EDA设计报告 叶鸿飞

1、广州航海高等专科学校EDA课程设计报告设计题目:四路抢答器所在院系信息与通信工程学院专业名称电子信息工程技术设计（论文）作者叶鸿飞班级电信112学号指导教师闫瑞瑞完成时间2012年12月21日摘 要抢答器作为一种工具，已广泛应用于各种智力和知识竞赛场合。本设计做的是四路抢答器，考虑到要显示抢答者号码，还要把抢答者的号码锁存下来，还要有恢复功能，所以利用锁存器和译码器及外围电路实现的抢答系统，数码管能够正确地显示选手的号码。系统能够实现：在抢答中，只有开始后抢答才有效，如果在开始抢答前抢答为无效，有一个手动恢复清零功能！目录1. 设计要求2. 方案设计2.1四路抢答器的系统原理框图3. 四路抢答

2、器的电路实现3.1 输入单元电路设计3.2 555震荡器单元电路设计3.3 输入锁存单元电路设计3.4 指示灯与驱动输入单元电路设计3.5 驱动及显示单元电路设计3.6 四路抢答器系统总体电路图4. 仿真测试5. 参考文献1 设计要求中小规模集成电路和常用电子元器件设计一个抢答器，具体要求如下：（1）有4路抢答，分别用四个开关表示；（2）由主持人复位后方可抢答。即设置一个抢答控制开关，该开关由主持人控制；（3）抢答器具有锁存与显示功能。即抢答开始后，显示第一抢答选手的编号，其后按键的人被封锁，一直保持到主持人按清除为止，再开始下一轮抢答。2 方案设计2.1四路抢答器的系统原理及原理框图本抢答器

3、系统的原理是：采用四个按键开关输入，使用74ls175锁存，使用74ls48进行译码，用七段数码管输出，555构成的多谐振荡器与7440和7406还有7403一起给锁存器一个锁存信号。原理框图：指示灯555震荡器1号抢答输入2号抢答锁存及输出3号抢答译码器4号抢答主持人复位开关数码管3.四路抢答器的电路实现3.1 输入单元电路设计这些开关起到的抢答输入功能。当没人按下开关时，74ls175输入的为低电平，没有输出；当有人按下时，74ls175一端输入的是高电平，相对应的一段也会变高电平。从而引发下一级做用。3.2 555震荡器单元电路设计555震荡器起到的作用是产生方波，7440和7406还有

4、7403一起给锁存器一个锁存信号。当与接通电源后，由于555内部特殊的结构和外部电路的辅助共同做用，在输出端能够产生方波。且频率可以由R11，R12和C3决定。频率的计算公式为：f=1.43/(R11+2*R12)*C3;高电平持续的时间为：t=0.7*（R11+R12）*C3低电平持续的时间为：t=0.7*R12*C33.3 输入锁存单元电路设计本单元主要实现的功能是抢答信号的输入及锁存。本单元由74ls175，7440和7406还有7403一同构成；74ls175是四D触发器，有四个输入和八个分别向对应的输出，有四个Q0和四个Q0，CLR端为复位端，CLK端为锁存端。7440和7406还有

5、7403分别是四输入，一输入和二输入的与非门电路。当74ls175的CLR端和CLK端为高电平时，输出等于输入，当CLK端从高电平变为低电平时，输出端的数被锁存，且不能输入，当CLR端从高电平变为低电平时，实现清零功能，及复位！与CLR相连的开关就是复位开关。3.4指示灯与驱动输入单元电路设计本单元实现的指示灯的亮暗及使后面的输入端不相互影响。当74ls175有输出时，相对应的灯会亮起，后面的二极管的作用是是后面的输入不相互影响。3.5 驱动及显示单元电路设计本单元实现的是将74ls175输出端的信号进行编译，然后去数码管显示选手号码。74ls48为是一种常用的七段数码管译码器驱动器；当74l

6、s48的LT,RBL,BI都为高电平时，实现的是置数功能，当LT为低电平时，输出为8，在这里我们用的是74ls48的置数功能。不同的输入信号就会有不同的输出信号，从而可以驱动数码管显示不同的数字。数码管用的七段共阴极数码管，能显示0到9的十个数字，与数码管相连的是7个限流电阻，预防数码管烧坏。3.6 四路抢答器系统总体电路图选手按键抢答，有人抢答成功时，74ls175有输入，且有输出，同时锁存端会在几个与非门和555多谐振荡器同时作用下，会由高电平变成低电平，从而进行锁存，74ls175有输出，相对应的led会亮起，后面的二极管在不相互影响的情况下，把信号传递给74ls48，74ls48会根据

7、输入电平进行译码，从而驱动数码管显示不同的数字。与74ls175相连的一个开关时复位开关，由主持人控制，从而实现了四路抢答器的抢答，锁存，译码，显示，复位等功能。4. 仿真测试4.1 输入单元电路仿真当有人抢答成功时，输入电平会有低电平变成高电平。4.2 555震荡器单元电路当总开关闭合时，555开始工作，在这里它的震荡频率为206.578KHZ.4.3 输入锁存单元电路仿真当有选手抢答成功后，即在74ls175输入了高电平，从而相对应的输出端为高电平，同时四个反相输出端与7440,7406,7403和555振荡器的作用下，在74ls175输出的同时，把输入的信号锁存，从而其他选手不能再抢答。

8、4.4指示灯与驱动输入单元电路仿真有信号输入给led是，相对应的led会亮起，同时后面的二极管输出的为高电平。4.5 驱动及显示单元电路仿真74ls48有输入时，它能进行译码并且驱动数码管像是抢答选手的号码，直到主持人按下复位按钮才便会零4.6 四路抢答器系统总体电路图选手按下抢答按钮，74ls175会有个输入，且有个高电平的输出，由7440,7406,7403和555构成的电路会给锁存端哟个信号，会把输入信号锁存，相对应的led就会亮起，经过二极管，74ls48会有个输入，74ls48进行译码，驱动数码管显示选手号码，从而达到抢答器所要求的所有电路及要求。4.7 结论用74ls175与555做锁存电路及复位电路，74ls48做译码驱动电路，