多功能数字抢答器.doc

齐齐哈尔大学通信与电子工程学院 通信2005本 综合实践 1 报告（论文）信号与系统综合实践2多功能数字抢答器院 系:通信与电子工程学院班 级: 电子053姓 名: 贾悦指导教师: 齐怀秦 完成日期：2007年12月23日III齐齐哈尔大学通信与电子工程学院 通信2005本 综合实践 2 设计报告（论文）摘 要抢答器在竞赛中有很大用处,它能准确、公正、直观地判断出第1抢答者。通过抢答器的指示灯显示、数码显示和警示蜂鸣等手段指示出第1抢答者。本文介绍一种数字式抢答器的设计方案,其电路结构简单,由Protel 99SE软件进行电路设计,利用EDA 工具软件编译仿真验证,实现系统功能,非常适用于多种竞赛场合。该抢答器完成两个功能：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；二是禁止其他选手按键操作无效。其工作原理为：接通电源后，主持人将开关拨到清除状态，抢答器处于禁止状态，编号显示器灭灯，定时器显示设定时间；主持人将开关置于开始状态，宣布开始抢答器工作。定时器倒计时，扬声器给出声响提示。选手在定时时间内抢答时，抢答器完成：优先判断、编号锁存、编号显示、扬声器提示。当一轮抢答之后，定时器停止、禁止二次抢答、定时器显示剩余时间。如果再次抢答必须由主持人再次操作清除和开始状态开关 。关键词：Protel 99SE软件 抢答器 定时器AbstractThis paper introduces the Protel DXP software as a circuit schematic and PCB-board platform power. And a few significant Responder design as an example, explained how to use the software for digital circuit design and simulation. The preparation of the project development plan, mainly through the development of the integrity of the EDA project and train the integrated use of the past three years we have learned the course knowledge capability to fully grasp EDA project design, development, personal experience of the professional project development stages of the content, design method , the use of software tools, theoretical knowledge and the close integration of engineering practice. In practice deepen understanding standardized communications and electronic engineering of thinking on the development of EDA team awareness, topics for future research, production internships, graduate design work and the future to create a better foundation.Keywords: Protel 99SE software Responder Timer目 录摘 要IAbstractII第1章 绪论11.1 课题背景11.2 仿真软件现状1第2章 电路的设计原理22.1 原理图22.2 本章小结6第3章 电路硬件设计73.1 数字抢答器原理图73.2 定时电路原理图83.3 报警及时序控制电路原理图93.4 本章小结10结论11致谢12参考文献13附录114 不要删除行尾的分节符，此行不会被打印III千万不要删除行尾的分节符，此行不会被打印。在目录上点右键“更新域”，然后“更新整个目录”。打印前，不要忘记把上面“Abstract”这一行后加一空行- IV -第1章 绪论1.1 课题背景现在抢答器市场竞争激烈，种类繁多。很多单位在举办知识竞赛活动时有抢答一项，需要用到抢答器，普通电子抢答器使用通用集成电路制成，价格高、显示方式简单、性价比较差。本文设计的数字抢答器制作简单，显示方式先进，性价比较高,所以有很大的发展空间。数字抢答器由主体电路与扩展电路组成。优先编码电路、锁存器、译码电路将参赛队的输入信号在显示器上输出；用控制电路和主持人开关启动报警电路，以上两部分组成主体电路。通过定时电路和译码电路将秒脉冲产生的信号在显示器上输出实现计时功能，构成扩展电路。经过布线、焊接、调试等工作数字抢答器成形。1.2 仿真软件现状 仿真的手段是建立模型。即使用计算机软件Protel 99SE设计数字抢答器电路，将设计的电路图做成计算机可以识别的形式，通过ERC检查来检验电路图电器连接是否正确，通过仿真电路中个元件的电流、电压和功率状态来模拟所设计电路的工作状态和各个元件在实际电路中是否发挥了设计中所设定的任务，对整个电路进行系统分析。最后制出PCB电路板和它的三维仿真模型。随着电子技术和计算机技术的发展，电子产品已与计算机紧密相连，电子产品的智能化日益完善，电路的集成度越来越高，而产品的更新周期却越来越短。电子设计自动化（EDA）技术，使得电子线路的设计人员能在计算机上完成电路的功能设计、逻辑设计、性能分析、时序测试直至印刷电路板的自动设计。EDA是在计算机辅助设计（CAD）技术的基础上发展起来的计算机设计软件系统。与早期的CAD软件相比，EDA软件的自动化程度更高、功能更完善、运行速度更快，而且操作界面友善，有良好的数据开放性和互换性6。第2章 电路的设计原理2.1 原理图（1） 数字抢答器原理图图1数字抢答器原理图电路原理图如图1所示1。该电路完成两个功能：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；二是禁止其他选手按键操作无效。工作过程：开关S置于清除端时，RS触发器的端均为，个触发器输出置，74LS148的使能端为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，当有选手将键按下时（如按下S5），74LS148的输出经RS锁存后1Q=1,74LS48处于工作状态，QQQ=101,经译码显示为。此外，1，使74LS148使能端为，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此时由于仍为，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。如有再次抢答需由主持人将开关重新置;清除然后再进行下一轮抢答。74LS148为线线优先编码器，图2为其功能表4。图2 74LS148真值表（2） 定时电路原理由节目主持人根据抢答题的难易程度，设定一次抢答的时间，通过预置时间电路对计数器进行预置，计数器的时钟脉冲由秒脉冲电路提供。可预置时间的电路选用十进制同步加减计数器74LS192进行设计，具体电路如图3所示5。图3 定时电路原理图（3） 报警电路原理图4 报警电路这部分电路我们是用555定时器和三极管构成,具体电路如图4所示1。其中555构成多谐振荡器, 振荡频率f0=1.43/(R1+2R2)C,其输出信号经三极管推动扬声器.PR为控制信号，当PR为高电平时，多谐振荡器工作；而当PR为低电平时，电路停振。（4） 时序控制电路原理时序控制电路是抢答器设计的关键，它要完成以下三项功能：主持人将控制开关拨到开始位置时，扬声器发声，抢答电路和定时电路进人正常抢答工作状态。 当参赛选手按动抢答键时，扬声器发声，抢答电路和定时电路停止工作当设定的抢答时间到，无人抢答时，扬声器发声，同时抢答电路和定时电路停止工作。图5时序控制电路设计的时序控制电路如图4所示。图中，门G1的作用是控制时钟信号CP的放行与禁止，门G2的作用是控制74LS148的输人使能端。图3的工作原理是：主持人控制开关从清除位置拨到开始位置时，来自于图 1 中的74LS279的输出1Q=0，经G3反相，A1，则时钟信号CP能够加到74LS192的CPD时钟输入端，定时电路进行递减计时。同时，在定时时间未到时，则定时到信号为1，门G2的输出为0，使74LS148处于正常工作状态，从而实现功能的要求。当选手在定时时间内按动抢答键时，1Q1，经G3反相，A0，封锁CP信号，定时器处于保持工作状态；同时，门G2的输出为1，74LS148处于禁止工作状态，从而实现功能的要求。当定时时间到时，则定时到信号为0，74LS148处于禁止工作状态，禁止选手进行抢答2。2.2 本章小结在这次的电路仿真设计中，我主要负责扩展电路的设计以下是我所设计的数字抢答器部分原理图和它的设计原理。这里介绍的抢答器具有电路简单、成本较低、操作方便、灵敏可靠等优点,经使用效果良好,具有较高的推广价值。第3章 电路硬件设计3.1 数字抢答器原理图图6 数字抢答器电路原理图3.2 定时电路原理图图7 定时电路原理图3.3 报警及时序控制电路原理图图8 报警及时序控制电路原理图 3.4 本章小结在硬件电路的设计方面，完成了数字抢答器各个基本电路和功能电路的设计，并对抢答原理和电路的调试进行了深入的研究和了解。增长了我们的构建和检测电路的知识。数字抢答器由主体电路与扩展电路组成。优先编码电路、锁存器、译码电路将参赛队的输入信号在显示器上输出；用控制电路和主持人开关启动报警电路，以上两部分组成主体电路。千万不要删除行尾的分节符，此行不会被打印。“结论”以前的所有正文内容都要编写在此行之前。 14结论通过这次对数字抢答器的设计，我学到了很多各方面的知识，包括以前没有涉及过的知识也都有了一定的了解和掌握。是一次理论联系实践的过程，在这次设计当中我经过认真学习了各方面的书籍资料并通过不断的上机辅助实验，使我能够把理论知识与实际相结合，在设计过程中，我们充分发挥了团结合作的精神，与组内成员配合工作最后完成整个项目的设计。通过这次设计在很大程度上提高了我们的运用能力和实际操作能力，不论是对理论知识的掌握还是对具体知识的实际运用或是对正式论文的誊写方面都有很大的提高。为我们以后踏上工作岗位打好基础。通过此次综合实践，在熟悉的基础上掌握了protel99se电路设计软件的应用和功能，理论联系实际，增强了动手实践能力。在实际设计中也碰到了许多突法的问题，锻炼了我们分析和解决实际问题的能力，给自己一个很好的学习机会。为我们以后踏上工作岗位打好基础。致谢在设计中我不仅仅是对电路图的绘制学习的过程，更是锻炼自己分析问题解决问题的过程；不仅仅是对平时知识积累运用的过程，更是发现新知识、把知识应用到实践的过程。可以说，每次对知识的学习都是我们自身头脑增长见识的过程，而这一次，则是我们知识转化成能力的一次飞跃的过程，在这次课程设计当中我学到了很多。何鹏老师的现场指导在本次课程设计的过程中起到了决定性的作用。如果没有大家的帮助和支持，我就不能成功完成这次设计。在此向各位老师以及同学们表示衷心的感谢！参考文献1 童诗白 模拟电子技术基础 高等教育出版社,1990.62 钱博森. 负阻器件负阻电路及其应用. 天津:天津大学出版社,1993.113 姜立东、姜雪松 Protel DXP原理图与PCB设计. 北京邮电大学出版社2006年2月4 苏文平 新型电子电路应用实例精选 .北京航空航天出版社 2002年2月5 John Rogers. The Effect of Varactor Non-Linearity on the Phase Noise of a Completely Integrated 1.8GHz VCO. Carleton University, Ottawa,ON,Canada. IEEE, 19996 Efstathiou,E.,Odrzygozdz, Z. On the VCO Oscillator with the Negative Dynamic Feedback. Frequency Control and Synthesis Second International Conference, 1989.4:4144不要自己写，要利用word来自动生成。详情请看最后一页附录1该项目所用元件列表：Part TypeDesignatorFootprint0.1uFC310.1uFC20DIP-141s141s181s111s171s131s121S101D101s161s151kR301kR232N930Q302N930U30DIP-1410KR1810KR1910KR1010KR1710KR1310KR1210KR1410KR1610KR1510uFC3010uFC21DIP