CD4511设计报告.docx
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CD4511设计报告.docx
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CD4511设计报告
姓名:
查曹军
班级:
自动化102
指导老师:
韦雷
日期:
2011.10.26
机电与汽车分院
检录
1、课题设计任务及目标..........................................1
2、抢答器电路原理分析..........................................2
3、抢答器的电路设计..............................................5
4、课题设计体会......................................................7
课题设计任务及目标
1、课题学习目标:
掌握基本逻辑门电路的功能,了解常用组合逻辑点的功能,能对较复杂的组合逻辑电路进行分析,会用门电路进行门电路设计,实现相应的逻辑功能,用组合逻辑集成电路实现较复杂的逻辑功能。
2、课题任务:
1.制订工作计划
2.识别抢答器电路原理图,明确元器件连接和电路连线
3.完成所需元器件的检测
4.画出布线图
5.根据布线图排版好元器件
6.进行焊接完成制作抢答器电路
7.完成抢答器电路功能检测和故障排除
8.完成设计报告
9.交件、验货
抢答器电路原理分析
1、抢答器原理
编码器→译码器(CD4511)→显示(七段数码管(按钮加二极管)↑↓
复位开关→译码器的BI端→LE端←控制锁存电路
二、电路设计方案和原理说明
⒈抢答器电路设计
(1)抢答电路的功能有两个:
一是能分辨出选手按键的先后,并锁存优先抢答者的编号,供译码显示译码电路用;二是要使其它选手按键操作无效。
(2)选用优先编码器CD4511、二极管组成抢答电路。
(3)抢答电路工作原理:
电路完成了基本的抢答功能,即开始抢答后,当选手按动抢答键时,能显示选手的编号,同时能封锁输入电路,禁止其他选手抢答。
其工作原理为:
接通电源后,当主持人按下复位键,宣布"开始"抢答器工作。
选手即可开始抢答,当选手按下抢答键后,抢答器完成:
编码、优先锁存、译码、数码显示。
当一轮抢答之后,只有主持人按下复位键,才能进行下一轮抢答,否则抢答无效。
2、抢答器的工作过程
(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。
3、CD4511芯片的说明
CD4511是一个用于驱动共阴极LED(数码管)显示器的BCD码—七段码译码器,特点:
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LED显示器。
CD4511是一片CMOSBCD—锁存/7段译码/驱动器,引脚排列如图2所示。
其中abcd为BCD码输入,a为最低位。
LT为灯测试端,加高电平时,显示器正常显示,加低电平时,显示器一直显示数码“8”,各笔段都被点亮,以检查显示器是否有故障。
BI为消隐功能端,低电平时使所有笔段均消隐,正常显示时,B1端应加高电平。
另外CD4511有拒绝伪码的特点,当输入数据越过十进制数9(1001)时,显示字形也自行消隐。
LE是锁存控制端,高电平时锁存,低电平时传输数据。
a~g是7段输出,可驱动共阴LED数码管。
若要多位计数,只需将计数器级联,每级输出接一只CD4511和LED数码管即可。
所谓共阴LED数码管是指7段LED的阴极是连在一起的,在应用中应接地。
限流电阻要根据电源电压来选取,电源电压5V时可使用300Ω的限流电阻。
4、CD4511的工作原理
(1)锁存
译码器的锁存电路由传输门和反相器组成,传输门的导通或截止由控制端LE的电平状态。
当LE为“0”电平导通,TG2截止;当LE为“1”电平时,TG1截止,TG2导通,此时有锁存作用。
(2)译码
CD4511译码用两级或非门担任,为了简化线路,先用二输入端与非门对输入
据B、C进行组合,得出
、
、
、
四项,然后将输入的数据A、D一起用或非门译码。
4、CD4511的引脚图
(1)引脚功能如下:
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。
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。
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。
5、CD4511的真值表
输 入
输 出
LE
BI
LI
D
C
B
A
a
b
c
d
e
f
g
显示
X
X
0
X
X
X
X
1
1
1
1
1
1
1
8
X
0
1
X
X
X
X
0
0
0
0
0
0
0
0
1
1
0
0
0
0
1
1
1
1
1
1
0
0
0
1
1
0
0
0
1
0
1
1
0
0
0
0
1
0
1
1
0
0
1
0
1
1
0
1
1
0
1
2
0
1
1
0
0
1
1
1
1
1
1
0
0
1
3
0
1
1
0
1
0
0
0
1
1
0
0
1
1
4
0
1
1
0
1
0
1
1
0
1
1
0
1
1
5
0
1
1
0
1
1
0
0
0
1
1
1
1
1
6
0
1
1
0
1
1
1
1
1
1
0
0
0
0
7
0
1
1
1
0
0
0
1
1
1
1
1
1
1
8
0
1
1
1
0
0
1
1
1
1
0
0
1
1
9
0
1
1
1
0
1
0
0
0
0
0
0
0
0
0
1
1
1
0
1
1
0
0
0
0
0
0
0
0
1
1
1
1
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
1
1
1
1
0
1
0
0
0
0
0
0
0
0
1
1
1
1
1
0
0
0
0
0
0
0
0
0
1
1
1
1
1
1
0
0
0
0
0
0
1
1
1
X
X
X
X
锁 存
锁存
抢答器的电路设计
通过对电路的功能分析,考虑成本与节约时间上,本次实验电路不采用PCB,而采用人工开进行焊接,做出了实物电路板进行实验调试。
一、抢答器原理图
2、元件清单
序号
材料名称
器件型号
数量
1
集成电路
CD4511
1
2
二极管
IN4148
14
3
电解电容
47μF
1
4
七段数码管
LC5011
1
5
按钮开关(小型)
9
6
电阻
10KΩ
5
7
电阻
100KΩ
2
8
电阻
2.2KΩ
1
9
电阻
300Ω
7
10
三极管
9014(NPN)
1
三、抢答器实物图
课题设计体会
这次课题设计的电路我感觉还算比较简单的,以前在模电课程设计中接触过一些电子电路,但在起初还是感到有点无从下手,在整个电路的设计过程中,花费时间最多的是各个单元电路的连接及电路的细节设计上,在多种方案的选择中,我们仔细比较分析其原理以及可行的原因,最后还是在通多次对电路的改进,上机仿真以及接线调试,终于使整个电路可稳定工作。
设计过程中,我深刻的体会到在设计过程中,需要反复实践,其过程很可能相当烦琐,有时花很长时间设计出来的电路还是需要重做,那时心中未免有点灰心,有时还特别想放弃,此时更加需要静下心,查找原因。
设计思路是最重要的,只要你的设计思路是成功的,那你的设计已经成功了一半。
因此我们应该在设计前做好充分的准备,查找详细的资料,为成功打下坚实的基础。
在制作过程,不能有丝毫的急躁,电路的焊接要一步一步来,焊点多,走线复杂,没关系,只要我们灵活处理,一边操作一边构思。
报告完毕!
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