EDA课程设计（论文）-抢答器.doc

燕 山 大 学 课 程 设 计 说 明 书燕山大学课程设计（论文）任务书院（系）：电气工程学院 基层教学单位：电子实验中心 学 号学生姓名专业（班级）设计题目抢答器设计技术参数五人参赛，每人一个按钮主持人一个按钮，按下开始，具有复位功能先抢中者对应的指示灯亮有人抢答时，蜂鸣5s设计要求用拨码开关设定主持人及参赛者按钮用红色信号指示灯组l1-l5表示对应参赛者指示灯工作量学会使用max+pluss软件和实验箱独立完成电路设计，编程下载，连接电路和调试参加答辩并写任务书工作计划1、 了解eda的基本知识，学习使用软件max+plusll,下发任务书，开始电路设计；2、 学习使用实验箱，继续电路设计；3、 完成电路设计；4、 编程下载、连接电路、调试和验收5答辩并写任务书参考资料数字电子技术基础.阎石主编.高等教育出版社eda课程设计指导书指导教师签字李婷 李艳艳基层教学单位主任签字金海龙说明：此表一式四份，学生、指导教师、基层教学单位、系部各一份。2011年3月18日目 录1、 设计说明 1 1.1设计思路1 1.2模块介绍1 1.3状态转换表3二 、原理图 4三 、波形仿真图5四、 管脚锁定及硬件连线5五 、 总结6 参考文献 一、设计说明1.1设计思路：拨码开关设定主持人及参赛者按钮，红色信号指示灯组l1-l5表示对应参赛者指示灯。主持人控制总开关，主持人置高电平后，系统进入准备工作。有人抢答时，相应的led灯发光，同时蜂鸣器开始蜂鸣，蜂鸣5s后停止。但是灯是一直亮着的，直到主持人按复位键后灯才熄灭。先抢者对应的指示灯亮，此后其他人在拨动开关对电路不起作用。此方案由五个高低电平（拨码开关）控制相应的发光二极管，第六个用于主持人复位。由触发器构成抢答器部分，由计数器和蜂鸣器设计蜂鸣5s。因此把整个课题分成两个模块：抢答器、计数器及蜂鸣器。1.2模块介绍：（1） 抢答器部分抢答器模块原理图这里使用d触发器，主持人控制各触发器的异步清零端，附加门电路，使一旦有灯亮，就封锁所有触发器的时钟输入。zcr为置零端，主持人控制，sw1-sw5由每位选手控制。l1-l5为发光二极管，主持人置低电平后,l1-l5都被置零。当主持人置为高电平时，抢答开始，成功者对应的二极管发光，通过与门将clk信号封锁，并输入到dff中，则其他选手再按键时，输出不会有影响，则实现了一人抢答后，触发器的时钟输入被封锁，其他人不能再做答。主持人按zcr清零复位即可进行下一轮抢答。（2） 计数器模块及蜂鸣器计数器-蜂鸣器模块原理图4位同步二进制计数器74160的功能表clkclrnldnepet工作状态0置零10预置数1101保持110保持（但c=0）1111计数要求有人抢答时蜂鸣5s，所以这里采用计数器与蜂鸣器共同完成。74160是同步十进制计数器，进位输出端和有人抢答后或非门输出端的高电平相与，进位输出端依次是111110，当独立扩展下载版cpld/fpga的jp2_cf的speaker接高电平时，蜂鸣器工作。所以此处把时钟信号的频率设成1hz，即当有人拨动开关后，进位信号输出端为高电平，蜂鸣器开始蜂鸣，5s后进位信号为低电平，蜂鸣器停止蜂鸣。1.3状态转换表用74160接成的五进制加法计数器状态转换表状态变化顺序状态编码q2 q1 q0进位输出等效十进制数s000010s100111s201012s301113s410014s510105s0000105、 原理图 整体电路原理图简介：dff的d端始终给高电平，dff的特性方程为q*=d，当有人拨动开关时，相应的dff得到上升沿，开始工作，相应的二极管被点亮，此时通过附加的门电路，时钟信号被锁住，其他人如果再拨动按钮已经不起作用，同时各个触发器q端相或经过门电路后得到的高电平接到74160的使能端，74160开始计数，进位输出端得到连续五个高电平，clk信号频率为1hz，蜂鸣器开始蜂鸣5s，5s后进位信号给出低电平，蜂鸣器停止工作。为了克服计数器的循环计数，即让蜂鸣器蜂鸣5s停止后不再蜂鸣，我们把进位输出端与时钟信号相与后送入74160的clk端，当进位输出信号为低电平时，时钟信号被封锁，计数器不再计数。计数器的清零端与主持人的复位端相连，答题完毕后主持人拨动复位开关开始清零，相应的led灯熄灭。电路回到原始状态，进行下一轮抢答。6、 波形仿真图3.1波形说明如图所示，zcr代表主持人开关，sw1-sw5分别代表5位参赛选手开关，l1-l5代表对应选手的指示灯，speaker为蜂鸣器输出响应。设主持人开始给高电平，第7s拨动复位开关。设每隔一秒有一位选手拨动开关抢答，顺序依次为sw5.sw4.sw3.sw2.sw1.由于门电路的锁定，只有最先抢答的5号选手的指示灯l5亮，同时，蜂鸣器响起，由于时钟信号起始时刻高低电平的不确定性，导致蜂鸣时间为4.5s。当主持人拨动复位开关瞬间，蜂鸣器信号产生一个尖峰脉冲。不影响蜂鸣时间。四、管脚锁定及硬件连线需锁定部件相应管脚号clk83speaker38zcr46sw139sw240sw341sw444sw545l112l213l314l415l517硬件连线：频率组模块低频组21接clk（1hz）五、总结 虽然这次课程设计只有不到四天的时间，但是自己学到了许多东西。关于理论与实际的结合，细节决定成败与否等。eda课程设计是电子技术课程的实践性教学环节，是对我学习电子技术的综合性训练。在我以前我从来没有真正的搞过这样的实践设计,所以我非常珍惜这次做课程设计的机会.我做的是抢答器的设计，完成这一个课题要涉及到许多方面的知识。我通过上网查询和查阅相关书籍资料，知道了很多关于模拟电路和数字电路的知识，同时又重新将从前学过的知识看了一遍。做到对各个集成块的引脚功能和工作原理都很清晰。从而让我更深一步掌握了模拟电子技术和数字电子技术，学会了做课程设计的一般步骤。我首先制定出自己的设计项目，然后通过翻阅课本和相关资料学习相关知识，最后在理解了设计电路之后进行操作。通过这次课程设计，不仅培养了我独立分析和解决实际问题的能力，同时也为以后的电路设计打好了基础。学会了用max+plusii制作电子电路,通过这次设计，进一步加深了对eda的了解。特别是当每一个子模块编写调试成功时，心里特别的开心。有时会有错误和警告，在细心的检查下，终于找了出来，排除困难后，编译就通过了，心里终于舒了一口气。在波形仿真时，也遇到了一点困难,想要的结果不能在波形上得到，后来检查才发现是end time 设置的不合理。通过这次课程设计，不仅锻炼了思维能力，还锻炼了动手能力其次。在连接各个模块的时候一定要注意各个输入、输出引脚，才能得出正确的结果，否则，出现任何一点小的误差就会导致整个文件系统的编译出现错误提示， 通过这次课程设计使我懂得了理论与实际相结合是很重要的，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，才能真正学以致用，从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。在设计的过程中发现了自己的不足之处，对以前所学过的知识理解得不够深刻，掌握得不够牢固。 当最终在实验箱上模拟成功时，有点小小的成就感，终于觉得平时所学的知识有了实用的价值，达到了理论与实际相结合的目的，不仅学到了不少知识，而且锻炼了自己的能力，使自己对以后的路有了更加清楚的认识。同时，希望学校多给我们提供这样的机会。最后，感谢各位老师的耐心指导，让我对自己充满信心，完成这次eda设计。 参考文献1、数字电子技术基础.阎石主编.高等教育出版社2、eda课程设计b指导书.张莹 郑兆兆 陈白编燕山大学课程设计评审意见表指导教师评语：该生学习态度 （认真 较认真 不认真） 该生迟到、早退现象 （有 无）该生依赖他人进行设计情况 （有 无）平时成绩： 指导教师签字： 2011