電力電子技術(shù)課程設(shè)計搶答器

1、課 程 設(shè) 計 課程名稱 電子技術(shù)綜合設(shè)計與實訓 題目名稱 八位數(shù)字搶答器 學生學院 自動化 專業(yè)班級 自動 學 號 _學生姓名 指導教師 張 2012 年 11 月 30 日廣東工業(yè)大學課程設(shè)計任務書題目名稱八位數(shù)字搶答器學生學院自動化專業(yè)班級自姓 名學 號31一、課程設(shè)計的內(nèi)容1）利用各種器件設(shè)計一個多路智力競賽搶答器。 2）利用DE2板對所設(shè)計的電路進行驗證。 3）總結(jié)電路設(shè)計結(jié)果 二、課程設(shè)計的要求與數(shù)據(jù)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S0 S7表示。 2）. 設(shè)置一個系統(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

2、動按鈕，鎖存相應的編號，并在優(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。 4）. 搶答器具有定時搶答功能，且一次搶答的時間由主持人設(shè)定（如,30秒）。當主持人啟動開始鍵后，定時器進行減計時，同時揚聲器發(fā)出短暫的聲響，聲響持續(xù)的時間0.5秒左右。5）. 參賽選手在設(shè)定的時間內(nèi)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。 6）. 如果定時時間已到，無人搶答，本次搶答無效，系統(tǒng)報警并禁止搶答，定時顯示器上顯示00。三、課程設(shè)計應完成的工作1 設(shè)計思路1.1學習要求： 復習編碼器、十進制加/減計數(shù)器的工作原理，設(shè)計可預置時間的定時電路分析

3、與設(shè)計時序控制電路。畫出定時搶答器的整機邏輯電路圖，掌握智力搶答器的工作原理及其設(shè)計方法，并對各種元器件的功能和應用有所了解。并能對其在電路中的作用進行分析。例如：555定時器，優(yōu)先編碼器74LS148和RS鎖存器74LS279以及十進制同步加/減計數(shù)器74LS192。1.2 設(shè)計思路設(shè)定一條控制總線S 控制整個系統(tǒng)的運作，高電平有效。設(shè)定一個清零控制，用于清除上一次搶答的顯示，高電平清零。另設(shè)定了一個自主的計數(shù)器置數(shù)控制set。由于DE2板上僅提供50MHz和27MHz的時鐘，需設(shè)定 lpm_count分頻器來對系統(tǒng)時鐘進行分頻，計數(shù)器主要是用兩個74LS190，通過這兩個計數(shù)器，進行30秒

4、的倒數(shù)。2 模擬仿真使用可編程邏輯器件和QUARTUS II軟件，用原理圖輸入方法，進行編譯，仿真。3 下載 模擬仿真結(jié)果正確后，結(jié)合實驗板設(shè)置各輸入、輸出端；指定下載芯片，重新編譯。編譯結(jié)果正確后下載到相應芯片中。4 實驗結(jié)果驗證 下載完成后，在實驗板上驗證結(jié)果，可以利用實驗板上的按鍵模擬呼叫源。四、課程設(shè)計進程安排序號設(shè)計各階段內(nèi)容地點起止日期1觀看課程設(shè)計要求書，復習相關(guān)知識圖書館11.26-11.262構(gòu)思個人設(shè)計思路圖書館、教室11.26-11.283在軟件上畫出實驗要求電路圖宿舍11.28-11.284進行模擬仿真宿舍11.28-11.285實驗室進行下載驗證實驗室11.29-11

5、.296進行驗收實驗室11.29-11.29五、應收集的資料及主要參考文獻1.現(xiàn)代電子技術(shù)實踐課程指導，謝云 等 主編，機械工業(yè)出版社2.SOPC技術(shù)與應用，江國強，機械工業(yè)出版社，2006年10月3.EDA技術(shù)與應用，江國強，電子工業(yè)出版社，2007年1月4.現(xiàn)代電子技術(shù)實踐課程指導 謝云 機械工業(yè)出版社5.八位競賽搶答器電子系統(tǒng)電路分析與設(shè)計 崔本亮；張雷 2009年20期 199202發(fā)出任務書日期： 2012年 11月 26日 指導教師簽名：計劃完成日期： 2012年 11月 29日 基層教學單位責任人簽章：主管院長簽章：摘 要使用可編程邏輯器件和QUARTUS II軟件，用原理圖輸入

6、方法，設(shè)計出八路搶答器，進行編譯，仿真。八路搶答器應具有課程設(shè)計要求的相關(guān)功能。關(guān)鍵詞： 八路搶答器可編程邏輯器件QUARTUS II軟件原理圖目 錄1 設(shè)計任務目的及要求51.1 設(shè)計任務51.2設(shè)計要求52 原理與模塊介紹52.1搶答器的組成52.2主持人開關(guān)52.3優(yōu)先編碼器74148、鎖存器74279、全加器7414862.4 7段顯示譯碼器744762.5 分頻電路72.6 減法計數(shù)器電路73 設(shè)計方案83.1 設(shè)計圖83.1 設(shè)計思想84 實驗結(jié)果與數(shù)據(jù)處理94.1 實驗結(jié)果95 結(jié)論與問題討論95.1 結(jié)論和體會9參考文獻9附錄91 設(shè)計任務目的及要求1.1 設(shè)計任務 1）利用各

7、種器件設(shè)計一個多路智力競賽搶答器。 2）利用DE2板對所設(shè)計的電路進行驗證。 3）總結(jié)電路設(shè)計結(jié)果1.2設(shè)計要求 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S0 S7表示。 2）. 設(shè)置一個系統(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。即選手按動按鈕，鎖存相應的編號，并在優(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。 4）. 搶答器具有定時搶答功能，且一次搶答的時間由主持人設(shè)定（如,30秒）。當主持人啟動開始鍵后，定時器進行減計時，同時揚聲器發(fā)出短暫的聲響，聲響持續(xù)的時間0.5秒左右。 5）. 參賽選手在設(shè)定的時間內(nèi)進行搶答，搶答有效，

8、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。 6）. 如果定時時間已到，無人搶答，本次搶答無效，系統(tǒng)報警并禁止搶答，定時顯示器上顯示00。2 原理與模塊介紹2.1搶答器的組成搶答器主要由控制端輸入電路、優(yōu)先編碼器、觸發(fā)鎖存電路、7段顯示譯碼器和數(shù)碼管、指示燈幾部分組成。2.2主持人開關(guān)實現(xiàn)清零和開始搶答2.3優(yōu)先編碼器74148、鎖存器74279、全加器74148編碼器的作用是將某一開關(guān)信息轉(zhuǎn)化為相應的8421BCD碼，以提供數(shù)字顯示電路所需要的編碼輸入。當有選手輸入時，GS使能端輸出低電平。電路把編碼器輸出的低電平信號，鎖存起來，輸入到鎖存器74279，

9、使74279的Q1端獲得一個信號輸入到74148的EN端，促使74148工作，使優(yōu)先者有效，其他人無效。由于74148出來的數(shù)值是從07，選手編號一般為18，所以，設(shè)置此加法電路，使74148的輸出加1，輸出選手的號碼。2.4 7段顯示譯碼器7447譯碼驅(qū)動電路將編碼器輸出的8421BCD碼轉(zhuǎn)換為數(shù)碼管需要的邏輯狀態(tài)，并且為保證數(shù)碼管正常工作提供足夠的工作電流。2.5 分頻電路把系統(tǒng)的時鐘分頻，為計數(shù)器提供周期大約1S的時鐘，提供給計數(shù)器計時。2.6 減法計數(shù)器電路可以設(shè)定0-99s的時間，實現(xiàn)系統(tǒng)倒計時計數(shù)，提供信號給報警電路。當時無人搶答，時間倒數(shù)到最后顯示00。3 設(shè)計方案3.1 設(shè)計圖

10、3.1 設(shè)計思想首先根據(jù)實驗的要求，把程序分為主持人控制模塊、選手搶答和顯示模塊和定時計數(shù)顯示模塊。然后根據(jù)他們各自不同的功能要求選取電子芯片，最后連接測試4 實驗結(jié)果與數(shù)據(jù)處理4.1 實驗結(jié)果在實驗室中，板上顯示出選手編號和倒計時顯示，設(shè)計的功能基本實現(xiàn)，實驗基本完成。5 結(jié)論與問題討論5.1 結(jié)論和體會八路搶答器的全部功能已經(jīng)實現(xiàn)了。但是在實驗的過程中，由于對quartue 2軟件和一些芯片的不熟悉，找不到正確的芯片實現(xiàn)我想要的功能，使得我沒設(shè)計好電路圖。在我的電路中，由于找不到一塊適合進行8位選手進行搶答的選取芯片，只好用優(yōu)先編碼器74148，但74148是有優(yōu)先權(quán)的，不是一塊很合理的芯片，所有后來我就想用2個8線-3線的編碼器組合起來，設(shè)計出一個，沒有優(yōu)先權(quán)的編碼器，但是時間有限沒有做更改。很高興自