燕上大學(xué)人搶答器課程設(shè)計(jì)

1、燕山大學(xué)課 程 設(shè) 計(jì) 說 明 書題目： 學(xué)院（系）： 年級(jí)專業(yè)： 學(xué) 號(hào)： 學(xué)生姓名： 指導(dǎo)教師： 教師職稱： 燕山大學(xué)課程設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書院（系）：電氣工程學(xué)院 基層教學(xué)單位：電子實(shí)驗(yàn)中心 學(xué) 號(hào)學(xué)生姓名專業(yè)（班級(jí)）設(shè)計(jì)題目搶答器設(shè)計(jì)技術(shù)參數(shù)五人參賽，每人一個(gè)按鈕主持人一個(gè)按鈕，按下開始(具有復(fù)位功能)后，才能開始搶答先搶中者對應(yīng)的指示燈亮有人搶答時(shí)，蜂鳴5s，然后自動(dòng)停止設(shè)計(jì)要求用撥碼開關(guān)設(shè)定主持人及參賽者按鈕用紅色信號(hào)指示燈組L1-L5表示對應(yīng)參賽者指示燈使用數(shù)碼管顯示搶答路數(shù)工作量學(xué)會(huì)使用Max+PlusII軟件和實(shí)驗(yàn)箱；獨(dú)立完成電路設(shè)計(jì)，編程下載、連接電路和調(diào)試；參加答辯并書寫任

2、務(wù)書。工作計(jì)劃1. 了解EDA的基本知識(shí)，學(xué)習(xí)使用軟件Max+PlusII，下發(fā)任務(wù)書，開始電路設(shè)計(jì)；2. 學(xué)習(xí)使用實(shí)驗(yàn)箱，繼續(xù)電路設(shè)計(jì)；3. 完成電路設(shè)計(jì)；4. 編程下載、連接電路、調(diào)試和驗(yàn)收；5. 答辯并書寫任務(wù)書。參考資料數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ).閻石主編.高等教育出版社.EDA課程設(shè)計(jì)B指導(dǎo)書.指導(dǎo)教師簽字 基層教學(xué)單位主任簽字金海龍說明：此表一式四份，學(xué)生、指導(dǎo)教師、基層教學(xué)單位、系部各一份。2012年 3 月 日 目錄一、設(shè)計(jì)說明1.1 設(shè)計(jì)思路1.2 模塊介紹1.3真值表二、原理圖2.1 5s計(jì)時(shí)器原理圖2.2 5人搶答器原理圖及數(shù)碼管顯示電路2.3 總原理圖三、波形仿真圖四、管腳鎖定及

3、硬件連線五、總結(jié)六、參考文獻(xiàn)一、設(shè)計(jì)說明1.1 設(shè)計(jì)思路 5個(gè)參賽者者每人控制一個(gè)開關(guān)，主持人控制總開關(guān)，搶答時(shí)置低電平，主持人置高電平時(shí)，系統(tǒng)復(fù)位可進(jìn)行下一輪搶答。搶答時(shí)，最先搶中者相應(yīng)的二級(jí)管發(fā)光，數(shù)碼管顯示相應(yīng)的路數(shù)，蜂鳴器響5s，并且此時(shí)其他人再按下?lián)尨鹌鞑粫?huì)有反應(yīng)。搶答完畢后需要主持人進(jìn)行復(fù)位。1.2模塊介紹 設(shè)計(jì)方案用到了兩個(gè)模塊：計(jì)時(shí)器和搶答器及數(shù)碼管顯示電路。計(jì)時(shí)器主要是用了74160和T觸發(fā)器及門電路，用來控制蜂鳴器的響應(yīng)時(shí)間。搶答器及數(shù)碼管顯示電路包含了5個(gè)D觸發(fā)器、5個(gè)發(fā)光二極管、1個(gè)74148優(yōu)先編碼器和一個(gè)5輸入的與非門，第一個(gè)撥下開關(guān)置高電平后，相應(yīng)的發(fā)光二極管亮、

4、數(shù)碼管顯示搶答路數(shù)并封鎖D觸發(fā)器，其他人再撥下開關(guān)并沒有影響。本次課程設(shè)計(jì)用到的設(shè)備還有蜂鳴器（內(nèi)鎖），如圖一所示，蜂鳴器模塊含有一個(gè)蜂鳴器BUZZER和一個(gè)跳線器JBUZZER。當(dāng)使用蜂鳴是，此跳線器短接。同時(shí)獨(dú)立擴(kuò)展下載版CPLD/FPGA的JP2_CF的SPEAKER接高電平時(shí)，蜂鳴器工作。本次課程設(shè)計(jì)還用到靜態(tài)共陽極數(shù)碼管（內(nèi)鎖），首先當(dāng)控位“IO_DS1”為高電平時(shí)該數(shù)碼管有效選中，此時(shí)74148輸出二進(jìn)制數(shù)通過譯碼后該數(shù)碼管顯示十進(jìn)制數(shù)。1.3真值表二、原理圖2.1 5s計(jì)時(shí)器原理圖 此計(jì)時(shí)器由74160，T觸發(fā)器和各種門電路組成，它的作用是控制蜂鳴器響應(yīng)5秒后是蜂鳴器停止。 當(dāng)參

5、賽選手按下?lián)尨痖_關(guān)（即此電路中的VCC）,三輸入與門AND3打開，使74160的CLK端輸入脈沖，此計(jì)時(shí)器開始計(jì)時(shí)。當(dāng)QC、QB、QA輸出為000是OR3或門不能打開此時(shí)蜂鳴器不響，當(dāng)QC、QB、QA輸出為001、010、011、100、101時(shí)OR3或門打開輸出高電平，此時(shí)蜂鳴器開始響，響五秒之后當(dāng)QCQBQA變?yōu)?10時(shí)NAND2與非門輸出低電平，使CLRN引腳工作使QCQBQA全部清零。但要想使蜂鳴器不繼續(xù)響以此同時(shí)就必須讓AND3三輸入門關(guān)閉，當(dāng)QCQBQA輸入為110時(shí)AND2與門從輸出零變?yōu)橐?，使T觸發(fā)器的時(shí)鐘輸入端輸入一個(gè)上升沿Q端輸出從零變?yōu)橐唬?jīng)過反相器后變?yōu)榈碗娖绞笰ND3

6、輸出零，從而使74160的CLK端停止輸入脈沖信號(hào)，此時(shí)74160停止工作，并且74160輸出變?yōu)?00，則蜂鳴器停止蜂鳴。此時(shí)計(jì)數(shù)器要想進(jìn)行下一輪搶答，T觸發(fā)器的清零端就必須有主持人控制，清零后才能繼續(xù)下一輪的搶答。2.2 搶答器及數(shù)碼管顯示電路圖參賽選手分別控制15撥碼開關(guān)，RD端有主持人控制，CLK2為10HZ的輸入脈沖。LED1LED5為發(fā)光二極管，IODS1控制控位當(dāng)它為高電平時(shí)靜態(tài)數(shù)碼管顯示，A3、A2、A1、A0分別接“1D0”“1D1”“1D2”“1D3”二進(jìn)制數(shù)經(jīng)過譯碼后顯示搶答路數(shù)十進(jìn)制數(shù)。 主持人撥碼開關(guān)置到低電平，即進(jìn)入搶答環(huán)節(jié)，如果有一個(gè)參賽選手按下?lián)芴?hào)開關(guān)，對應(yīng)的D

7、觸發(fā)器輸出高電平，對應(yīng)的發(fā)光二極管亮，但經(jīng)過反相器后變?yōu)榈碗娖绞笰ND5與門封鎖，此時(shí)五個(gè)D觸發(fā)器的CLK輸入端沒有脈沖輸入，D觸發(fā)器全部封鎖，所以在有一個(gè)人先搶答的前提下，其他選手搶答無效，而 經(jīng)過反相器的五個(gè)信號(hào)經(jīng)過74148譯碼后輸出三位二進(jìn)制數(shù)A2、A1、A0加上A3端（固定接地）然后A3、A2、A1、A0接靜態(tài)數(shù)碼管四個(gè)端的1D3、1D2、1D1、1D0控制輸出的十進(jìn)制數(shù)還有經(jīng)過反相器的五個(gè)信號(hào)通過NAND5與非門后控制IO_DS1控制數(shù)碼管是否顯示。一輪搶答后主持人在控制異步清零端進(jìn)行清零。清零完畢后支持人復(fù)位準(zhǔn)備下一輪搶答。2.3總原理圖 如圖八，五個(gè)參賽選手分別控制五個(gè)開關(guān)15

8、，主持人控制一個(gè)撥碼開關(guān)RD。有一人先搶答時(shí)，對應(yīng)發(fā)光二極管亮、蜂鳴器響五秒后停止并且數(shù)碼管顯示搶答路數(shù)。一個(gè)人先按下?lián)艽a開關(guān)后其他參賽選手在搶答無效。一輪搶答后主持人利用RD端需要進(jìn)行復(fù)位（先置為高電平，后置為低電平）。三、波形仿真圖如圖九，從波形圖中可以看出各項(xiàng)輸出輸入均符合要求。（1） 五人參賽，每人一個(gè)撥碼開關(guān)（2） 主持人用一個(gè)撥碼開關(guān)控制復(fù)位，按下復(fù)位鍵，才可進(jìn)行下一輪搶答（3） 先搶中者對應(yīng)的發(fā)光二極管亮，數(shù)碼管顯示搶答路數(shù)（4） 有人搶答時(shí)蜂鳴5秒四、管腳鎖定及硬件連線五、總結(jié) 經(jīng)過一周的EDA課程設(shè)計(jì)，雖然緊張，有時(shí)候覺得沒有頭緒，但是更多的時(shí)候我是覺得喜悅，喜悅著自己在這一周里每時(shí)每刻都在獲得新的知識(shí)與技巧?；叵雱倓偰玫筋}目時(shí)的困惑，出現(xiàn)錯(cuò)誤時(shí)的反復(fù)修改，落下了細(xì)節(jié)而自責(zé)，畫電路圖的粗心大意的導(dǎo)致模擬的時(shí)候波形錯(cuò)誤，但是看到最后能得到和任務(wù)書一樣的設(shè)計(jì)要求時(shí)，這一切都是值得的，心里由衷的幸福。 參考文獻(xiàn) 燕山大學(xué)課程設(shè)計(jì)評(píng)審意見表指導(dǎo)教師評(píng)語：該生學(xué)習(xí)態(tài)度 （認(rèn)真 較認(rèn)真 不認(rèn)真） 該生遲到、早退現(xiàn)象 （有 無）該生依賴他人進(jìn)行設(shè)計(jì)情況 （有 無）平時(shí)成績： 指導(dǎo)教師簽字： 2012 年 3 月 16 日圖面及其它成績