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数电课程设计报告-《八路数字抢答器》课程设计.doc

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数电课程设计报告-《八路数字抢答器》课程设计.doc

八路数字抢答器课程设计说明书1目录课程设计任务书...................................................................................错误未定义书签。摘要.................................................................................................................................2Abstract............................................................................................................................3一、实验目的...................................................................................................................4二、设计要求与内容........................................................................................................4三、设计及原理...............................................................................................................53.1总体方案设计.....................................................................................................53.1.1设计思路...................................................................................................53.1.2总电路框图...............................................................................................53.2各模块设计方案及原理说明................................................................................63.2.1抢答电路...................................................................................................63.2.2倒计时电路..............................................................................................10四、电路仿真..................................................................................................................114.1抢答电路...........................................................................................................114.2倒计时电路........................................................................................................13五、实验结果及分析.......................................................................................................15六、收获、体会和建议....................................................................................................17附录................................................................................................................................191.总电路图...............................................................................................................192.元件引脚图.........................................................................................................203.元器件清单...........................................................................................................22主要参考文献..................................................................................................................23八路数字抢答器课程设计说明书2摘要抢答器作为一种工具,已经广泛应用于各种智力和知识竞赛场合。本设计以八路智力竞赛抢答器为基本概念,从实际应用出发,利用电子设计自动化EDA技术,用数字、模拟电子器件设计具有扩充功能的抢答器。该抢答器的设计利用Multisim11完成了原理图设计和电路仿真,具有数字显示、倒计时显示、编码译码功能,应用效果良好。关键词电子设计自动化数字电子技术抢答器仿真八路数字抢答器课程设计说明书3AbstractResponderisatoolthathasbeenwidelyusedinvariousintelligenceandknowledgecompetitionsoccasions.ThedesigntoeightwayquizResponderbasicconcepts,fromthepracticalapplication,theuseofelectronicdesignautomationEDAtechnology,withdigital,analogelectronicsdesignextensionoftheansweringdevice.ThedesignoftheResponderuseMultisim11completedtheschematicdesignandcircuitsimulation,withdigitaldisplay,countdownshows,codinganddecodingfunctions,withgoodresults.KeywordsEDAdigitalelectronictechnologyResponderSimulation八路数字抢答器课程设计说明书4八路数字抢答器一、实验目的通过八路数字抢答器的设计实验,要求学生回顾所学数字电子技术的基础理论和基础实验,掌握组合电路、时序电路、编程器件和任意集成电路的综合使用及设计方法,熟悉掌握优先编码器、触发器、计数器、单脉冲触发器、555电路、译码/驱动电路的应用方法,熟悉掌握时序电路的设计方法。达到数字实验课程大纲所要求掌握的基本内容。二、设计要求与内容在许多比赛活动中,为了准确、公正、直观地判断出第一抢答者,通常设置一台抢答器,通过数显、灯光或音响等多种手段指示出第一抢答者。(1)设计制作一个可容纳8组参赛的数字式抢答器,每组设置一个抢答按钮供抢答者使用。(2)电路具有第一抢答信号的鉴别和锁存功能。在主持人系统发出抢答指令后,若参赛者按抢答开关,则该组指示灯亮并用组别显示电路显示出抢答者的组别,同时指示灯发光二极管亮。此时,电路应具备自锁存功能,使别组的抢答开关不起作用。(3)若超时仍无人抢答,则报警指示灯熄灭。八路数字抢答器课程设计说明书5三、设计及原理3.1总体方案设计3.1.1设计思路①本题的根本任务是准确判断出第一抢答者的信号并将其锁存。实现这一功能可选择使用触发器或锁存器等。在得到第一信号之后应立即将电路的输入封锁,即使其他组的抢答信号无效。同时还必须注意,第一抢答信号应该在主持人发出抢答命令之后才有效。②当电路形成第一抢答信号之后,用编码、译码及数码显示电路显示出抢答者的组别,也可以用发光二极管直接指示出组别。③在主持人没有按下开始抢答按钮前,参赛者的抢答开关无效当主持人按下开始抢答按钮后,开始进行30秒倒计时,此时,若有组别抢答,显示该组别并使抢答指示灯亮表示已有人抢答当计时时间到,仍无组别抢答,则计时指示灯灭表示时间已到,主持人清零后开始新一轮抢答。、3.1.2总电路框图图31总电路框图八路数字抢答器课程设计说明书63.2各模块设计方案及原理说明3.2.1抢答电路此部分电路主要完成的功能是实现8路选手抢答并进行锁存,同时有相应发光二极管点亮和数码显示。使用优先编码器74LS148和锁存器74LS297来完成。该电路主要完成两个功能一是分辨出选手按键的先后,并锁存优先抢答者的编号,同时译码显示电路显示编号(显示电路采用七段数字数码显示管)二是禁止其他选手按键,其按键操作无效。工作过程开关S置于清除端时,RS触发器的R、S端均为0,4个触发器输出置0,使74LS148的优先编码工作标志端=0,使之处于工作状态。当开关S置于开始时,抢答器处于等待工作状态,当有选手将抢答按键按下时(如按下S5),74LS148的输出经RS锁存后,CTR1,RBO1,七段显示电路74LS48处于工作状态,4Q3Q2Q101,经译码显示为5。此外,CTR=1,使74LS148优先编码工作标志端=1,处于禁止状态,封锁其他按键的输入。当按键松开即按下时,74LS148的此时由于仍为CTR=1,使优先编码工作标志端=1,5所以74LS148仍处于禁止状态,确保不会出二次按键时输入信号,保证了抢答者的优先性。只要有一组选手先按下抢答器,就会将编码器锁死,不再对其他组进行编码。通过74LS48译码器使抢答组别数字显示07。如有再次抢答需由主持人将S开关重新置清除然后再进行下一轮抢答。原理图如下八路数字抢答器课程设计说明书7图32抢答模块原理图RS触发器1.保持状态。当输入端接入SR1的电平时,如果基本SR触发器现态Q1、Q0,则触发器次态Q1、Q0若基本SR触发器的现态Q0、Q1,则触发器次态Q0、Q1。即SR1时,触发器保持原状态不变。2.置0状态。当S1,R0时,如果基本SR触发器现态为Q1、Q0,因R0,会使Q1,而Q1与S1共同作用使Q端翻转为0如果基本SR触发器现态为Q0、Q1,同理会使Q0,Q1。只要输入信号S1,R0,无论基本SR触发器的输出现态如何,均会使输出次态置为0态。3.置1状态。当S0、R1时,如果触发器现态为Q0、Q1,因S0,会使G1的输出端次态翻转为1,而Q1和R1共同使G2的输出端Q0同理当Q1、Q0,也会使触发器的次态输出为Q1、Q0只要S0、R1,无论触发器现态如何,均会将触发器置1。

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