2024年4月15日发(作者：芮逸美)
四人抢答器说明书
四人抢答器主要由四路抢答开关、抢答锁存电路，编码电路，七段译码显示等电路组成。四人抢答器
具有数据锁存和显示功能，正常情况下，四个开关处于常开状态，抢答开始后，最先按下开关的选手编号
立即被锁存，同时封锁输入电路，禁止其他选手抢答。并在七段数码管上显示最先按下开关的选手编号。
直到主持人按下清零开关，进入下一轮抢答。
一、电路原理图
二、元件清单
序号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
元器件名称
电阻器
电阻器
电阻器
电容器
电容器
集成电路
集成电路
集成电路
集成电路
集成电路
七段数码管
按钮开关
集成电路插座
集成电路插座
印制电路板
规格
10KΩ
300Ω
2KΩ
0.01uf
0.22uf
74LS175
CD4012
CD4011
CD4511
NE555
D5611
14脚插座
16脚插座
数量
5
7
2
1
1
1
1
1
1
1
1
5
2
2
1
代号
R1 – R5
R6 – R12
R13、R14
C1
C2
U1
U2A、U2B
U3A、U3B
U4
U5
S1 – S5
备注
棕黑黑红棕
橙黑黑黑棕
红黑黑棕棕
常开
三、工作原理
清除控制
抢答开关 锁存电路 编码电路 显示电路
CP脉冲
电路中S5为常开按钮，当按钮断开时允许抢答，当按钮闭合时禁止抢答，并使抢答锁存电路清
零，S1 - S4 为四个常开开关，竞赛者每人一个开关。
锁存电路用一个4D触发器74LS175和一个双4输入与非门CD4012组成，当某一个开关首先按
下时，锁存电路被触发，在输出端产生相应的开关信号，为防止其他开关随后触发，最先产生的输出
信号将触发器锁定。如多个开关同时按下，则他们之间存在随机竞争，结果是他们中产生一个有效输
出。编码电路使用4-2输入与非门CD4011，将触发器输出的信号编成相应的8421BCD码，七段译码
电路由CD4511组成，驱动七段数码管将抢答成功的选手编号显示出来。CP脉冲由NE555产生，产
生约1.1KHz 的CP 脉冲信号。四人抢答器的工作过程如下：
(1) 清零
接通电源后，支持人按下“清零”开关S5，4D触发器CD40175清零，抢答器处于静止
状态，因为CD40175的输出端（3、6、11、14）引脚输出1，则与非门U3A 和U3B构
成的与门输出1，打来控制门U3A，允许时钟信号（CP）进入CD40175；由于CD4511的
2脚接CD40175的15脚输出为0，而CD4511的6脚始终接地，则CD4511的输入端
DCBA=0000，七段数码管显示0，完成清零。
（2）抢答
当主持人宣布开始抢答时，松开开关S5，允许抢答，当S1-S4的任意一个开关按下时，
例如S2，即D2=1，则第二个触发器的2Q输出1，U2A和U2B构成的与门出输出0，封锁
U3A，CP脉冲不能进入，触发器就不能翻转，将只锁定S2信号，此时经与非门U3B组成的
译码器输出10，CD40175的15脚任然为0，此时译码器CD4511的DCBA=0010，译码显示
2.
NE555P构成多谐振荡器，产生频率约为1.1kHz的矩形波，作为CD40175的时钟脉冲
CP信号。
1. 相关集成电路引脚功能和真值表
CD40175
2024年4月15日发(作者：芮逸美)
四人抢答器说明书
四人抢答器主要由四路抢答开关、抢答锁存电路，编码电路，七段译码显示等电路组成。四人抢答器
具有数据锁存和显示功能，正常情况下，四个开关处于常开状态，抢答开始后，最先按下开关的选手编号
立即被锁存，同时封锁输入电路，禁止其他选手抢答。并在七段数码管上显示最先按下开关的选手编号。
直到主持人按下清零开关，进入下一轮抢答。
一、电路原理图
二、元件清单
序号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
元器件名称
电阻器
电阻器
电阻器
电容器
电容器
集成电路
集成电路
集成电路
集成电路
集成电路
七段数码管
按钮开关
集成电路插座
集成电路插座
印制电路板
规格
10KΩ
300Ω
2KΩ
0.01uf
0.22uf
74LS175
CD4012
CD4011
CD4511
NE555
D5611
14脚插座
16脚插座
数量
5
7
2
1
1
1
1
1
1
1
1
5
2
2
1
代号
R1 – R5
R6 – R12
R13、R14
C1
C2
U1
U2A、U2B
U3A、U3B
U4
U5
S1 – S5
备注
棕黑黑红棕
橙黑黑黑棕
红黑黑棕棕
常开
三、工作原理
清除控制
抢答开关 锁存电路 编码电路 显示电路
CP脉冲
电路中S5为常开按钮，当按钮断开时允许抢答，当按钮闭合时禁止抢答，并使抢答锁存电路清
零，S1 - S4 为四个常开开关，竞赛者每人一个开关。
锁存电路用一个4D触发器74LS175和一个双4输入与非门CD4012组成，当某一个开关首先按
下时，锁存电路被触发，在输出端产生相应的开关信号，为防止其他开关随后触发，最先产生的输出
信号将触发器锁定。如多个开关同时按下，则他们之间存在随机竞争，结果是他们中产生一个有效输
出。编码电路使用4-2输入与非门CD4011，将触发器输出的信号编成相应的8421BCD码，七段译码
电路由CD4511组成，驱动七段数码管将抢答成功的选手编号显示出来。CP脉冲由NE555产生，产
生约1.1KHz 的CP 脉冲信号。四人抢答器的工作过程如下：
(1) 清零
接通电源后，支持人按下“清零”开关S5，4D触发器CD40175清零，抢答器处于静止
状态，因为CD40175的输出端（3、6、11、14）引脚输出1，则与非门U3A 和U3B构
成的与门输出1，打来控制门U3A，允许时钟信号（CP）进入CD40175；由于CD4511的
2脚接CD40175的15脚输出为0，而CD4511的6脚始终接地，则CD4511的输入端
DCBA=0000，七段数码管显示0，完成清零。
（2）抢答
当主持人宣布开始抢答时，松开开关S5，允许抢答，当S1-S4的任意一个开关按下时，
例如S2，即D2=1，则第二个触发器的2Q输出1，U2A和U2B构成的与门出输出0，封锁
U3A，CP脉冲不能进入，触发器就不能翻转，将只锁定S2信号，此时经与非门U3B组成的
译码器输出10，CD40175的15脚任然为0，此时译码器CD4511的DCBA=0010，译码显示
2.
NE555P构成多谐振荡器，产生频率约为1.1kHz的矩形波，作为CD40175的时钟脉冲
CP信号。
1. 相关集成电路引脚功能和真值表
CD40175