电力电子技术课程设计抢答器.docx

课 程 设 计 课程名称 电子技术综合设计与实训 题目名称 八位数字抢答器 学生学院 自动化 专业班级 自动 学 号 _学生姓名 指导教师 张 2012 年 11 月 30 日广东工业大学课程设计任务书题目名称八位数字抢答器学生学院自动化专业班级自姓 名学 号31一、课程设计的内容1）利用各种器件设计一个多路智力竞赛抢答器。 2）利用DE2板对所设计的电路进行验证。 3）总结电路设计结果 二、课程设计的要求与数据1）. 抢答器同时供8名选手或8个代表队比赛，分别用8个按钮S0 S7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。即选手按动按钮，锁存相应的编号，并在优先抢答选手的编号一直保持到主持人将系统清除为止。 4）. 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，同时扬声器发出短暂的声响，声响持续的时间0.5秒左右。5）. 参赛选手在设定的时间内进行抢答，抢答有效，定时器停止工作，显示器上显示选手的编号和抢答的时间，并保持到主持人将系统清除为止。 6）. 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。三、课程设计应完成的工作1 设计思路1.1学习要求： 复习编码器、十进制加/减计数器的工作原理，设计可预置时间的定时电路分析与设计时序控制电路。画出定时抢答器的整机逻辑电路图，掌握智力抢答器的工作原理及其设计方法，并对各种元器件的功能和应用有所了解。并能对其在电路中的作用进行分析。例如：555定时器，优先编码器74LS148和RS锁存器74LS279以及十进制同步加/减计数器74LS192。1.2 设计思路设定一条控制总线S 控制整个系统的运作，高电平有效。设定一个清零控制，用于清除上一次抢答的显示，高电平清零。另设定了一个自主的计数器置数控制set。由于DE2板上仅提供50MHz和27MHz的时钟，需设定 lpm_count分频器来对系统时钟进行分频，计数器主要是用两个74LS190，通过这两个计数器，进行30秒的倒数。2 模拟仿真使用可编程逻辑器件和QUARTUS II软件，用原理图输入方法，进行编译，仿真。3 下载 模拟仿真结果正确后，结合实验板设置各输入、输出端；指定下载芯片，重新编译。编译结果正确后下载到相应芯片中。4 实验结果验证 下载完成后，在实验板上验证结果，可以利用实验板上的按键模拟呼叫源。四、课程设计进程安排序号设计各阶段内容地点起止日期1观看课程设计要求书，复习相关知识图书馆11.26-11.262构思个人设计思路图书馆、教室11.26-11.283在软件上画出实验要求电路图宿舍11.28-11.284进行模拟仿真宿舍11.28-11.285实验室进行下载验证实验室11.29-11.296进行验收实验室11.29-11.29五、应收集的资料及主要参考文献1.现代电子技术实践课程指导，谢云 等 主编，机械工业出版社2.SOPC技术与应用，江国强，机械工业出版社，2006年10月3.EDA技术与应用，江国强，电子工业出版社，2007年1月4.现代电子技术实践课程指导 谢云 机械工业出版社5.八位竞赛抢答器电子系统电路分析与设计 崔本亮；张雷 2009年20期 199202发出任务书日期： 2012年 11月 26日 指导教师签名：计划完成日期： 2012年 11月 29日 基层教学单位责任人签章：主管院长签章：摘 要使用可编程逻辑器件和QUARTUS II软件，用原理图输入方法，设计出八路抢答器，进行编译，仿真。八路抢答器应具有课程设计要求的相关功能。关键词： 八路抢答器可编程逻辑器件QUARTUS II软件原理图目 录1 设计任务目的及要求51.1 设计任务51.2设计要求52 原理与模块介绍52.1抢答器的组成52.2主持人开关52.3优先编码器74148、锁存器74279、全加器7414862.4 7段显示译码器744762.5 分频电路72.6 减法计数器电路73 设计方案83.1 设计图83.1 设计思想84 实验结果与数据处理94.1 实验结果95 结论与问题讨论95.1 结论和体会9参考文献9附录91 设计任务目的及要求1.1 设计任务 1）利用各种器件设计一个多路智力竞赛抢答器。 2）利用DE2板对所设计的电路进行验证。 3）总结电路设计结果1.2设计要求 1）. 抢答器同时供8名选手或8个代表队比赛，分别用8个按钮S0 S7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。即选手按动按钮，锁存相应的编号，并在优先抢答选手的编号一直保持到主持人将系统清除为止。 4）. 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，同时扬声器发出短暂的声响，声响持续的时间0.5秒左右。 5）. 参赛选手在设定的时间内进行抢答，抢答有效，定时器停止工作，显示器上显示选手的编号和抢答的时间，并保持到主持人将系统清除为止。 6）. 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。2 原理与模块介绍2.1抢答器的组成抢答器主要由控制端输入电路、优先编码器、触发锁存电路、7段显示译码器和数码管、指示灯几部分组成。2.2主持人开关实现清零和开始抢答2.3优先编码器74148、锁存器74279、全加器74148编码器的作用是将某一开关信息转化为相应的8421BCD码，以提供数字显示电路所需要的编码输入。当有选手输入时，GS使能端输出低电平。电路把编码器输出的低电平信号，锁存起来，输入到锁存器74279，使74279的Q1端获得一个信号输入到74148的EN端，促使74148工作，使优先者有效，其他人无效。由于74148出来的数值是从07，选手编号一般为18，所以，设置此加法电路，使74148的输出加1，输出选手的号码。2.4 7段显示译码器7447译码驱动电路将编码器输出的8421BCD码转换为数码管需要的逻辑状态，并且为保证数码管正常工作提供足够的工作电流。2.5 分频电路把系统的时钟分频，为计数器提供周期大约1S的时钟，提供给计数器计时。2.6 减法计数器电路可以设定0-99s的时间，实现系统倒计时计数，提供信号给报警电路。当时无人抢答，时间倒数到最后显示00。3 设计方案3.1 设计图3.1 设计思想首先根据实验的要求，把程序分为主持人控制模块、选手抢答和显示模块和定时计数显示模块。然后根据他们各自不同的功能要求选取电子芯片，最后连接测试4 实验结果与数据处理4.1 实验结果在实验室中，板上显示出选手编号和倒计时显示，设计的功能基本实现，实验基本完成。5 结论与问题讨论5.1 结论和体会八路抢答器的全部功能已经实现了。但是在实验的过程中，由于对quartue 2软件和一些芯片的不熟悉，找不到正确的芯片实现我想要的功能，使得我没设计好电路图。在我的电路中，由于找不到一块适合进行8位选手进行抢答的选取芯片，只好用优先编码器74148，但74148是有优先权的，不是一块很合理的芯片，所有后来我就想用2个8线-3线的编码器组合起来，设计出一个，没有优先权的编码器，但是时间有限没有做更改。很高兴自