六人搶答器eda課程設計

1、<p>　　課 程 設 計 說 明 書</p><p>　　題目： 六人搶答器 </p><p>　　學院（系）：電氣工程學院</p><p>　　年級專業(yè)：</p><p>　　學 號： </p><p>　　

2、學生姓名：</p><p>　　課程設計（論文）任務書</p><p>　　院（系）：電氣工程學院 基層教學單位：電子實驗中心 </p><p>　　說明：此表一式四份，學生、指導教師、基層教學單位、系部各一份。</p><p><b>　　年 月 日 </b><

3、;/p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　一、設計說明3</b></p><p>　　1.1 設計思路………………………………………………………3</p><p>　　1.2 模塊介紹…………………………………………………3</p><p>　

4、　1.3真值表……………………………………………………4</p><p>　　二、原理圖……………………………………………………5</p><p>　　2.1 5s計時器原理圖…………………………………………5</p><p>　　2.2 6人搶答器原理圖及數碼管顯示電路……………………6</p><p>　　2.3 總原理圖……………

5、……………………………………8</p><p>　　三、波形仿真圖………………………………………………8</p><p>　　四、管腳鎖定及硬件連線……………………………………9</p><p>　　五、總結………………………………………………………9</p><p>　　六、參考文獻…………………………………………………12</p&g

6、t;<p><b>　　一、設計說明</b></p><p><b>　　1.1 設計思路</b></p><p>　　6個參賽者者每人控制一個開關，主持人控制總開關，搶答時置高電平，主持人置低電平時，系統(tǒng)復位可進行下一輪搶答。搶答時，最先搶中者對應的二級管發(fā)光，數碼管顯示相應的路數，蜂鳴器響5s，并且此時其他人再按下搶答器不會有反

7、應。搶答完畢后需要主持人進行復位。</p><p>　　1.2模塊介紹 </p><p>　　設計方案用到了兩個模塊：計時器和搶答器及數碼管顯示電路。計時器主要是用了74160和T觸發(fā)器及門電路，用來控制蜂鳴器的響應時間。搶答器及數碼管顯示電路包含6個D觸發(fā)器、6個發(fā)光二極管、1個74148優(yōu)先編碼器和一個6輸入的與非門，當有人搶答成功撥下開關置高電平后，相應的發(fā)光二極管亮、數碼管顯示

8、搶答路數并封鎖D觸發(fā)器，其他人再撥下開關并沒有影響。</p><p>　　本次課程設計用到的設備還有蜂鳴器（內鎖），如圖一所示，蜂鳴器模塊含有一個蜂鳴器BUZZER和一個跳線器JBUZZER。當使用蜂鳴是，此跳線器短接。同時獨立擴展下載版CPLD/FPGA的JP2_CF的SPEAKER接高電平時，蜂鳴器工作。</p><p>　　本次課程設計還用到靜態(tài)共陽極數碼管（內鎖），當控位“IO_D

9、S1”為高電平時該數碼管有效選中，此時74148輸出二進制數通過譯碼后該數碼管顯示十進制數。</p><p><b>　　1.3真值表</b></p><p><b>　　二、原理圖</b></p><p>　　2.1 5s計時器原理圖</p><p>　　該部分是由一個74160十位計數器和一個T

10、觸發(fā)器及門電路組成，它的作用是控制蜂鳴器工作5秒后停止工作。當有人搶答成功后XS給出一個高電平信號，而T觸發(fā)器輸出低電平經反向器作用后輸出高電平，兩個高電平與一個時鐘信號相與后仍為時鐘信號，此時74160在時鐘信號作用下開始計數，狀態(tài)分別為001、010、011、100、101的時候蜂鳴器工作，當暫態(tài)110出現時，QBQC經與非門作用后給74160復位端一個有效信號，讓其復位，而此時T觸發(fā)器給出一個高電平信號，經反向器后為低電平，經過三

11、相與門作用后使時鐘信號失效，74160不再計數，蜂鳴器響夠5秒后自動停止（圖中CLK1為1HZ的時鐘信號），此后若主持人 ZCR給個低電平，則74160計數器回到初始設定值。 </p><p>　　2.2 搶答器及數碼管顯示電路圖</p><p>　　參賽選手分別控制X1-X6,6個撥碼開關，ZCR端有主持人控制，CLK2為0.5HZ的輸

12、入脈沖。LED1-LED6為發(fā)光二極管，IODS1控制控位當它為高電平時靜態(tài)數碼管顯示，A0、A1、A2、A3分別接“1D0”“1D1”“1D2”“1D3”二進制數經過譯碼后顯示搶答路數十進制數。</p><p>　　主持人撥碼開關置到高電平，即進入搶答環(huán)節(jié)，如果有一個參賽選手按下撥號開關，對應的D觸發(fā)器輸出高電平，對應的發(fā)光二極管亮，但經過反相器后變?yōu)榈碗娖绞笰ND7與門結果為低電平，此時六個D觸發(fā)器的CLK輸

13、入端沒有脈沖輸入，D觸發(fā)器全部封鎖，所以在有一個人先搶答的前提下，其他選手搶答無效，而經過反相器的六個信號經過74148（由于74148是反碼輸出，所以在每個輸出端又加有反相器）譯碼后輸出三位二進制數A2、A1、A0加上A3端（固定接地）然后A3、A2、A1、A0接靜態(tài)數碼管四個端的1D3、1D2、1D1、1D0控制輸出的十進制數還有經過反相器的六個信號通過NAND6與非門后控制IO_DS1控制數碼管是否顯示。一輪搶答后主持人在控制異步

14、清零端進行清零。清零完畢后主持人復位準備下一輪搶答。</p><p><b>　　2.3總原理圖</b></p><p>　　如下圖，六個參賽選手分別控制六個開關X1-X6，主持人控制一個撥碼開關ZCR。有一人先搶答時，對應發(fā)光二極管亮、蜂鳴器響五秒后停止并且數碼管顯示搶答路數。一個人先按下撥碼開關后其他參賽選手在搶答無效。一輪搶答后主持人利用ZCR端進行復位（先置為

15、低電平，后置為高電平）。</p><p>　　注：圖中元件為封裝后的計數器模塊。三、波形仿真</p><p>　　如圖，從波形圖中可以看出各項輸出輸入均符合要求：</p><p>　　六人參賽，每人一個撥碼開關</p><p>　　主持人用一個撥碼開關控制復位，先置地電平后置高電平，才可進行下一輪搶答</p><p&g

16、t;　　先搶中者對應的發(fā)光二極管亮，數碼管顯示搶答路數</p><p><b>　　有人搶答時蜂鳴5秒</b></p><p>　　注：圖中模擬是CLK1所選時鐘信號并非1HZ，所以只要蜂鳴器A在高電平的時間包含有五個CLK1的上升沿，即表示響了五秒。</p><p>　　四、管腳鎖定及硬件連線</p><p><

17、b>　?、泡斎攵随i定：</b></p><p>　　X1-PIN39 X2-PIN40 X3-PIN41 X4-PIN44 X5-PIN45 X6-PIN46</p><p>　　ZCR-PIN47 CLK2-PIN197 CLK1-PIN198 </p><p><b>　　⑵輸出端鎖

18、定：</b></p><p>　　C-PIN12 D-PIN13 E-PIN14 F-PIN15 G-PIN17 H-PIN18</p><p>　　A-PIN38 IODS1-PIN94 A0-PIN127 A1-PIN128 A2-PIN131 A3-PIN132</p><p><

19、b>　?、怯布B接：</b></p><p>　　頻率組連接：22(0.5HZ)-PIN197 21(1HZ)-PIN198</p><p><b>　　總結</b></p><p>　　通過為期一周的EDA課程設計，我學到很多。初步了解到EDA軟件系統(tǒng)包含設計輸入子模塊、設計數據庫子模塊、分析驗證子模塊、綜合仿真子模

20、塊和布局布線子模塊五部分組成。初步掌握了MAX-Plus應用軟件的使用，而且更為深入地了解到數字電路在現代高科技信息產業(yè)領域中非常重要。懂得設計一個電子器件首先要有設計思路，其次原理圖的繪制對器件功能的實現至關重要。再者，對實現多功能的器件可以應用分模塊進行設計，將復雜的過程分步簡化。 實踐是對理論知識的鞏固。通過學習、設計，對74148芯片、74160芯片、D觸發(fā)器、T觸發(fā)器、數碼管的功能有了進一步的了解。雖然只是簡單的電路設

21、計，但是卻提高了我的獨立思考能力，通過連結實驗箱增強了我的動手能力，并延伸了我在課堂上學到的、知識。在課程設計中，通過思考、發(fā)問，自己解惑并動手設計的過程，將課本上的知識學以致用，不僅強化了自己原有的知識體系，并擴展了自己的思維。 此外，我體會到上課認真聽老師的講解，熟記操作流程可以節(jié)省很多時間。 最后，感謝老師的耐心講解，正因為他們的講解讓我學到很多知識，知道要遇事獨立思考，耐心分析。</p><p>