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1、六路抢答器说明书 终极版数字电子技术课程设计任务书一、设计题目、内容及要求设计题目：数字抢答器设计设计内容：1、设计一个可同时供 6位选手参加的6路数字显示抢答器，选手每人一个抢答按钮，抢答开始后，抢答器具有优先抢答的功能，最先抢答成功的选手编号能被显示，并 有音响提示，当有选手抢答成功时，禁止其它选手抢答，直到主持人将系统清零为止；2、主持人有控制开关，能够手动清零复位，当主持人按下开始按键是才能够抢答， 显示倒计时9秒，在规定时间抢答有效，同时倒计时停止，直到主持人将系统清零 为止。3、如果抢答时间已到，却没有选手抢答，则本次抢答无效，禁止选手超时后抢答。 设计要求：1、根据任务要求设计中
2、的各个电路模块；2、给出multisim 仿真结果；3、设计说明书要包含设计总结；二、设计原始资料Multisim仿真软件三、要求的设计成果（课程设计说明书、设计实物、图纸等）1、课程设计说明书2、multisim 仿真图四、进程安排-7-7-7-9根据设计要求设计电路，并用multisim进行仿真-7-10 -7- 11撰写课程设计说明书，答辩五、主要参考资料1 .王鸿明，段玉生.电工与电子技术.高等教育出版社，.122 .阎石.数字电子技术基础.高等教育出版社，.23 .吴俊芹.电子技术实训与课程设计.机械工业出版社，.4指导教师（签名）：教研室主任（签名）：课程设计成绩评定表出勤情况出勤
3、天数缺勤天数成绩评定出勤情况及设计过程表现（20 分）课设答辩（20分）说明书（20分）设计成果（40分）总成绩（100分）提问（答辩）问题情况综合评定指导教师签名：年 月曰目录1引言 错误!未定义书签。2仿真软件介绍 错误!未定义书签。2.1 Multisim 发展简介 错误!未定义书签。2.2 Multisim 13概述 错误!未定义书签。2.3使用注意事项 错误!未定义书签。3系统的组成及工作原理 错误!未定义书签。3.1系统的组成 错误!未定义书签。3.2系统的工作原理 错误!未定义书签。4 单元电路设计 错误!未定义书签。4.1抢答电路的设计 错误!未定义书签。4.2定时电路的设计5
4、4.3才艮警电路的设计 错误!未定义书签。4.4时序电路的设计 错误!未定义书签。4.5相关元器件的介绍 错误!未定义书签。4.5.1 74LS148优先编码器 错误!未定义书签。4.5.3十进制同步加减计数器74LS190错误!未定义书签。4.5.4 74LS48译码器 错误!未定义书签。5系统仿真与测试 错误!未定义书签。5.1仿真步骤 错误!未定义书签。6心得体会参考文献附录I元件清单错误!未定义书签错误!未定义书签错误!未定义书签错误!未定义书签附录n总体电路1引言随着社会的发展抢答器作为一种工具已经广泛应用于各种智 力竞赛场合。此次设计以六路抢答器为基本概念，从实际应用出 发，利用逻
5、辑电路基础，由抢答电路、倒计时电路、报警电路组 成。实现能同时供 6人抢答的电路。该抢答器的设计利用Multisim完成了原理图设计和电路仿真，具有数字显示、倒计时显示、编 码译码功能。数字系统课程设计是一门独立课程、有独立学分的 实践性教学环节，同数字逻辑与数字系统”理论讲授课程有密不可 分的关系，起着相辅相成的作用，也是在数字逻辑与数字系统”课的基础上，进一步深化的实践环节。其主要目的是经过指导学生 循序渐进地独立完成数字电路的设计任务，加深学生对理论知识 的理解，提高学生的动手能力，独立分析、解决问题能力，协调 能力和创造性思维能力。提高学生在数字电路应用方面的实践技 能，树立严谨的科学
6、作风，培养学生综合运用理论知识解决实际 问题的能力，学生经过电路的设计、安装、调试、整理资料等环 节，初步掌握工程设计方法和组织实践的基本技能，逐步熟悉开 展科学实践的程序和方法，本课程设计培养、启发学生的创造性 思维，进一步理解数字系统的概念，掌握小型数字系统的设计方 法，掌握小型数字系统的组装和调试技术，掌握查阅有关资料的 技能。经过本次设计，加强学生的团结合作意识，提高独立解决 问题的能力；经过指导学生循序渐进地独立完成数字电路的设计任务，加 深学生对理论知识的理解，提高学生的动手能力，独立分析、解 决问题能力，协调能力和创造性思维能力。提高学生在数字电路 应用方面的实践技能，树立严谨的
7、科学作风，培养学生综合运用 理论知识解决实际问题的能力，学生经过电路的设计、安装、调 试、整理资料等环节，初步掌握工程设计方法和组织实践的基本 技能，逐步熟悉开展科学实践的程序和方法，本课程设计培养、 启发学生的创造性思维，鼓励学生开拓创新，为以后走向社会打 下坚实基础；同时进一步理解数字系统的概念，掌握小型数字系 统的设计方法，掌握小型数字系统的组装和调试技术，掌握查阅 有关资料的技能。2仿真软件介绍2.1 Multisim 发展简介工程师们能够使用 Multisim交互式地搭建电路原理图，并对 电路进行仿真。Multisim提炼了 SPICE仿真的复杂内容，这样工程 师无需懂得深入的 SP
8、ICE技术就能够很快地进行捕获、仿真和分析新的设计，这也使其更适合电子学教育。经过Multisim和虚拟仪器技术，PCB设计工程师和电子学教育工作者能够完成从理论到原 理图捕获与仿真再到原型设计和测试这样一个完整的综合设计流 程。2.2 Multisim 13 概述Multisim10是美国NI公司推出的以 Windows为基础的仿真工具，适用于板级的模拟、数字电路板的设计工作。它包含了电路 原理图的图形输入、电路硬件描述语言输入方式，具有丰富的仿真分析能力。有了Multisim 软件，就相当于拥有了一个设备齐全的实验室，能够非常方便的从事电路设计、仿真、分析工作。此软件能够为你提供以下便利：
9、经过直观的电路图捕捉环境，轻松设计电路； 经过交互式SPICEB真，迅速了解电路行为；借助高级电 路分析,理解基本设计特征；经过一个工具链 ，无缝地集成电路设计 和虚拟测试；经过改进、整合设计流程，减少建模错误并缩短上市 时间；NI Multisim软件结合了直观的捕捉和功能强大的仿真，能够 快速、轻松、高效地对电路进行设计和验证。凭借NI Multisim ,您能够立即创立具有完整组件库的电路图，并利用工业标准SPICE模拟器模仿电路行为。借助专业的高级SPICE分析和虚拟仪器，您能在设计流程中提早对电路设计进行的迅速验证，从而缩短建模循环。与 NI LabVIEW和SignalExpres
10、s软件的集成，完善了具有强大技术的设计流程，从而能够比较具有模拟数据的实现建模测量。因此本次课设能深入了解交通信号灯的应用原理，更好的掌 握所学知识，将理论联系实际，而且在实际操作中培养白己的实 际动手能力，将理论应用与实际生活中。2.3使用注意事项不要长时间使软件处于仿真状态，以免死机；删除元件、仪器、连线等，一定要在断开仿真开关的情况 下；注意数字地与模拟地的差别，使用标准符号；LED数码管的极性；分模块调试，最后综合调试。3系统的组成及工作原理3.1系统的组成框图定时抢答器的总体框图如下图 3-1 :枪答按锁有编码器A显示驭动！数码管显主持人译码显示捽制电I 计时秒脉冲产生 报警电路计分
11、电I 1译码显图3-1系统组3.2系统的工作原理抢答器由输入电路，判别电路，显示电路，秒脉冲发生器， 计时电路和报警电路等组成。计数器选用十进制减法计数器，计 数输入由秒脉冲发生器提供。电路包括主体电路和扩展电路两部 分。其中主体电路完成基本的抢答功能，即主持人按下控制开关 后，当选手按动抢答键时，数码管显示选手编号，同时封锁输入 电路，其它选手抢答无效。扩展电路完成定时抢答的功能以及报 警功能。电路的工作过程是：接通电源后，主持人将控制开关置 于 精除”处，此时抢答器处于禁止状态，选手不能进行抢答，定时 显示器显示设定的时间（9s）,当主持人将控制开关置于开始时，抢答器处于工作状态，同时定时
12、器开始倒计时。当选手在定 时时间内按动抢答键时，电路要完成以下功能：优先编码电路判断抢答者的编号，并由锁存器进行锁存，然后经过译码显示电路 在数码管上显示抢答者的编号；扬声器发出短暂声响；控制电路 对其余输入编码进行封锁，禁止其它选手进行抢答；控制电路要 使定时器停止工作，数码管上显示剩余的抢答时间，当选手将问 题回答完毕，主持人操作控制开关使系统回复到禁止工作状态， 以便进行下一轮抢答。当定时时间到，却没有选手抢答时，系统 将报警，并封锁输入电路，禁止选手超时后抢答。4单元电路设计4.1抢答电路的设计1. 抢答器电路参考电路如图所示。该电路完成两个功能：一是分辨出选手按键的先后，并锁存优先抢
13、答者的编号，同时译码显示电路显示编号；二是禁止其它选手按键操作无效。工作过程：开关 S置于清 除端时，RS触发器（此处用74ls279代替）的R端均为0, 4个 触发器输出置0,使 74LS148的=0,使之处于工作状态。当开 关S置于开始时，抢答器处于等待工作状态，当有选手将键按下时（如按下J1） , 74LS148的输出 经RS锁存后，2Q2=1,74LS48处 于工作状态，2Q1 1Q2 1Q1=001,经译码显示为1。另外，2Q 1 = 1 ,使74LS148= 1 ,处于禁止状态，封锁其它按键的输入。当按 键松开即按下时，74LS148的 此时由于仍为 2Q 1=1，使 EI =1
14、,因此74LS148仍处于禁止状态，确保不会出二次按键时输入信 号，保证了抢答者的优先性。如有再次抢答需由主持人将S开关 重新置清除，然后再进行下一轮抢答。RS触发器工作原理如下。74LS148为8线一3线优先编码器，表 1-1为其功能表。2. R S触发器：(1) 保持状态。当输入端接入 S=R=1的电平时，如果基本 SR 触发器现态Q=1、Q=0,则触发器次态Q=1、Q=0;若基本SR触发 器的现态Q=0、Q =1，则触发器次态Q=0、Q =1。即S = R =1时，触 发器保持原状态不变。(2) 置0状态。当S=1, R=0时，如果基本 SR触发器现态为 Q=1、Q=0,因R=0,会使Q
15、=1，而Q=1与S=1共同作用使Q端翻 转为0；如果基本 SR触发器现态为Q=0、Q=1，同理会使Q=0, Q=1。只要输入信号S=1, R=0,无论基本 SR触发器的输出现态 如何，均会使输出次态置为 0态。(3) 置1状态。当S=0、R=1时，如果触发器现态为Q=0、Q=1，因S=0,会使G1的输出端次态翻转为 1,而Q=1和乓=1共 同使G2的输出端Q=0；同理当Q=1、Q=0,也会使触发器的次态 输出为Q=1、Q =0；只要S=0、R=1,无论触发器现态如何，均会 将触发器置1。(4) 不定状态。当S = R=0时，无论触发器的原状态如何，均会 使Q=1, Q=1。当脉冲去掉后，S和后同时恢复高电平后，触发器的新状态要看G1和G2两个门翻转速度快慢，因此称 S = R=0是不定状态，在实际电路中要避免此状态出现。抢答器电路如下图3-1所示七GND5.0V
