EDA综合课程设计格式江建平201210330227

1、 题目_抢答器_ 班级_12电子2班_ 学号_201210330227_姓名_江建平_指导_胡克艳_时间_20151023_景德镇陶瓷学院电子综合技术课程设计任务书姓名江建平_ 班级 _12电子2班_ 指导老师 胡克艳 设计课题： 抢答器设计任务与参数五人参赛，每人一个按钮主持人一个按钮，按下开始，具有复位功能先抢中者对应的指示灯亮有人抢答时，蜂鸣5s设计步骤用拨码开关设定主持人及参赛者按钮用红色信号指示灯组L1-L5表示对应参赛者指示灯参考文献数字电子技术基础.阎石主编.高等教育出版社EDA课程设计指导书目录1、 设计说明 3 1.1设计思路3 1.2模块介绍3 1.3状态转换表6二 、原理

2、图 7三 、波形仿真图8四、 管脚锁定及硬件连线8五 心得体会9总体方案与原理说明一、设计说明1.1设计思路：拨码开关设定主持人及参赛者按钮，红色信号指示灯组L1-L5表示对应参赛者指示灯。主持人控制总开关，主持人置高电平后，系统进入准备工作。有人抢答时，相应的LED灯发光，显示管显示对应的答题者编号，同时蜂鸣器开始蜂鸣，蜂鸣5s后停止。但是灯是一直亮着的，直到主持人按复位键后灯才熄灭，编号也随着主持人复位消失。先抢者对应的指示灯亮，此后其他人在拨动开关对电路不起作用。此方案由五个高低电平（拨码开关）控制相应的发光二极管，第六个用于主持人复位。由触发器构成抢答器部分，由计数器和蜂鸣器设计蜂鸣5

3、s。由编码器和译码器构成数字显示。因此把整个课题分成三个模块：抢答器、计数器及蜂鸣器，数字显示器。1.2模块介绍：（1）抢答器部分（2）计数器模块及蜂鸣器（3）数字显示部分（附加部分）（1） 抢答器部分这里使用D触发器，主持人控制各触发器的异步清零端，附加门电路，使一旦有灯亮，就封锁所有触发器的时钟输入。ZCR为置零端，主持人控制，i1-i5由每位选手控制。L1-L5为发光二极管，主持人置低电平后,L1-L5都被置零。当主持人置为高电平时，抢答开始，成功者对应的二极管发光，通过与门将CLK信号封锁，并输入到DFF中，则其他选手再按键时，输出不会有影响，则实现了一人抢答后，触发器的时钟输入被封锁

4、，其他人不能再做答。主持人按s清零复位即可进行下一轮抢答。 计数器-蜂鸣器模块原理图4位同步二进制计数器74160的功能表CLKCLRNLDNEPET工作状态×0×××置零10××预置数×1101保持×11×0保持（但C=0）1111计数要求有人抢答时蜂鸣5s，所以这里采用计数器与蜂鸣器共同完成。74160是同步十进制计数器，进位输出端和有人抢答后或非门输出端的高电平相与，进位输出端依次是111110，当独立扩展下载版CPLD/FPGA的JP2_CF的SPEAKER接高电平时，蜂鸣器工作。所以此处把时钟信

5、号的频率设成1HZ，即当有人拨动开关后，进位信号输出端为高电平，蜂鸣器开始蜂鸣，5s后进位信号为低电平，蜂鸣器停止蜂鸣。（2） 数字显示部分(附加部分) 这里使用74147 104线编码器。当有选手进行抢答时，74147相应的端口被置为低电平，其他端口为高电平，共同组合为相应的二进制数，分别对应译码器中1，2，3，4，5的输入编码。 BCD-七段显示译码器真值表1.3状态转换表用74160接成的五进制加法计数器状态转换表状态变化顺序状态编码Q2 Q1 Q0进位输出等效十进制数S000010S100111S201012S301113S410014S510105S600010 二，原理图 整体电路

6、原理图 简介：DFF的D端始终给高电平，DFF的特性方程为Q*=D，当有人拨动开关时，相应的DFF得到上升沿，开始工作，相应的二极管被点亮，此时通过附加的门电路，时钟信号被锁住，其他人如果再拨动按钮已经不起作用。由输出端引出的五条线经反向后接入74147编码器，再经试验箱的译码器编译后，在静态显示管显示出对应的答题者的编号。同时各个触发器Q端相或经过门电路后得到的高电平接到74160的使能端，74160开始计数，进位输出端得到连续五个高电平，CLK信号频率为1HZ，蜂鸣器开始蜂鸣5S，5S后进位信号给出低电平，蜂鸣器停止工作。为了克服计数器的循环计数，即让蜂鸣器蜂鸣5S停止后不再蜂鸣，我们把进

7、位输出端与时钟信号相与后送入74160的CLK端，当进位输出信号为低电平时，时钟信号被封锁，计数器不再计数。计数器的清零端与主持人的复位端相连，答题完毕后主持人拨动复位开关开始清零，相应的LED灯熄灭，显示的数字消失。电路回到原始状态，进行下一轮抢答。三，波形仿真图3.1波形说明如图所示，ZCR代表主持人开关，io-i4分别代表5位参赛选手开关，Lo-L4代表对应选手的指示灯，d1-d4为编码器的输出端，sosa为蜂鸣器输出响应。设主持人开始给高电平，第7S拨动复位开关。假设i4先进性答题，其他选手答题慢于i4，由于门电路的锁定，只有最先抢答的i4的指示灯L5亮，同时，蜂鸣器响起，且蜂鸣时间为

8、5秒。由编码器74147输出的编码为0101，正对应译码器中的数字“5”，所以经试验箱的显示管显示为“5”号。四、管脚锁定及硬件连线需锁定部件相应管脚号CLKPIN8Sosa（蜂鸣器）PIN38S（主持人）PIN46I0PIN39I1PIN40I2PIN41I3PIN44I4PIN45L0PIN12L1PIN13L2PIN14L3PIN15L4PIN17aPIN127bPIN128cPIN131dPIN132hPIN94硬件连线：频率组模块低频组21接CLK（1HZ），五、总结 虽然这次课程设计只有两周时间，但是自己学到了许多东西。关于理论与实际的结合，细节决定成败与否等。EDA课程设计是电子

9、技术课程的实践性教学环节，是对我学习电子技术的综合性训练。在我以前我从来没有真正的搞过这样的实践设计,所以我非常珍惜这次做课程设计的机会.我做的是抢答器的设计，完成这一个课题要涉及到许多方面的知识。我通过上网查询和查阅相关书籍资料，向学习好的同学请教，知道了很多关于模拟电路和数字电路的知识，同时又重新将从前学过的知识看了一遍。做到对各个集成块的引脚功能和工作原理都很清晰。从而让我更深一步掌握了模拟电子技术和数字电子技术，学会了做课程设计的一般步骤。我首先制定出自己的设计项目，然后通过翻阅课本和相关资料学习相关知识，并向身边学习好的好朋友请教，最后在理解了设计电路之后进行操作。通过这次课程设计，

10、不仅培养了我独立分析和解决实际问题的能力，同时也为以后的电路设计打好了基础。学会了用MAX+plusII制作电子电路,通过这次设计，进一步加深了对EDA的了解。特别是当每一个子模块编写调试成功时，心里特别的开心。有时会有错误和警告，在细心的检查下，终于找了出来，排除困难后，编译就通过了，心里终于舒了一口气。在波形仿真时，也遇到了一点困难,想要的结果不能在波形上得到，后来检查才发现是END TIME 设置的不合理。通过这次课程设计，不仅锻炼了思维能力，还锻炼了动手能力其次。在连接各个模块的时候一定要注意各个输入、输出引脚，才能得出正确的结果，否则，出现任何一点小的误差就会导致整个文件系统的编译出

11、现错误提示， 通过这次课程设计使我懂得了理论与实际相结合是很重要的，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，才能真正学以致用，从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。在设计的过程中发现了自己的不足之处，对以前所学过的知识理解得不够深刻，掌握得不够牢固。 当最终在实验箱上模拟成功时，有点小小的成就感，终于觉得平时所学的知识有了实用的价值，达到了理论与实际相结合的目的，不仅学到了不少知识，而且锻炼了自己的能力，使自己对以后的路有了更加清楚的认识。同时，希望学校多给我们提供这样的机会。最后，感谢各位老师的耐心指导，让我对自己充满信心，完成这次EDA设计。参考文献 1 强锡富. 传感器. 机械工业出版社，2001年 2 李科杰. 新编传感器技术手册. 国防工业出版社，2002年3 贾伯年. 传感