EDA課程設(shè)計(jì)（論文）搶答器

1、燕山大學(xué)課程設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書院（系）：電氣工程學(xué)院 基層教學(xué)單位：電子實(shí)驗(yàn)中心 學(xué) 號學(xué)生姓名專業(yè)（班級）設(shè)計(jì)題目搶答器設(shè)計(jì)技術(shù)參數(shù)五人參賽，每人一個按鈕主持人一個按鈕，按下開始，具有復(fù)位功能先搶中者對應(yīng)的指示燈亮有人搶答時，蜂鳴5s設(shè)計(jì)要求用撥碼開關(guān)設(shè)定主持人及參賽者按鈕用紅色信號指示燈組l1-l5表示對應(yīng)參賽者指示燈工作量學(xué)會使用max+pluss軟件和實(shí)驗(yàn)箱獨(dú)立完成電路設(shè)計(jì)，編程下載，連接電路和調(diào)試參加答辯并寫任務(wù)書工作計(jì)劃1、 了解eda的基本知識，學(xué)習(xí)使用軟件max+plusll,下發(fā)任務(wù)書，開始電路設(shè)計(jì)；2、 學(xué)習(xí)使用實(shí)驗(yàn)箱，繼續(xù)電路設(shè)計(jì)；3、 完成電路設(shè)計(jì)；4、 編程下載、連接

2、電路、調(diào)試和驗(yàn)收5答辯并寫任務(wù)書參考資料數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ).閻石主編.高等教育出版社eda課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書指導(dǎo)教師簽字李婷 李艷艷基層教學(xué)單位主任簽字金海龍說明：此表一式四份，學(xué)生、指導(dǎo)教師、基層教學(xué)單位、系部各一份。2011年3月18日目 錄1、 設(shè)計(jì)說明 1 1.1設(shè)計(jì)思路1 1.2模塊介紹1 1.3狀態(tài)轉(zhuǎn)換表3二 、原理圖 4三 、波形仿真圖5四、 管腳鎖定及硬件連線5五 、 總結(jié)6 參考文獻(xiàn) 一、設(shè)計(jì)說明1.1設(shè)計(jì)思路：撥碼開關(guān)設(shè)定主持人及參賽者按鈕，紅色信號指示燈組l1-l5表示對應(yīng)參賽者指示燈。主持人控制總開關(guān)，主持人置高電平后，系統(tǒng)進(jìn)入準(zhǔn)備工作。有人搶答時，相應(yīng)的led燈發(fā)光，同時蜂

3、鳴器開始蜂鳴，蜂鳴5s后停止。但是燈是一直亮著的，直到主持人按復(fù)位鍵后燈才熄滅。先搶者對應(yīng)的指示燈亮，此后其他人在撥動開關(guān)對電路不起作用。此方案由五個高低電平（撥碼開關(guān)）控制相應(yīng)的發(fā)光二極管，第六個用于主持人復(fù)位。由觸發(fā)器構(gòu)成搶答器部分，由計(jì)數(shù)器和蜂鳴器設(shè)計(jì)蜂鳴5s。因此把整個課題分成兩個模塊：搶答器、計(jì)數(shù)器及蜂鳴器。1.2模塊介紹：（1） 搶答器部分搶答器模塊原理圖這里使用d觸發(fā)器，主持人控制各觸發(fā)器的異步清零端，附加門電路，使一旦有燈亮，就封鎖所有觸發(fā)器的時鐘輸入。zcr為置零端，主持人控制，sw1-sw5由每位選手控制。l1-l5為發(fā)光二極管，主持人置低電平后,l1-l5都被置零。當(dāng)主持

4、人置為高電平時，搶答開始，成功者對應(yīng)的二極管發(fā)光，通過與門將clk信號封鎖，并輸入到dff中，則其他選手再按鍵時，輸出不會有影響，則實(shí)現(xiàn)了一人搶答后，觸發(fā)器的時鐘輸入被封鎖，其他人不能再做答。主持人按zcr清零復(fù)位即可進(jìn)行下一輪搶答。（2） 計(jì)數(shù)器模塊及蜂鳴器計(jì)數(shù)器-蜂鳴器模塊原理圖4位同步二進(jìn)制計(jì)數(shù)器74160的功能表clkclrnldnepet工作狀態(tài)0置零10預(yù)置數(shù)1101保持110保持（但c=0）1111計(jì)數(shù)要求有人搶答時蜂鳴5s，所以這里采用計(jì)數(shù)器與蜂鳴器共同完成。74160是同步十進(jìn)制計(jì)數(shù)器，進(jìn)位輸出端和有人搶答后或非門輸出端的高電平相與，進(jìn)位輸出端依次是111110，當(dāng)獨(dú)立擴(kuò)展下

5、載版cpld/fpga的jp2_cf的speaker接高電平時，蜂鳴器工作。所以此處把時鐘信號的頻率設(shè)成1hz，即當(dāng)有人撥動開關(guān)后，進(jìn)位信號輸出端為高電平，蜂鳴器開始蜂鳴，5s后進(jìn)位信號為低電平，蜂鳴器停止蜂鳴。1.3狀態(tài)轉(zhuǎn)換表用74160接成的五進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器狀態(tài)轉(zhuǎn)換表狀態(tài)變化順序狀態(tài)編碼q2 q1 q0進(jìn)位輸出等效十進(jìn)制數(shù)s000010s100111s201012s301113s410014s510105s0000105、 原理圖 整體電路原理圖簡介：dff的d端始終給高電平，dff的特性方程為q*=d，當(dāng)有人撥動開關(guān)時，相應(yīng)的dff得到上升沿，開始工作，相應(yīng)的二極管被點(diǎn)亮，此時通過附加的

6、門電路，時鐘信號被鎖住，其他人如果再撥動按鈕已經(jīng)不起作用，同時各個觸發(fā)器q端相或經(jīng)過門電路后得到的高電平接到74160的使能端，74160開始計(jì)數(shù)，進(jìn)位輸出端得到連續(xù)五個高電平，clk信號頻率為1hz，蜂鳴器開始蜂鳴5s，5s后進(jìn)位信號給出低電平，蜂鳴器停止工作。為了克服計(jì)數(shù)器的循環(huán)計(jì)數(shù)，即讓蜂鳴器蜂鳴5s停止后不再蜂鳴，我們把進(jìn)位輸出端與時鐘信號相與后送入74160的clk端，當(dāng)進(jìn)位輸出信號為低電平時，時鐘信號被封鎖，計(jì)數(shù)器不再計(jì)數(shù)。計(jì)數(shù)器的清零端與主持人的復(fù)位端相連，答題完畢后主持人撥動復(fù)位開關(guān)開始清零，相應(yīng)的led燈熄滅。電路回到原始狀態(tài)，進(jìn)行下一輪搶答。6、 波形仿真圖3.1波形說明如

7、圖所示，zcr代表主持人開關(guān)，sw1-sw5分別代表5位參賽選手開關(guān)，l1-l5代表對應(yīng)選手的指示燈，speaker為蜂鳴器輸出響應(yīng)。設(shè)主持人開始給高電平，第7s撥動復(fù)位開關(guān)。設(shè)每隔一秒有一位選手撥動開關(guān)搶答，順序依次為sw5.sw4.sw3.sw2.sw1.由于門電路的鎖定，只有最先搶答的5號選手的指示燈l5亮，同時，蜂鳴器響起，由于時鐘信號起始時刻高低電平的不確定性，導(dǎo)致蜂鳴時間為4.5s。當(dāng)主持人撥動復(fù)位開關(guān)瞬間，蜂鳴器信號產(chǎn)生一個尖峰脈沖。不影響蜂鳴時間。四、管腳鎖定及硬件連線需鎖定部件相應(yīng)管腳號clk83speaker38zcr46sw139sw240sw341sw444sw545l

8、112l213l314l415l517硬件連線：頻率組模塊低頻組21接clk（1hz）五、總結(jié) 雖然這次課程設(shè)計(jì)只有不到四天的時間，但是自己學(xué)到了許多東西。關(guān)于理論與實(shí)際的結(jié)合，細(xì)節(jié)決定成敗與否等。eda課程設(shè)計(jì)是電子技術(shù)課程的實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)，是對我學(xué)習(xí)電子技術(shù)的綜合性訓(xùn)練。在我以前我從來沒有真正的搞過這樣的實(shí)踐設(shè)計(jì),所以我非常珍惜這次做課程設(shè)計(jì)的機(jī)會.我做的是搶答器的設(shè)計(jì)，完成這一個課題要涉及到許多方面的知識。我通過上網(wǎng)查詢和查閱相關(guān)書籍資料，知道了很多關(guān)于模擬電路和數(shù)字電路的知識，同時又重新將從前學(xué)過的知識看了一遍。做到對各個集成塊的引腳功能和工作原理都很清晰。從而讓我更深一步掌握了模擬電

9、子技術(shù)和數(shù)字電子技術(shù)，學(xué)會了做課程設(shè)計(jì)的一般步驟。我首先制定出自己的設(shè)計(jì)項(xiàng)目，然后通過翻閱課本和相關(guān)資料學(xué)習(xí)相關(guān)知識，最后在理解了設(shè)計(jì)電路之后進(jìn)行操作。通過這次課程設(shè)計(jì)，不僅培養(yǎng)了我獨(dú)立分析和解決實(shí)際問題的能力，同時也為以后的電路設(shè)計(jì)打好了基礎(chǔ)。學(xué)會了用max+plusii制作電子電路,通過這次設(shè)計(jì)，進(jìn)一步加深了對eda的了解。特別是當(dāng)每一個子模塊編寫調(diào)試成功時，心里特別的開心。有時會有錯誤和警告，在細(xì)心的檢查下，終于找了出來，排除困難后，編譯就通過了，心里終于舒了一口氣。在波形仿真時，也遇到了一點(diǎn)困難,想要的結(jié)果不能在波形上得到，后來檢查才發(fā)現(xiàn)是end time 設(shè)置的不合理。通過這次課程設(shè)

10、計(jì)，不僅鍛煉了思維能力，還鍛煉了動手能力其次。在連接各個模塊的時候一定要注意各個輸入、輸出引腳，才能得出正確的結(jié)果，否則，出現(xiàn)任何一點(diǎn)小的誤差就會導(dǎo)致整個文件系統(tǒng)的編譯出現(xiàn)錯誤提示， 通過這次課程設(shè)計(jì)使我懂得了理論與實(shí)際相結(jié)合是很重要的，只有理論知識是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，只有把所學(xué)的理論知識與實(shí)踐相結(jié)合起來，從理論中得出結(jié)論，才能真正學(xué)以致用，從而提高自己的實(shí)際動手能力和獨(dú)立思考的能力。在設(shè)計(jì)的過程中發(fā)現(xiàn)了自己的不足之處，對以前所學(xué)過的知識理解得不夠深刻，掌握得不夠牢固。 當(dāng)最終在實(shí)驗(yàn)箱上模擬成功時，有點(diǎn)小小的成就感，終于覺得平時所學(xué)的知識有了實(shí)用的價值，達(dá)到了理論與實(shí)際相結(jié)合的目的，不僅學(xué)到了不少知識，而且鍛煉了自己的能力，使自己對以后的路有了更加清楚的認(rèn)識。同時，希望學(xué)校多給我們提供這樣的機(jī)會。最后，感謝各位老師的耐心指導(dǎo)，讓我對自己充滿信心，完成這次eda設(shè)計(jì)。 參考文獻(xiàn)1、數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ).閻石主編.高等教育出版社2、eda課程設(shè)計(jì)b指導(dǎo)書.張瑩 鄭兆兆 陳白編燕山大學(xué)課程設(shè)計(jì)評審意見表指導(dǎo)教師評語：該生學(xué)習(xí)態(tài)度 （認(rèn)真 較認(rèn)真 不認(rèn)真） 該生遲到、早退現(xiàn)象 （有 無）該生依賴他人進(jìn)行設(shè)計(jì)情況 （有 無）平時成績：