简易8路数显抢答器：简单实用的八路数显抢答器，主要包括抢答、编码、优先锁存、数显、复位及音频振荡等电路。元器件主要包括CD4511.NE555、IN4148、三极管（9 0 1 4）、LED 共阴极数码管、扬声器、小型按钮开关及电阻电容等。

说明：抢答数显电路：J1～J8 八个按钮开关组成抢答键。D1～D12 十二个二极管组成编码器，将抢答键按对应的BCD 码进行编码，并将所得的高电平加在CD4511 所对应的输入端。CD4511 是一块含BCD —七段锁存/ 译码/ 驱动电路于一体的集成电路。CD4511 的1、2、6、7 脚为BCD 码输入端，9～15 脚为显示输出端。3 脚为测试端（LT），当L T 为“0 ”时，输出全为“1 ”。4 脚为消隐端（B I ），当B I 为“0 ”时，输出全为“0 ”，因此此时可以清除锁存器内的数值，即可使用为复位端。5 脚为锁存允许端（L E ），当L E 端由“0 ”→“1 ”时，a 、b 、c 、d 、e 、f 、g 七个输出端保持在LE 为“0”时所加BCD 码对应的数码显示状态。16、8 脚分别接电源正负极。由CD4511 的引脚图可知，6 、2 、1 、7 脚分别代表BCD 码的8、4、2、1 位。按下对应的键，即可得到0001、0010、0011、0100、0101、0110、0111、1000 八个一系列的BCD 码。高电平加在CD4511 对应的输入端上，便可以由其内部电路译码为十进制数在数码管上显示出来。优先锁存电路由两个二极管（D13、D14）、一个三极管（VT）、两个电阻及CD4511的锁存允许端（LE）完成。在初始状态或复位后的状态时，CD4511 输入端都与一个电阻（10K）串联接地，所以此时BCD码输入端为“0000”，则CD4511 输出端a、b、c、d、e、f 均为高电平，g 为低电平，且数码显示为“0”。而当d 为高电平，三极管（VT）导通及g 为低电平时， D13、D14 的正极均为低电平，使CD4511 的LE 端为低电平“0”，可见，此时没有锁存即允许BCD码输入。而当任一抢答键按下时，由数码显示可知，CD4511 输出端d 输出为低电平或输出端g输出为高电平，两个状态必有一个存在或着都存在。迫使CD4511的LE端，由“0”→“1”，即将首先输入的BCD 码显示的数字锁存并保持。此刻，其它按键编码就无法输入，从而达到了抢答的目的。音频振荡电路为NE555组成的多谐振荡器推动扬声器发出讯响声。四只二极管（IN4148）组成二极管或门电路分别接CD4511 的1、2、6、7 引脚，为NE555 提供电源+Ucc，即任何抢答键按下时，扬声器都能发出报警声。

抢答器的组装与调试

1抢答器简述

抢答器可以根据抢答情况，显示优先抢答者的号数，同时蜂鸣器发声，表示抢答成功。抢答器由抢答、编码、优先、锁存、数显及复位电路组成。

2抢答器工作原理

抢答器电路原理图见附件。

该抢答器电路可同时进行八路优先抢答。按键按下后，蜂鸣器发声，同时（数码管）显示优先抢答者的号数，抢答成功后，再按键，显示不会改变，除非按复位键。复位后，显示清零，可继续抢答。SB₁~SB₈为抢答键；SB₉为复位键；CD4511是一块含BCD-7段锁存/译码/驱动电路与一体的集成电路，其中1、2、6、7脚为BCD码输入端，9~15脚为显示输出端，3脚（LT）为测试验出端，当LT为0时，输出全为1,4脚（BI）为0时输出全为0,5脚（LE）为锁存允许端，当LE由“0”变为“1”时，输出端保持LE为0时的显示状态。16脚为电源正，8脚为电源负。555及外围电路组成抢答器声响电路。

3考试试题

1.元器件识别、筛选、检测（10分）

仔细清点套装材料的数量，并对套装元器件进行识别、检测与筛选，检测过程中填写下表。

元器件	识别及检测内容				配分	评分标准	得分
电阻器 2支	色环（最后一位为误差）		标称值（含误差）		每支1分 共计2分	检测错不得分
	绿红黑橙银
	绿黑黑橙银
电容器 1支	数码标志	容量值（μF）			1分	检测错不得分
	47
二极管		正向电阻 数字表□指针表□		正向电阻 数字表□指针表□	1分	检测错不得分
	D6
三极管 1支		面对标注面，管脚向下，画出管外行示意图，标出管脚名称。			共计1分	检测错不得分
	Q1
蜂鸣器		测量阻值		测量档位	1分	检测错1项 不得分
	SB
数码管 1支		画出数码管外形俯视示意图，标出所有管脚。			共计1分	检测错不得分
	DS1

2.抢答器电路板的焊接（25分）

要求焊点大小适中，无漏、假、虚、连焊，焊点光滑、圆润、干净、无毛刺；引脚加工尺寸及成形符合工艺要求；导线长度、剥头长度符合工艺要求，芯线完好，捻头镀锡。

疵点：少于5处扣1分；5~10处扣5分；10~15处扣10分；15~20处扣15分；20~25处扣20分；25处以上扣25分。

3.抢答器的装配（10分）

要求印制板插件位置正确，元器件极性正确，元器件、导线安装及字标方向均应符合工艺要求；接插件、紧固件安装可靠牢固，印制板安装对位；无烫伤和划伤处，整机清洁无污物。

装配不符合工艺要求：少于5处扣1分；5~10处扣3分；10~20处扣5分；20处以上扣10分。

4、抢答器的调试（40分）

1）调试并实现抢答器基本功能（20分）

（1）按键电路工作正常。（5分）

（2）声响电路工作正常。（5分）

（3）显示驱动电路工作正常。（5分）

（4）显示电路工作正常。（5分）

2）检测与调试（20分）

（1）检查电路无误后，接通电源，测量三极管Q₁在下列情况下的C、E间的电压。

①S8按下时，Q₁的C、E间的电压为            (V)；

②S8未按下时，Q₁的C、E间的电压为            (V)；

（2）若电容C₂容值增大，U₂（555）3脚输出波形的频率      

        （变大、变小、不变）。

（3）若断开R₁₇，U₂（555）3脚输出波形        （变大、变小、不变）。

（4）按下S₅时，D₆两端电压为         （V），D₇两端电压为

          （V）；松开S₅时，D₆两端电压为         （V），D₇两端电压为          （V）。

（5）电容C₁起           作用，C₂起           作用，C₃起           作用，C₄起            作用。

（6）若电阻R₄短路，会出现一直显示          现象；若电阻R₆短路，会出现          现象；若电阻R₂短路，会出现          现象。

（7）利用仪器，检测U₂（555）3脚输出信号，记录波形参数并填写下表；（5分）

3.12.4抢答器元器件清单

注：元件清单如有升级或改动，则实际考试时以套件内所附元件清单为准。

装好的成品如下图所示：