第一篇：EDA4人搶答器設(shè)計(jì)報(bào)告

四人搶答器

一、設(shè)計(jì)任務(wù)：

l、設(shè)計(jì)用于競(jìng)賽的四人搶答器，功能如下：(1)有多路搶答器，臺(tái)數(shù)為四；

(2)具有搶答開始后20秒倒計(jì)時(shí)，20秒倒計(jì)時(shí)后無人搶答顯示超時(shí)，并報(bào)警；(3)能顯示超前搶答臺(tái)號(hào)并顯示犯規(guī)警報(bào)；(4)能顯示各路得分，并具有加、減分功能；

2、系統(tǒng)復(fù)位后進(jìn)入搶答狀態(tài)，當(dāng)有一路搶答鍵按下時(shí)，該路搶答信號(hào)將其余各路搶答封鎖，同時(shí)鈴聲響，直至該路按鍵松開，顯示牌顯示該路搶答臺(tái)號(hào)。

3、用VHDL語言設(shè)計(jì)符合上述功能要求的四人搶答器，并用層次設(shè)計(jì)方法設(shè)計(jì)該電路

二、設(shè)計(jì)思路：

將該任務(wù)分成三個(gè)模塊進(jìn)行設(shè)計(jì)，分別為：搶答器鑒別模塊、搶答器計(jì)時(shí)模塊、搶答器記分模塊，最后是撰寫頂層文件。

1、搶答器鑒別模塊：

在這個(gè)模塊中主要實(shí)現(xiàn)搶答過程中的搶答功能，并能對(duì)超前搶答進(jìn)行警告，還能記錄無論是正常搶答還是朝前搶答者的臺(tái)號(hào)，并且能實(shí)現(xiàn)當(dāng)有一路搶答按鍵按下時(shí)，該路搶答信號(hào)將其余個(gè)綠搶答封鎖的功能。其中有四個(gè)搶答信號(hào)a、b、c、d；搶答使能信號(hào)en；搶答狀態(tài)顯示信號(hào)states；警報(bào)時(shí)鐘信號(hào)clk2；系統(tǒng)復(fù)位信號(hào)rst；超前警報(bào)信號(hào)ring。

2、搶答器計(jì)時(shí)模塊：

在這個(gè)模塊中主要實(shí)現(xiàn)搶答過程中的計(jì)時(shí)功能，在有搶答開始后進(jìn)行20秒的倒計(jì)時(shí)，并且在20秒倒計(jì)時(shí)后無人搶答顯示超時(shí)并報(bào)警。其中有搶答時(shí)鐘信號(hào)clk；系統(tǒng)復(fù)位信號(hào)rst；搶答使能信號(hào)en；搶答狀態(tài)顯示信號(hào)states；無人搶答警報(bào)信號(hào)warn；計(jì)時(shí)中止信號(hào)stop；計(jì)時(shí)十位個(gè)位信號(hào)tb，ta。

3、搶答器記分模塊：

在這個(gè)模塊中主要是給四個(gè)搶答信號(hào)記分，并給每個(gè)搶答信號(hào)預(yù)置5分，當(dāng)搶答并答對(duì)時(shí)加1分，答錯(cuò)減1分，沒有獲得搶答保持不變。其中有搶答時(shí)鐘信號(hào)clk；系統(tǒng)復(fù)位信號(hào)rst；搶答使能信號(hào)en；搶答狀態(tài)顯示信號(hào)states；記分加減信號(hào)add（add＝‘1’時(shí)為加，add＝‘0’時(shí)為減）；四個(gè)信號(hào)的得分顯示信號(hào)a_out,b_out,c_out,d_out。

4、頂層文件：

在這個(gè)模塊中是對(duì)前三個(gè)模塊的綜合編寫的頂層文件。

三、具體實(shí)施：

1、本設(shè)計(jì)的實(shí)現(xiàn)電路圖：

2、本設(shè)計(jì)的源程序：

library ieee;--搶答鑒別模塊 use ieee.std_logic_1164.all;use ieee.std_logic_unsigned.all;entity qdjb is

port(clk2,en,rst:in std_logic;

a,b,c,d:in std_logic;

ring:out std_logic;

states:out downto 0));end qdjb;architecture one of qdjb is signal sinor,ringf,tmp:std_logic;signal cnt:std_logic_vector(5 downto 0);begin sinor<=a or b or c or d;p1:process(a,rst,b,c,d,tmp)

begin

if rst='1' then

tmp<='1';states<=“0000”;

elsif tmp='1' then

if a='1' then

states<=“0001”;tmp<='0';

elsif b='1' then

states<=“0010”;tmp<='0';

elsif c='1' then

states<=“0011”;tmp<='0';

elsif d='1' then

states<=“0100”;tmp<='0';

else tmp<='1';states<=“0000”;

end if;

end if;end process p1;p2rocess(clk2,en,rst,cnt)

begin

if rst='1' then

cnt<=“000000”;ringf<='0';

elsif clk2'event and clk2='1' then

if en='0' and sinor='1' then

if cnt<“111111” then

ringf<=not ringf;cnt<=cnt+1;

else ringf<='0';

end if;

end if;

end if;end process p3;ring<=ringf;end one;

library ieee;--搶答器計(jì)時(shí)模塊 use ieee.std_logic_1164.all;std_logic_vector(3 use ieee.std_logic_unsigned.all;entity js is

port(clk,rst,en,stop:in std_logic;

warn:buffer std_logic;

ta,tb:buffer std_logic_vector(3 downto 0));end js;architecture one of js is signal co:std_logic;begin p1:process(clk,rst,en,stop,ta)

begin

if rst='1' or stop='1' then

ta<=“0000”;

elsif clk'event and clk='1' then

co<='0';

if en='1' then

if ta=“0000” then

ta<=“1001”;co<='1';

else ta<=ta-1;

end if;

end if;

end if;end process p1;p2:process(co,rst,en,stop,tb)

begin

if rst='1' or stop='1' then

tb<=“0010”;

elsif co'event and co='1' then

if en='1' then

if tb=“0000” then tb<=“0010”;

else tb<=tb-1;

end if;

end if;

end if;end process p2;p3:process(rst,ta,tb)

begin

if rst='1' then

warn<='0';

elsif ta=“0000” and tb=“0000” then

warn<='1';

else warn<='0';

end if;end process p3;end one;

library ieee;--搶答器記分模塊 use ieee.std_logic_1164.all;use ieee.std_logic_unsigned.all;entity jf is

port(clk,rst,en,add:in std_logic;

states:in std_logic_vector(3 downto 0);

a_out,b_out,c_out,d_out:buffer std_logic_vector(3 downto 0));end jf;

architecture one of jf is begin

p2:process(clk,rst,add,states,a_out,b_out,c_out,d_out)

begin

if(rst='1')then

a_out<=“0101”;b_out<=“0101”;c_out<=“0101”;d_out<=“0101”;

elsif en='1'then

if clk'event and clk='1' then

case states is

when “0001”=>

if add='1' then

if a_out=“1111” then

a_out<=“0000”;

else a_out<=a_out+1;

end if;

elsif add='0' then

if a_out=“0000” then

a_out<=“0000”;

else a_out<=a_out-1;

end if;

end if;

when “0010”=>

if add='1' then

if b_out=“1111” then

b_out<=“0000”;

else b_out<=b_out+1;

end if;

elsif add='0' then

if b_out=“0000” then

b_out<=“0000”;

else b_out<=b_out-1;

end if;

end if;

when “0011”=>

if add='1' then

if c_out=“1111” then

c_out<=“0000”;

else c_out<=c_out+1;

end if;

elsif add='0' then

if c_out=“0000” then

c_out<=“0000”;

else c_out<=c_out-1;

end if;

end if;

when “0100”=>

if add='1' then

if d_out=“1111” then

d_out<=“0000”;

else d_out<=d_out+1;

end if;

elsif add='0' then

if d_out=“0000” then

d_out<=“0000”;

else d_out<=d_out-1;

end if;

end if;

when others=>

a_out<=a_out;b_out<=b_out;c_out<=c_out;d_out<=d_out;

end case;

end if;

end if;

end process p2;end one;

library ieee;--搶答器頂層文件 use ieee.std_logic_1164.all;use ieee.std_logic_unsigned.all;entity qiangda is

port(clk,clk2,en,a,b,c,d,add,stop,rst:in std_logic;

ring,alarm:out std_logic;

ta,tb:buffer std_logic_vector(3 downto 0);

states:buffer std_logic_vector(3 downto 0);

a_out,b_out,c_out,d_out:buffer std_logic_vector(3 downto 0));end qiangda;

architecture bhv of qiangda is component qdjb is

port(clk2,en,rst:in std_logic;

a,b,c,d:in std_logic;

ring:out std_logic;

states:out std_logic_vector(3

downto 0));end component;component js is

port(clk,rst,en,stop:in std_logic;

warn:buffer std_logic;

ta,tb:buffer std_logic_vector(3 downto 0));end component;

component jf is

port(clk,rst,en,add:in std_logic;

states:in downto 0);

a_out,b_out,c_out,d_out:buffer std_logic_vector(3 downto 0));end component;signal cnt:std_logic_vector(3 downto 0);std_logic_vector(3

begin

u1:qdjb port map(clk2,en,rst,a,b,c,d,ring,states);u2:js port map(clk,rst,en,stop,alarm,ta,tb);u3:jf;end bhv;

port

map(clk,rst,en,add,states,a_out,b_out,c_out,d_out)

四、結(jié)果分析：

（一）、軟件分析：

1、搶答器鑒別模塊：

編譯報(bào)告：

仿真結(jié)果：

2、搶答器計(jì)時(shí)模塊：

編譯報(bào)告：

仿真結(jié)果：

3、搶答器記分模塊：

編譯報(bào)告：

仿真結(jié)果：

4、搶答器頂層模塊：

編譯報(bào)告：

仿真結(jié)果：

頂層文件的RTL級(jí)：

管腳鎖定圖：

（二）、硬件分析：

五、參考文獻(xiàn)：

第二篇：FPGA搶答器設(shè)計(jì)報(bào)告

Vb開辦上海電力學(xué)院

課程設(shè)計(jì)報(bào)告

信息工程系

搶答器設(shè)計(jì)報(bào)告

一、設(shè)計(jì)目的：

本課程的授課對(duì)象是電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)本科生，是電子類專業(yè)的一門重要的實(shí)踐課程，是理論與實(shí)踐相結(jié)合的重要環(huán)節(jié)。

本課程有助于培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)字電路設(shè)計(jì)方法、掌握模塊劃分、工程設(shè)計(jì)思想與電路調(diào)試能力，為以后從事各種電路設(shè)計(jì)、制作與調(diào)試工作打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)

二、實(shí)驗(yàn)器材和工具軟件：

PC機(jī)一臺(tái)、QuartusII軟件、DE2板。

三、設(shè)計(jì)內(nèi)容：

(1)搶答器可容納四組12位選手，每組設(shè)置三個(gè)搶答按鈕供選手使

用。

(2)電路具有第一搶答信號(hào)的鑒別和鎖存功能。在主持人將系統(tǒng)復(fù)位并發(fā)出搶答指令后，蜂鳴器提示搶答開始，時(shí)顯示器顯示初始時(shí)間并開始倒計(jì)時(shí)，若參賽選手按搶答按鈕，則該組指示燈亮并用組別顯示器顯示選手的組別，同時(shí)蜂鳴器發(fā)出“嘀嘟”的雙音頻聲。此時(shí)，電路具備自鎖功能，使其它搶答按鈕不起作用。

(3)如果無人搶答，計(jì)時(shí)器倒計(jì)時(shí)到零，蜂鳴器有搶答失敗提示，主持人可以按復(fù)位鍵，開始新一輪的搶答。

(4)設(shè)置犯規(guī)功能。選手在主持人按開始鍵之前搶答，則認(rèn)為犯規(guī)，犯規(guī)指示燈亮和顯示出犯規(guī)組號(hào)，且蜂鳴器報(bào)警，主持人可以終止搶答執(zhí)行相應(yīng)懲罰。

(5)搶答器設(shè)置搶答時(shí)間選擇功能。為適應(yīng)多種搶答需要，系統(tǒng)設(shè)有10秒、15秒、20秒和3O秒四種搶答時(shí)間選擇功能。

四、設(shè)計(jì)具體步驟：

首先把系統(tǒng)劃分為組別判斷電路模塊groupslct，犯規(guī)判別與搶答信號(hào)判別電路模塊fgqd，分頻電路模塊fpq1，倒計(jì)時(shí)控制電路模塊djs，顯示時(shí)間譯碼電路模塊num_7seg模塊，組別顯示模塊showgroup模塊這六個(gè)模塊，各模塊設(shè)計(jì)完成后，用電路原理圖方法將各模塊連接構(gòu)成系統(tǒng)。

各模塊功能及代碼：

1、組別判別模塊

（1）功能：可容納四組12位選手，每組設(shè)置三個(gè)搶答按鈕供選手使用。若參賽選手按搶答按鈕，則輸出選手的組別。此時(shí)，電路具

signal rst : std_logic;begin

h<=“0000” when(a=“000” and b=“000” and c=“000” and d=“000”)else

“0001” when(a/=“000” and b=“000” and c=“000” and d=“000”)else

“0010” when(a=“000” and b/=“000” and c=“000” and d=“000”)else

“0100” when(a=“000” and b=“000” and c/=“000” and d=“000”)else

“1000” when(a=“000” and b=“000” and c=“000” and d/=“000”)else

“0000”;process

begin

wait on clock until rising_edge(clock);

if clr='1' then

rst<='1';

g<=“0000”;

end if;

if h/=“0000” then

if rst='1' then

g<=h;

rst<='0';

end if;

end if;

end process;

end behave_groupslct;

2、犯規(guī)判別與搶答信號(hào)判別模塊

（1）功能：若參賽選手在主持人按開始鍵之后按搶答按鈕，則使該組指示燈亮并輸出選手的組別，同時(shí)蜂鳴器發(fā)出響聲。

選手在主持人按開始鍵之前搶答，則認(rèn)為犯規(guī)，犯規(guī)指示燈亮并輸出犯規(guī)組號(hào)，且蜂鳴器報(bào)警。

（2）原理：c[3..0]接組別判別模塊的g[3..0]，即此時(shí)c為按鍵組別的信息。go接主持人的“開始”按鍵。由于無論是在正常情況還是犯規(guī)情況下按下按鍵，都必須顯示按鍵的組別且蜂鳴器響，所以將c的值給hex以輸出按鍵組別，且在有按鍵按下（c/=“0000”）時(shí)輸出fm為‘1’，否則為‘0’。若在開始之前有按鍵按下時(shí)，即go='0'且c/=“0000”，輸出ledfg為‘1’，否則為‘0’。若在開始之后有按鍵按下，將c的值給led，使該組指示燈亮，開始之前l(fā)ed輸出“0000”。

（3）程序代碼：

library ieee;

use ieee.std_logic_1164.all;

entity fgqd is port（c:in std_logic_vector(3 downto 0);

go:in std_logic;

hex:out std_logic_vector(3 downto 0);

led:out std_logic_vector(3 downto 0);

ledfg,fm:out std_logic);

end fgqd;

architecture behave_fgqd of fgqd is begin);end djs;

architecture behave_djs of djs is begin

process(clock,aclr,s)

begin

if(aclr='1')then

if(s=“00”)then

q<=“01010”;

elsif(s=“01”)then

q<=“01111”;

elsif(s=“10”)then

q<=“10100”;

else

q<=“11110”;

end if;

else

if rising_edge(clock)then

if en='1' then

q<=q-1;

if(q=“00000” and grpsl=“0000”)then

time0<='1';

else

time0<='0';

end if;

end if;

end if;

end if;

end process;end behave_djs;

4、分頻器模塊

（1）功能：實(shí)現(xiàn)50MHz—1Hz的分頻，為倒計(jì)時(shí)模塊提供時(shí)鐘。

（2）程序代碼

library ieee;

use ieee.std_logic_1164.all;

entity fpq1 is port（clkin :in std_logic;

clkout:out std_logic);end fpq1;

architecture behave_fpq1 of fpq1 is constant N: Integer:=24999999;signal Counter:Integer RANGE 0 TO N;signal Clk: Std_Logic;begin

process(clkin)

begin

if rising_edge(clkin)then--每計(jì)到N個(gè)（0~n-1）上升沿，輸出信號(hào)翻轉(zhuǎn)一次

if Counter=N then

Counter<=0;

Clk<=NOT Clk;

else

Counter<= Counter+1;

end if;

end if;

end process;clkout<= Clk;end behave_fpq1;

5、時(shí)間顯示譯碼器

（1）功能：將時(shí)間信息在7段數(shù)碼管上顯示。

（2）程序代碼

library ieee;

use ieee.std_logic_1164.all;

entity num_7seg is port（c:in std_logic_vector(4 downto 0);

hex:out std_logic_vector(13 downto 0));

end num_7seg;

architecture behave_num_7seg of num_7seg is begin

with c(4 downto 0)select

hex<= “10000001000000” when “00000” ,--“0”

“10000001111001” when “00001” ,--“1”

“10000000100100” when “00010” ,--“2”

“10000000110000” when “00011” ,--“3”

“10000000011001” when “00100” ,--“4”

“10000000010010” when “00101” ,--“5”

“10000000000010” when “00110” ,--“6”

“10000001111000” when “00111” ,--“7”

“10000000000000” when “01000” ,--“8”

“10000000010000” when “01001” ,--“9”

“11110011000000” when “01010” ,--“10”

“11110011111001” when “01011” ,--“11”

“11110010100100” when “01100” ,--“12”

“11110010110000” when “01101” ,--“13”

“11110010011001” when “01110” ,--“14”

“11110010010010” when “01111” ,--“15”

“11110010000010” when “10000” ,--“16”

“11110011111000” when “10001” ,--“17”

“11110010000000” when “10010” ,--“18”

“11110010010000” when “10011” ,--“19”

“01001001000000” when “10100” ,--“20”

“01001001111001” when “10101” ,--“21”

“01001000100100” when “10110” ,--“22”

“01001000110000” when “10111” ,--“23”

“01001000011001” when “11000” ,--“24”

“01001000010010” when “11001” ,--“25”

“01001000000010” when “11010” ,--“26”

“01001001111000” when “11011” ,--“27”

來。然后就是將選出的組別鎖存。將按下按鍵的組別賦給一內(nèi)部信號(hào)“h”（沒有按鍵按下時(shí)h=“0000”），當(dāng)復(fù)位鍵按下時(shí)（clr=‘1’）輸出g=“0000”并且將另一內(nèi)部信號(hào)rst置1。當(dāng)復(fù)位后（rst=‘1’）有按鍵按下時(shí)將h的值給輸出信號(hào)g，并且將標(biāo)志信號(hào)rst清零。這樣就實(shí)現(xiàn)最快按鍵組別鎖存功能。

六、心得體會(huì)

通過此次設(shè)計(jì)，我掌握了數(shù)字電路的設(shè)計(jì)方法，尤其是模塊劃分、工程設(shè)計(jì)思想與電路調(diào)試能力，都有了一定的提高。為以后從事各種電路設(shè)計(jì)、制作與調(diào)試工作打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

第三篇：74LS148四路搶答器設(shè)計(jì)報(bào)告

目錄

1.設(shè)計(jì)任務(wù)和要求…………………………………….3 2.設(shè)計(jì)方案…………………………………………….3 2.1 設(shè)計(jì)思路………………………………………3 2.2 設(shè)計(jì)原理………………………………………4 2.3 實(shí)現(xiàn)功能………………………………………4 3.硬件設(shè)計(jì)…………………………………………….5 3.1 各功能電路連線圖……………………………5 3.2 框圖和說明……………………………………6 4.軟件設(shè)計(jì)…………………………………………….7 5.小結(jié)………………………………………………….8 6.參考文獻(xiàn)…………………………………………….9

設(shè)計(jì)任務(wù)與要求

1.1 可同時(shí)供四名選手參賽，其編號(hào)分別是1-4，各用一個(gè)搶答按鈕，按鈕的編號(hào)和選手的編號(hào)相對(duì)應(yīng)，給節(jié)目主持人設(shè)置一控制開關(guān)，用于控制系統(tǒng)的清零（編號(hào)顯示數(shù)碼管滅燈）搶答的開始。

1.2

搶答器具有數(shù)據(jù)鎖存和顯示的功能，搶答開始后，若有選手按搶答按鈕，其編號(hào)立即所存，并在數(shù)碼管上顯示該選手的編號(hào)，同時(shí)封鎖輸入電路，禁止其他選手搶答。優(yōu)先搶答選手的編號(hào)一直保持到主持人主持人將系統(tǒng)清零為止。設(shè)計(jì)方案 2.1 設(shè)計(jì)思路 2.1.1 在給定

5V直流電源電壓的條件下設(shè)計(jì)一個(gè)可以容納四組參賽者的搶答器，每組設(shè)定一個(gè)搶答按鈕供參賽者使用。

2.1.2 設(shè)置一個(gè)系統(tǒng)清零和搶答控制開關(guān)K（該開關(guān)由主持人控制），當(dāng)開關(guān)K被按下時(shí)，搶答開始（允許搶答），打開后搶答電路清零。

2.1.3 搶答器具有一個(gè)搶答信號(hào)的鑒別、鎖存及顯示功能。即有搶答信號(hào)輸入（參賽者的開關(guān)中任意一個(gè)開關(guān)被按下）時(shí)，鎖存相應(yīng)的編號(hào)，并在LED數(shù)碼管上顯示出來，同時(shí)揚(yáng)聲器發(fā)生聲響。此時(shí)再按其他任何一個(gè)搶答器開關(guān)均無效，優(yōu)先搶答選手的編號(hào)一直保持不變，直到主持人將系統(tǒng)清除為止。

2.1.4 開關(guān)K按下后，系統(tǒng)清零，由主持人發(fā)令，開始搶答。2.2 設(shè)計(jì)原理

2.2.1原理圖

2.2.2 設(shè)計(jì)原理

接通電源后，主持人將開關(guān)撥到“清除”狀態(tài)，搶答器處于禁止?fàn)顟B(tài)，編號(hào)顯示器滅燈，定時(shí)器顯示設(shè)定時(shí)間；主持人將開關(guān)置“開始“狀態(tài)，宣布”開始“搶答器工作。選手在搶答時(shí)，搶答器完成：優(yōu)先判斷、編號(hào)鎖存、編號(hào)顯示、亮燈提示。如果再次搶答必須由主持人再次操作”清除“和”開始"狀態(tài)開關(guān)。

2.3 實(shí)現(xiàn)功能

一是選手按搶答按鈕，其編號(hào)立即所存，并在數(shù)碼管上顯示該選手的編號(hào)。二是封鎖輸入電路，禁止其他選手搶答。

三是優(yōu)先搶答選手的編號(hào)一直保持到主持人主持人將系統(tǒng)清零為止。硬件設(shè)計(jì)

3.1本課程設(shè)計(jì)，需要用集成電路：

74LS148,74LS279,74LS48和五個(gè)開關(guān)及其他元件，3.2各功能電路接線圖

電路連線圖

3.2 框圖和說明

3.2.1 元器件

74LS48管腳圖

74LS148真值表

74LS148功能介紹

在優(yōu)先編碼器電路中，允許同時(shí)輸入兩個(gè)以上編碼信號(hào)。不過在設(shè)計(jì)優(yōu)先編 碼器時(shí)，已經(jīng)將所有的輸入信號(hào)按優(yōu)先順序排了隊(duì)。在同時(shí)存在兩個(gè)或兩個(gè)以上輸入信號(hào)時(shí)，優(yōu)先編碼器只按優(yōu)先級(jí)高的輸入信號(hào)編碼，優(yōu)先級(jí)低的信號(hào)則不起作用。74148是一個(gè)八線-三線優(yōu)先級(jí)編碼器。3.2.3 說明：

當(dāng)主持人控制開關(guān)S按下時(shí)，RS觸發(fā)器的R端均為“0”，4個(gè)觸發(fā)器輸出1Q-4Q全部為零，同時(shí)74LS148的選通輸入端EI=0，使之處于工作狀態(tài)，此時(shí)鎖存電路不工作。當(dāng)主持人將開關(guān)“S”抬起時(shí)，優(yōu)先編碼器處于工作狀態(tài)，即搶答器處于等待工 5 作狀態(tài)，等待信號(hào)輸入端信號(hào)輸入，當(dāng)有選手按下時(shí)，比如“S0”按下時(shí)，74LS148的輸出Y2Y1Y0=000, 經(jīng)RS鎖存后，BI=1,74LS279處于工作狀態(tài)，4Q3Q2Q=A2A1A0=000,經(jīng)74LS48譯碼后，顯示器顯示“0”.軟件設(shè)計(jì)

4.1 優(yōu)先編碼器工作原理

74LS148工作原理：該編碼器有8個(gè)信號(hào)輸入端，3個(gè)二進(jìn)制碼輸出端。此外，電路還設(shè)置了輸入使能端EI，輸出使能端EO和優(yōu)先編碼工作狀態(tài)標(biāo)志GS。當(dāng)EI=0時(shí)，編碼器工作；而當(dāng)EI=1時(shí)，則不論8個(gè)輸入端為何種狀態(tài)，3個(gè)輸出端均為高電平，且優(yōu)先標(biāo)志端和輸出使能端均為高電平，編碼器處于非工作狀態(tài)。這種情況被稱為輸入低電平有效，輸出也為低電來有效的情況。當(dāng)EI為0，且至少有一個(gè)輸入端有編碼請(qǐng)求信號(hào)（邏輯0）時(shí)，優(yōu)先編碼工作狀態(tài)標(biāo)志GS為0。表明編碼器處于工作狀態(tài)，否則為1。由功能表可知，在8個(gè)輸入端均無低電平輸入信號(hào)和只有輸入0端（優(yōu)先級(jí)別最低位）有低電平輸入時(shí)，A2A1A0均為111，出現(xiàn)了輸入條件不同而輸出代碼相同的情況，這可由GS的狀態(tài)加以區(qū)別，當(dāng)GS＝1時(shí)，表示8個(gè)輸入端均無低電平輸入，此時(shí)A2A1A0=111為非編碼輸出；GS＝0時(shí)，A2A1A0=111表示響應(yīng)輸入0端為低電平時(shí)的輸出代碼（編碼輸出）。EO只有在EI為0，且所有輸入端都為1時(shí)，輸出為0，它可與另一片同樣器件的EI連接，以便組成更多輸入端的優(yōu)先編碼器。從功能表不難看出，輸入優(yōu)先級(jí)別的次為7，6，??，0。輸入有效信號(hào)為低電平，當(dāng)某一輸入端有低電平輸入，且比它優(yōu)先級(jí)別高的輸入端無低電平輸入時(shí)，輸出端才輸出相對(duì)應(yīng)的輸入端的代碼。小結(jié)

本學(xué)期第十五周我們進(jìn)行了電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)，我們用一周的時(shí)間進(jìn)行了資料查找和實(shí)體設(shè)計(jì)，然后認(rèn)真寫了設(shè)計(jì)說明。

本電路由鎖存器，編碼器，數(shù)碼管等構(gòu)成，實(shí)現(xiàn)各項(xiàng)鎖存，清零等功能。總結(jié)如下： 優(yōu)點(diǎn)：電路功能原理清晰，各項(xiàng)功能均達(dá)到了要求，顯示準(zhǔn)確，反 應(yīng)靈敏，無競(jìng)爭(zhēng)冒險(xiǎn)現(xiàn)象，基本滿足了普通競(jìng)賽的搶答要求。缺點(diǎn)：如果長(zhǎng)按住按鈕不放，主持人清零后將能獲得搶答權(quán)。改進(jìn)：可以更改促發(fā)器的類型，如使用jk觸發(fā)器代替，則長(zhǎng)按無效，或者在搶答端添加一個(gè)發(fā)光二極管，當(dāng)有人作弊，二極管就會(huì)亮，從而阻止選手長(zhǎng)按按鈕的缺陷。心得體會(huì)：通過這次課程設(shè)計(jì)，我對(duì)于74L系列有了更深的了解，知道功能表后，一切芯片都能得心應(yīng)手。而且，知道了搶答器的設(shè)計(jì)方法，以后可以設(shè)計(jì)任何多人搶答器。同時(shí)實(shí)物的制作也提升了我的動(dòng)手能力，實(shí)踐能力得到了一定的鍛煉。在摸索該如何設(shè)計(jì)電路使之實(shí)現(xiàn)所需功能的過程中，培養(yǎng)了我的設(shè)計(jì)思維，增強(qiáng)了動(dòng)手能力。在改進(jìn)電路的過程中，同學(xué)們共同探討，最后的電路已經(jīng)比初期設(shè)計(jì)有了很大提高。在讓我體會(huì)到了設(shè)計(jì)電路的艱辛的同時(shí)，更讓我體會(huì)到成功的喜悅和快樂，加深了我對(duì)設(shè)計(jì)方面的興趣。理論與實(shí)踐得到了很好的結(jié)合。參考文獻(xiàn)

1.童師白，華成英.模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)，第三版.北京:高等教育版社，2001 2.閻石.數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)，第四版.北京：高等教育版社，1998 3.呂思忠，《數(shù)子電路實(shí)驗(yàn)與課程設(shè)計(jì)》 哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社 4.鄭家龍，《集成電子技術(shù)基礎(chǔ)教程》 高等教育出版社 5.高吉祥《電子技術(shù)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)與課程設(shè)計(jì)》 電子工業(yè)出版社 6.《數(shù)字電路應(yīng)用300例》 中國電力出版社

第四篇：DIY八路搶答器設(shè)計(jì)報(bào)告總結(jié)

課程設(shè)計(jì)報(bào)告

一、課題名稱

設(shè)計(jì)題目

八路搶答器設(shè)計(jì)

I

數(shù)字八路搶答器

二、設(shè)計(jì)任務(wù)

1、設(shè)計(jì)一個(gè)八路搶答器，要求具有搶答功能，電路基本要求內(nèi)含蜂鳴器、顯示器等；

2、畫出搶答器的電路原理圖，分析各部分電路的工作原理；

3、.搶答組數(shù)分為八組，序號(hào)分別為S0 ~ S7，優(yōu)先搶答者按動(dòng)本組按鍵，組號(hào)立即在LED顯示器上顯示，同時(shí)封鎖住其他組的按鍵信號(hào)。

4、系統(tǒng)設(shè)置外部清除鍵，按動(dòng)清除鍵，LED顯示器自動(dòng)清零滅燈。

三、技術(shù)指標(biāo)

1、設(shè)計(jì)8組參賽的搶答器,每組設(shè)置一個(gè)搶答按鈕.2、電路具有第一搶答信號(hào)鑒別與鎖存功能,搶答成功后,顯示組別,發(fā)出聲音.四、設(shè)計(jì)報(bào)告

根據(jù)要求撰寫設(shè)計(jì)報(bào)告

II

一、任務(wù)分析

二、設(shè)計(jì)方案

三、電路設(shè)計(jì)

四、實(shí)物圖

五、調(diào)試

《八路搶答器設(shè)計(jì)》

一、任務(wù)分析

八路搶答器功能描述如下：

1、涵蓋搶答自鎖、燈光指示、暫停復(fù)位、電子音樂報(bào)聲等功能

2、工作模式：手控

3、面板上設(shè)有組號(hào)，顯示清晰，同步顯示，互不干擾。

4、積木式結(jié)構(gòu)，1—8組任意連接。

5、具有搶答聲音提示。共用的喇叭中發(fā)出優(yōu)美的電子音樂聲

搶答器工作流程描述

選手搶答-> 發(fā)出聲響、顯示組號(hào)-> 搶答聲訊-> 主持人復(fù)位

1.搶答器同時(shí)供8名選手或8個(gè)代表隊(duì)比賽，分別用8個(gè)按鈕S1 ~ S8 2.設(shè)置一個(gè)系統(tǒng)清除和搶答控制開關(guān)S，該開關(guān)由主持人控制。

3.搶答器具有鎖存與顯示功能。即選手按動(dòng)按鈕，鎖存相應(yīng)的編號(hào)，并在LED數(shù)碼管上顯示，同時(shí)揚(yáng)聲器發(fā)出報(bào)警聲響提示。選手搶答實(shí)行優(yōu)先鎖存，優(yōu)先搶答選手的編號(hào)一直保持到主持人將系統(tǒng)清除為止。

搶答器硬件描述

該電路由直流穩(wěn)壓電源、搶答器、LED數(shù)碼管組成。

搶答器電路主要由各路的搶答器按鍵、開關(guān)二極管、晶閘管、發(fā)光二極管及一個(gè)三極管和揚(yáng)聲器B1 組

成LED數(shù)碼管的每一筆劃都是對(duì)應(yīng)一個(gè)字母表示 DP是小數(shù)點(diǎn).CD4511是一個(gè)用于驅(qū)動(dòng)共陰極 LED（數(shù)碼管）顯示器的 BCD 碼—七段碼譯碼器，特點(diǎn)：具有BCD轉(zhuǎn)換、消隱和鎖存控制、七段譯碼及驅(qū)動(dòng)功能的CMOS電路能提供較大的拉電流?？芍苯域?qū)動(dòng)LED顯示器

其中CD4511 各管腳功能如下:

BI：4腳是消隱輸入控制端，當(dāng)BI=0 時(shí)，不管其它輸入端狀態(tài)是怎么樣的，七段數(shù)碼管都會(huì)處于消隱也就是不顯示的狀態(tài)。

LE：鎖定控制端，當(dāng)LE=0時(shí)，允許譯碼輸出。LE=1時(shí)譯碼器是鎖定保持狀態(tài)，譯碼器輸出被保持在LE=0時(shí)的數(shù)值。

LT：3腳是測(cè)試信號(hào)的輸入端，當(dāng)BI=1，LT=0 時(shí)，譯碼輸出全為1，不管輸入 DCBA 狀態(tài)如何，七段均發(fā)亮全部顯示。它主要用來檢測(cè)數(shù)7段碼管是否有物理損壞。

A1、A2、A3、A4、為8421BCD碼輸入端。

a、b、c、d、e、f、g：為譯碼輸出端，輸出為高電平1有效。

二、設(shè)計(jì)方案

1、設(shè)計(jì)目的

在電視和學(xué)校中我們會(huì)經(jīng)常看到一些智力搶答的節(jié)目，如果要是讓搶答者用舉手等方法，主持人很容易誤判，會(huì)造成搶答的不公平，比賽中為了準(zhǔn)確、公正、直觀地判斷出第一搶答者，所設(shè)計(jì)的搶答器通常由數(shù)碼顯示、燈光、音響等多種手段指示出第一搶答者。為了使這種不公平不發(fā)生，只有靠電子產(chǎn)品的高準(zhǔn)確性來保障搶答的公平性。

2、方案

方案一:采用數(shù)字電路

定時(shí)搶答器的總體框圖如圖所示，它由主體電路和擴(kuò)展電路兩部分組成。主體電路完成基本的搶答功能，即開始搶答后，當(dāng)選手按動(dòng)搶答鍵時(shí)，能顯示選手的編號(hào)，同時(shí)能封鎖輸入電路，禁止其他選手搶答。擴(kuò)展電路完成定時(shí)搶答的功能。

定時(shí)搶答器的工作過程是：接通電源時(shí)，節(jié)目主持人將開關(guān)置于“清除”位置，搶答器處于禁止工作狀態(tài)，編號(hào)顯示器滅燈，當(dāng)節(jié)目主持人宣布“搶答開始”，同時(shí)將控制開關(guān)撥到“開始”位置，揚(yáng)聲器給出聲響提示，搶答器處于工作狀態(tài)。搶答器要完成以下四項(xiàng)工作：

①優(yōu)先編碼電路立即分辨出搶答者的編號(hào)，并由鎖存器進(jìn)行鎖存，然后由譯碼顯示電路顯示編號(hào)；

②揚(yáng)聲器發(fā)出短暫聲響，提醒節(jié)目主持人注意；

③控制電路要對(duì)輸入編碼電路進(jìn)行封鎖，避免其他選手再次進(jìn)行搶答；

④控制電路要保持到主持人將系統(tǒng)清零為止。當(dāng)選手將問題回答完畢，主持人操作控制開關(guān)，使系統(tǒng)回復(fù)到禁止工作狀態(tài)，以便進(jìn)行下一輪搶答。

方案二:采用單片機(jī)

當(dāng)主持人宣布搶答開始的時(shí)候，按下開始按鈕，此時(shí)電路進(jìn)入搶答狀態(tài)，選手的輸入采用了掃描式的輸入，之后把相應(yīng)的信息送往單片機(jī)，再由單片機(jī)輸出到顯示輸出電路中。此時(shí)有人第一按下相應(yīng)的搶答按鈕，經(jīng)過單片機(jī)的控制選擇，在八段顯示器上顯示相應(yīng)的號(hào)碼，并鎖存，同時(shí)禁止其他按鈕的輸入。

方案三〈采用PLC 當(dāng)主持人打開啟動(dòng)開關(guān)后，在設(shè)定時(shí)間TO 內(nèi)，如果某組搶先按下?lián)尨鸢粹o，則驅(qū)動(dòng)音效電路①發(fā)出聲響，指示燈LI亮，并且在8段數(shù)碼管顯示器上顯示出搶答成功的組號(hào)，此時(shí)電路實(shí)現(xiàn)互鎖，其他組再按下?lián)尨鸢粹o為無效;如果在時(shí)間TO內(nèi)，無人應(yīng)答，則驅(qū)動(dòng)音效電路②發(fā)出聲響，指示燈L2亮，表示搶答者均放棄該題;在搶答成功后，主持人打開限時(shí)開關(guān)SW2，啟動(dòng)計(jì)時(shí)器，在設(shè)定的時(shí)間TI 內(nèi)回答有效，當(dāng)?shù)竭_(dá)設(shè)定時(shí)間TI時(shí)，驅(qū)動(dòng)音效電路③，指示燈L3亮，表示答題時(shí)間到。

3、方案選擇 通過上面的方案比較，數(shù)字電路的制作方案比較容易實(shí)現(xiàn)，并且在原理方面也是比較簡(jiǎn)單，所以我選擇采用第一種方案來完成搶答器電路。

4、設(shè)計(jì)系統(tǒng)功能 基本功能：

（1）同時(shí)供8名選手比賽，分別用8個(gè)按鈕S0 ~ S7表示。

（2）設(shè)置一個(gè)系統(tǒng)清除和搶答控制開關(guān)S，該開關(guān)由主持人控制。

（3）搶答器具有鎖存與顯示功能。即選手按動(dòng)按鈕，鎖存相應(yīng)的編號(hào)，揚(yáng)聲器發(fā)出聲響提示，并在七段數(shù)碼管上顯示選手號(hào)碼。選手搶答實(shí)行優(yōu)先鎖存，優(yōu)先搶答選手的編號(hào)一直保持到主持人將系統(tǒng)清除為止。

三、電路設(shè)計(jì)

四、實(shí)物圖

五、調(diào)試

在調(diào)試中出現(xiàn)了一個(gè)問題，就是CD4511不能鎖存，最后在吧R15那個(gè)電阻直接取消了就成功了

第五篇：4路搶答器設(shè)計(jì)程序

#include

unsigned char code table[]={0xc0,0xf9,0xa4,0xb0，//0~f顯示表

0x99,0x92,0x82,0xf8，0x80,0x90,0x88,0x83，0xc6,0xa1,0x86,0x8e};unsigned char code table0[]={0xf1,0xf2,0xf4,0xf8};

//P2口位選

unsigned char code table2[]={0xef,0xdf,0xbf,0x7f};

//P3口送行信號(hào) unsigned char display[]={0,0,0,0};//顯示位 void sw1();

//子函數(shù)申明 void sw2();void sw3();void sw4();void xianshi();void init();unsigned char temp,num2,x,x1,x2,a,count;

//變量聲明 int num,num1;unsigned char key;unsigned char i,j;sbit P3_4=P3^4;sbit P3_5=P3^5;sbit P3_6=P3^6;sbit P3_7=P3^7;sbit k1=P1^0;

//位申明（時(shí)間加）sbit k2=P1^1;

//位申明（時(shí)間減）sbit k3=P1^2;

//位申明（開始）sbit k4=P1^3;

//位申明（復(fù)位）sbit sp=P1^4;

//蜂鳴器 sbit l1=P1^5;

//LED顯示 sbit l2=P1^6;

//LED顯示

void delay(unsigned char z)

//延時(shí)1ms子函數(shù) {

unsigned char x,y;

for(x=z;x>0;x--)

for(y=110;y>0;y--);}

void init()

//初始化子函數(shù) { a=0;TMOD=0x01;

//定時(shí)器T0工作方式設(shè)定

TH0=(65536-10000)/256;//裝初值

TL0=(65536-10000)%256;EA=1;

//開定時(shí)器T0 ET0=1;

if(k1==0)

//判斷時(shí)間加K1是否按下

{

delay(5);

//延時(shí)躲過抖動(dòng)

if(k1==0)

//再次確認(rèn)是否按下K1

{

num++;

//時(shí)間自加1

if(num==99)

//如果時(shí)間num=99，清零num

{

num=0;

}

num2=num;

//將num值賦值給num2

while(k1==0);//等待K1松手

}

}

if(k2==0)

//判斷時(shí)間減K2是否按下

{

delay(5);

//延時(shí)躲過抖動(dòng)

if(k2==0)

//再次確認(rèn)是否按下K2

{

num--;

//時(shí)間自減1

if(num==-1)//如果時(shí)間num=-1，賦值num=99

{

num=99;

}

num2=num;//將num值賦值給num2

while(k2==0);//等待K2松手

}

}

if(k3==0)

//判斷開始按鈕K3是否按下

{

delay(5);

//延時(shí)躲過抖動(dòng)

if(k3==0)//再次確認(rèn)是否按下K3

{

x++;

//自加1

if(x==2)//假如x=2，清零x

{

x=0;

}

}

} }

void keyboad()

//按鍵檢測(cè)子函數(shù) { while(1)

{

P3=0xff;

//讀引腳前需寫入高電平

P3_4=0;

//置第一行線為低

temp=P3;

//P3口信息送入temp中

temp=temp & 0x0f;//屏蔽高四位，保留低四位

if(temp!=0x0f)//判斷：假如列線有不為高的時(shí)候，執(zhí)行if循環(huán)體

{

delay(5);//延時(shí)躲過抖動(dòng)

temp=P3;

temp=temp & 0x0f;

if(temp!=0x0f)

{

temp=P3;

temp=temp & 0x0f;//判斷是哪個(gè)鍵按下

switch(temp)

{

case 0x0e: //第一行第四個(gè)按下

{delay(5);num1=4;l2=0;xianshi();} //第一行第一個(gè)鍵按下

break;

case 0x0d:

//第一行第三個(gè)按下

{delay(5);num1=3;l2=0;xianshi();}

break;

case 0x0b:

//第一行第二個(gè)按下

{delay(5);num1=2;l2=0;xianshi();}

break;

case 0x07: //第一行第一個(gè)按下

{delay(5);num1=1;l2=0;xianshi();} break;//第一行第一個(gè)鍵按下

}

}

}

P3=0xff;

P3_5=0;

temp=P3;

temp=temp & 0x0f;

if(temp!=0x0f)

{

delay(5);//延時(shí)躲過抖動(dòng)

temp=P3;

temp=temp & 0x0f;

if(temp!=0x0f)

{

temp=P3;

temp=temp & 0x0f;

switch(temp)

{

case 0x0e:

{delay(5);num1=8;l2=0;xianshi();} break;

case 0x0d:

{delay(5);num1=7;l2=0;xianshi();} break;

case 0x0b:

{delay(5);num1=6;l2=0;xianshi();} break;

case 0x07:

{delay(5);num1=5;l2=0;xianshi();} break;

}

}

}

P3=0xff;

P3_6=0;

temp=P3;

temp=temp & 0x0f;

if(temp!=0x0f)

{

delay(5);//延時(shí)躲過抖動(dòng)

temp=P3;

temp=temp & 0x0f;

if(temp!=0x0f)

{

temp=P3;

temp=temp & 0x0f;

switch(temp)

{

case 0x0e:

{delay(5);num1=12;l2=0;xianshi();} break;

case 0x0d:

{delay(5);num1=11;l2=0;xianshi();} break;

case 0x0b:

{delay(5);num1=10;l2=0;xianshi();} break;

case 0x07:

{delay(5);num1=9;l2=0;xianshi();} break;

//第二行第四個(gè)鍵按下//第二行第三個(gè)鍵按下//第二行第二個(gè)鍵按下//第二行第一個(gè)鍵按下//第三行第四個(gè)鍵按下//第三行第三個(gè)鍵按下//第三行第二個(gè)鍵按下//第三行第一個(gè)鍵按下

}

}

}

P3=0xff;

P3_7=0;

temp=P3;

temp=temp & 0x0f;

if(temp!=0x0f)

{

delay(5);//延時(shí)躲過抖動(dòng)

temp=P3;

temp=temp & 0x0f;

if(temp!=0x0f)

{

temp=P3;

temp=temp & 0x0f;

switch(temp)

{

case 0x0e:

{delay(5);num1=16;l2=0;xianshi();} break;

case 0x0d:

{delay(5);num1=15;l2=0;xianshi();} break;

case 0x0b:

{delay(5);num1=14;l2=0;xianshi();} break;

case 0x07:

{delay(5);num1=13;l2=0;xianshi();} break;

}

temp=P3;

P0=table[key];

}

}

} }

void xianshi(){

TR0=0;

//停止定時(shí)計(jì)數(shù)

num=0;

//倒計(jì)時(shí)num清零

sp=1;

//成功搶答，蜂鳴器叫

delay(100);

//延時(shí)一段時(shí)間

sp=0;

//關(guān)蜂鳴器

//第四行第四個(gè)鍵按下//第四行第三個(gè)鍵按下//第四行第二個(gè)鍵按下//第四行第一個(gè)鍵按下

while(1)

{

for(a=0;a<4;a++)//顯示部分位選

{

delay(5);

P2=table0[a];

P0=table[display[a]];

}

display[0]=num/10;

//倒計(jì)時(shí)顯示0

display[1]=num%10;

display[2]=num1/10;

//顯示搶答者號(hào)

display[3]=num1%10;

if(k4==0)

//判斷復(fù)位鍵K4是否按下

{

num=num2;

//num2值賦值給num

num1=0;

//清零搶答者號(hào)顯示

TR0=1;

//啟動(dòng)定時(shí)器TO

l1=1;

//D1,D2關(guān)閉

l2=1;

return;

}

} }

void main()

//主函數(shù) {

l1=1;

//D1,D2關(guān)閉

l2=1;

sp=0;//初始化蜂鳴器

x=0;

num=num2=30;

//賦初值

while(1)

{

if(x==1)

//開始鍵按下

{

delay(5);

TR0=1;

//啟動(dòng)定時(shí)

while(1)

{

keyboad();//調(diào)用按鍵檢測(cè)子函數(shù)

if(k4==0)//判斷復(fù)位鍵是否按下

{

l1=1;//D1,D2關(guān)閉

l2=1;

delay(5);

num=num2;//倒計(jì)時(shí)時(shí)間30秒賦值給num

TR0=1;//啟動(dòng)定時(shí)器T0

}

}

}

else

//開始鍵沒有按下

{

for(a=0;a<4;a++)

//顯示部分位選

{

delay(5);

P2=table0[a];

P0=table[display[a]];

}

display[0]=num/10;//倒計(jì)時(shí)顯示0

display[1]=num%10;

display[2]=num1/10;

//顯示搶答者號(hào)

display[3]=num1%10;

init();

//初始化

}

} }

void time0()interrupt 1 //定時(shí)器T0中斷 {

TH0=(65536-10000)/256;

//重裝初值

TL0=(65536-10000)%256;count++;

//中斷次數(shù)記錄

if(k4==0)

//復(fù)位鍵K4檢測(cè)

{

num=num2;

TR0=1;

num1=0;

return;

}

for(a=0;a<4;a++)

{

delay(10);

P2=table0[a];

P0=table[display[a]];

} display[0]=num/10;

//倒計(jì)時(shí)顯示0

display[1]=num%10;

display[2]=num1/10;//顯示搶答者號(hào)

display[3]=num1%10;

if(count==100)

//1秒定時(shí)是否已到

{

count=0;

//清零記錄

num--;

//顯示倒計(jì)時(shí)自減一

if(num<6)

//倒計(jì)時(shí)倒數(shù)6秒，D2亮，蜂鳴器報(bào)警

{

l1=~l1;

sp=1;

delay(100);

sp=0;

if(num==0)

//倒計(jì)時(shí)為0，D2亮，蜂鳴器報(bào)警

{

l1=0;

sp=1;delay(200);sp=0;

delay(100);

sp=1;delay(200);sp=0;

delay(100);

sp=1;delay(200);sp=0;

}

if(num==0)

{

while(1)

{

xianshi();

//調(diào)用延時(shí)子函數(shù)

if(k4==0)//假如復(fù)位鍵按下

{

l1=1;

//D1,D2滅

l2=1;

num=num2;//30秒倒計(jì)時(shí)賦值給num

TR0=1;//啟動(dòng)定時(shí)器T0

return;

}

}

}

} } x2++;if(x2==4){

x2=0;} P3=table2[x2];

//分別給行線送低電?