【2002年江西省电子专题赛 - 现场制作】八路智力竞赛抢答器
前言
电子专题设计竞赛作为推动电子技术创新与实践的重要平台，历来吸引了众多电子爱好者的积极参与。本专栏旨在通过对往年江西电子专题设计竞赛现场制作赛题的深入剖析，系统梳理和总结其中的核心知识点与技术要点。希望能够帮助读者更好地理解竞赛要求，掌握核心知识，为未来的竞赛挑战奠定坚实基础。在分享的同时，也能巩固自己的知识点，让我们一同回顾这些经典赛题，探索电子世界的无限可能。
目录🚩
前言
一、题目要求
二、原理图
三、仿真图
四、电路工作过程
五、CD4511芯片功能&数码管引脚
六、核心知识&技术要点
结尾
一、题目要求
题意
1.抢答器同时供8名选手或8个代表队比赛，分别用8个按钮S0~S7表示。
2.设置一个系统清除和抢答控制开关S，该开关由主持人控制。
3.抢答器具有锁存与显示功能。即选手按动按钮，锁存相应的编号，并在LED数码管上显示，同时扬声器发出报警声响提示。选手抢答实行优先锁存，优先抢答选手的编号一直保持到主持人将系统清除为止。
制作要求
通电，显示0，只要一个先按，便立即显示该按键编号不动，按其他按键也没有反应，只有主持人按一下复位键，才可以开始下一轮的抢答。选手每按一下，发出一声di声。
二、原理图
三、仿真图
四、电路工作过程
（以下分析的元件标号依照上面原理图为准）
1、接通9v电源，首先按下复位按键，BI为0即低电平，电路消隐，数码管全灭，按键松开之后，LE还是接低电平有效锁存，ABCD输入脚都为0，所以数码管显示0,电路处于待抢答状态。
2、按下按键S1，进行抢答，D3正向导通，并给A高电平信号，根据4511内部电路，可知，A为ABCD引脚当中最低位,4511输出引脚b，c为高电平从而使得数码管显示1，并且b引脚给R10高电平使D12二极管导通，LE为高电平，使得锁存1。同时D22二极管连着D3线，当按下按键S1,D22会导通，D19、20、21、22组成的或门电路，其中一个导通，使R12得到高电平，并且使555电路得电工作，3脚输出800Hz左右矩形波，驱动扬声器发声。
3、按下复位按键，BI为0即低电平，电路消隐，数码管全灭，按键松开之后，LE还是接低电平有效锁存，ABCD输入脚都为0，所以数码管显示0,电路处于待抢答状态。
4、按下按键S2，进行抢答，D4正向导通，并给B高电平信号，根据4511内部电路，4511输出引脚a，b，d，e，g为高电平从而使得数码管显示2，并且b引脚给R10高电平使D12二极管导通,使4511锁存，d引脚给R11高电平使三极管（npn）导通集电极为0（低电平），g引脚给D15导通使LE为高电平，也可使4511锁存。同时D21二极管连着D4线，当按下按键S2,D21会导通，D19、20、21、22组成的或门电路，其中一个导通，使R12得到高电平，并且使555电路得电工作，3脚输出矩形波，驱动扬声器发声。
5、按下复位按键，BI为0即低电平，电路消隐，数码管全灭，按键松开之后，LE还是接低电平有效锁存，ABCD输入脚都为0，所以数码管显示0,电路处于待抢答状态。
6、按下按键S3，进行抢答，D3、D4正向导通，并给A、B高电平信号，根据4511内部电路，4511输出引脚a，b，c，d，g为高电平从而使得数码管显示3，并且b引脚给R10高电平使D12二极管导通,d引脚给R11高电平使三极管（npn）导通集电极为0（低电平），g引脚给D15导通使LE为高电平，使4511锁存。同时D21、D22二极管连着D7、D8线，当按下按键S3,D21、D22会导通，D19、20、21、22组成的或门电路，其中一个导通，使R12得到高电平，并且使555电路得电工作，3脚输出矩形波，驱动扬声器发声。
7、按下复位可进行下一次操作。
8、依次类推可推出按下S4~S8按键的原理。
五、CD4511芯片功能&数码管引脚
CD4511
CD4511芯片是一种数字集成电路芯片，常用于驱动七段共阴数码管显示器。以下是对CD4511芯片引脚功能的详细阐述：
1、电源引脚
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VCC：连接正极电源，为芯片提供工作电压。
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GND：连接负极电源，通常接地，为芯片提供基准电位。
2、BCD码输入引脚
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A、B、C、D：这四个引脚用于输入四位BCD码（二进制编码的十进制数），其中A为最低位，D为最高位。输入的BCD码决定了七段数码管上将要显示的数字。
3、显示控制引脚
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LT（灯测试端）：
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功能：当LT引脚为低电平时，无论其他输入为何值，七段数码管的所有段都会点亮，通常显示数字“8”，用于测试显示器是否正常工作。
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注意：并非所有4511芯片都有LT引脚，具体取决于芯片型号和制造商。
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BI（消隐输入）：
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功能：当BI引脚为低电平时，七段数码管的所有段都会熄灭，不显示任何数字。这通常用于需要关闭显示或进行测试时。
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应用：在实际应用中，BI引脚通常被用来控制数码管显示与否。
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LE（锁存控制端）：
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功能：LE引脚用于控制数据的锁存。当LE引脚为高电平时，芯片处于锁存状态，此时输入的BCD码被锁存，并用于控制七段数码管的显示。当LE引脚为低电平时，芯片处于传输状态，此时可以更新输入的BCD码。
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注意：并非所有4511芯片都有LE引脚，且其命名和功能可能因芯片型号和制造商而异。
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4、七段数码管输出引脚
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a~g：这七个引脚分别对应七段数码管的七个段（a段到g段）。芯片根据输入的BCD码（8 4 2 1）控制这些引脚的电平状态，从而点亮或熄灭七段数码管的相应段以显示数字。
5、其他注意事项
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引脚排列和命名：不同型号和制造商的4511芯片其引脚排列和命名可能有所不同。因此，在使用前请务必查阅具体芯片的引脚图和数据手册以了解详细信息。
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限流电阻：在连接七段数码管时，通常需要在4511芯片的输出引脚和七段数码管之间接入限流电阻以保护芯片和数码管免受过大电流的损坏。限流电阻的阻值选择应根据数码管型号以及电路应用场景来确定。
综上所述，4511芯片的引脚功能包括电源引脚、BCD码输入引脚、显示控制引脚、七段数码管输出引脚。在使用前应仔细查阅具体芯片的引脚图和数据手册以确保正确连接和使用。
数码管引脚功能
六、核心知识&技术要点
1、CD4511预置以及输入端需要连接上下拉电阻以达到一个稳定状态，这个上下拉电阻在我们很多电路芯片中都非常实用也常用。
2、CD4511&NE555的各引脚功能需要熟悉并且运用，比如CD4511的LE数据锁存端，接低电平数码管正常工作，反之，接高电平就锁存了。
3、本技术难点在于锁存，涉及锁存的器件有D12、D15、R10、R11、VT1。
4、R17在该电路有两个作用：一是防止电平冲突起到隔离作用，另一个是让它一开始使得数码管工作。
5、D15作用:使需要用到数码管g端的相关数字起到锁存作用，即除了1和7数字，均要用到g段数码管，利用了二极管的“单向导电性”；
6、D12、R10、R11以及VT1（9013）作用：在这里可以看做是一个整体，用于解决锁存数字1和7的问题，即要用到b段数码管的数字均可以进行锁存，灵活配合三极管的开关功能，使得电路不会一上电就锁存，当然R10在这里也可以解决电平隔绝问题，防止短路。有的数字既用到了b段，又用到了g段，两条线路都可以同时进行锁存。
来自刘少的葵花宝典总结的内容，太强了！！！！！！！！！！！😘😘😘😘😘
结尾
这就看完了？那也太棒了吧👍！通过本教程，我们深入了解了八路抢答器电路原理主要基于编码、锁存/译码/驱动、数码显示及报警等关键电路模块。这些模块协同工作，实现了抢答的优先判断、编号显示及声音提示等功能，确保了竞赛的公平与高效。随着技术的演进，抢答器电路的设计将更加智能化和人性化。你是否还有别的疑问或者是更好的见解，欢迎在评论区留言，下期见啦！㊗️你玩得开心👻，学得愉快！
本文参考文章链接：javascript:void(0);