八路抢答器套件讲义.doc

八路抢答器套件讲义实训项目八路抢答器套件原理与制作说明八路抢答器主要由抢答、复位、编码，锁存、译码、显示与振荡蜂鸣电路组成它的任务是：1．八个参赛者每人控制一个抢答按钮（S1—S 8），按下按钮，蜂鸣声发出抢答信号, 同时数码管显示优先抢答者的号数并锁存，其他选手再抢答，显示也不会改变2. 抢答主持人控制一个复位按钮（S），用来控制系统清零和抢答的开始复位后，显示清零，继续下一轮的抢答引脚排列与功能：任务一 认识电路1、 电路工作原理下图所示为八路抢答器电路原理图 该电路由抢答按钮S1~S8、复位按钮S9、编码电路D1~D12、一块含BCD--7段锁存/译码/驱动电路于一体的集成电路CD4511（U1）、显示数码管（DS1）、NE555（J1）与外围电路组成的抢答器讯响电路组成某位选手按下抢答按钮，通过二极管编码电路把该位选手的号码编为对应的8421BCD码（知识链接一）送入CD4511的8421BCD码输入端（1、2、6、7脚），经过CD4511译码、驱动7段数码管显示该选手的号码并锁存该号码（知识链接二）另方面选手按下抢答按钮，通过D15、D16、D17、D18给555集成电路的7脚提供了高电平，555集成电路产生振荡，输出矩形脉冲驱动蜂鸣器发出抢答信号（知识链接三）。

2、 实物图 锁存、译码、驱动及数码显示电路讯响电路任务二 元器件的识别与检测抢答、复位按钮及编码电路任务二 元器件的识别与检测1、电路元器件的识别制作前请对照表一进行元器件识别 表一代号名称实物图规格检测结果R1~ R6R16~R17色环电阻器10KΩ实测值：R7色环电阻器2K2实测值：R8色环电阻器100K实测值：R9~ R15色环电阻器360Ω实测值：C1瓷片电容器103标称容量的识读：质量：C2瓷片电容器104标称容量的识读：质量：C3电解电容器100uF/25V极性：质量：C4电解电容器47uF/25V极性：质量：D1~ D18二极管4148正、反向电阻：质量S1~ S9按键开关质量Q1三极管9013类型：引脚排列：质量与放大倍数：DS1数码管7段共阴极引脚排列：字形显示：SP蜂鸣器质量：U1集成电路CD4511引脚排列：引脚功能：插座16脚J1集成电路NE555引脚排列：引脚功能：插座8脚VCC直流电源5V2、电路元器件的检测（1）电阻、电容、二极管、开关、三极管与蜂鸣器的检测方法色环电阻器：主要识读其标称阻值，并用万用表检测其实际阻值；瓷片电容器：主要识读其标称容量值，并用万用表检测其质量；电解电容器：识读其标称容量值，识别其正负极性，并用万用表检测其质量的好坏；二极管：识别其正负极性，并用万用表测量正、反向电阻，判断其质量的好坏；按健开关：用万用表电阻档X1档检测各触点的导通，判断其质量好坏；三极管： 判断其类型与三个引脚的排列，并用万用表测量其放大倍数；蜂鸣器：识别其正负极性和质量的好坏；（2）数码管的检测：在数字电路中广泛采用的数码管是七段LED数码管，引脚排列如图1所示。

单个数码管共有10 个引脚，包含8个笔段引脚和2个公共端（3、8引脚）图1 七段 LED数码显示管当七段LED数码管不同笔段的发光二极管组合发光时，就能显示出不同的数字，如图2所示如要显示数字0时，只要g段和dp段不亮，而a、b、c、d、e、f六段发光即可图2 七段数码管的显示字型（3）CD4511集成电路引脚识别与引脚功能介绍显示译码器CD4511的主要作用是将输入的BCD码转换为共阴极数码管所需的相应七段码,其引脚排列和逻辑符号如图3所示图3 CD4511显示译码器引脚排列和逻辑符号CD4511各引脚的功能如下：A、B、C、D：显示数据输入端a～g：数码管段码输出端当端接低电平时，不管输入端BCD码为何数值，输出端a～g全为高电平，数码管显示字型“8”低电平有效，当端接低电平时，不论输入端BCD码为何数值，输出端a～g全为低电平，数码管不显示，用来暂时熄灭数码管LE：锁存端当LE端接高电平时，MC14511输出端（a～g）保持不变，便于瞬间观测快速变化的数值；而在接低电平时，对正常的七段译码功能无影响.（4）NE555集成电路引脚识别与引脚功能介绍 (4)NE555集成电路引脚排列如下图： NE555集成电路的引脚排列图各引脚的功能如下：1脚（GND）: 接地端2脚（触发）： 低触发端，1/3VCC比较输入端3脚（OUT输出）：输出端，驱动负载4脚（复位）： 复位输入端，当其接低电平0，强制Q输出为05脚（控制CO）：控制电压输入端6脚（阈值TH）：高触发端，2/3VCC比较输入端7脚（DIS）：放电端8脚（Vcc）：电源端任务三 电路制作与调试1.电路安装制作步骤（1）按工艺要求对元器件的引脚进行成形加工。

2）对应电路板的元器件位置依次进行元器件的插装二极管、电解电容与蜂鸣器注意正负极性CD4511、NE555集成电路注意引脚方向三极管注意引脚排列 (3) 电阻器、二极管采用卧式安装，电解电容、瓷片电容与三极管采用立式安装，蜂鸣器紧贴电路板安装，CD4511、NE555集成电路采用底座安装4）按焊接工艺要求对元器件进行焊接5) 电路板上所有的J*的元件是焊接跳线用的接口，请自行用电阻腿等导体焊接，否则电路不能正常工作，2. 焊接注意事项　　 先将所有元件按要求焊接在印制板上，注意焊接顺序与焊接的时间，防止损坏元件，只要焊接无误一般都能正常工作特别是集成电路CD4511、NE555的焊接，不能将方向焊反，同时由于该产品的外壳为塑料材料制成，在焊接变压器电源端引线时必须掌握技巧，先将插头铜片用刀刮开净，然后用松香等助焊剂将刮好的铜片上锡，操作过程时间要短，否则极易使塑料熔化，待上好锡的铜片冷却后，再进行变压器引线的焊接3、电路调试接通电源，按任意抢答按钮，该电路可能出现的故障情况：（1）数码管能正确显示该选手的号码，但蜂鸣器没有发出抢答信号首先检查D15、D16、D17、D18是否接反，是否击穿。

然后再检查NE555（J1）的功能是否正常最后检查NE555（J1）的外围电路中的电容、电阻是否工作正常2）蜂鸣器发出抢答信号，但数码管不能正确显示该选手的号码首先检查CD4511的功能是否正常，然后检查数码管的工作是否正常3）蜂鸣器没有发出抢答信号，数码管也不能正确显示该选手的号码首先检查电源是否接好，然后检查按键受否正常，最后检查D1~D12是否有接反或开路现象4） 电路不能锁定检查D13、D14、Q1的工作情况任务四 电路测试与分析测试1、先按下裁判复位按键K9，用万用表分别测量CD4511（13脚、12脚、11脚、10脚、9脚、、14脚）的电压，并观察数码管有无显示号码 条件测量电压值（高电平用1表示，低电平用0表示）数码管的显示号码13脚（a）12脚(b) 11脚(c)10脚(d)9脚(e)15脚(f)14脚（g）按下复位按键S9 测试2、按下抢答按钮K1，用万用表测量CD4511输入端（6脚、2脚、1脚、7脚）和输出端（13脚、12脚、11脚、10脚、9脚、14脚）的电压，并观察数码管额显示号码然后按复位按钮复位，再按下抢答按钮K2，用万用表分别测量CD4511输入端（6脚、2脚、1脚、7脚）和输出端（13脚、12脚、11脚、10脚、9脚、14脚）的电压，并观察数码管额显示号码。

依次类推，完成下列表格条件输入端电压值（高电平用1表示，低电平用0表示）输出端电压值（高电平用1表示，低电平用0表示）数码管的显示号码6脚（D）2脚(C)1脚(B)7脚(A)13脚（a）12脚(b) 11脚(c)10脚(d)9脚(e)15脚(f)14脚（g）S1S2S3S4S5S6S7S8测试3、任意按下抢答按键，用示波器观察NE555集成电路2脚（或6脚）、3脚的电位，并画出波形 测试项目2脚或者6脚3脚观察并画出波形分析1、为什么按下抢答按钮，蜂鸣器会发出抢答信号？ 分析电路如下：a.没有按下抢答按钮时, NE555的6脚电压既=OV, 触发端都为OV, 可知NE555输出为高电平（知识链接三）b.按下任意抢答按钮，D15~D18四个二极管至少有一个导通， 电源通过,向电容C1充电,当电容电压处于之间时, 集成定时器仍保持前状态,输出高电平c.电容C1继续充电，当〉时，集成定时器翻转，输出变为低电平　d.输出变为低电平时,放电管V导通,电容C1上的电荷通过，V释放,当电容放电使降到以下时，集成定时器又输出高电平,放电管V随即截止,电容C1由放电转而开始充电e.这样往复循环，输出即为矩形脉冲。

所以蜂鸣器发出抢答信号 实训项目评价班级姓名学号得分项目考核要求配分评分标准扣分元器件识别和检测按要求对所有元器件进行识别和检测101、 元器件识别错一个，扣1分2、 元器件检测错一个，口2分焊接质量1、 焊点均匀、光滑、一致，无毛刺、无虚焊现象2、 焊点上引脚不能过长301、有搭锡、假焊、虚焊、漏焊、焊盘脱落等现象，每处扣2分2、出现毛刺、焊料过多、焊料过少、焊接点不光滑、引线过长等现象，每处扣2分电路调试1、 接通电源，按复位按键，数码管无显示2、 按抢答按钮，蜂鸣器发出抢答信号，数码管显示抢答号码301、 不安要求进行调试，扣5~10分2、 蜂鸣器发出抢答信号，但数码管不显示抢答号码，扣10分3、 数码管显示抢答号码，但蜂鸣器不发出抢答信号，扣10分4、 既无抢答信号，又不显示抢答号码，扣20~30分电路测试1、 正确使用万用表测量CD4511集成电路各引脚电压值2、 正确使用示波器观察555集成电路3脚和6脚电压波形201、 不会正确使用万用表测量各引脚电压值，扣5~10分2、 不会正确使用示波器观察555集成电路3脚和6脚电压波形，扣5~10分安全。