四人抢答器课程设计 -

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1、四人抢答器电子课程设计说明书中北大学信息商务学院11050443X14贾树阳学生姓名：学号：电气工程及其自动化学院：张樨专业：指导教师：2013年12月目录1引言……………………………………………………12记内容、技术条件和要求……………………………………………12.1四人抢答器功能……………………………………12.2四人抢答器技术要求……………………………………13设计方案及思路………………………………13.1设计回路抢答器……………………………………………………33.2多谐振荡器工作原理………………………………………………………43.2.1振荡周期…

2、………………………………………………………………63.2.274LS175集成芯片的电路分析……………………………………………83.2.374LS20集成芯片的电路分析……………………………………………93.2.4555集成芯片的电路分析………………………………………………104抢答器的电路设计图………………………………………………………115心得体会………………………………………………………………………13参考文献…………………………………………………………………………14一、引言：现代生活中，数字电路产品与我们接触的是越来越平凡了，包括计算机、电子表

3、、智能仪器表及其它很多领域中，它给我们带来的不仅是工作上的方便，而且也给我们的生活娱乐添滋加彩。这次EDA课程设计中，我做的是四人抢答器，抢答器在现实中有着广泛的应用，在各种比赛中我们总是能够找到他的身影，比如：智力竞赛、各种娱乐节目中的活动计时等等都有着他的身影，本次设计基于课程任务它要最终能够实现：(1)四人进行抢答；(2)具有抢答开始后20秒倒计时，20秒倒计时后无人抢答显示超时，并报警；(3)能显示超前抢答台号并显示犯规警报；(4)能显示各路得分，并具有加、减分功能；(5)系统复位后进入抢答状态，当有一路抢答键按下时，该路抢答信号将其余各路抢答封

4、锁，同时铃声响，直至该路按键松开，显示牌显示该路抢答台号。基于上面要实现的功能本次设计软件部分采用VHDL语言进行相关功能的实现，硬件部分主要有数码管，锁存器、报警器等相关器件进行实现，使用QuartusII对编写的VHDL语言进行功能的调试和功能的仿真，最终在FPGA硬件上进行功能的验证和完善。内容提要：用74LS175N实现电路的四人抢答功能，用555定时器来控制计时，从而实现当无人抢答时的报警功能，在计时方面则有74LS192N及74LS247来实现数码管的倒计时。其中，74LS192N的预置数从高到低依次接1001（对应的十进制数为9），其DWN

5、端接高电平实现减技数。要注意的是74LS247N和74LS192N以及数码管是共阳极的二、计内容、技术条件和要求：2.l、设计用于竞赛的四人抢答器，功能如下：(1)有多路抢答器，台数为四；(2)具有抢答开始后20秒倒计时，20秒倒计时后无人抢答显示超时，并报警；(3)能显示超前抢答台号并显示犯规警报；(4)能显示各路得分，并具有加、减分功能；2.2、四人抢答器技术要求系统复位后进入抢答状态，当有一路抢答键按下时，该路抢答信号将其余各路抢答封锁，同时铃声响，直至该路按键松开，显示牌显示该路抢答台号。三、设计方案及思路3.1、设计回路抢答器由于四人抢答时，一

6、人按下开关，其他人的开关必须无效，不使电路中同时有两个抢答指示灯同时亮起。因此必须一个信号到来的时候封锁下一个信号的到来，使之作废无效。在主持人手机的开关复位，使工作电路正常工作。方框图如下脉冲发生器NE555反馈封锁信号74ls20D触发器作用是保持信号的持续输出74ls175主持人4抢答者4人相应的信号灯及闹铃提示根据方框图，其中的脉冲发生器的部分由NE555构成多谐振荡器，其NE555的芯片管脚及其作用如下它由分压器、比较器、基本R--S触发器和放电三极管等部分组成。分压器由三个5的等值电阻串联而成。分压器为比较器、提供参考电压，比较器的参考电压为

7、，加在同相输入端，比较器的参考电压为，加在反相输入端。比较器由两个结构相同的集成运放、组成。高电平触发信号加在的反相输入端，与同相输入端的参考电压比较后，其结果作为基本R--S触发器端的输入信号；低电平触发信号加在的同相输入端，与反相输入端的参考电压比较后，其结果作为基本R—S触发器端的输入信号。基本R--S触发器的输出状态受比较器、的输出端控制。3.2、多谐振荡器工作原理由555定时器组成的多谐振荡器如图(C)所示，其中R1、R2和电容C为外接元件。其工作波如图(D)所示。设电容的初始电压＝０，t＝０时接通电源，由于电容电压不能突变，所以高、低触发端＝

8、＝０<ＶＣＣ，比较器Ａ1输出为高电平，Ａ２输出为低电平，即，（1表示高电位，0表