</b></p><p>　　1.1 課題研究的背景</p><p>　　搶答器是一種應(yīng)用非常廣泛的設(shè)備，在各種競(jìng)賽、搶答中，可迅速、客觀地分辨出最先獲得發(fā)言權(quán)

11、的選手。早期的搶答器只由幾個(gè)三極管、可控硅、發(fā)光管等組成，能通過(guò)發(fā)光管的指示辯認(rèn)出選手號(hào)碼，但是由于早期的三極管等電子元件的制造技術(shù)及設(shè)備的落后，往往導(dǎo)致電路性能不穩(wěn)定，搶答器不能正常工作。隨著技術(shù)的進(jìn)步及電子制造工藝的發(fā)展，性能穩(wěn)定的集成電路逐漸占據(jù)了電路市場(chǎng)的主流，因而現(xiàn)在大多數(shù)搶答器均使用單片機(jī)(如MCS-51型)和數(shù)字集成電路。</p><p>　　本設(shè)計(jì)利用中規(guī)模數(shù)字集成電路及外圍接口實(shí)現(xiàn)的搶答系統(tǒng)，使

12、得系統(tǒng)能夠正確地進(jìn)行計(jì)時(shí)，同時(shí)使數(shù)碼管能夠正確地顯示時(shí)間和選手號(hào)碼。用開(kāi)關(guān)做鍵盤輸出，揚(yáng)聲器發(fā)聲提示。所以，系統(tǒng)需達(dá)到以下要求：在搶答中，只有開(kāi)始后搶答才有效，如果在開(kāi)始搶答前搶答則為無(wú)效；正確按鍵后有音樂(lè)提示；按鍵鎖定，在有效狀態(tài)下，其他按鍵無(wú)效非法；電源電路采用220V交流轉(zhuǎn)+5V直流供電，更貼近實(shí)際應(yīng)用。</p><p>　　1.2 研究目的和意義</p><p>　　本設(shè)計(jì)的關(guān)鍵技

13、術(shù)在于準(zhǔn)確判斷出第一搶答者的信號(hào)并將其鎖存。實(shí)現(xiàn)這一功能可選擇使用鎖存器實(shí)現(xiàn)。在得到第一信號(hào)之后立即將電路的輸入封鎖，致使其他組的搶答信號(hào)無(wú)效。但是，第一搶答信號(hào)應(yīng)該在主持人發(fā)出搶答命令之后才有效。</p><p>　　通過(guò)這次設(shè)計(jì)，掌握編碼器、譯碼器、led驅(qū)動(dòng)電路、揚(yáng)聲器發(fā)聲電路及電源轉(zhuǎn)換電路的原理，了解搶答器組成原理，初步掌握多功能搶答器的調(diào)整及測(cè)試方法。同時(shí)通過(guò)本設(shè)計(jì)與仿真進(jìn)行調(diào)試，提高自己的動(dòng)手能力，鞏

14、固已學(xué)的理論知識(shí)，建立數(shù)字電路理論和實(shí)踐的結(jié)合，了解多功能搶答器各單元電路之間的關(guān)系及相互影響，從而能正確設(shè)計(jì)各個(gè)單元電路，為今后利用數(shù)字集成電路設(shè)計(jì)其他功能的設(shè)備奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。</p><p>　　1.3 課題研究的內(nèi)容</p><p>　　本八路搶答器采用CD4511集成芯片來(lái)實(shí)現(xiàn)功能要求，在搶答過(guò)程中，每個(gè)選手都有一個(gè)搶答按鈕。在主持人按下復(fù)位鍵宣布搶答開(kāi)始的時(shí)候，選手就開(kāi)始進(jìn)行搶

15、答，在指定時(shí)間內(nèi)選手進(jìn)行搶答，數(shù)碼顯示屏上會(huì)顯示最先搶答選手的編號(hào)。如果主持人沒(méi)有按下開(kāi)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(hào)，揚(yáng)聲器持續(xù)發(fā)聲。主持人可按復(fù)位鍵，新一輪搶答開(kāi)始。</p><p>　　通過(guò)比較發(fā)現(xiàn)，采用數(shù)字電路技術(shù)設(shè)計(jì)的搶答器與目前常用的搶答器相比優(yōu)點(diǎn)有很多。首先，設(shè)計(jì)電路連接簡(jiǎn)單，因?yàn)椴捎昧薈D4511集成芯片進(jìn)行設(shè)計(jì)的，大多數(shù)功能單元都能通過(guò)數(shù)字電路完成。第二，工作性能可靠，抗干

16、擾能力較強(qiáng)。所以本設(shè)計(jì)采用了基于數(shù)字電路技術(shù)的設(shè)計(jì)方案。</p><p>　　2 搶答器的工作原理</p><p>　　2.1 系統(tǒng)的主要功能</p><p>　　八路搶答器的主要功能有如下三點(diǎn)：</p><p>　　(1) 同時(shí)供8名選手參加比賽，其相應(yīng)的編碼分別是1、2、3、4、5、6、7、8，各用一個(gè)搶答按鈕，按鈕的編號(hào)與選手的編號(hào)相對(duì)

17、應(yīng)。</p><p>　　(2) 給主持人設(shè)置一個(gè)控制開(kāi)關(guān)，用來(lái)控制系統(tǒng)的清零（編號(hào)顯示數(shù)碼管滅燈）和搶答的開(kāi)始。</p><p>　　(3) 搶答器具有數(shù)據(jù)鎖存和顯示的功能。搶答開(kāi)始后，若有選手按動(dòng)搶答按鈕，編號(hào)立即鎖存，并在LED數(shù)碼管上顯示出選手的編號(hào)，同時(shí)揚(yáng)聲器給出音響提示。</p><p>　　2.2搶答器的基本工作原理</p><p&

18、gt;　　電路完成基本的搶答功能，即開(kāi)始搶答后，當(dāng)選手按動(dòng)搶答鍵時(shí)，能顯示選手的編號(hào)，同時(shí)能封鎖輸入電路，禁止其他選手搶答。而報(bào)警電路則是起到提示作用。其工作原理為：接通電源后，當(dāng)主持人按下復(fù)位鍵，宣布"開(kāi)始"。選手即開(kāi)始搶答，當(dāng)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(dāng)一輪搶答之后，只有主持人按下復(fù)位鍵，才能進(jìn)行下一輪搶答，否則搶答無(wú)效。 如圖2-1所示為搶答器的結(jié)構(gòu)框圖。</p>

19、<p>　　圖2-1 搶答器結(jié)構(gòu)框圖</p><p>　　2.3 搶答器系統(tǒng)的分析</p><p>　　(1) 在搶答中，只有開(kāi)始后搶答才有效，如果在開(kāi)始搶答前搶答則為無(wú)效。</p><p>　　(2) 可以顯示是哪位選手有效搶答，正確按鍵后有訊響聲。</p><p>　　(3) 按鍵鎖定，在有效狀態(tài)下，選手按鍵無(wú)效。<

20、/p><p>　　(4) 只有主持人按下復(fù)位鍵，下一輪搶答才能開(kāi)始進(jìn)行。</p><p>　　2.4 搶答器的工作流程</p><p>　　搶答器的工作流程：在上電之后，系統(tǒng)開(kāi)始運(yùn)行，在搶答過(guò)程中，會(huì)有多個(gè)信號(hào)同時(shí)或不同時(shí)送入主電路中，搶答器內(nèi)部電路和CD4511集成芯片會(huì)開(kāi)始工作，并識(shí)別、記錄第一個(gè)號(hào)碼。在搶答器工作過(guò)程中，編碼電路、優(yōu)先\鎖存\譯碼電路、顯示電路、報(bào)

21、警電路都會(huì)運(yùn)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。</p><p>　　圖2-2 搶答器的工作流程</p><p><b>　　3 硬件電路的設(shè)計(jì)</b></p><p>　　3.1 總體設(shè)計(jì)方案</p><p>　　圖3-1 總體結(jié)構(gòu)框圖</p><p>　

22、　由圖3-1可知，本設(shè)計(jì)主要包括CD4511控制模塊、數(shù)碼管顯示模塊、蜂鳴器模塊、按鍵模塊等四個(gè)主要模塊，現(xiàn)將每個(gè)模塊的功能介紹如下：</p><p>　?。?）CD4511控制模塊的主要是完成對(duì)信號(hào)的編碼、譯碼、優(yōu)先鎖存、驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管顯示模塊及驅(qū)動(dòng)蜂鳴器模塊等功能。</p><p>　?。?）數(shù)碼管顯示模塊主要是完成接收CD4511控制模塊譯出的信號(hào)以及顯示搶答成功人的數(shù)字功能。</

23、p><p>　　（3）蜂鳴器模塊主要是完成接收CD4511控制模塊發(fā)出的控制信號(hào)并發(fā)出鳳鳴信號(hào)的功能，表示已經(jīng)有人搶答成功。</p><p>　?。?）按鍵模塊主要是完成對(duì)八個(gè)人的搶答進(jìn)行反映的功能。</p><p>　　3.2 搶答器設(shè)計(jì)中的數(shù)字編碼電路</p><p>　　由系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)框圖出發(fā)，本設(shè)計(jì)的總體電路原理圖如圖3-2所示。<

24、;/p><p>　　圖3-2總體電路原理圖</p><p>　　參考圖3-2可知，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：將二極管編碼成為BCD碼，將高電平加到CD4511所對(duì)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為高位，A為低位，即D、C、B、A分別代表BCD碼8、4、2、1位）。引腳圖如3—3

25、所示。</p><p>　　圖3-3 CD4511引腳圖</p><p>　　工作過(guò)程：當(dāng)電路上電，主持人按下復(fù)位鍵，選手就可以開(kāi)始搶答。當(dāng)選手1按下S1搶答鍵，高電平通過(guò)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(shí)CD4511輸入BCD碼為“0001”；當(dāng)選手2按下S2搶答鍵，高電平通過(guò)編碼二極管D2加到CD4511集成芯片的1腳（B位

26、），1腳為高電平，2、6、7腳保持低電平，此時(shí)CD4511輸入BCD碼為“0010”；當(dāng)選手3按下S3搶答鍵，高電平通過(guò)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(shí)CD4511輸入BCD碼為“0011”；當(dāng)選手4按下S4搶答鍵，高電平通過(guò)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(shí)CD4511輸入BCD碼為“0100”；

27、當(dāng)選手5按下S5搶答鍵，高電平通過(guò)編碼二極管D6、D7加到CD4511集成芯片的2、</p><p>　　7腳（C、A位），2、7腳為高電平，1、6腳保持低電平，此時(shí)CD4511輸入BCD碼為“0101”； 當(dāng)選手6按下S6搶答鍵，高電平通過(guò)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(shí)CD4511輸入BCD碼為“0110”； 當(dāng)選手7按下S7搶答鍵

28、，高電平通過(guò)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(shí)CD4511輸入BCD碼為“0111”； 當(dāng)選手8按下S8搶答鍵，高電</p><p>　　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(shí)CD4511輸入BCD碼為“1000”。 輸入的BCD碼就是鍵的號(hào)碼，并自動(dòng)地由 CD4511內(nèi)部

29、電路譯碼成十進(jìn)制數(shù)在數(shù)碼管上顯示。編碼電路如圖3-4所示。</p><p>　　圖3-4 數(shù)字編碼系統(tǒng)電路</p><p>　　真值表如表3-1所示。</p><p>　　表3-1　數(shù)字編碼電路功能真值表</p><p>　　3.3 搶答器設(shè)計(jì)中的譯碼/優(yōu)先/鎖存電路</p><p>　　CD4511是一個(gè)用于驅(qū)動(dòng)共陰

30、極 LED（數(shù)碼管）顯示器的 BCD 碼—七段碼譯碼器，特點(diǎn)：具有BCD轉(zhuǎn)換、消隱和鎖存控制、七段譯碼及驅(qū)動(dòng)功能的CMOS電路能提供較大的拉電流?？芍苯域?qū)動(dòng)LED顯示器。</p><p>　　CD4511 是一片 CMOS BCD—鎖存/7 段譯碼/驅(qū)動(dòng)器，引腳排列如表3-2所示。其中A、B、C、D為 BCD 碼輸入，a為最低位。LT為燈測(cè)試端，加高電平時(shí)，顯示器正常顯示，加低電平時(shí)，顯示器一直顯示數(shù)碼“8”，各

31、筆段都被點(diǎn)亮，以檢查顯示器是否有故障。BI為消隱功能端，低電平時(shí)使所有筆段均消隱，正常顯示時(shí)， B1端應(yīng)加高電平。另外 CD4511有拒絕偽碼的特點(diǎn)，當(dāng)輸入數(shù)據(jù)越過(guò)十進(jìn)制數(shù)9(1001)時(shí)，顯示字形也自行消隱。LE是鎖存控制端，高電平時(shí)鎖存，低電平時(shí)傳輸數(shù)據(jù)。a～g是 7 段輸出，可驅(qū)動(dòng)共陰LED數(shù)碼管。另外，CD4511顯示數(shù)“6”時(shí)，a段消隱；顯示數(shù)“9”時(shí)，d段消隱，所以顯示6、9這兩個(gè)數(shù)時(shí)，字形不太美觀。</p>

32、<p><b>　　表3-2引腳排列表</b></p><p><b>　　其功能介紹如下：</b></p><p>　　BI：4腳是消隱輸入控制端。當(dāng)BI=0 時(shí)，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。</p><p>　　LT：3腳是測(cè)試輸入端。當(dāng)BI=1，LT=0 時(shí)，譯碼輸

33、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(jí)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(wú)關(guān)。這一功能主要用于測(cè)試目的，因此正常使用中應(yīng)接高電平。</p><p>　　LE：5腳是鎖定控制端。當(dāng)BI、LT為1時(shí)，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(jìn)入譯碼，所以譯碼器的輸出狀態(tài)保持不變；當(dāng)LE=0時(shí)，則A、B、

34、C、D端的BCD碼一經(jīng)改變，譯碼器就立即輸出新的譯碼值。</p><p>　　A、B、C、D：為8421BCD碼輸入端。</p><p>　　a、b、c、d、e、f、g：為譯碼輸出端，輸出為高電平1有效。</p><p><b>　　譯碼驅(qū)動(dòng)功能：</b></p><p>　　編碼器實(shí)現(xiàn)了對(duì)開(kāi)關(guān)信號(hào)的編碼，并以BCD碼的

35、形式輸出，為了將輸出的BCD碼能夠顯示出來(lái)，需要用譯碼顯示電路，選擇常用的七段譯碼顯示驅(qū)動(dòng)器CD4511作為譯碼電路。</p><p>　　CD4511譯碼用兩級(jí)或非門擔(dān)任，為了簡(jiǎn)化線路，先用二輸入端與非門對(duì)輸入數(shù)據(jù)B、C進(jìn)行組合，得出四項(xiàng)，然后將輸入的數(shù)據(jù)A、D一起用或非門譯碼。</p><p><b>　　鎖存優(yōu)先功能：</b></p><p&

36、gt;　　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(gè)先后判定的鎖存優(yōu)先電路，確保第一個(gè)搶答信號(hào)鎖存住。同時(shí)數(shù)碼顯示并拒絕后面搶答信號(hào)的干擾。CD4511內(nèi)部電路與Q1，R7，R8，D13，D14組成的控制電路（見(jiàn)表3-3 CD4511真值表）可完成這一功能。當(dāng)搶答鍵都未按下時(shí)，因?yàn)镃D4511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，

37、g為低電平。通過(guò)對(duì)0-9這 10個(gè)數(shù)字的分析（見(jiàn)圖3-5鎖存優(yōu)先功能電路圖）可以看到，只當(dāng)數(shù)字為0時(shí)，才出現(xiàn)d為高電平，而g為低度電平，這時(shí)Q1導(dǎo)通，D13、D14的陽(yáng)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(méi)有鎖存而允許BCD碼輸入。在搶答準(zhǔn)備階段，主持人會(huì)按復(fù)位鍵，數(shù)顯為“0”態(tài)，正是這種情況下，搶答開(kāi)始，當(dāng)S1-S8任一鍵按下時(shí)，CD4511的輸出端d為低電平或輸出端g為高電平，這兩

38、種狀態(tài)必有一個(gè)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(hào)的BCD碼允許輸入，并使CD4511的a、</p><p>　　圖3-5 優(yōu)先鎖存功能電路圖</p><p>　　3.4搶答器設(shè)計(jì)中的數(shù)碼顯示電路</p><p>　　共陰式LED數(shù)碼管的原理圖（圖3-6數(shù)碼顯示管原理圖），使用時(shí)，共陰極接地，7個(gè)陽(yáng)極a~g由相應(yīng)的BCD七段譯碼

39、器來(lái)驅(qū)動(dòng)。數(shù)碼管接0.5寸共陰數(shù)碼管。</p><p>　　圖3-6 數(shù)碼顯示管原理圖</p><p>　　共陰極數(shù)碼管顯示字段碼如表3-3所示。</p><p>　　表3-3共陰極數(shù)碼管顯示字段</p><p><b>　　4.軟件仿真</b></p><p>　　4.1 軟件測(cè)試定義和目的&l

40、t;/p><p>　　軟件測(cè)試是軟件開(kāi)發(fā)過(guò)程的重要組成部分，是用來(lái)確認(rèn)一個(gè)產(chǎn)品是否符合開(kāi)發(fā)之前所提出的一些要求。軟件測(cè)試的目的：第一是確認(rèn)軟件做的是否達(dá)到預(yù)期結(jié)果以及所做方式是否正確；第二是提供信息，通過(guò)軟件仿真具體了解各電路模塊、元器件和連線在電路中所起的作用及整個(gè)電路的工作原理和電路的實(shí)際可行性來(lái)了解可能出現(xiàn)的問(wèn)題并及時(shí)加以解決。軟件仿真主要用Proteus進(jìn)行，Proteus用法及功能如下：</p>

41、<p>　　4.2 Proteus仿真</p><p>　　軟件仿真部分主要用Proteus進(jìn)行，Proteus軟件具有諸多優(yōu)勢(shì)：</p><p>　　(1) Proteus是一種低投資的電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化軟件，提供Schematic Drawing、SPICE仿真與PCB設(shè)計(jì)功能，這一點(diǎn)Proteus與Multisim比較相似。只不過(guò)它可以仿真單片機(jī)和周邊設(shè)備以及51系列、AV

42、R，PIC等常用的MCU，與Keil和MATLAB不同的是，它還提供了周邊設(shè)備的仿真，只要給出電路圖就可以仿真，例如led，示波器等。Proteus元件庫(kù)提供了大量的元件，編譯方面支持Keil和MATLAB，里面有大量的例子參考。</p><p>　　(2) Proteus也可提供仿真元件資源，Proteus軟件提供了可仿真數(shù)字和模擬、交流和直流等數(shù)千種元器件達(dá)30多個(gè)元件庫(kù)。</p><p&

43、gt;　　(3) 可提供的仿真儀表資源包括擬儀器儀表的數(shù)量、類型和質(zhì)量，這是衡量仿真軟件實(shí)驗(yàn)室是否合格的一個(gè)關(guān)鍵因素。在Proteus軟件中，理論上同一種儀器可以在一個(gè)電路中隨意的調(diào)用。除了現(xiàn)實(shí)存在的儀器外，Proteus還提供了一個(gè)圖形顯示功能，可以將線路上變化的信號(hào)，以圖形的方式實(shí)時(shí)地顯示出來(lái)，其作用與示波器相似但功能更多。這些虛擬儀器儀表具有理想的參數(shù)指標(biāo)，例如極高的輸入阻抗、極低的輸出阻抗。這些都盡可能減少了儀器對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響

44、。</p><p>　　(4) 可提供的調(diào)試手段，提供了比較豐富的測(cè)試信號(hào)用于電路的測(cè)試,包括模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)。</p><p>　　根據(jù)原理圖，在proteus中將所有器件排列好，器件排列并連接導(dǎo)線見(jiàn)圖4-1所示。

45、

46、 </p><p>　　圖4-1 數(shù)字編碼系列電路</p><p>　　運(yùn)行仿真調(diào)試，復(fù)位狀態(tài)如圖4-2所示。</p><p>　　圖4-2 復(fù)位狀態(tài)圖</p><p>　　運(yùn)

47、行仿真調(diào)試，按下5時(shí)如圖4-3所示。</p><p>　　圖4-3 按下5時(shí)仿真電路圖</p><p>　　5.硬件電路的測(cè)試與焊接</p><p>　　5.1 硬件測(cè)試定義和目的</p><p>　　通過(guò)查閱資料，選擇元器件，實(shí)際動(dòng)手安裝、調(diào)試等過(guò)程，了解和掌握了電子線路設(shè)計(jì)的一般方法，了解了搶答器各單元電路之間的關(guān)系及相互影響，建立了數(shù)字

48、電路理論和實(shí)踐結(jié)合的理論基礎(chǔ)，鞏固和運(yùn)用在電路與電子技術(shù)等設(shè)計(jì)中所學(xué)理論知識(shí)技能，提高設(shè)計(jì)能力和動(dòng)手能力，從而能正確設(shè)計(jì)各個(gè)單元電路，為以后從事相關(guān)工作打下基礎(chǔ)。</p><p><b>　　5.2 焊接</b></p><p>　　通過(guò)實(shí)驗(yàn)原理圖進(jìn)行實(shí)物焊接，焊接時(shí)能深刻體會(huì)到焊接工藝的重要性：各個(gè)芯片的引腳功能不能混淆，必須了解各個(gè)芯片的使用方法，內(nèi)部結(jié)構(gòu)以及使用

49、時(shí)的注意事項(xiàng)，該接地的一定要接地，且不能有懸空。同時(shí)在電路板上要預(yù)先確定電源的正負(fù)端，便于區(qū)分及焊接。正確焊接各芯片個(gè)管腳連接必須查閱各種資料并記錄，以確保在焊接過(guò)程和調(diào)試過(guò)程中芯片不被燒壞，同時(shí)確保整個(gè)電路的正確性。在焊接完后每塊芯片都用萬(wàn)用表檢測(cè)，看是否有短接，還有焊接時(shí)要盡量使布線規(guī)范清晰明了，這樣才有利于在調(diào)試過(guò)程中檢查電路。</p><p>　　硬件電路所需元件如圖5-1所示。</p>&

50、lt;p>　　電路完成后正面連接如圖5-2所示。</p><p>　　背面焊接如圖5-3所示。</p><p>　　5.3 硬件電路調(diào)試</p><p>　　電路通電運(yùn)行后，初始狀態(tài)和復(fù)位狀態(tài)下電路如圖5-4所示。</p><p>　　有鍵按下時(shí)數(shù)碼管顯示相應(yīng)的數(shù)字，如按下2時(shí)顯示如圖5-5所示。</p><p>

51、;　　5.4 調(diào)試中出現(xiàn)的問(wèn)題及解決方法</p><p>　　（1）顯示電路不穩(wěn)定問(wèn)題</p><p>　　完成電路的焊接后，在進(jìn)入調(diào)試階段時(shí)發(fā)現(xiàn)搶答器數(shù)碼管顯示選手編號(hào)不穩(wěn)定，主要表現(xiàn)在選手按下?lián)尨疰I后數(shù)碼管顯示的不是當(dāng)前選手的號(hào)碼。因此著手對(duì)電路進(jìn)行檢查，首先檢查數(shù)碼管是否節(jié)點(diǎn)焊接錯(cuò)誤，然后又檢查電路芯片的各個(gè)管腳，均未發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，最后發(fā)現(xiàn)當(dāng)觸動(dòng)某按鍵連線時(shí)顯示正常，由此判斷可能是因?yàn)?/p>

52、出現(xiàn)了虛焊，遂將電路各焊點(diǎn)又仔細(xì)焊接了一遍，此時(shí)電路顯示正常。</p><p>　?。?）控制開(kāi)關(guān)無(wú)法控制電路</p><p>　　在調(diào)試時(shí)發(fā)現(xiàn)當(dāng)按下復(fù)位開(kāi)關(guān)后，當(dāng)前數(shù)碼管顯示始終為7，經(jīng)過(guò)一個(gè)多小時(shí)用萬(wàn)用表對(duì)電路逐個(gè)檢查，發(fā)現(xiàn)是開(kāi)關(guān)處焊接錯(cuò)誤，通過(guò)改正焊接后電路能正常工作。</p><p>　?。?）數(shù)碼管不能正常顯示問(wèn)題</p><p>

53、　　在調(diào)試中數(shù)碼管一度無(wú)法正常顯示正確的選手號(hào)，經(jīng)檢查系CD4511中的一個(gè)焊盤脫落，將與之相連導(dǎo)線上的綠漆刮掉露出銅線，用導(dǎo)線將銅線與焊盤脫落處引腳相連后，能正常顯示。</p><p><b>　　6 總結(jié)與展望</b></p><p>　　本設(shè)計(jì)詳細(xì)介紹了八路搶答器的設(shè)計(jì)方案和功能。這種八路搶答器主要是基于CD4511集成芯片制作而成的，成本較低，能夠應(yīng)用于學(xué)校和

54、一些企業(yè)的活動(dòng)中。本設(shè)計(jì)主要講述了搶答器的工作原理和工作過(guò)程。在說(shuō)明工作原理的過(guò)程中，突出了搶答器設(shè)計(jì)中基本電路的組成單元以及這些單元如何實(shí)現(xiàn)搶答功能；結(jié)合本設(shè)計(jì)的內(nèi)容，指出了各單元電路的設(shè)計(jì)方法和意義，以及如何進(jìn)行搶答控制。在這次設(shè)計(jì)中遇到了很多的問(wèn)題，在實(shí)際設(shè)計(jì)中也發(fā)現(xiàn)，理論與實(shí)踐還是有一定的差異，電路設(shè)計(jì)是一個(gè)很靈活的東西，解決問(wèn)題的邏輯思維和創(chuàng)新能力才是一個(gè)設(shè)計(jì)的靈魂所在。書(shū)本上的很多單元電路是可以借鑒的，但怎樣將各個(gè)單元電路銜

55、接好才是問(wèn)題的關(guān)鍵。</p><p>　　經(jīng)過(guò)這段時(shí)間的努力，在老師和同學(xué)們的幫助下我終于完成了設(shè)計(jì)的所有工作。在做設(shè)計(jì)的過(guò)程中我復(fù)習(xí)了很多專業(yè)知識(shí)，也查閱了很多相關(guān)資料，不僅專業(yè)知識(shí)得到了鞏固，而且知識(shí)儲(chǔ)備量也有所增加，思考問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力也得到了很大的提高。</p><p>　　通過(guò)本設(shè)計(jì)，我也發(fā)現(xiàn)了自己的很多不足，如考慮問(wèn)題不很全面，專業(yè)知識(shí)掌握的不太牢固，掌握的電路應(yīng)用軟件不多

56、等等，在今后的工作和學(xué)習(xí)中，我會(huì)正視自己的這些缺點(diǎn)，不斷地提升自己。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] 張欣,孫宏昌,尹霞.單片機(jī)原理與C51程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)教程[M].北京:清華大學(xué)出版社,2010.</p><p>　　[2] 吳葉蘭等.微機(jī)原理與接口技術(shù)[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2010.</

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63、;　　[22] http://hiphotos.baidu.com/zhidao/pic/item/a6efce1be099e7b6af5133bf.jag</p><p><b>　　致謝</b></p><p>　　忙碌了半年的畢業(yè)設(shè)計(jì)已至尾聲，在此我要向設(shè)計(jì)期間幫助我的老師和同學(xué)們致以真摯的謝意。特別感謝我的指導(dǎo)老師，在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)中對(duì)我的耐心指導(dǎo)和幫助，還有系

64、里各位領(lǐng)導(dǎo)在此期間對(duì)我的幫助和鼓勵(lì)，使我在做設(shè)計(jì)的過(guò)程中信心十足。感謝學(xué)校給我這次畢業(yè)設(shè)計(jì)的機(jī)會(huì)和幫助。感謝和我一起探討問(wèn)題、相互啟發(fā)的同學(xué)們。</p><p>　　在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)中，老師的教導(dǎo)和同學(xué)們的幫助，使我受益匪淺。他們的幫助，對(duì)于一個(gè)所學(xué)知識(shí)掌握并不牢固的我來(lái)說(shuō)，要想在短短的幾個(gè)月的時(shí)間里將學(xué)習(xí)到知識(shí)完全用于實(shí)踐并完成畢業(yè)論文是很困難的事情。正是由于他們的幫助，是我順利的完成了此次設(shè)計(jì)。所以，謝謝我的指