eda課程設(shè)計之六人搶答器

1、<p>　　課 程 設(shè) 計 說 明 書</p><p>　　題目： 搶答器 </p><p>　　課程設(shè)計（論文）任務(wù)書</p><p>　　院（系）：電氣工程學(xué)院 基層教學(xué)單位：電子實驗中心 </p><p>　　說明：此表一式四份，學(xué)生、指導(dǎo)教師、基層教學(xué)單位、系部各一份。</

2、p><p>　　2013年 12 月 19 日 </p><p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　一、設(shè)計說明</b></p><p><b>　　1.1 設(shè)計思路</b></p><p><b>　　1.2 模塊介紹<

3、;/b></p><p><b>　　1.3真值表</b></p><p><b>　　二、原理圖</b></p><p>　　2.1 搶答器及數(shù)碼管顯示原理圖</p><p>　　2.2 5s計時器原理圖</p><p><b>　　2.3 總原理圖<

4、;/b></p><p><b>　　三、波形仿真圖</b></p><p>　　四、管腳鎖定及硬件連線</p><p><b>　　五、總結(jié)</b></p><p><b>　　六、參考文獻</b></p><p><b>　　一、設(shè)計

5、說明</b></p><p><b>　　1.1 設(shè)計思路</b></p><p>　　6個參賽者者每人控制一個開關(guān)，主持人控制總開關(guān)，搶答時置高電平，主持人置低電平時，系統(tǒng)復(fù)位可進行下一輪搶答。搶答時，最先搶中者相應(yīng)的二級管發(fā)光，數(shù)碼管顯示相應(yīng)的路數(shù)，蜂鳴器響5s，并且此時其他人再按下?lián)尨鹌鞑粫蟹磻?yīng)。搶答完畢后需要主持人進行復(fù)位。</p>

6、<p>　　1.2模塊介紹 </p><p>　　設(shè)計方案用到了兩個模塊：計時器和搶答器及數(shù)碼管顯示電路。計時器主要是用了74160和T觸發(fā)器及門電路，用來控制蜂鳴器的響應(yīng)時間。搶答器及數(shù)碼管顯示電路包含6個D觸發(fā)器、6個發(fā)光二極管、1個74148優(yōu)先編碼器和一個6輸入的與非門，第一個撥下開關(guān)置高電平后，相應(yīng)的發(fā)光二極管亮、數(shù)碼管顯示搶答路數(shù)并封鎖D觸發(fā)器，其他人再撥下開關(guān)并沒有影響。</p

7、><p>　　本次課程設(shè)計用到的設(shè)備還有蜂鳴器（內(nèi)鎖），如圖一所示，蜂鳴器模塊含有一個蜂鳴器BUZZER和一個跳線器JBUZZER。當(dāng)使用蜂鳴是，此跳線器短接。同時獨立擴展下載版CPLD/FPGA的JP2_CF的SPEAKER接高電平時，蜂鳴器工作。</p><p>　　本次課程設(shè)計還用到靜態(tài)共陽極數(shù)碼管（內(nèi)鎖），首先當(dāng)控位“IO_DS1”為高電平時該數(shù)碼管有效選中，此時74148輸出二進制數(shù)

8、通過譯碼后該數(shù)碼管顯示十進制數(shù)。</p><p>　　1.3真值表 </p><p>　　表一 T觸發(fā)器真值表</p><p>　　表二 74160真值表</p><p>　　表三 D觸發(fā)器真值表</p><p><b>　　二、原理圖</b></p><

9、;p>　　2.1 搶答器及數(shù)碼管顯示原理圖</p><p>　　選手控制1~6號開關(guān)，主持人控制m開關(guān)，CLK為8HZ的輸入脈沖，L1~L6為發(fā)光二極管，IODS1控制控位當(dāng)它為高電平時靜態(tài)數(shù)碼管顯示（IOSD1接VCC始終保持為高電平），A3、A2、A1、A0分別接“1D0”“1D1”“1D2”“1D3”二進制數(shù)經(jīng)過譯碼后顯示搶答路數(shù)十進制數(shù)。</p><p>　　主持人撥碼開關(guān)置

10、到高電平，即進入搶答環(huán)節(jié)，如果有一個參賽選手按下?lián)芴栭_關(guān)，對應(yīng)的D觸發(fā)器輸出高電平，對應(yīng)的發(fā)光二極管亮，但經(jīng)過反相器后變?yōu)榈碗娖绞笰ND7，</p><p>　　與門封鎖，此時六個D觸發(fā)器的CLK輸入端沒有脈沖輸入，D觸發(fā)器全部封鎖，所以在有一個人先搶答的前提下，其他選手搶答無效，而經(jīng)過反相器的六個信號經(jīng)過74148譯碼后輸出三位二進制數(shù)A2、A1、A0加上A3端（固定接地）然后A3、A2、A1、A0接靜態(tài)數(shù)碼管

11、四個端的1D3、1D2、1D1、1D0控制輸出的十進制。一輪搶答后主持人在控制異步清零端進行清零。清零完畢后支持人復(fù)位準(zhǔn)備下一輪搶答。</p><p>　　2.2 5s計時器原理圖</p><p>　　將十進制74160通過異步清零法配置成五進制計數(shù)器。當(dāng)輸入1HZ時的始終信號時，即可實現(xiàn)5s定時。</p><p>　　將異步清零信號反向后即可獲得5s的高電平信號（

12、呼叫聲）。</p><p>　　當(dāng)參賽選手按下?lián)尨痖_關(guān)（即此電路中的VCC），當(dāng)QC、QB、QA輸出為000是OR3或門不能打開此時蜂鳴器不響，當(dāng)QC、QB、QA輸出為001、010、011、100、101時OR3或門打開輸出高電平，此時蜂鳴器開始響，響五秒之后當(dāng)QCQBQA變?yōu)?10時NAND2與非門輸出低電平，使CLRN引腳工作使QCQBQA全部清零。</p><p><b>

13、;　　2.3 總原理圖</b></p><p>　　如圖，六個參賽選手分別控制五個開關(guān)1~6，主持人控制一個撥碼開關(guān)m。有一人先搶答時，對應(yīng)發(fā)光二極管亮、蜂鳴器響五秒后停止并且數(shù)碼管顯示搶答路數(shù)。一個人先按下?lián)艽a開關(guān)后其他參賽選手在搶答無效。一輪搶答后主持人利用m端需要進行復(fù)位（先置為低電平，后置為高電平）。</p><p><b>　　四 仿真圖</b>

14、</p><p>　　如圖，從波形圖中可以看出各項輸出輸入均符合要求。</p><p>　　六人參賽，每人一個撥碼開關(guān)</p><p>　　主持人用一個撥碼開關(guān)控制復(fù)位，先置地電平后置高電平，才可進行下一輪搶答</p><p>　　先搶中者對應(yīng)的發(fā)光二極管亮，數(shù)碼管顯示搶答路數(shù)</p><p><b>　　有

15、人搶答時蜂鳴5秒</b></p><p>　　四、管腳鎖定及硬件連線</p><p><b>　　輸入端鎖定：</b></p><p>　　1-PIN39 2-PIN40 3-PIN41 4-PIN44 5-PIN45 6-PIN46</p><p>　　m-PIN47

16、 CLK-PIN197 CLK1-PIN198</p><p><b>　　輸出端鎖定：</b></p><p>　　L1-PIN12 L2-PIN13 L3-PIN14 L4-PIN15 L5-PIN17 L6-PIN18</p><p>　　F-PIN38 A0-PIN127 A1

17、-PIN128 A2-PIN131 A3-PIN132 </p><p>　　IOSD1-PIN94</p><p><b>　　硬件連接：</b></p><p>　　頻率組連接：18（8HZ）-PIN197 21(1HZ)-PIN198</p><p><b>　　總結(jié)<

18、;/b></p><p>　　總結(jié)：通過本次EDA課程設(shè)計我學(xué)會了很多，收獲了很多，從當(dāng)初的對EDA一點都不懂到現(xiàn)在能自己獨立完成從電路設(shè)計到軟件模擬再到上箱手動連接從而驗證實驗結(jié)果這些全部過程。</p><p>　　在這一個星期的不斷摸索中，我學(xué)會并掌握了更多的知識，把從課本上的理論知識運用到在實際操作中，在不斷的失敗，不斷的改進電路圖，不斷的向別人請教指導(dǎo)中，我終于完成了這次設(shè)計

19、，當(dāng)連上試驗箱出現(xiàn)實驗結(jié)果的時候，不僅讓我感覺到了成功的欣喜，幾天的努力終于沒有白費，更讓我對自己有了信心。</p><p>　　通過這一個星期的EDA課程設(shè)計，通過老師們的講解和自己的動手不但使我熟悉了EDA課程設(shè)計的基本思想和基礎(chǔ)知識，初步掌握了其應(yīng)用軟件MAX-Plus的使用，而且更為深入的體會了數(shù)字電路在現(xiàn)代高科技信息產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域中的重要地位，通過簡單的電路設(shè)計，提高了我得獨立思考能力，通過連結(jié)實驗箱增強了我

20、的動手能力，并延伸了我在課堂上學(xué)到的知識，作為一名工科學(xué)生，這樣的EDA課程設(shè)計是非常有意義的。在課程設(shè)計中，通過思考、發(fā)問，自己解惑并動手設(shè)計的過程，將課本上的知識學(xué)以致用，不僅強化了自己原有的知識體系，并擴展了自己的思維。經(jīng)過這次課程設(shè)計，我相信在以后的課程設(shè)計中我們會吸取經(jīng)驗教訓(xùn)，做出更好的設(shè)計來。</p><p><b>　　六 、參考文獻</b></p><p&