PROTEL课程论文-用CD4511实现的数字抢答器.doc

课程论文 题 目： 用CD4511实现的数字抢答器 学生姓名： 学生学号： 1114020206 系 别： 电气信息工程学院 专 业： 电子信息工程 年 级： 2011级 任课教师： 电气信息工程学院制 2013年12月 一 摘要 2 二 绪论 2 2.1设计背景 2 2.2设计要求 2 2.3设计功能 3 三 总体框图 3 3.1主芯片模块介绍 3 3.2按键模块介绍 4 3.3电源模块介绍 5 3.4数码管块的介绍 5 3.5蜂蜜器模块介绍 6 3.6电路所需原件清单 7 四 电路原理图设计 7 4.1设计思路 7 4.2设计过程 7 4.3 PCB印制版图的制作 11 五 课程设计总结 12 参考文献 13 一 摘要 在充满竞争的社会，往往需要一个公平的方式来选择能力更突出的人。因此在现实生活中出现了各种各样的比赛。为了让比赛能够更好的进行，维持比赛的秩序，抢答器起到了重要的作用。本次课程设计提出了一种竞赛数字抢答器设计，运用数字电路设计。本次设计由主芯片（CD4511）模块、数码管显示模块（共阳极）、按键模块、蜂鸣器模块、电源模块组成。通过Protel 99软件对电路图进行编辑，然后生成网络表，进行电气规则检测，在正确无误的情况下进行添加元件封装，来生成PCB单面板。电路在工作时，抢答者通过自己面前的按键来抢答，成功抢答的人他的编号就会在数码管上显示出来。 关键词：CD4511；抢答器、Protel 99软件；PCB单面版 二 绪论 2.1设计背景 传统抢答器只是大概判断出抢答成功或犯规选手台号，无法显示出每个选手的抢答时间。而今抢答器可以通过数据来说明裁决结果的准确性、公平性。使比赛大大增加了娱乐性的同时，也更加公平、公正。CD4511芯片去简单实现抢答电路，这也是数字电路应用于实际的典型范例。 2.2设计要求 （1）运用数字电路设计一个能够满足特定要求的八路抢答器 （2）利用PROTEL绘制原理图并生成PCB图 2.3设计功能 （1）设计制作一个可容纳8组参赛的数字式抢答器，每组设置一个抢答按钮供抢答者使用。 （2）电路具有第一抢答信号的鉴别和锁存功能。在主持人系统发出抢答指令后，若参赛者按抢答开关，则成功抢答者的组号将在数码管上显示出来。此时，电路应具备自锁存功能，使别组的抢答开关不起作用。 （3）在主持人没有按下开始抢答按钮前，参赛者的抢答开关无效；当主持人按下开始抢答按钮后，选手开始抢答，只有成功抢答者的组号能在数码管上显示出来。当这一轮抢答环节结束时主持人清零后开始新一轮抢答。 三 总体框图 图1 总体框图 3.1主芯片模块介绍 本次主芯片模块采用的是CD4511芯片。该芯片是一片CMOS BCD—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数码管图2主芯片 3.2按键模块介绍 根据设计的内容，本次设计用8个按键表示8个组，作为他们的号码，用一个按键用于复位，供主持人使用，以便于进行下一轮比赛前的清零。 图3按键模块 3.3电源模块介绍 本次电源用的是5V的直流电压为整个模快供电，用两个孔的插座接上两根杜邦线而成，然后接在供电源上。电源模块的电压比较小，使整个电路上的元器件比较安全可靠，在实际电路中，不会出现烧坏元器件的情况，保障了任何期间的安全。 图4电源模块 3.4数码管块的介绍 本次实验用的数码管是共阴极数码管，共有8个引脚，其中的7个引脚上接了上拉电阻。在比赛进行抢答时，抢答成功的组的号码会显示在数码管上，其他的选手无论怎么按按键，数码管都会不会有反应了，知道主持人发出清零的信号，数码管回复原始状态，重新开始工作。LED数码管（LED Segment Displays）是由多个发光二极管封装在一起组成“8”字型的器件，引线已在内部连接完成，只需引出它们的各个笔划，公共电极。数码管常用段数一般为7段有的另加一个小数点，还有一种是类似于3位“+1”型。位数有半位，1，2，3，4，5，6，8，10位等等，数码管根据LED的接法不同分为共阴和共阳两类，了解LED的这些特性，对编程是很重要的，因为不同类型的数码管，除了它们的硬件电路有差异外，编程方法也是不同的V的电压保持与供电电源一致，主要负责向成功抢答组发出成功抢答的信号呢。当有选手成功抢答后，蜂鸣器发出响