eda课程设计报告书--智力竞赛抢答器

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1、EDA课程设计报告书题目：智力竞赛抢答器姓名：张建勋班级：电子11-3班学号：110104020062成绩：8一、设计题目及要求1设计题目：智力竞赛抢答器2要求：（1）五人参赛每人一个按钮，主持人一个按钮，按下就开始；（2）每人一个发光二极管，抢中者灯亮；（3）有人抢答时，喇叭响两秒钟；（4）答题时限为10秒钟，从有人抢答开始，用数码管倒计时间，0、9、8…1、0；倒计时到0的时候，喇叭发出两秒声响。二、设计过程及内容1总体设计方案智力抢答器由5名选手及主持人作为共同输入端，由主持人控制总开关。当主持人打开开

2、关按钮后，处于高电平状态，抢答开始。此时选手进行抢答，抢答后的答题时间为十秒，抢答者抢答时输出高电平有效，最先抢答的人对应的二极管发亮，表示该选手抢中，同时喇叭响两秒，且数码管显示器开始进行十秒倒计时，当计时器再次为0时，喇叭再响2秒钟，抢答及答题过程结束。主持人控制的总开关可复位，当主持人关闭开关时，处于低电平状态，此时发光的二极管熄灭，倒计时归零，抢答器不工作，选手无法抢答，直到主持人再次打开开关时，进行下一轮抢答。经分析，本设计的重点和难点包括3个方面：①．开始抢答时，最先按下开关的选手为抢中者，此时其

3、他选手按开关无效；②．没有抢答者抢答时，没有任何输出变化，当有抢答者抢中时，对应发光二极管发光，喇叭开始响两秒，同时10s倒计时开始，关键在于同步性问题；③．主持人的总开关在任何时刻关闭开关，都可以使整个系统还原到最初没有抢答的状态。设计方案如下:根据要求将整个课题设计分为4个模块，分别为抢答器，分频器，2s发声器，10s倒计时器。总体方案的模块总设计原理图如下图：8原理图介绍说明：抢答器模块中用五个高低电平控制开关（AA-EE）作为五名选手的输入端，并用五个输出端（YA1-YE5）外接发光二极管分别对应于五

4、个输入端；另取一个高低电平控制开关(FF)作为主持人输入端；六个输入端共同控制抢答器模块。脉冲输入信号输入端（CCLLKK）输入频率732HZ的时钟信号，后边经分频器模块产生1HZ的时钟信号，为发声器模块和10s倒计时模块提供时钟脉冲频率，分频器模块受主持人开关和抢答器模块共同控制。10s倒计时器模块受主持人开关和抢答器模块共同控制，七个输出端对应接七段显示译码管。2s发声器模块有两个，其输出端均接喇叭，其中一个受受主持人开关和抢答器模块共同控制，另一个受主持人开关和10s倒计时器模块共同控制。另外两个D触发

5、器，做控制开关。总体设计的仿真波形如下图：8仿真说明：主持人FF开关处于高电平状态时是抢答与答题环节，开始的一段属于测试阶段，EE选手高电平最先抢中，对应的YE5的输出端输出高电平，并驱动对应的发光二极管发光，同时第一个发声器的输出端（YLB1）输出2秒的高电平驱动喇叭发声，表示有抢答者抢答成功，同时10s倒计时计数器开始倒计时，然后主持人FF关闭开关，输出低电平，整个系统还原为抢答前最初状态，可见重点与难点①②③全部完成实现，测试成功。接下来一段属于正常抢答过程，前半段的原理同第一段，后半段显示译码管（YY

6、）依次显示“09876543210”，当第二个“0”出现时，第二个发声器的输出端（YLB2）输出2秒的高电平驱动喇叭发声，表示答题时间到，整体实验成功。主持人FF开关再次处于低电平状态时，不能抢答，回到抢答前的最初状态，当再次输出高电平时，进行下一轮抢答。接下来介绍各模块的工作原理。2模块一：抢答器模块逻辑原理图：原理图说明：A~E输入端代表五个参赛选手，F输入端为置零端，主持人控制，QA~QE输出端接发光二极管。当F置于低电平时，5个DFF触发器都被置零，A~E都无法抢答，当F置于高电平时，抢答开始，强中者

7、对应的发光二极管发光，并通过非门和与门将CP信号封锁，并输入低电平到DFF中，则其他选手再次按键时结果不会改变，实现了一人抢答后，其他人不能再做答，当主持人F清零后，与门处的CP信号打开，主持人F重新置于高电平试则可重新抢答。8仿真波形图：仿真图说明：当主持人F置于低电平时，选手无法抢答；当主持人置于高电平时，选手开始抢答，首先抢答的是E，对应的QE二极管发光，其他人抢答对结果没影响；当主持人F清零后，E的二极管由亮到灭，当主持人F重新置于高电平试抢答重新开始。3模块二：分频模块逻辑原理图：原理图说明：三个7

8、4160十进制计数器组成一个732进制的计数器，当计数到731时三个计数器的LDN同时置零，计数重新从0开始，完成了732分频。输入端FPKG是分频器开关，当FPKG为低电平时，3个74160计数器清零，当FPKG为高电平时，将输进来的732HZ的脉冲分频成1HZ的脉冲，并从输出端1HZ输出，为两秒计时器和十秒倒计时器提供时钟脉冲，FPKG此开关保证了此模块可以与之外的其他模块保持同步性。仿真波形图