第一篇：數(shù)字電路課程設(shè)計(jì)四路搶答器附proteus仿真下載

寧波理工學(xué)院

數(shù)字電路課程設(shè)計(jì)（論文）

題 目 基于74LS171的競(jìng)賽搶答器電路分析

姓名

學(xué)號(hào) 專業(yè)班級(jí) 指導(dǎo)教師

學(xué) 院 信息科學(xué)與工程學(xué)院

完成日期 2013年6月6日

I Proteus文件下載地址

：http://pan.baidu.com/share/link?shareid=3232147993&uk=1662325156

摘 要

74LS系列芯片在生活中有廣泛的應(yīng)用。

其中“74”指的是商用器件，與“54”是軍用不同，它的適用溫度范圍為0℃ ～ 70℃；而軍用的適用溫度范圍要廣為-55℃～125℃。

LS等是子系列名稱。L:低功耗;H:高速;S:肖特基;LS:低功耗消特基;ALS:先進(jìn)低功耗肖特基;AS:先進(jìn)肖特基;LS：低功耗消特基

即74LS為商用低功耗肖特基系列。本競(jìng)賽搶答器主要用到74LS171芯片。本課題設(shè)計(jì)是“四人搶答器”。主要是通過(guò)本次課程設(shè)計(jì)掌握四人搶答器電路的設(shè)計(jì)流程和設(shè)計(jì)原理圖。并學(xué)會(huì)用proteus做出四人搶答器電路的仿真與分析。且通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)學(xué)會(huì)用不同的芯片設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單的搶答器電路。

關(guān)鍵詞：競(jìng)賽搶答器；單周期脈沖信號(hào)；74LS171

II

III

第1章

電路介紹

1.1 主要器件介紹

本次實(shí)驗(yàn)是以四人搶答電路為例。四人參加比賽，沒(méi)人一個(gè)按鈕，其中一人按下按鈕后，相應(yīng)的指示燈點(diǎn)亮，并且之后按下的按鈕不起作用。

競(jìng)賽搶答器以74LS171四D觸發(fā)器為核心器件設(shè)計(jì)四人競(jìng)賽搶答電路。74LS171內(nèi)部包含了四個(gè)D觸發(fā)器，各輸入、輸出以序號(hào)相區(qū)別，如下圖：

其中CLK端為時(shí)鐘端，MR為清零端（低電平有效）。

1.2 部分電路設(shè)計(jì)

按鍵設(shè)置模塊，設(shè)計(jì)為按鍵懸空是，D0?..D3接地，沒(méi)有向該端口發(fā)送脈沖信號(hào)。按鍵另一端接電源，按鍵按下，電源脈沖信號(hào)送到D0?..D3端口。（R1,R2,R3,R4，R5,R6,R7,R8為330歐姆。R9為100歐姆。）

本次實(shí)驗(yàn)難點(diǎn)是其中一人按下按鈕后，相應(yīng)的指示燈點(diǎn)亮，之后按下的按鈕不起作用。要起到這樣的作用設(shè)計(jì)了兩個(gè)“與非”門(mén)電路。當(dāng)按鍵按下后，最先按下的Q端輸出信號(hào)為1，那么Q非為0，這里采用“與非”門(mén)，即便其余按鍵按下后，有一個(gè)輸出信號(hào)為0，那么一與非輸出為1，這就使得74LS171時(shí)鐘端被封住了，此后其他輸入信號(hào)對(duì)系統(tǒng)輸出不起作用了。輸出的信號(hào)1在經(jīng)過(guò)與非門(mén)輸出信號(hào)0，它與時(shí)鐘信號(hào)再與非，那么時(shí)鐘信號(hào)輸出信號(hào)均為1。（這里用到74LS20和74LS00）

電路顯示部分為四個(gè)發(fā)光二極管，串聯(lián)著四個(gè)330歐姆的電阻。

其中清零信號(hào)用于賽前清零。清零后四個(gè)二極管均熄滅，電路反向輸出均為1，時(shí)鐘端“與”門(mén)開(kāi)啟，等待輸入信號(hào)。

第2章 競(jìng)賽搶答電路分析

當(dāng)按下#1后，D1發(fā)光二極管被點(diǎn)亮，同時(shí)系統(tǒng)的時(shí)鐘輸入端被鎖定。再按其余按鍵，均無(wú)反應(yīng)。

第3章 總結(jié)與展望

本課題設(shè)計(jì)是“四人搶答器”。主要是通過(guò)本次課程設(shè)計(jì)掌握四人搶答器電路的設(shè)計(jì)流程和設(shè)計(jì)原理圖。并學(xué)會(huì)用proteus做出四人搶答器電路的仿真與分析。且通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)學(xué)會(huì)用不同的芯片設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單的搶答器電路

本次電路設(shè)計(jì)重在原理圖的設(shè)計(jì)，并研究了制作流程。其難度在于一人按下按鈕后，相應(yīng)的指示燈點(diǎn)亮，之后按下的按鈕不起作用。本次實(shí)驗(yàn)聰明的利用了與非門(mén)電路，有效的解決了這一問(wèn)題。其次實(shí)驗(yàn)運(yùn)用74LS171芯片，拓展了對(duì)74系列其他芯片的了解。本次實(shí)驗(yàn)可以很好的拓展，學(xué)會(huì)利用不同型號(hào)的芯片來(lái)制作搶答器。實(shí)驗(yàn)給我的收獲很多，充分的想辦法解決問(wèn)題很是關(guān)鍵，利用缺乏的資源做到相同的效果當(dāng)是我們學(xué)習(xí)的目的和解決問(wèn)題的途徑

第二篇：數(shù)字電路課程設(shè)計(jì)八路搶答器附proteus文件下載

寧波理工學(xué)院

數(shù)字電路課程設(shè)計(jì)（論文）

題 目

姓名

學(xué)號(hào)

專業(yè)班級(jí) 11通信工程2班 指導(dǎo)教師

學(xué) 院 信息科學(xué)與工程學(xué)院

完成日期 2013年6月6日

I

Proteus仿真下載：http://pan.baidu.com/share/link?shareid=3269742360&uk=1662325156

摘 要

八路搶答器由搶答啟動(dòng)電路、啟動(dòng)報(bào)警電路、選手編號(hào)譯碼顯示電路、復(fù)位電路組成。

搶答器主要器件有74LS148、74LS74、555定時(shí)器。

搶答器的輸入為八路搶答按鈕及主持人控制的搶答“開(kāi)始”和“復(fù)位”二個(gè)按鈕。搶答器的輸出有一個(gè)發(fā)光二極管、一個(gè)數(shù)碼顯示管和一個(gè)蜂鳴器。

八路搶答器電路是基于七路搶答電路的一個(gè)改裝。相比七路搶答電路可以供更多一人搶答，雖然其中有個(gè)小問(wèn)題存在，但不影響搶答器的使用。

基于proteus，經(jīng)過(guò)元器件的選取，電路的連接，參數(shù)的設(shè)置，最終仿真等工作，最終實(shí)現(xiàn)了蜂鳴提示數(shù)碼顯示八路搶答功能。關(guān)鍵詞：競(jìng)賽搶答器；74LS148；74LS74；555定時(shí)器

第一章

電路器件介紹

（1）74LS148編碼器

74LS148 為 8 線－3 線優(yōu)先編碼器，共有 54/74148 和 54/74LS148 兩種線路結(jié)構(gòu)型式，將 8 條數(shù)據(jù)線（0－7）進(jìn)行 3 線(4-2-1)二進(jìn)制（八進(jìn)制）優(yōu)先編碼，即對(duì)最高位數(shù)據(jù)線進(jìn)行譯碼。利用選通端（EI）和輸出選通端（EO）可進(jìn)行八進(jìn)制擴(kuò)展。

0－7

編碼輸入端(低電平有效)EI

選通輸入端(低電平有效)A0、A1、A2

三位二進(jìn)制編碼輸出信號(hào)即編碼輸出端(低電平有效)GS

片優(yōu)先編碼輸出端即寬展端(低電平有效)EO

選通輸出端，即使能輸出端

II

（2）74LS74集成D觸發(fā)器

74LS74是雙D觸發(fā)器（內(nèi)部集成二個(gè)D觸發(fā)器），上升沿觸發(fā)，互補(bǔ)輸出

III

（3）555定時(shí)器

555定時(shí)器內(nèi)部包括兩個(gè)電壓比較器，三個(gè)等值串聯(lián)電阻，一個(gè) RS 觸發(fā)器，一個(gè)放電管 T 及功率輸出級(jí)。它提供兩個(gè)基準(zhǔn)電壓VCC /3 和 2VCC /3 1腳：外接電源負(fù)端VSS或接地，一般情況下接地。2腳：低觸發(fā)端 3腳：輸出端Vo 4腳：是直接清零端。當(dāng)此端接低電平，則時(shí)基電路不工作，此時(shí)不論TR、TH處于何電平，時(shí)基電路輸出為“0”，該端不用時(shí)應(yīng)接高電平。

5腳：VC為控制電壓端。若此端外接電壓，則可改變內(nèi)部?jī)蓚€(gè)比較器的基準(zhǔn)電壓，當(dāng)該端不用時(shí)，應(yīng)將該端串入一只0.01μF電容接地，以防引入干擾。

6腳：TH高觸發(fā)端。

7腳：放電端。該端與放電管集電極相連，用做定時(shí)器時(shí)電容的放電。

8腳：外接電源VCC，雙極型時(shí)基電路VCC的范圍是4.5 ~ 16V，CMOS型時(shí)基電路VCC的范圍為3 ~ 18V。一般用5V。

IV 第二章 競(jìng)賽搶答電路分析

1、仿真運(yùn)行初始狀態(tài)

剛運(yùn)行時(shí)，74LS148的各個(gè)輸入0~7應(yīng)為高電平，E1=0，A1A2A0=111.GS=1，EO=0

2、復(fù)位按鈕作用后

產(chǎn)生一個(gè)短暫的低電平，應(yīng)使電路狀態(tài)產(chǎn)生如下變化：74LS148的E1=1，即先封鎖各路搶答信號(hào)，其他狀態(tài)不變。

3、開(kāi)始按鈕作用后

產(chǎn)生一個(gè)短暫的低電平，應(yīng)使電路狀態(tài)產(chǎn)生如下變化：74LS148的E1=0允許各路搶答，同是，喇叭發(fā)出嘀的聲響。

4、比七路多一路的搶答改裝

（1）74LS47有個(gè)測(cè)燈輸入端LT，當(dāng)此信號(hào)輸入低電平時(shí)，顯示8。把U6:C輸出連接到74LS47的LT端，復(fù)位后由于U6：C的一路輸出為0，另一路來(lái)自U5:A，使其在第8路搶答時(shí)為0，即把第8路搶答時(shí)低電平輸入接至U5:A的異步置位端。

（2）第八路強(qiáng)大成功后對(duì)1~7路的封鎖。U6:C輸出的低電平一方面直接給74LS47的LT，使其顯示8，另一方面經(jīng)反相器U9后變高送給或門(mén)U6:D，使其為高，接入E1，封鎖74LS148的輸入。

V

5、蜂鳴電路

555接單穩(wěn)態(tài)電路，觸發(fā)端TR接開(kāi)始按鈕，當(dāng)開(kāi)始按鈕按下時(shí)產(chǎn)生一個(gè)短暫的低電平，觸發(fā)單穩(wěn)態(tài)電路，輸出3端產(chǎn)生一個(gè)固定高度的高電平，此信號(hào)給蜂鳴器，使之產(chǎn)生一個(gè)嘀的聲響。改變555電路的R2和C1參數(shù)，可以改變聲音的長(zhǎng)短。

VI

6、總電路圖

第3章 總結(jié)與展望

本課題設(shè)計(jì)是“八人搶答器”。主要是通過(guò)本次課程設(shè)計(jì)掌握八人搶答器電路的設(shè)計(jì)流程和設(shè)計(jì)原理圖。并學(xué)會(huì)用proteus做出八人搶答器電路的仿真與分析。且通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)學(xué)會(huì)用不同的芯片設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單的搶答器電路。

VII 此次課程設(shè)計(jì)，從最初的只準(zhǔn)備做個(gè)簡(jiǎn)單的四路搶答器，到后來(lái)的較難的帶有顯示的七路搶答器，最終經(jīng)過(guò)連夜的改裝變成具有自己小創(chuàng)意的實(shí)用的八路電子搶答器。期間經(jīng)過(guò)重重困但，但在同學(xué)的幫助下網(wǎng)絡(luò)資源的輔助下也都一一解決了。

最終此次課程設(shè)計(jì)完成了，但是依然有小的瑕疵。比如在未按壓搶答開(kāi)始按鈕時(shí)，第8路的搶答按鈕依舊可以點(diǎn)亮LED。

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VIII

第三篇：plc控制四路搶答器課程設(shè)計(jì)

plc控制四路搶答器課程設(shè)計(jì)

市場(chǎng)上有許許多多種搶答器，但功能卻各不相同，電路也形形色色，而所選元件也各不相同。筆者設(shè)計(jì)了一款用plc控制的搶答器，該搶答器集搶答、聲音警示、燈光指示和計(jì)時(shí)于一身，借助較少的外圍元件完成搶答的整個(gè)過(guò)程，選用的是（OMRON）生產(chǎn)的C20p型PLC設(shè)計(jì)制作了四路搶答器，該設(shè)計(jì)編程簡(jiǎn)單，容易理解掌握，且工作穩(wěn)定可靠?？傮w電路簡(jiǎn)單，易于制作。

1、系統(tǒng)工作原理 1．1 控制要求

（1）競(jìng)賽者若要回答主持人所提問(wèn)題時(shí)，須搶先按下桌上的搶答按鈕；

（2）綠色指示燈亮后，須等主持人按下復(fù)位按鈕PB5后，指示燈才熄滅；

（3）如果競(jìng)賽者在主持人打開(kāi)SW1開(kāi)關(guān)10 s內(nèi)搶先按下按鈕，電磁線圈將使彩球搖動(dòng)，以示競(jìng)賽者得到一次幸運(yùn)的機(jī)會(huì)；

（4）如果在主持人打開(kāi)SW1開(kāi)關(guān)10 s內(nèi)無(wú)人搶答，則必須有聲音警示，同時(shí)紅色指示燈亮，以示競(jìng)賽者放棄該題；

（5）在競(jìng)賽者搶答成功后，應(yīng)限定一定的時(shí)間回答問(wèn)題，根據(jù)題目難易可設(shè)定時(shí)間（如2 min）；

（6）當(dāng)主持人打開(kāi)SW2開(kāi)關(guān)后記時(shí)開(kāi)始，如果競(jìng)賽者在回答問(wèn)題時(shí)超出設(shè)定時(shí)限，則紅色指示燈亮并伴有聲音提示，競(jìng)賽者停止回答問(wèn)題。1．2 選定輸入、輸出設(shè)備

輸入設(shè)備

輸入端子號(hào)

搶答按鈕 PB11 0000

搶答按鈕 PB12 0001

搶答按鈕 PB21 0002搶答按鈕

搶答按鈕 PB31 0004

搶答按鈕 PB32 0005

搶答按鈕 PB41 0006

搶答按鈕 PB42 0007

復(fù)位按鈕 PB5 0008

選擇開(kāi)關(guān) SW1 0009

限時(shí)開(kāi)關(guān) SW2 0010

輸出設(shè)備

輸出端子號(hào)

綠色指示燈L1輸出

0500

綠色指示燈L2輸出

0501

綠色指示燈L3輸出

0502

綠色指示燈L4輸出

0503

紅色指示燈L5輸出

0504

紅色指示燈L6輸出

0505

PB22 0003

電磁開(kāi)關(guān)SOL輸出

0506

回答限時(shí)聲音輸出

0508

2、系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)［1～3］ 2．1 控制梯形圖

系統(tǒng)控制梯形圖如圖1所示。

2．2 工作過(guò)程

（1）由于0500使用他的自身觸點(diǎn)（常開(kāi)觸點(diǎn)），在0000或0001閉合后仍保持在ON狀態(tài)（自鎖）。同時(shí)，將其常閉觸點(diǎn)串入其他各回路中，在0500接通后，他的常閉觸點(diǎn)打開(kāi)，切斷其他搶答回路（互鎖）；

（2）0501，0502和0503以同樣方式動(dòng)作，自鎖繼電器在復(fù)位按鈕PB5再次動(dòng)作時(shí)將清零；

（3）機(jī)會(huì)選擇開(kāi)關(guān)SW1使0009閉合后，10 s定時(shí)器TIM00啟動(dòng)；

（4）如果0500，0501，0502和0503在10 s定時(shí)器TM00動(dòng)作之前任何一個(gè)閉合，則0506變?yōu)镺N以示搶答成功，同時(shí)切斷10 s計(jì)時(shí)顯示輸出回路，否則輸出聲音提示，以示競(jìng)賽者放棄該題；

（5）常開(kāi)觸點(diǎn)0009斷開(kāi)后，自鎖繼電器和定時(shí)器TIM00將清零；

（6）搶答成功后，主持人閉合限時(shí)開(kāi)關(guān)SW2使 0010閉合后，2 min定時(shí)器TIM01啟動(dòng)，時(shí)間到0505和0508閉合，紅燈亮并有聲音提示停止回答；

（7）常開(kāi)觸點(diǎn)0010斷開(kāi)后，定時(shí)器TIM01清零，為下一輪搶答做好準(zhǔn)備。2．3 程序指令

程序指令如表1所示。

2．4 外部接線圖

外部接線如圖2所示。

3、適當(dāng)擴(kuò)展

如果給電路加入適當(dāng)?shù)木?、譯碼器件，就可以將紅、綠燈指示變?yōu)橹庇^的數(shù)字顯示，對(duì)外圍電路稍加修改，就可以變成多路多人搶答器，如六路或十路等，改為多路多人搶答器，可以在梯形圖中再加入兩路或六路分支即可。去掉程序中的互鎖和搶答限時(shí)功能，可以將搶答器改成呼叫器，可以用在醫(yī)院的病房、工廠的車(chē)間等多種地方。

第四篇：數(shù)字電路課程設(shè)計(jì)--數(shù)字搶答器

智力競(jìng)賽搶答器

一、本次課程設(shè)計(jì)目的

1．結(jié)合所學(xué)的數(shù)字電路的理論知識(shí)來(lái)完成數(shù)字電路課程設(shè)計(jì)。

2．在數(shù)字電路的課程設(shè)計(jì)中，熟悉數(shù)字電路的邏輯設(shè)計(jì)過(guò)程以及集成電路的使用。

3．學(xué)會(huì)利用一些沒(méi)學(xué)過(guò)的IC來(lái)設(shè)計(jì)電路。4。學(xué)會(huì)用軟件方法仿真電路。

二、本次課程設(shè)計(jì)安排

1、時(shí)間安排

略。

2、地點(diǎn)安排

S2403實(shí)驗(yàn)室。

智力競(jìng)賽搶答器 設(shè)計(jì)目的

（1）熟悉集成電路的引腳安排及使用方法。（2）掌握各芯片的邏輯功能及使用方法。（3）了解面包板結(jié)構(gòu)及其接線方法。（4）了解數(shù)字搶答器的組成及工作原理。（5）熟悉數(shù)字搶答器的設(shè)計(jì)與制作。（6）學(xué)會(huì)用軟件方法仿真電路。設(shè)計(jì)思路

（1）設(shè)計(jì)搶答器電路。

（2）設(shè)計(jì)可預(yù)置時(shí)間的定時(shí)電路。（3）設(shè)計(jì)報(bào)警電路。（選做）（4）設(shè)計(jì)時(shí)序控制電路。（選做）設(shè)計(jì)過(guò)程

3.1方案論證 數(shù)字搶答器總體方框圖如圖1所示。button，sw-spdt

圖 1 數(shù)字搶答器框圖

其工作原理為：接通電源后，主持人將開(kāi)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(kāi)關(guān)置于“開(kāi)始”狀態(tài)，宣布“開(kāi)始”搶答器工作。定時(shí)器倒計(jì)時(shí)，揚(yáng)聲器給出聲響提示。選手在定時(shí)時(shí)間內(nèi)搶答時(shí)，搶答器完成：優(yōu)先判斷、編號(hào)鎖存、編號(hào)顯示、揚(yáng)聲器提示。當(dāng)一輪搶答之后，定時(shí)器停止、禁止二次搶答、定時(shí)器顯示剩余時(shí)間。如果再次搶答必須由主持人再次操作“清除”和“開(kāi)始”狀態(tài)開(kāi)關(guān)。3.2電路設(shè)計(jì)

搶答器電路如圖2所示。

圖2 數(shù)字搶答器電路

該電路完成兩個(gè)功能：一是分辨出選手按鍵的先后，并鎖存優(yōu)先搶答者的編號(hào)，同時(shí)譯碼顯示電路顯示編號(hào)；二是禁止其他選手按鍵操作無(wú)效。工作過(guò)程：開(kāi)關(guān)S置于“清除”端時(shí)，RS觸發(fā)器的R端均為０，４個(gè)觸發(fā)器輸出置０，使74LS148的ST＝０，使之處于工作狀態(tài)。當(dāng)開(kāi)關(guān)S置于“開(kāi)始”時(shí)，搶答器處于等待工作狀態(tài)，當(dāng)有選手將鍵按下時(shí)（如按下S5），74LS148的輸出Y2Y1Y0?010,YEX?0,經(jīng)RS鎖存后，1Q=1，BI=1，74LS48處于工作狀態(tài)，4Q3Q2Q=101，經(jīng)譯碼顯示為“5”。此外，1Q＝１，使74LS148ST＝１，處于禁止?fàn)顟B(tài)，封鎖其他按鍵的輸入。當(dāng)按鍵松開(kāi)即按下時(shí)，74LS148的YEX?1,此時(shí)由于仍為1Q＝１，使ST＝１，所以74LS148仍處于禁止?fàn)顟B(tài)，確保不會(huì)出二次按鍵時(shí)輸入信號(hào)，保證了搶答者的優(yōu)先性。如有再次搶答需由主持人將Ｓ開(kāi)關(guān)重新置于“清除”然后再進(jìn)行下一輪搶答。

定時(shí)電路如圖3所示。由節(jié)目主持人根據(jù)搶答題的難易程度，設(shè)定一次搶答的時(shí)間，通過(guò)預(yù)置時(shí)間電路對(duì)計(jì)數(shù)器進(jìn)行預(yù)置，計(jì)數(shù)器的時(shí)鐘脈沖由秒脈沖電路提供?？深A(yù)置時(shí)間的電路選用十進(jìn)制同步加減計(jì)數(shù)器74LS192進(jìn)行設(shè)計(jì)。

圖 可預(yù)置時(shí)間的定時(shí)電路

報(bào)警電路如圖4所示。由555定時(shí)器和三極管構(gòu)成的報(bào)警電路如圖4所示。其中555構(gòu)成多諧振蕩器，振蕩頻率fo＝1.43/[（RI＋2R2）C]，其輸出信號(hào)經(jīng)三極管推動(dòng)揚(yáng)聲器。PR為控制信號(hào)，當(dāng)PR為高電平時(shí)，多諧振蕩器工作，反之，電路停振。

圖報(bào)警電路

時(shí)序控制電路如圖5所示。時(shí)序控制電路是搶答器設(shè)計(jì)的關(guān)鍵，它要完成以下三項(xiàng)功能：① 主持人將控制開(kāi)關(guān)撥到“開(kāi)始”位置時(shí)，揚(yáng)聲器發(fā)聲，搶答電路和定時(shí)電路進(jìn)人正常搶答工作狀態(tài)。

② 當(dāng)參賽選手按動(dòng)搶答鍵時(shí)，揚(yáng)聲器發(fā)聲，搶答電路和定時(shí)電路停止工作。③ 當(dāng)設(shè)定的搶答時(shí)間到，無(wú)人搶答時(shí)，揚(yáng)聲器發(fā)聲，同時(shí)搶答電路和定時(shí)電路停止工作。圖中，門(mén)G1 的作用是控制時(shí)鐘信號(hào)CP的放行與禁止，門(mén)G2的作用是控制74LS148的輸人使能端ST。

圖5的工作原理是：主持人控制開(kāi)關(guān)從“清除”位置撥到“開(kāi)始”位置時(shí)，來(lái)自圖 2中的74LS279的輸出 1Q=0，經(jīng)G3反相，A＝1，則時(shí)鐘信號(hào)CP能夠加到74LS192的CPD時(shí)鐘輸入端，定時(shí)電路進(jìn)行遞減計(jì)時(shí)。同時(shí)，在定時(shí)時(shí)間未到時(shí)，則“定時(shí)到信號(hào)”為 1，門(mén)G2的輸出ST=0，使 74LS148處于正常工作狀態(tài)，從而實(shí)現(xiàn)功能①的要求。當(dāng)選手在定時(shí)時(shí)間內(nèi)按動(dòng)搶答鍵時(shí)，1Q＝1，經(jīng) G3反相，A＝0，封鎖 CP信號(hào)，定時(shí)器處于保持工作狀態(tài)；同時(shí)，門(mén)G2的輸出ST=1，74LS148處于禁止工作狀態(tài)，從而實(shí)現(xiàn)功能②的要求。當(dāng)定時(shí)時(shí)間到時(shí)，則“定時(shí)到信號(hào)”為0，ST=1，74LS148處于禁止工作狀態(tài)，禁止選手進(jìn)行搶答。同時(shí)，門(mén)G1處于關(guān)門(mén)狀態(tài)，封鎖 CP信號(hào)，使定時(shí)電路保持00狀態(tài)不變，從而實(shí)現(xiàn)功能③的要求。集成單穩(wěn)觸發(fā)器74LS121用于控制報(bào)警電路及發(fā)聲的時(shí)間。

圖時(shí)序控制電路

4系統(tǒng)調(diào)試與結(jié)果

（1）組裝調(diào)試搶答器電路。

（2）可預(yù)置時(shí)間的定時(shí)電路，并進(jìn)行組裝和調(diào)試。當(dāng)輸人1Hz的時(shí)鐘脈沖信號(hào)時(shí)，要求電路能進(jìn)行減計(jì)時(shí)，當(dāng)減計(jì)時(shí)到零時(shí)，能輸出低電平有效的定時(shí)時(shí)間到信號(hào)。

（3）調(diào)試報(bào)警電路。

（4）定時(shí)搶答器的聯(lián)調(diào)，注意各部分電路之間的時(shí)序配合關(guān)系。然后檢查電路各部分的功能，使其滿足設(shè)計(jì)要求。

5主要儀器與設(shè)備

集成電路： 74LS148—1片，74LS279—1片，74LS48—3片，74LS192—2片，NE555—2片，74LS00—1片，74LS121—1片。

電 阻： 510Ω—2只，1KΩ—9只，4.7kΩ—l只，5.1kΩ—l只，100kΩ—l只，10kΩ—1只，15kΩ—1只，68kΩ—l只。

電 容： 0.1uF—1只，10 uF—2只，100 uF—1只。三極管： 3DG12—1只。（3DG12為普通高頻小功率NPN型硅(材料)三極管，特征頻率100MHZ，集電極最大直流耗散功率0.7W，0.3A/20V。）

其 它： 發(fā)光二極管—2只，共陰極顯示器—3只。

6設(shè)計(jì)體會(huì)與建議

6.1設(shè)計(jì)體會(huì)

通過(guò)這次對(duì)數(shù)字搶答器的設(shè)計(jì)與制作，讓我了解了設(shè)計(jì)電路的程序，也讓我了解了關(guān)于搶答器的基本原理與設(shè)計(jì)理念，要設(shè)計(jì)一個(gè)電路總要先用仿真仿真成功之后才實(shí)際接線的。但是最后的成品卻不一定與仿真時(shí)完全一樣，因?yàn)椋賹?shí)際接線中有著各種各樣的條件制約著。而且，在仿真中無(wú)法成功的電路接法，在實(shí)際中因?yàn)樾酒旧淼奶匦远軌虺晒ΑＫ?，在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮兩者的差異，從中找出最適合的設(shè)計(jì)方法。此外，本實(shí)驗(yàn)也可通過(guò)EDA軟件MAX PLUSⅡ?qū)崿F(xiàn)。通過(guò)這次學(xué)習(xí)，讓我對(duì)各種電路都有了大概的了解，所以說(shuō)，坐而言不如立而行，對(duì)于這些電路還是應(yīng)該自己動(dòng)手實(shí)際操作才會(huì)有深刻理解。6.2對(duì)設(shè)計(jì)的建議

我希望老師在我們動(dòng)手制作之前應(yīng)先告訴我們一些關(guān)于所做電路的資料、原理，以及如何檢測(cè)電路的方法，還有關(guān)于檢測(cè)芯片的方法。這樣會(huì)有助于我們進(jìn)一步的進(jìn)入狀態(tài)，完成設(shè)計(jì)。參考文獻(xiàn)

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1Hz脈沖發(fā)生電路

第五篇：基于fpga的四路搶答器課程設(shè)計(jì)報(bào)告

一、課題設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)和實(shí)驗(yàn)條件

1．工作基礎(chǔ)

（1）數(shù)字電路，模擬電路的學(xué)習(xí)；對(duì)所需使用的芯片管腳及

功能的了解；掌握了基本的數(shù)字電路設(shè)計(jì)流程。

（2）學(xué)會(huì)使用MAX+PLUS 軟件設(shè)計(jì)數(shù)字電路；

了解EDA實(shí)驗(yàn)開(kāi)發(fā)系統(tǒng)。

2．實(shí)驗(yàn)條件

（1）提供有目標(biāo)芯片：FPGA-型號(hào)EP7128SLC84-15的實(shí)驗(yàn)開(kāi)發(fā)系統(tǒng)、數(shù)碼顯示器、二極管、三極管、鈕子開(kāi)關(guān)；

（2）電路設(shè)計(jì)器件：

AND4、NOT、D觸發(fā)器等

二、設(shè)計(jì)目標(biāo)

1.4人搶答器（四名選手分別為：R1，R2，R3，R4）；

2.主持人啟動(dòng)及復(fù)位開(kāi)關(guān)HT;

3.七段顯示碼顯示選手的編號(hào)；

4.搶答器具有“互鎖”功能； 三 設(shè)計(jì)電路圖及仿真

該設(shè)計(jì)屬于較為復(fù)雜的中小規(guī)模數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)，按照系統(tǒng)的功能要求和自頂向下的層次化設(shè)計(jì)思想，該搶答器可以分為三個(gè)模塊，他們分別為：搶答器控制模塊——IN，該模塊用于控制選手及主持人的動(dòng)作；編碼模塊——qiwei，用于將選手的編號(hào)編碼以便用數(shù)碼管顯示輸出；

（1）搶答器控制模塊IN的設(shè)計(jì)：

該模塊在任意一位選手首先按下?lián)尨疰I后，其輸出高電平給D鎖存器，并將輸出結(jié)果送至編碼器qiwei, 該模塊的主持人按鍵HOST按鈕可以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的復(fù)位。其原理圖為：

選手的輸出信號(hào)發(fā)出之后，需要把輸出轉(zhuǎn)換為數(shù)字，故需要加一個(gè)七位譯碼器。（2）七位譯碼器的設(shè)計(jì)：

通過(guò)編程定義生成了一個(gè)七位譯碼器：

生成此七位譯碼器的程序如下：

（3）生成完整設(shè)計(jì)圖：

兩個(gè)模塊進(jìn)行連接即得到最終的實(shí)驗(yàn)電路圖：

（4）設(shè)計(jì)圖的仿真：

對(duì)設(shè)計(jì)的電路進(jìn)行仿真得到仿真圖如下：

從仿真結(jié)果可以看出符合功能要求。

（5）連接引腳圖：

根據(jù)設(shè)計(jì)圖選擇適當(dāng)?shù)囊_連接得到下圖的引腳圖

連接完引腳圖后，通過(guò)PROGRAMER即可通過(guò)開(kāi)發(fā)板來(lái)進(jìn)行調(diào)試驗(yàn)證。最終通過(guò)多次的調(diào)試與驗(yàn)證，終于完成了實(shí)驗(yàn)。

四 心得體會(huì)：

本次實(shí)踐我認(rèn)為完成的比較艱辛，首先在上第一節(jié)課的時(shí)候，聽(tīng)老師講到這門(mén)課程設(shè)計(jì)需要學(xué)到一些先修課程。但是單片機(jī)，PLC，F(xiàn)PGA我之前都沒(méi)學(xué)過(guò)，而且之前學(xué)的數(shù)電和模電也很多知識(shí)都有些記不清了。所以覺(jué)得特別慌，于是在第一節(jié)課后就在課下看老師給的參考資料。開(kāi)始的時(shí)候覺(jué)得好多都不懂完全不明白講的是什么。后來(lái)在找了一些視頻之后對(duì)FPGA和MAX+PLUS平臺(tái)有了一定的了解。后來(lái)又在選擇電路的設(shè)計(jì)之前我認(rèn)真復(fù)習(xí)了《數(shù)字電子技術(shù)》，對(duì)試驗(yàn)中涉及到的器件進(jìn)行了重點(diǎn)復(fù)習(xí)；而且認(rèn)真學(xué)習(xí)了《MAX+PLUS11操作指南》，后來(lái)在實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放后每天都去做實(shí)驗(yàn)調(diào)試。最終能夠熟練地使用該軟件完成中小規(guī)模的集成電路。雖然準(zhǔn)備了不少，而且也自覺(jué)還是挺認(rèn)真盡力的，但是之前的課程學(xué)的不好還是挺傷的，對(duì)于一些復(fù)雜的設(shè)計(jì)還是有挺多不太懂的，只能參考網(wǎng)上查到的資料去理解。

從開(kāi)始做到成功共嘗試過(guò)三個(gè)項(xiàng)目，第一個(gè)比較簡(jiǎn)單算是熟悉軟件。本來(lái)是希望做好一個(gè)流水燈的但是后來(lái)發(fā)現(xiàn)輸出電路太復(fù)雜，經(jīng)過(guò)多次調(diào)試始終在仿真時(shí)打不到自己的要求，被迫作罷。最后選擇做4位搶答器，設(shè)計(jì)圖畫(huà)出來(lái)并沒(méi)有花費(fèi)太多時(shí)間，但是調(diào)試真是花了大量的時(shí)間，因?yàn)殚_(kāi)發(fā)板的接線經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)一些接觸不良，導(dǎo)致即使仿真結(jié)果是對(duì)的，但是卻在開(kāi)發(fā)板上達(dá)不到自己的要求。只能一步一步通過(guò)排除法來(lái)修改更換接觸不良的引腳。最終，終于解決了所有問(wèn)題完成了設(shè)計(jì)。雖然設(shè)計(jì)不算特別高明特別復(fù)雜。但是畢竟是自己一點(diǎn)一點(diǎn)做出來(lái)的，所以還是覺(jué)得挺有成就感。

就具體收獲來(lái)說(shuō)，首先知識(shí)上，通過(guò)此課程設(shè)計(jì)，讓我復(fù)習(xí)了之前學(xué)習(xí)的知識(shí)，同時(shí)讓我對(duì)FPGA有了一個(gè)整體的了解，對(duì)MAX+PLUS軟件也比較熟悉了。除此之外，我覺(jué)得在這個(gè)實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中也鍛煉了我的耐心，讓我能比較專注的去做一件事情。而且經(jīng)歷了這次試驗(yàn)我認(rèn)識(shí)到電路設(shè)計(jì)是一個(gè)踏踏實(shí)實(shí)的過(guò)程，設(shè)計(jì)過(guò)程中我們需要循序漸進(jìn)，一步一個(gè)腳印，來(lái)不得半點(diǎn)馬虎和浮躁心理。