第一篇：數(shù)電EDA課程設計智力競賽搶答器

燕山大學

EDA課程設計報告

姓 名：馬晨宏

學 號：050104020076 班 級: 05級電子信息工程3班 日 期：2007年11月12日

成 績：

一、設計題目：智力競賽搶答器

二、設計要求：.五人參賽每人一個按鈕，主持人一個按鈕，按下就開始； 2.每人一個發(fā)光二極管，搶中者燈亮； 3.有人搶答時，喇叭響兩秒鐘； 4.答題時限為10秒鐘，從有人搶答開始，用數(shù)碼管倒計時間，0,9,8…1，0；倒計時到0的時候，喇叭發(fā)出兩秒聲響。

三、設計內容：

1．設計方案：主持人控制總開關，主持人置高電平后，系統(tǒng)進入準備工作。有人搶答時，相應的二極管發(fā)光，同時數(shù)碼管開始倒計時，且喇叭響兩秒鐘。當?shù)褂嫊r再次到0的時候，喇叭再響2秒鐘。我設計的方案由五個高低電平控制相應的發(fā)光二極管，第六個用于主持人復位。由二極管控制數(shù)碼管和其中一個喇叭響，再由數(shù)碼管控制另一喇叭響。因此把整個課題分成四個模塊：搶答器、倒計時器、計時器、秒脈沖生成器。

2．模塊一：搶答器

I6為置零端，主持人控制，i1-i5由每位選手控制。o1-o5為發(fā)光二極管，主持人置低電平后,o1-o5都被置零。當主持人置為高電平時，搶答開始，成功者對應的二極管發(fā)光，通過與門將cp信號封鎖，并輸入到DFF中，則其他選手在按鍵時，輸出不會有影響，則實現(xiàn)了一人搶答后，其他人不能再做答。若重新開始則主持人再按i6清零即可。

此模塊的仿真波形如下：

仿真說明：

當i6為1時，即主持人按鍵以后，i5最先搶答成功，顯示o5是1，使其對應的二極管發(fā)光，然后主持人清零，o5變成零，可以再次搶答。

模塊二：十秒倒計時器

此十秒鐘倒計時器是由74168組成的十進制減法計數(shù)器，它只保留預制置數(shù)端，CP信號端，計數(shù)輸出端，其余的都置為0。Ldn是置零端，當它等于1的時候，74168有效，倒計時開始。當輸出0、9、--1時，D觸發(fā)器輸出結果總是1，不影響CP信號。當輸出從1到0時，D觸發(fā)器到上升沿，輸出結果為1，則CP信號被封鎖。此時倒計時器保持在0不變。若要重新開始，則把Ldn置0即可。

此模塊的仿真波形如下：

由圖可見，Ldn為1的時候開始倒計時，輸出結果0，9，8…0。最后保持0不變，符合題目要求。模塊三：2秒計時器

如圖將74160接成2進制計數(shù)器，輸出端和CP用與門連接，當clrn輸入0時o1—o4輸出0；clrn輸入1，CP脈沖通過，計數(shù)器開始計數(shù)。而計到2時，輸出端通過與門使CP信號封鎖，使計數(shù)器保持在二不變。此模塊的仿真波形如下：

由圖可見，當clrn為1的時候，開始計時。0、1、2、到2停止。當clrn被置零后，輸出也被置零，則可以重新計時。

模塊四：秒脈沖生成器

三個74160十進制計數(shù)器組成一個732進制的計數(shù)器，一個732HZ的脈沖分頻成1S的脈沖給兩秒計時器和十秒的倒計時器提供秒脈沖，當計數(shù)到732時三個計數(shù)器的ldn同時置零，重新開始計數(shù)。

此模塊的仿真波形如下：

由圖可見，一個732HZ的脈沖通過分頻器被分頻成1S的脈沖，給兩秒計時器和十秒的倒計時器提供秒脈沖。2.總電路說明：

仿真波形圖如下：

仿真圖形說明:當S為1的時候，即主持人按鍵以后,i5搶答成功，顯示ou5是1，對應的二極管發(fā)光。a、b、c、d、e、f、g數(shù)碼管顯示，倒計時開始。Ou6為1，喇叭響2秒鐘。當?shù)褂嫊r結束時，ou7為1，喇叭再響2秒鐘。當S再被置0的時，輸出被清零，可以重新開始。

四、硬件實踐結果

軟件仿真正確后，把它下載到可編程邏輯器件中去，通過硬件連接，仿真正確，說明此軟件設計合理。

五、改進措施

用按鈕（需要加防抖動電路）和與門代替五個高低電平，會有助于實際應用。

六、心得體會

帶著欣喜與疲倦，我們結束了兩周的EDA課程設計，回想剛拿到題目時候的困惑與緊張，出現(xiàn)錯誤時的反復修改冥思苦想，設計電路正確可進行模擬時不正常顯示的不知所措，心急氣憤……。當最后看到自己的勞動成果與題目相符時，最終松了一口氣的輕松喜悅！通過這兩個星期的EDA課程設計，不但使我熟悉了EDA課程設計的基本思想和基礎知識，初步掌握了其應用軟件MAX-Plus的使用，而且更為深入的體會了數(shù)字電路在現(xiàn)代高科技信息產業(yè)領域中的重要地位，通過簡單的電路設計，提高了我得獨立思考能力，通過連結實驗箱增強了我的動手能力，并延伸了我在課堂上學到的知識，此次課程設計讓我認識到高新技術的快速發(fā)展和應用，讓我看到了EDA技術功能的強大，也讓我認識到掌握他們的重要性，同時也看到了自己的差距與不足，我知道只有今后自己努力學習，拓寬自己的知識面，才能更好的掌握這項技術，也才能適應社會的發(fā)展。我很感謝學校能給我們這次進行EDA課程設計培訓,熟悉電子CAD一些基本知識培養(yǎng)我們獨立思考，動手能力和創(chuàng)新思維的機會，同時向一直輔導和幫助我們的老師們表示感謝，謝謝你們的耐心指導。我一定會更加努力學好這門課程。

第二篇：數(shù)電課程設計搶答器

數(shù)電課程設計——搶答器

1220223 16 左杉

2014.6.25 設計目的

掌握四人智力競賽搶答器電路的設計方法。設計任務與要求

（1）4名選手編號為：1，2，3，4。各有一個搶答按鈕S0 ~ S4表示。，按鈕的編號與選手的編號對應。

（2）給主持人設置一個控制按鈕，用來控制系統(tǒng)清零（搶答顯示數(shù)碼管滅燈）和搶答的開始控制開關S。

（3）搶答器具有數(shù)據鎖存和顯示的功能。搶答開始后，若有選手按動搶答按鈕，該選手編號立即鎖存，并在搶答顯示器上顯示該編號，同時揚聲器給出音響提示，封鎖輸入編碼電路，禁止其他選手搶答。搶答選手的編號一直保持到主持人將系統(tǒng)清零為止。

一．搶答器的基本功能

1.設計一個搶答器，可同時供四名選手或四個代表隊參加比賽，編號為一，二，三，四，各用一個搶答按鈕，分別用四個開關表示。2.給節(jié)目主持人設置一個控制開關，用來控制系統(tǒng)的清零（編號顯示數(shù)碼管滅燈）和搶答的開始。3.搶答器具有數(shù)據鎖存和顯示的功能，搶答開始后，若有選手按動搶答按鈕，編號立即鎖存，并在LED數(shù)碼管上顯示出選手的編號，并且給出出聲響提示，封鎖輸入電路，實現(xiàn)優(yōu)先鎖存，禁止其他選手搶答，優(yōu)先搶答選手的編號一直保持到主持人將系統(tǒng)清零為止。二．使用元件

芯片 ：74ls75，74ls147，74ls48，74ls08，74ls04，74ls00 其他器件：5個單刀單擲開關，一個7段數(shù)碼管，一個蜂鳴器，一個三極管，導線若干。三．具體原理為 1）搶答器電路

該部分主要是由74LS75實現(xiàn)的，此元件是低端有效。當四個選手搶答時，輸入的信號為“1”，用74LS20將這四個選手在75芯片對應的非輸出端與主持人的主控開關相與非，接入75的使能端（E0/1和 E2/3），這樣就通過“0”，把75鎖定，完成鎖定功能。

2）譯碼, 顯示電路

這部分電路主要使用74ls147優(yōu)先譯碼器，來進行譯碼把4位選手的搶答結果進行譯碼，然后把編譯結果輸出到74ls48七段顯示譯碼器進行二次編譯，最終把編譯結果輸出到七段數(shù)碼管顯示搶答結果。

3）蜂鳴器電路 蜂鳴器由主持人和選手共同控制，當主持人和任意選手同時接通后，蜂鳴器就會發(fā)出聲音進行提示，當主持人斷開后隨即停止發(fā)音。

四.總電路圖

第三篇：四人智力競賽搶答器課程設計報告

一、設計題目

四人電子搶答器

二、設計功能

1．基本功能

（1）搶答器同時供4名選手比賽，分別用4個按鈕key5 ~ key8表示。（2）設置一個系統(tǒng)重置和搶答控制開關start（key1），該開關由主持人控制。

（3）搶答器具有鎖存與顯示功能。即選手按動按鈕，鎖存相應的編號，揚聲器發(fā)出聲響提示，并在數(shù)碼管上顯示選手號碼。選手搶答實行優(yōu)先鎖存，優(yōu)先搶答選手的編號一直保持到主持人將系統(tǒng)清除為止。

2.擴展功能

（1）搶答器具有定時搶答功能，且一次搶答的時間由主持人設定（30秒）。當主持人啟動“開始”鍵后，定時器進行減計時。

（2）參賽選手在設定的時間內進行搶答，搶答有效，定時器停止工作，顯示器上顯示選手的編號和搶答的時間，并保持到主持人將系統(tǒng)清除為止。

（3）在設定的搶答時間內如果定時時間已到，無人搶答，本次搶答無效，3.自主功能

（1）搶答器具有自動計時功能，當有選手搶答答題時間（10秒）自動開始。（2）報警電路設計：當答題時間和搶答時間將到或結束（還剩3秒時）發(fā)出蜂鳴聲結束答題。

（3）每個選手有一個記分板，答對題目可以由主持人控制start鍵給予加分。每加一分響一次。

（4）長按start可以自動準備計時和系統(tǒng)清零，短按開始計時和暫停。

三、原理電路設計：

1、方案

搶答電路：使用74175作為鎖存電路，當有人搶答時，利用鎖存器的輸出信號號將時鐘脈沖置零，74175立即被鎖存，同時蜂鳴器鳴叫1s，這時搶答無效，使用74148作為編碼器，對輸入的型號進行編碼。輸出在共陽數(shù)碼管顯示

主持人電路：

（1）利用2個74168計數(shù)器作為倒計時的芯片，當主持人按下?lián)尨鸢粹o時，2個74168被置29，同時將開始倒計時。假如在30秒內有人搶答，則計數(shù)器停止倒計時，將鎖存器鎖存，禁止選手搶答，蜂鳴器鳴叫一秒，停止倒計時。

（2）利用4個74160分別控制4位選手的得分，分別顯示在4個共陽數(shù)碼管。每得1分響一下

（3）start鍵輸出后分為兩路，一路是進入key模塊，一路控制30秒倒計時。其中為了區(qū)分重置計時電路和暫停計時電路。根據線路的特點，一個接到T觸發(fā)器進行短按控制，一個只接到除顫電路通過100hz的控制進行長按控制。

顯示電路和分頻電路上課老師講的很具體明了就不一一詳敘。

2、單元電路設計（1）、鎖存器電路的設計

鎖存器電路采用以74175為中心的鎖存器系統(tǒng)，當4個搶答輸入端中出現(xiàn)低電平輸入時信號時，鎖存器立即鎖存，禁止搶答，其原本為4個高電平的輸出端也變成3高一低，可以利用一個4輸入與非門將其與非，再接一個非門后，可以與74175的時鐘信號相與非，使得CLK端的輸入信號為底電平，從而阻止其余選手的搶答，從而達到鎖存的目的74175的真值表如下：

鎖存器的單元電路設計如下：

（2）、編碼器電路的設計

編碼器采樣74148作為編碼芯片，將輸入的信號進行編碼，然后輸出2二進制碼，由于74175為優(yōu)先編碼其，故需要將其未用到的高優(yōu)先級的端和74175的輸出的4與非端進行連接，避免在無人搶答時輸出型號。74ls148的真值表如右圖：

編碼器電路如下：

（4）、倒計時電路的設計 1.30秒倒計時

倒計時電路采用74168作為倒計時芯片，分別并將其輸入端置2和9，clk信號輸入端采樣1hz的信號輸入。同時可以使長按重置，短按暫停和開始。主要是通過key板塊的T觸發(fā)器完成的。

倒計時單元電路如下：

2.10秒倒計時

倒計時電路采用74168作為倒計時芯片，并將其輸入端置9，clk信號輸入端采樣1hz的信號輸入。

然后在外部通過1、2、3、4的與門輸入，key_done控制T觸發(fā)器輸出保持脈沖再通過5、6、7號線的或門來控制一個開始的輸入實現(xiàn)搶答后的自動開始計時。

（5）、蜂鳴器的設計

通過或非門、與門和或門的控制使得在倒計時器在倒數(shù)最后三秒時響。到0時停止聲響。

（6）、記分電路

通過4個74160的分別控制4個顯示器。輸入端時key板塊后面的輸出。

3、整體電路。

四、電路和程序調試過程與結果：

本電路在連接后，經測試，各部分的功能均能實現(xiàn)，顯示正確。

五、總結

本電路使用了鎖存器，編碼器等構成，倒計時電路使用了74168等電路實現(xiàn)倒計時，并利用使能端及門電路，實現(xiàn)各項鎖存，鳴叫，清零等功能，總結如下：

優(yōu)點：電路功能原理清晰，各項功能均達到了要求，顯示準確，反應靈敏，無競爭冒險現(xiàn)象，基本滿足了普通競賽的搶答要求。

缺點：必須長按選手鍵才能加分。

心得體會：

1.開始根據書上的提示想實現(xiàn)電子搶答器的基本功能，結果一個都不能實現(xiàn)。然后利用仿真才知道書上的key板塊電路的與非門和或門的使用是錯的。改正之后才能實現(xiàn)電子搶答器的基本功能。

2.在設計倒計時電路時，開始現(xiàn)在網上找到了一些資料。當時書上推薦的是74190.最后經過試驗，我感覺74168更能滿足我的需要。在完成30秒倒數(shù)的時候.我覺得不如在答題期間也加上一個10秒的倒數(shù)。對此，我開始也想大改一下電路。后面一想也不用，就把原來的電路不顯示就可以了。

3.在設計完倒計時電路之后，我參考了設計數(shù)字鐘的報時功能，加以改進讓我的倒計時在倒數(shù)3秒的時候能倒計時。但是出現(xiàn)一個問題就是0秒的時候會一直響，這樣開始還沒計數(shù)的時候會很麻煩。這個時候我加以取巧，使得在1秒的時候才響。這樣才算解決了這個問題。

4.設計加分器的時候，我開始設計的是每次加分是每個都加分，后面實在想不出來，就用1、2、3、4號線分別控制一個74160.但是這樣的話每次加分有一套很復雜的按鍵順序。后面刪減了一些，變成長按選手鍵才能加分的結果。

5.設計完30秒倒計時的時候，要一個單獨的按鍵才能置位，但是暫停還是利用start鍵，然后我分析了一下，把reset鍵直接和start鍵用一條線。這樣，利用T觸發(fā)器實現(xiàn)了長按start鍵重置時間，短按可以暫停和開始。這個有點類似ios系統(tǒng)的清理后臺軟件。

6.最后我的一項設計就是完善倒計時電路，我想讓每個倒計時都能自動開始。之前的30秒搶答器已經完成，就剩下10秒的搶答器。這次我用的是實驗的方法把我認為的可以完成這項自動開始的設計都試了一下。最后利用一個置位，兩個開始才能完成這個自動。在這一塊的原理分析，我做的不是很好，主要是實驗，因為有些地方感覺和我原來在書里學的不太一樣。

通過這次課程設計，我很感謝老師在課程開始的時候對我們的基礎指導，每堂課都隨堂解答同學們的疑問。同時對于數(shù)字電路知識有了更深的了解，尤其是對數(shù)字邏輯芯片的性能和使用方面的知識有了進一步的研究。感覺原來學的理論知識結合了實踐才是真正的學會了。而且，做完之后，看到自己的成果那么豐富，我覺得那種收獲的快樂很好，使得我對今后的學習更加充滿興趣。

第四篇：智力競賽搶答器_eda_課程設計_報告電路圖 - 副本

燕 山 大 學 EDA課程設計報告書

智力競賽搶答器

姓名：李學森 班級：08電子信息工程3班 學號：080104020063 成績：

一、設計題目：智力競賽搶答器

二、設計要求：.五人參賽每人一個按鈕，主持人一個按鈕，按下就開始； 2.每人一個發(fā)光二極管，搶中者燈亮； 3.有人搶答時，喇叭響兩秒鐘； 4.答題時限為10秒鐘，從有人搶答開始，用數(shù)碼管倒計時間，0,9,8…1，0；倒計時到0的時候，喇叭發(fā)出兩秒聲響。

三、設計內容：

1．設計方案：主持人控制總開關，主持人置高電平后，系統(tǒng)進入準備工作。有人搶答時，相應的二極管發(fā)光，同時數(shù)碼管開始倒計時，且喇叭響兩秒鐘。當?shù)褂嫊r再次到0的時候，喇叭再響2秒鐘。我設計的方案由五個高低電平控制相應的發(fā)光二極管，第六個用于主持人復位。由二極管控制數(shù)碼管和其中一個喇叭，再由數(shù)碼管控制另一喇叭。因此把整個課題分成四個模塊：搶答器、10s倒計時器、分頻器、2s計時器。

2．模塊①： 搶答器

control為置零端，主持人控制，L1-L5由每位選手控制。Q1-Q5為發(fā)光 二極管，主持人置低電平后,Q1-Q5都被置零。當主持人置為高電平時，搶答開始，搶答成功者對應的二極管發(fā)光，通過與門將cp信號封鎖，并輸入低電平到DFF中，則其他選手再次按鍵時結果不會改變，實現(xiàn)了一人搶答后，其他人不能再做答。主持人按H清零后即可再次搶答。此模塊的仿真波形如下：

仿真說明：

當CONTROL為高電平時，即主持人按鍵以后，L1最先搶答成功，顯示L1是高電平，使其對應的二極管發(fā)光

模塊②：十秒倒計時器

此十秒鐘倒計時器是由74190與7448組成的十進制減法計數(shù)器，它保留預制置數(shù)端、CP信號端、計數(shù)輸出端，TNUP置高電平進行減法計算，其余的端口都置為0。LDN是置零端，當它等于1的時候，74190有效，倒計時開始。當輸出0、9、--1時，D觸發(fā)器輸出結果總是0，不影響CP信號。當輸出從1到0時，D觸發(fā)器輸出結果為1，則CP信號被封鎖。此時倒計時器保持在0不變。若要重新開始，則把LDN置0即可。

此模塊的仿真波形如下： 仿真說明：

P為1的時候開始倒計時，輸出結果0，9，8…0。最后保持0不變。模塊③：732分頻器

三個74160十進制計數(shù)器組成一個732進制的計數(shù)器，一個732HZ的脈沖分頻成1S的脈沖給兩秒計時器和十秒倒計時器提供時鐘脈沖，當計數(shù)到732時三個計數(shù)器的LDN同時置零，重新開始計數(shù)。

此模塊的仿真波形如下：

仿真說明：

一個732HZ的脈沖通過分頻器被分頻成1S的脈沖。模塊④：2秒計時器

如圖將74160接成2進制計數(shù)器，輸出端和CP用與門連接，當clrn輸入0時o1—o4輸出0；clrn輸入1，CP脈沖通過，計數(shù)器開始計數(shù) ；當計數(shù)到2時，輸出端通過與門使CP信號封鎖，使計數(shù)器保持在2不變。

此模塊的仿真波形如下： 仿真說明：無。總

電

路

：仿真波形圖如下： 仿真圖形說明:當CONTROL為1的時候，即主持人按鍵以后,player5搶答成功，顯示L5是1，對應的二極管發(fā)光。YA、YB、YC、YD、YE、YF、YG數(shù)碼管顯示，倒計時開始。SPEAK1為1，喇叭響2秒鐘。當?shù)褂嫊r結束時，SPEAK2為1，喇叭再響2秒鐘。當CONTROL再被置0的時，輸出被清零，可以重新開始。

四、設計結論

軟件仿真正確后，把它下載到可編程邏輯器件中去，通過硬件連接，仿真正確，說明此軟件設計合理。

五、心得體會

帶著欣喜與疲倦，我們結束了兩周的EDA課程設計，回想剛拿到題目時候的困惑與緊張，出現(xiàn)錯誤時的反復修改冥思苦想，設計電路正確可進行模擬時不正常顯示的不知所措，心急氣憤……。當最后看到自己的勞動成果與題目相符時，最終松了一口氣的輕松喜悅！通過這兩個星期的EDA課程設計，不但使我熟悉了EDA課程設計的基本思想和基礎知識，初步掌握了其應用軟件MAX-Plus的使用，而且更為深入的體會了數(shù)字電路在現(xiàn)代高科技信息產業(yè)領域中的重要地位，通過簡單的電路設計，提高了我得獨立思考能力，通過連結實驗箱增強了我的動手能力，并延伸了我在課堂上學到的知識，此次課程設計讓我認識到高新技術的快速發(fā)展和應用，讓我看到了EDA技術功能的強大，也讓我認識到掌握他們的重要性，同時也看到了自己的差距與不足，我知道只有今后自己努力學習，拓寬自己的知識面，才能更好的掌握這項技術，也才能適應社會的發(fā)展。我很感謝學校能給我們這次進行EDA課程設計培訓,熟悉一些基本知識培養(yǎng)我們獨立思考，動手能力和創(chuàng)新思維的機會，同時向一直輔導和幫助我們的老師們表示感謝，謝謝你們的耐心指導。我一定會更加努力學好這門課程。

第五篇：智力競賽搶答器申請報告

電子工程學院課外學分申請書

題目：智力競賽搶答器

班

級：

A1331班

姓

名：

趙筱潔

學

號：

11311110114

專

業(yè)：

自動化

實 驗 室：

開放實驗室

設計時間：2015 年4月 16日

審批意見：

指導教師：

吳華杰

錄

1．智力競賽搶答器基本功能：…………………………………………1 2．原理圖仿真軟件Protues的介紹:…………………………………1 3．原理圖 ………………………………………………………………1 4．元件清單 ……………………………………………………………2

1、智力競賽搶答器基本功能：

1.搶答器同時供8名選手或8個代表隊比賽，分別用8個按鈕S1 ~ S8表示。2.設置一個系統(tǒng)清除和搶答控制開關S9，該開關由主持人控制。

3.搶答器具有鎖存與顯示功能。即選手按動按鈕，鎖存相應的編號，并在LED數(shù)碼管上顯示。選手搶答實行優(yōu)先鎖存，優(yōu)先搶答選手的編號一直保持到主持人將系統(tǒng)清除為止。

2、原理圖仿真軟件Protues的介紹: Protues軟件是英國Labcenter electronics公司出版的EDAprotues工具軟件。它不僅具有其它EDA工具軟件的仿真功能，還能仿真單片機及外圍器件。它是目前最好的仿真單片機及外圍器件的工具。雖然目前國內推廣剛起步，但已受到單片機愛好者、從事單片機教學的教師、致力于單片機開發(fā)應用的科技工作者的青睞。Proteus是世界上著名的EDA工具(仿真軟件)，從原理圖布圖、代碼調試到單片機與外圍電路協(xié)同仿真，一鍵切換到PCB設計，真正實現(xiàn)了從概念到產品的完整設計。迄今為止是世界上唯一將電路仿真軟件、PCB設計軟件和虛擬模型仿真軟件三合一的設計平臺，其處理器模型支持8051、HC11、PIC10/12/16/18/24/30/DsPIC33、AVR、ARM、8086和MSP430等，2010年即將增加Cortex和DSP系列處理器，并持續(xù)增加其他系列處理器模型。在編譯方面，它也支持IAR、Keil和MATLAB等多種編譯.3、原理圖：

4、元件清單：

按鈕開關-----9個 1N4148二極管------------------------------15個 10K電阻-----6個 2.2K電阻----1個 100K電阻----1個 330電阻-----1個 9014三極管--1個 47uF電容----1個 CD4511芯片--1個 共陰極一位數(shù)碼管---------------------------1個 9X15cm洞洞板1塊 導線若干

參考文獻：

[1] 王港元．電子設計制作基礎．江西科學技術出版社，2011．1-6 [2] 謝龍漢．Proteus電子電路設計及仿真．電子工業(yè)出版社，2012．1-7 [3] 竺可楨．物理學[M]．北京：科學出版社，1973．1-3.