CD4511是一片CMOSBCD—鎖存/7段譯碼/驅動器，用于驅動共陰極LED（數碼管）顯示器的BCD碼-七段碼譯碼器。具有BCD轉換、消隱和鎖存控制、七段譯碼及驅動功能的CMOS電路能提供較大的拉電流。可直接驅動共陰LED數碼管。下面將介紹基于CD4511的八路搶答器電路的設計。

　　電路功能

　　1、搶答器同時供8名選手或8個代表隊比賽，分別用8個按鈕S1～S8表示。

　　2、設置一個系統清除和搶答控制開關S，該開關由主持人控制。

　　3、搶答器具有鎖存與顯示功能。即選手按動按鈕，鎖存相應的編號，并在LED數碼管上顯示，同時蜂鳴器發出報警聲響提示。選手搶答實行優先鎖存，優先搶答選手的編號一直保持到主持人將系統清除為止。

　　4、參賽選手進行搶答時，若搶答有效，顯示器上則顯示選手的編號，并保持到主持人將搶答器系統復位時為止。

　　電路流程

　　1、開始上電之后，主持人按復位鍵，搶答開始。數碼顯示電路上會顯示成功搶答的選手的編號。

　　2、當有選手搶答成功之后，系統就進行了優先鎖存，其他搶答選手搶答無效。

　　3、如果主持人未按下復位鍵，而有人按了搶答按鍵，此次搶答無效，只有當主持人按下了復位鍵，選手才能進行順利搶答。

　　電路原理

　　搶答器訊響電路由NE555接成音多諧振蕩器，其中R16=R17=10K，揚聲器通過100UF的電容器接在NE555IC的3腳與地（GND）之間。C1=0。01，R16沒有直接和電源相接，而是通過四只1N4148組成二極管或門電路，四只二極管的陽極分別接CD4511的1，2，6，7腳，任何搶答按鍵按下，訊響電路都能振蕩發出訊響聲。

　　S1-S8組成1-8路搶答鍵，D1-D12組成數字編碼器，任一搶答案鍵按下，都須通過編碼二極管編成BCD碼，將高電平加到CD4511所對應的輸入端，從CD4511的引腳可以看出，引腳6，2，1，7分別為BCD碼的D，C，B，A位（D這高位，A為低位，即D，C，B，A分別代表BCD碼8，4，2，1位）。設S8鍵按下，高電平加到CD4511的6腳，而2，1，7腳保持低電平，此時CD4511輸入BCD碼這“1000”。又如設S5鍵按下，此時高電平通過兩只二極管D6，D7加到CD4511的2腳與7腳，而6，1腳保持低電平。此時CD4511輸入的BCD碼是“0101”依此類推，按下第幾號搶管鍵，輸入的BCD碼就是鍵的號碼并自動地由CD4511內部電路譯碼成十進制數在數碼管上顯示。

　　由于搶答器都是多路即須滿足多位搶答者搶答要求，這就有一個先后判定的鎖存優先電路，確保第一個搶答信號鎖存住，同時數碼顯示并拒絕后面搶答信號的干擾。CD4511內部電路與Q1，R7，R8，D13，D14組成的控制電路可完成這一功能，當搶答鍵都未按下時，因為CD4511的BCD碼輸入端都有接地電阻（10K），所以BCD碼的輸入端為“0000”。則CD4511的輸出端a，b，c，d，e，f均為高電平，g為低電平。通過CD4511對0-9這10個數字的分析（見CD4511真值表）可以看到，只當數字為0時，才出現d為高電平而g為低度電平，這時Q1導通，D13，D14的陽極均為低電平，使CD4511的第5腳，即LE端為低電平”0”。這種狀態下，CD4511沒有鎖存而允許BCD碼輸入，在搶答準備階段，主持人會按復位鍵數顯為”0”態。正是這種情況下，搶答開始。當S1-S8任一鍵按下時，CD4511的輸出端d為低電平或輸出端g為高電平，這兩種狀態必有一個存在或都存在，迫使CD4511的LE端（第5腳）由0到1，反映搶答鍵信號的BCD碼允許輸入，并使CD4511的a，b，c，d，e，f，g七個輸出鎖存保持在LE為0時輸入的BCD碼之顯示狀態。例如S1按下，數碼管應顯示1，此時僅e，f為高電平，而d為低電平。此時三極管Q1的基極亦為低電平，集電極為高電平。經D13加至CD4511第5腳，即LE由0-1狀態。則在LE為”0”時輸入給CD4511的第一個BCD碼數據，被判定優先而鎖存。所以數碼管顯示對應S1送來的信號是1，S1之后的任一按鍵信號都不顯示。為了進行下一題的搶答，主持人順先按下復位鍵S9，清除鎖存器內的數值，數顯先是熄滅一下，再復”0”顯狀態，此后若S5鍵第一個按下，這時應立即顯”5”。與此同時CD4511的輸出端14腳g為高電平（10腳d為低電平，12腳b為低電平，Q1截止），并通過D14使CD4511的第4腳為高電平。此時LE呈”0”—“1”狀態，于是電路判定優先鎖存。后邊接蹲面來的其它按鍵信號被封住，可見電路”優先鎖存”后，任何搶答鍵均失去作用。本電路推薦工作電壓為5-8V.只要元件質量良好，焊接裝配無誤，一般不必調試，均可一次成功。

　　總結

　　本文詳細介紹了八路智能搶答器的設計方案和功能。這種八路智能搶答器主要是基于CD4511集成芯片，成本較低。說明了智能搶答器的工作原理和工作過程。在說明工作原理的過程中，突出了搶答器設計中的基本電路的組成單元以及這些單元如何實現搶答功能，指出了各單元電路的設計方法和意義，以及如何進行搶答控制。希望大家能活學活用，進行修改與創新。