四路抢答器设计详解：集成芯片实现与电路选择

本文档主要介绍了四路抢答器的设计项目，目标是用集成芯片构建一个简易的四路抢答器系统，满足竞赛规则的需求。设计的关键要素包括硬件电路设计和功能实现。 首先，设计任务明确为制作一个四路抢答器，每组参赛者拥有一个按钮，按下后发送抢答信号。四组抢答者对应编号A、B、C、D，通过数字编码1、2、3、4来区分，优先抢答者按下对应的序号开关，会触发抢答锁定，对应的数字编码会显示在LED显示器上，同时其他组的按钮将被锁定，蜂鸣器也会发出提示。主持人还有一个复位按钮，用于解除锁定并重启比赛。 在电路设计方面，有两个方案供选择。方案（1）如图1所示，采用74LS175、74LS00和74LS20等集成块，实现了优先判断、编号锁存和显示功能。此方案虽然元件较多，但结构简单，效果更优，符合实验要求，因为它有声音提示和数字显示。 方案（2）则使用了74LS175等元件，但仅通过LED显示结果，缺乏声音和数字显示，而且集成块数量与方案（1）相当，但功能稍弱。经过对比，方案（2）无法满足设计指标，因此选择方案（1）作为最终电路设计。 进一步的单元电路推导中，使用了CD4511这种集成了锁存、译码和消隐功能的元件。在抢答过程中，主持人通过开关控制电路的消隐状态，当抢答开始时，触发器的状态变化会导致CD4511进入工作模式，从而控制LED的显示。此外，二极管用于保护电路，确保在抢答信号传输过程中的可靠性。 本文档详细阐述了四路抢答器的设计思路、电路选择、元器件参数计算以及操作流程，突出了其功能实现和电路控制的逻辑性，为实际的硬件设计提供了实用的参考。