Quartus六路抢答器实验报告

抢答器实验报告抢答器实验报告 一 一 抢答器的功能介绍 抢答器的功能介绍 1 基本功能 1 抢答器同时供 6 名选手比赛 分别用 6 个按钮 S0 S5 表示 2 设置一个系统清除和抢答控制开关 S 该开关由主持人控制 3 抢答器具有锁存与显示功能 即优先锁存抢答选手的编号 并显示在数码管上 扬声器发出音响提示 此时其它选手再按键无 效 优先抢答选手的编号一直保持到主持人将系统清除为止 2 扩展功能 1 抢答器具有定时抢答功能 且一次抢答的时间由主持人设定 如 30 秒 当主持人启动 开始 键后 定时器进行减计时显 示 主持人按 开始 键前抢答给以警告 抢答选手的 LED 闪 烁 2 参赛选手在设定的时间内抢答后 定时器停止减计时 3 如果定时时间已到 无人抢答 本次抢答无效 系统报警并 禁止抢答 定时显示器上显示 00 二 抢答器总体方案设计及原理图 二 抢答器总体方案设计及原理图 1 总体方案图 1 主持人有开始键和复位键 按下开始键后才能开始抢答 否则 主持人按开始键主持人按开始键选手抢答选手抢答显示选手编号并有提显示选手编号并有提 示音 屏蔽他人按键示音 屏蔽他人按键 主持人按清除键主持人按清除键 犯规 其他六个人设有六个按键 按键中加有除颤装置 2 抢答后选手的号码用数码管显示 正常抢答后显示抢到的选手 号码 并有铃声响起 如果在主持人按开始键前有人抢答 则选手的 指示灯会闪烁 并有报警音响起 3 如果 10 秒内没有抢答 则说明该题超时作废 三 三 抢答器单元模块设抢答器单元模块设 选手 主持人按键输入选手 主持人按键输入 按键装置 含有除颤功能按键装置 含有除颤功能 主持人未开始 主持人未开始 选手抢答 指示选手抢答 指示 灯闪烁警告灯闪烁警告 选手抢答 锁存选手的号选手抢答 锁存选手的号 码码 一片一片 74192 控制蜂控制蜂 鸣器响 一片控制鸣器响 一片控制 警报响多久警报响多久 由两片由两片 74192 做定时做定时 器来控制开始后抢答器来控制开始后抢答 的时间的时间 1 键入模块 1 除颤装置 除颤装置的原理是 在按键操作时 机械触点的弹性及电压跳动等 原因 在触点闭合或开启的瞬间会出现电压的抖动 如果不进行处 理就会造成误操作 按键去抖动的关键在于提取稳定的低电平状态 如果连续几次为低电平 可以认为信号已经处于稳定状态 此时输 出一个低电平按键信号 即 即 当给与 D 触发器一个 100hz 的脉冲信 号 选手按键后 为低电平 经过多个 D 触发器触发 最后输出稳 定的低电平 2 总的键入装置 键入装置原理 六位选手和主持人的输入后均除颤装置 在主持人 后接有一个 T 触发器 T 触发器是保证输出的信号与 T 保持一致 即输出为高电平 且由主持人触发 3 仿真后的波形图 此图说明当选手 k2 按下后 经过除颤装置输出的为低电平 其他选 手没有按键 因此输出的是高电平 当主持人是高电平是即使 T 触 发器触发 因此输出的 S 是高电平 2 抢答器模块 1 原理图 图中芯片 74148 为优先编码器 只用六个按键 EIN 为使能端 当 为低电平时芯片工作 工作时 GSN 为低电平 EON 为高电平 三个 输出中每个输出接一个 RS 触发器 RS 触发器的作用是取反 例如 当选手三按下后 74148 输出为 100 经过 RS 触发器 输出为 011 经过 7448 译码器显示的即为 011 Q1 输出的即为锁存的号码 2 仿真后的波形图 此图说明当选手四按键后 即输入为低电平 由 7448 的真值表 十进制 A3A2A1A0abcdefg 401000110011 显示可得输出的 ABCDEFG 与真值表符合 3 控制蜂鸣器响以及响多久的模块 上面的 74192 芯片是控制蜂鸣器是否响的一个重要组成部分 其原 理是 起初置数 0010 左面选手按键后输入的为低电平 经过一个 非门后为高电平 74192 芯片的 BON 端是借位端 因此在开始时为 高电平 两个高电平到达 DN 触发 74192 可逆计数器减一 从 0010 变为 0001 A 输出为 1 BCD 输出为 0 经过或非也为高电平 下面的 74192 芯片是控制蜂鸣器响的时间 其工作原理是 起初置 数为 1000 此时输出为 xx 为高电平即是蜂鸣器响的一个必要条件 给一个频率以及 CON 进位端起初为高电平 经过与门到达 UP 触发 74192 可逆计数器加一 从 1000 变为 1001 因此输出 AD 均为高电 平 xx 输出为低电平 此时蜂鸣器不再响 4 定时器模块 1 原理图 抢答器模块的原理图是由两片 74192 可逆计数器和两片 7448 七段译 码器组成 上面的 74192 芯片起初置数为 0001 下面的 74192 芯片 起初置数为 0000 两个芯片组成 10 进制倒计时 上面的为视为 下面的为个位 Q 为低电平加一个非变为高电平触发下面的芯片 DN 减一 由于一开始为 0000 减一时要向高位借一 依次下去即为倒计 时 并通过 7448 在数码管中显示出来 2 仿真后的波形图 此图说明在 finish 为高电平时即抢答开始 此时十位的 74192 芯片 在 1 和 0 之间变换 当为高电平时 个位的 74192 芯片显示的均为 0 当为低电平时 十位的 74192 芯片显示的为从 9 到 0 在 finish 为低电平时 此时抢答结束 即数码管上显示 00 5 分频器 1 原理图 48MHZ 经过一个 74161 芯片 为 3 分频 变为 16MHZ 再经过 3 个 74160 芯片 为 1000 分