八路数字抢答器.doc

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1、课程设计课程名称电子线路设计CAD设计名称八路数字抢答器设计专业电子信息工程班级10电信1班学号20101305004姓名王瑞八路数字选择器王瑞20101305004南京信息工程大学电子信息工程系，南京210044摘要：本设计通过EWB绘制电路原理图和仿真及PROTEL软件完成了一个能够满足特定要求的八路抢答器。并且电路具有第一抢答信号的鉴别和锁存功能和30秒倒计时功能。该抢答器除具有基本的抢答功能外，还具有定时、计时和报警多重功能。主持人通过时间预设开关预设供抢答的时间，系统将完成系统将完成自动倒计时。若在规定的时间内无人抢答，则系统中的蜂鸣器将发响则系统中

2、的蜂鸣器将发响，提示主持人本轮抢答无效提示主持人本轮抢答无效，同时实现报警功能。关键词：八路,抢答器,设计,定时，计时，报警第一章、绪论经过一个学期的学习，结合理论课与实验课的学习成果，在期末之际，应用所学EWB与PROTEL技术以及之前的数字电子线路知识决定设计一款八路竞赛抢答器，并能实现以下功能。（1）设计制作一个可容纳8组参赛的数字式抢答器，每组设置一个抢答按钮供抢答者使用。（2）电路具有第一抢答信号的鉴别和锁存功能。在主持人系统发出抢答指令后，若参赛者按抢答开关，则该组指示灯亮并用组别显示电路显示出抢答者的组别，同时指示灯(发光二极管)亮。此时，电路应

3、具备自锁存功能，使别组的抢答开关不起作用。（3）在主持人没有按下开始抢答按钮前，参赛者的抢答开关无效；当主持人按下开始抢答按钮后，开始进行30秒倒计时。此时，若有组别抢答，显示该组别并使抢答指示灯亮来表示“已有人抢答”；当计时时间到，仍无组别抢答，则计时指示灯灭表示“时间已到”，主持人清零后开始新一轮抢答。第二章、电路原理图设计和分析1.总体设计思路根据所要设计的系统功能，将整个系统划分成几个主要模块，再将每个模块细分成几个子模块，最后将各模块连接起来组成所需的系统。对于一个抢答器系统，可将其分为五个模块：选手抢答模块、抢答启动模块、显示模块、蜂鸣器控制模块，

4、计时模块。如图1所示。显示抢答选手号蜂鸣器选手抢答30秒计时抢答启动　　　其中抢答启动模块具有启动抢答及启动定时功能，输出使能信号给选手识别模块，选手识别模块完成锁存抢答信号的功能，并通过指示灯的亮灭判断选手号；蜂鸣器对抢答成功以及超时鸣声报警。2.EWB设计创作原理图具体设计电路图如下：（1）优先表决电路优先表决电路是用来判断哪一个预定状态优先发生的电路，如判断赛跑者谁先到达终点，智力竞赛中谁先抢答。本设计中该电路是用两个4D触发器级联及与非门组成的。CP脉冲电路由555电路提供，按钮为抢答人按钮，space按钮为主持人复位按钮。当无人抢答时，按钮1、2、3

5、、4、5、6、7、8均为低电平，这时触发器CP端虽然有连续脉冲输入，但74LS175的输出端Q1~Q8均为0，指示灯不亮，蜂鸣器输入端为低电平，所以不发声。当有人抢答时，例如1键被按下，在CP脉冲作用下，Q1立即变为1，指示灯被点亮，同时8与非门输出端为高电平，蜂鸣器发声，在经反向后，控制从555来的脉冲不能再作用到触发器，即使其他抢答者按下按钮也将不起作用。主持者可按space按钮，是电路恢复正常状态，并为下一次抢答做好准备。（2）计时电路计时电路是由十进制计数器和与非门组成的。74LS163级联，通过同步清零功能实现30进制计数器。Sn-1=S29=000

6、11101并将第一片QA,QC,QD以及第二片的QA通过与非门送入清零端，当计数器挤满30个脉冲清零。（3）秒脉冲发生器秒脉冲发生器由555触发器实现。电路的震荡周期T=0.7(R1+1R2)C。取RI=500KΩR2=2039.51KΩ。C=0.47μF，这样输出脉冲的频率就为1HZ。秒脉冲发生器设计就完成了。与计时电路连接，计数到30时时间刚好为30秒，计数器清零，且指示灯灭掉，报警时间已到。第三章、系统仿真分析系统仿真分析图如下所示：当主持人按下space按钮，1号选手在规定时间内率先按下按钮，则1号指示灯亮，2号选手后按下按钮，指示灯没有显示。输出波形

7、如图中所示。第四章、PCB设计分析1.PROTEL软件使用中遇到的问题和解决方法Protel是一款功能强大的计算机辅助电路设计软件。具有绘制电路原理图、对设计的电路原理图进行仿真、设计多层印刷电路板等功能。因其具有丰富多样的编辑器、完善有效的检测工具、灵活有序的设计管理系统，因而成为EDA技术行业广泛使用的一款优秀软件。该软件入门较为容易，但要熟练掌握它也非一日之功。1.对话框信息显示不完整的问题Protel99SE中所有的对话框说明文字后部分显示都不完整，这对使用者特别是初学者存在理解上的障碍。造成这种现象的原因是设置不到位引起的。但一般教材限于篇幅，未见介

8、绍解决这个问题的方法。如下：点击pro