十路抢答器设计及工作原理
十路抢答器设计及工作原理
摘 要：本文详细叙述了十路抢答器硬件电路的设计，以及采用EDA软件完成了硬件电路的原理图的编辑、PCB板的布线、PCB板图的生成等。介绍了CD4017、CD4011、NE555中的设计过程。
关键词：抢答器 EDA VHDL CD4017 CD4011 NE555
1 概述
抢答器控制系统是工厂、学校和电视台等单位举办各种智力竞赛等娱乐活动中经常使用的重要基础设备之一。目前设计抢答器的方法很多，但用EDA可以更加快速、灵活地设计出符合各种要求的抢答器，优于其他设计方法，使设计过程达到高度自动化。本文的十路数字显示抢答器基于以十进制计数／分频器CD4017集成电路，作为控制核心设计而成。与传统设计相比较，不仅简化了接口和控制，也提高了系统的整体性能和工作可靠性，具有电路简单、成本低廉、操作方便、灵敏可靠等优点。
根据实际应用的需要，利用CD4017、CD4011集成电路设计一个数字式竞赛抢答器，它能准确、公正、直观地判断出第一抢答者，并能通过抢答器的数码显示和警示蜂鸣等手段指示出第一抢答者。
设计内容如下：(1) 设计制作一个竞赛抢答器，共设10个组别每组控制一个抢答开关。(2) 设置主持人控制键，用于控制整个系统清零和抢答有效控制。
(3) 主持人发出开始命令，10人开始抢答。其中一人先按下抢答键，蜂鸣器发出鸣叫，数码显示该人号码，其他人再按键，系统不再响应，直至主持人按键清零，下一次抢答开始。 (4) 具备倒计时功能，显示设定的抢答倒计时时间，并在主持人发出开始命令后进行倒计时显示。
2 抢答器硬件电路设计
根据抢答器的设计功能要求，设计系统结构框图，如图1所示。该系统硬件电路共分七个组成部分：主持人控制电路、CD4017控制电路、CD4011多谐振荡电路、10人(组)抢答电路、数码组别和显示电路、蜂鸣器警示电路、电源电路等。所有电路图和最后生成的PCB电路板都在Protel DXP 2004环境下开发完成。
抢答器设计主要采用了十进制计数／分频器CD4017集成电路芯片、CD4011集成电路芯片、NE555集成芯片。