天大电子技术课程设计——智力竞赛抢答器.doc

电子技术课程设计报告题目：智力竞赛抢答器学生姓名 专 业 电气工程及其自动化 学 号 指导教师 日 期 20121211-20121228 一、完成课题的工作基础和实验条件 1工作基础数字电子技术的理论基础和max+plus的操作基础。由74175D触发器的锁存功能，74147的10线-4线优先编码功能，74192的加减功能以及与非门等，设计电路，利用max+plus和EDA开发系统实现四路抢答器。 2实验条件 （1）GW48系列EDA/SOC实验开发系统（提供有目标芯片FPGA-型号EP1K30TC144-3、数码显示器、二极管、三极管、钮子开关、晶振等资源）；（2）电路设计采用下列器件：74175、74147、74192、7448、ANDX、ORX、NOT等二、设计任务和要求 1. 基本要求（1）有34路抢答； （2）数字显示抢答组别； （3）由主持人复位后方可抢答； （4）声音提示已有人抢答。 2.另加功能 (1)倒计时：主持人复位开始抢答后，数字显示9秒的倒计时功能；如果9秒内有人抢答，倒计时停止,声音响；计时到零无人抢答，声音响，倒计时停止。(2)锁存功能: 已经有人抢答，若再有人抢答,输入无效。倒计时停止之后，无法再抢答(3)计分功能：某组答对一题，主持人给该组加一分三、电路基本原理主要分为抢答电路、倒计时电路、记分电路和报警电路四部分。1. 抢答电路1) 组别的显示：当主持人按复位开关前，clan为低电平，74175不工作，选手输入无效；当主持人按复位后，74175开始处于工作状态，当有选手将按键按下（若为第一组），则此时=1， =1，=0， 74147低电平有效，再由反相器，输出该组号的BCD码。因为选择模式一，有自带译码装置，在实验台上显示该组号。2) 锁存的实现：经过与门，和触发信号相与非，接74175的clk端，即可实现。当一个选手抢答后，由1变为0，与,脉冲信号相与进入clk端。因此clk端只接收到一次的电平变化，之后 74175不再工作，从而实现了封锁其他选手的作答。只有在第一个人答完以后，由主持人操作清零开关使抢答器电路复位，才能进行下一步的抢答。2. 倒计时电路1) 9秒倒计时：由可逆加法器74192，初始置数1001，输出端接实验台内置的译码器，可实现数码显示。由DN端输入脉冲，借位端经反相器与74175的相与，接复位端，使得计时到0之后停止，或者有选手抢答之后停止。2) 封锁功能：当倒计时结束之后，借位端与主持人的输入端相与，接入74175的CLRN，使之后的选手输入无效。3. 计分电路由主持人控制的第二个输入端接UP，当某选手答对时，由于我们选择了模式0，需要主持人按两下，产生一个脉冲，使该选手加一分，74192的输出也接译码器，由数码显示。4. 报警电路的与非、和倒计时74192的借位端的反相相或，与时钟脉冲相与，再输出接蜂鸣器。当有选手在倒计时之内抢答或者时间到，均可实现蜂鸣器声音响5.总电路原理图：四、仿真与调试假想情况：主持人复位后倒计时开始，一号选手抢答，成功后，倒计时停止。因答对，主持人加一分。实际仿真如下图。K（主持人）为1后，wd、wc、wb、wa（倒计时）开始变化，当a（一号选手）为1后，倒计时停止，1号输出口由0变为1。当主持人按加分键j0后，j1变为1。符合要求五、 体会抢答器看似简单，真正自己设计完成抢答器之后才发现里面蕴含了很多东西。怎样封锁使一人抢答之后其他人不能抢答？怎样倒计时停止之后使其他人不能抢答？如何数码显示？如何使芯片功能的正确实现？等等。通过这次课程设计，我对电子电路的设计过程有了更清楚的认识。从分析功能、资料查找、功能实现、仿真再到实际的电路实现，不断发现、修改，最终基本完成了课题设计。在这过程中，我对数字电路中的器件及原理有了更深的认识，对仿真软件和实验平台也更加熟悉。学习要做到理论与实践相结合。今后我还要多锻炼自己的思维能力和动手能力。六、 参考文献1周跃庆.数字电子技术基础教程.天津:天津大学出版社,2006.9. 2王萍.电子技术实验教程.北京:机械工业出版社,2009.1. 3Max+plus操作指南 天津大学自动化学院，2008摘 要 电子技术在生活中应用广泛。本设计利用74175D触发器、74147优先编码器、74192可逆加法器及与等，通过max+plus软件和EDA平台，实现四路抢答器。主持人复位之后开始倒计时抢答，抢答之后数字显示抢答组别，声音响，并且其他选手不能再抢答。倒计时结束之后声音响，主持人复位之后才能再抢答。还有计分功能。关键词：四路抢答器；倒计时；锁存；计分；ABSTRACTElectronic technology is widely used in our life. In this design we use the 74175D triggers, 74147 priority encoder ,74192 reversible adder and some basic gate circuits , on the max + plus software and EDA platform, to realize the four-way Responder. After the host resets the Responder, the timing circuits begin to work. When one group responds, the screen shows the number of the group and other players can no longer respond. When the countdown finishes, it rings. Only after being