四人抢答器总结

第一篇：四人抢答器总结

四人抢答器实习报告

电子101 史军军 10446119

1、实训内容（摘自《电子设计实训教程》 何宝祥 主编）

（1）听取用电安全知识、焊接技术和PROTEL应用技术等理论讲座。

（2）理解四人抢答器原理，对四人抢答器线路的工作原理有一定而了解，对电子焊接机原理和电子元器件有一个生动的感性认识。

（3）应用PROTEL软件制作电路原理图和印刷线路图。要求通过锻炼，最终能比较熟练地掌握PROTEL软件。

（4）对于常见的一些线路故障，能够寻找原因并加以排除。（5）写出具有个性化的总结。

2、四人抢答器原理图

3、主要元器件及原理简介

主要元器件：74LS20（四端输入与非门），74LS04（非门），三极管，二极管，发光二级管，蜂鸣器，电阻若干，开关等等。

原理简介：利用74LS20四端输入与非门，以及非门当一个抢答按钮按下以后，对应的四端输入与非门输出低电平，再经过非门后变为高电平，则对应的发光二级管发光，蜂鸣器响，该低电平经过非门后反馈给其它三个四端输入与非门，根据有0出1，其它抢答按钮失效。此时按下复位按钮，可以进行新一轮的抢答。

4、四人抢答器PCB图

5、实训安排

本次实训共三周。第一周学习PROTEL制图软件；第二周学习焊接以及对前一周的PROTEL和焊接学习的验收考试；第三周则是实际制版和焊接，然后验收成品。

6、实训过程

（1）第一周，刚接触PROTEL，说实话确实是挺纠结的，因为是英文版的，虽然经过汉化，但是很多东西还是英文的，而且又是刚接触到的一个新知识，所以学起来感觉很困难。还好在老师的精心讲解下，我又自己从网上下了一套PROTEL的学习教程，以及在同学们大家相互探讨，相互帮助，觉得自己对这个软件掌握的越来越好了。

（2）第二周，是焊接的学习，由于上学期在科协焊过不少东西，所以对于焊接，还是比较得心应手的。周四上午，老师带领我们在文约楼5楼。进行了PCB制版学习，我们先看了两遍视屏教程，然后老师在一旁知道我们进行实际操作，整个过程大约花了50分钟。

（3）第三周，则是我们自己焊版子，PCB版是学校提供的半成品，比实际电路缺少三十几根线，这些都是让我们自己按照原理图进行连接并焊上去的。有些同学是看着原理图，找到一根线就连一根，我觉得这样可能比较乱，于是先在纸上把所有的连线都找出来，然后在纸上把电路版的背面的所有元器件的接口都按照它们实际的相对位置画出来，然后把所有的原来缺少的线都画出来，这样就显得一目了然了，而且可以精心布局一下电线的走位，可以使焊接更为方便、美观。事实证明我这样做确实是有很大优势的。

在调试过程中，我发现按下抢答按钮1后，再按3，发光二级管会跳过去，根据老师说的，无非是几种情况：虚焊，或者1的反馈没有给3，进过检查，果然是少焊了一根线，反馈没有给。虽然还遇到了其它一些困难，但是我是班上较早就成功完成作品的。

7、四人抢答器实物图

8、使用方法

四人抢答器一共5个按钮，4个发光二级管，1个蜂鸣器。其中有一个按钮是复位开关，其它4个为抢答按钮，分别和4个发光二级管一一对应，一个蜂鸣器共用，接通电源后，按任意一个抢答按钮，蜂鸣器响，对应的发光二级管发光，此时按其他抢答按钮无效，按下复位按钮后可进行下一轮的抢答。

9、心得体会

经过本次电子实训，我学会了PROTEL的简单操作及应用，更加巩固了我的焊接技术，很大程度上增强了我的动手能力。在PROTEL的学习中，我和同学们相互交流，互相沟通学习，增进了我们的友谊，让我们懂得了团队的力量。在焊接过程中，我是较早就完工的，于是有幸帮助其它同学解决了不少困难，比如有的同学焊接功底不是很好，接线较多的焊点，我就帮他们按住线，不让线翘起来，也帮有些同学排查了一些问题。

第二篇：四人抢答器电子实习总结

电子实习总结

姓名： 班级： 学号：

实习时间：20**年12月19日—20**年12月28日 指导老师：***老师

实习目的：了解电子产品的装配过程;掌握电子元器件的识别，焊接技术的要领;认识四人抢 答器的电路及其原理 实验要求：在实际焊接前必须先学习焊接中的注意事项及安全用电知识，并在指导老师的要求下进行实际焊接操作，避免可能出现的危险 实验内容摘要：在熟练掌握protel软件的使用方法及学习四人抢答器电路的连接方法后，实际焊接一个四人抢答器并能得到要求的功能 实习内容：

一、上机绘图

电子实习从19号晚上开始的，在上机课上我们学到了一款完全不同于以往学习的工程 制图软件的电子制图软件—protel 99，并从指导老师那里得到了熟悉并绘制出四人抢答器电路的任务。经过19号一天和23号的学习和练习我们对protel有了一个大致的了解，并成功学习理解绘制出四人抢答器的电路原理图。

四人抢答器电路原理图：

S5resetR72KD5D4 D3 D2 D1 C1100uFS1124574ls20R12kD6 S2131210974LS20R22kD71B8374LS043B44A74LS20645R62K B11A6174LS043A2R5 360D9 N290155V129013R3124574LS20R32KD82A6574LS043C6R4131210974LS20C247uFR42K2B8974LS043D8

二、实习相关知识讲座

实际焊接前指导老师们共为我们准备了四场相关知识讲座，分别安排在了20、21、23号的晚上。20号何教授的讲座为我们打开了电子实习的大门，他风趣幽默的讲课方式让我对电子实习在我校的发展历史及前景有了全新的认识，也明白了我们进行电子实习的意义何在。同晚林老师的讲座则是让我则是让我对即将进行的焊接实际操作有了一个大致的理解，且学习到了许多之后焊接时用得到的技巧。21号何老师的讲座让我对四人抢答器的电路的原理进行深入理解，也学到了故障的排查诊断方法，最后更是在其提示下发现了电路图上缺少的32根导线的正确连法，为之后的焊接节省了不少时间。23号梁老师的安全用电知识的讲解是最让我印象深刻的，通过这次讲座让我深深认识到用电安全的重要性，并对在焊接过

程中需要注意的安全事项有了充分了解。三、四人抢答器达成条件

1、抢答器是可容纳4人参赛的抢答器，每人设一个按钮，供抢答使用。

2、抢答器的蜂鸣器只对第一抢答者起作用，使除第一抢答者外的按钮不起作用。

3、设置一个主持人“复位”按钮，“复位”按钮按下后重新接受信号。

4、共设4个发光二极管，每个发光二极管对应一个开关。

5、主持人复位后，开始抢答，第一个开关按下后其对应的发光二极管亮起，且蜂鸣器发出持续蜂鸣声，知道按下“复位”按钮前其他按钮失去作用。

四、实际焊接 27、28两天在计算机楼407进行了焊接实习，焊接中用到的工具主要有镊子、电烙铁斜口钳、剥线钳、焊锡丝、松香、锉刀等。指导老师在我们动手前又为我们强调了一遍注意事项：如单手触碰元件，手上沾水是不要进行操作等，最重要的是正确的焊接方法，将所焊的电子元件插好，将烙铁头粘助焊剂加热，左手拿焊锡丝，右手拿电烙铁。把电烙铁以45度左右的角度与焊盘接触，加热焊盘，接着同样以45度左右的夹角送焊锡丝，待焊锡丝熔化一定量时，迅速撤走焊锡丝，2-3秒内撤走电烙铁，撤离时以原路返回。

在焊接元件练习后我们又进行了焊接导线的练习，个人认为这一部分比之前的焊接元件困难的多，经常焊接失误出现冷焊虚焊。经过第一个白天的焊接技术的实习，我们初步掌握了焊接方法与技术要点并对电路板的基本构造和电路元器件有了初步认识。听了老师讲的技术要点再经过在实践的过程中不断自我摸索，我们由不会到会，焊点从不均匀到均匀。整个过程持续的时间不宜太长，最多三秒而已。锡量也要进行控制，太多容易造成虚焊，而太少又有可能会容易折断。并且在焊接结束时应先将锡丝拿开后再将烙铁拿开，否则易使锡丝粘在集成板上。通过练习，我掌握了焊接的基本原理与方法。

经过一白天的练习，晚上我们终于拿到的了定制电路板以及各种电路元件开始实际焊接，元件有四个发光二极管、五个开关、六个2k电阻、一个360电阻、五个二极管、两个三极管、两个电解电容器。在焊线时我经历了前所未有的困难，特别是焊接短导线时让人万分心急，甚至在匆忙中不小心被电烙铁烫伤了手指。

五、检测与调试

经过一晚上和一上午的辛苦焊接，终于在28号上午完成了四人抢答器全部的焊接，看着自己的成品抢答器真是一股成就感油然而生。但俗话说好事多磨，在检测是否能正常工作前我也不敢说完成了这种话。果然，在晚上指导老师将电源拿来后我经过测试第四个开关按下无反应，当时真是让我慌了神。但我很快冷静了下来，分析了可能出现错误的地方，经过测试第四个开关对应的发光二极管并没有坏，而接线的方法也是正确的，那只可能是那一路上的导线除了问题，果然我将那一路专用的两根导线重新焊接了一遍后四人抢答器就能完全正常工作了，原来是因为导线虚焊。通过这件事更让我认识到规范焊接的重要性。

六、心得体会

电子实习虽然结束了，但我依然沉浸其中，真希望它的时间能再长一些。本以为实习会是枯燥无味的，没想到最后会有点意犹未尽的感觉。通过这两周的电子实习，我不但复习了电子技术上学到的东西，还学到了许多新的知识，更是深入地了解了各种元件的使用方法及功能，让我对电子技术产生了更加浓厚的兴趣。这次实习让我明白，作任何事都要仔细认真，也许一个小小的疏忽都将导致整个工作前功尽弃。遇到实际问题时，只要认真思考，用所学的知识，再一步步探索，是完全可以解决遇到的问题的。

实习给我的不单单是一种焊接技术，更有我以后学习生活中处处能用到的良好心态。参考文献：现代电子实习教程

姚广平

蔡小欣

著

中国铁道出版社

20**年12月30日星期*

第三篇：四人智力抢答器

实验课程名称近代电子学实验 实验项目名称 四人智力竞赛抢答器 学 院 理学院 专 业 班 级 电子科学与技术

学 生 姓 名 杨晓玲 学 号 1007010043 指 导 老 师 李良荣 实 验 时 间 2012年9月10日

一、实验目的 1、4名选手编号为：1，2，3，4。各有一个抢答按钮，按钮的编号与选手的编号对应，也分别为J1，J2，J3，J4。

2、给主持人设置一个控制按钮J5，用来控制系统清零（抢答显示数码管灭灯）和一个加分按钮J6，用来给同学加分，设定最高分为9

3、抢答器具有数据锁存和显示的功能。抢答开始后，若有选手按动抢答按钮，该选手编号立即锁存，并在抢答显示器上显示该编号，封锁输入编码电路，禁止其他选手抢答。抢答选手的编号一直保持到主持人将系统清零为止。

4、抢答器具有定时30秒答题倒计时的功能。当选手按下抢答按钮后，开始倒计时，显示器显示倒计时间，倒计时结束时，扬声器响，保持到主持人将系统清零为止。

二、实验设计方案

1、设计思路

抢答器整个系统可分为三个主要模块：抢答鉴别模块、计分模块、答题倒计时模块。即当抢答开始后，选手抢答按动按钮，锁存器锁存相应的选手编码，同时用数码管把选手的编码显示出来，对应加分模块的发光二极管也会发光。当有选手抢答成功后，30秒答题倒计时开始跑秒，若选手在规定的时间内答对题，主持人按下J6给相应的选手加一分并且按下J5，系统清零。

2、系统框图

抢答开始后，当选手首先按某一开关键时，可通过触发锁存电路被触发并锁存，在输出端产生相应的开关电平信息，同时为防止其它开关随后触发而产生紊乱，最先产生的输出电平变化又反过来将触发电路锁定。然后在译码器中译码，将触发器输出的数据转换为数码管需要的逻辑状态。最后在显示电路中显示出所按键选手的号码。若有多个开关同时按下时，则在它们之间存在着随机竞争的问题，结果可能是它们中的任一个产生有效输出。如图1.3、单元电路设计及元器件选择（1）抢答电路

电路如图1所示。该电路完成两个功能：一是分辨出选手按键的先后，并锁定74LS175的功能真值表即优先抢答者的编号，同时译码显示电路显示选手编号；二是要使其他选手随后的按键操作无效

图1 抢答电路

其工作原理为：本电路采用74LS175四上升沿D触发器，～CLR为清除端（低电平有效）由主持人控制按键J5控制。选用该芯片的三个输入与输出（见图2）

开始时，输入端1、2、4分别接低电平，J3通过两个二极管D1、D2接到输入1和2端，因此，当J3按下时输出1和2均为高电平，为十进制的3，通过数码管便可显示抢答的组别。当主持人按下J5时，74LS175的清零端为低电平，使其被强制清零，输入的抢答信号无效。开始时74LS175的清零端接高电平，74LS175正常工作，四个Q非端与在一起为高电平，再和输入的时钟脉冲信号一起给74LS175脉冲端，当有人抢答时，输出有一个为高电平，74LS21输出为低电平，没有脉冲信号输入，因此74LS175被锁定，从而使得其他选手按键的输入信号不会被接收。这就保证了抢答者的优先性及抢答电路的准确性。当选手回答完毕或时间到后，主持人按下控制开关J5,抢答电路复位，以便进行下一轮抢答。（2）计分电路 电路如图2所示。当有选手抢答后，计分部分对应的优先抢答的选手的发光二极管会发光，当其在规定的时间内答对题的话，主持人按下计分按键J6,则该选手的分数会加一，答错或没答上来会不加分，同时主持人按下控制开关J5,抢答电路复位，以便进行下一轮抢答。

图2 计分电路

其工作原理为：开始有74LS138对输出端1、2和4进行译码，由138的输出Y1、Y2、Y3和Y4输出为低电平表示对应于的抢答按键依次按下，取反后分别连在74LS160的ENP和ENT端从而对四片160进行选择，同时连接的发光二极管用以显示优先抢答的组别。而160的脉冲输入端由J6控制，由于160时钟脉冲下降沿有效，因此先接入高电平，当按下J6时，接入低电平，160对此开始计数。160的输出端连接数码管，用以显示该选手的得分情况。

（3）倒计时电路

电路如图3所示。由两个74LS192构成30秒倒计时。开始时为39秒，当选手抢答后，倒计时器开始倒计时，30秒跑完后，蜂鸣器开始响至主持人按下复位控制按键J5时，蜂鸣器响停止，同时显示为30秒，等待下一轮抢答。

图3 倒计时电路

其工作原理为：与非门74LS05连接抢答电路74LS175输出端～1Q、～2Q和～4Q控制74LS192的置数端，同时将U4的输入A端和B端接高电平，同时将剩下的输入端和U6的输入端接地。而U6的～BO端接U4的DOWN脉冲端，输出端接连数码管显示时间，倒计时部分的的192的连接见图4。由三个或非门分别对输出端进行选择，再将其进行相与，输出连接蜂鸣器和非门，非门输出再与时钟脉冲相与接到U6的DOWN脉冲端。当输出不全为零时，非门的输出为高电平，脉冲正常工作，当输出全为零时，非门输出为低电平，U6的DOWN脉冲端一直为低电平，从而使192不能正常工作，从而实现30秒倒计时和到点蜂鸣器响的效果。

（4）秒脉冲发生器

秒脉冲发生器是有555构成的多谐振荡器。由于在电路中仿真时函数传递很缓慢，因此在电路用时钟脉冲电源代替，不过在实际设计时还是要用555构成的多谐振荡器

图4 555多谐振荡器

4、四路抢答器总电路图

图4 总电路图

将积分电路部分的74LS138的三个输入端接到抢答电路部分的74LS175的1Q、2Q和4Q输出，将倒计时电路部分的与非门74LS05连接抢答电路74LS175输出端～1Q、～2Q和～4Q，变形成了总的抢答器电路图，如上图。

四、测试结果

打开仿真开关后，组别显示数码管和计分电路的数码管均显示零，而倒计时部分的数码管显示的为答题的时限30。如下图：

当开始抢答后，组别显示数码管会显示优先抢答的选手组别，同时抢答电路被锁定，其他选手再按下抢答按键时也不会显示，倒计时电路会开始倒计时，同时计分电路中对应的选手组别的发光二极管会发光。若选手在规定的答题时间内答对题时，主持人会按下加分按键J6，则该选手对应的分数会相应的加一，同时主持人按下复位按键J5，电路回到初始状态，等待下一轮的抢答；若选手在30秒内答错或没有答题时，时间一到蜂鸣器会报警，此时该选手不得分，主持人按下复位按键J5，电路回到初始状态，等待下一轮的抢答。显示结果图见图5，为第一组的选手抢答成功，组别显示为一，同时对应的发光二极管会发光，并且该选手在30秒内答对了题目，因此他的分数显示为一，此时倒计时跑秒到21秒。当主持人按下J5时，电路清零，答题的显示结果如图6，只是第一组的分数显示为一。随着抢答题目的增多，不同选手对应的分数也会发生相应的变化。

1、一号选手抢答时，电路显示如下:

给一号选手加分，电路显示如下:

2、号选手抢答时，电路显示如下:

给二号选手加分时，电路显示如下:

3、三号选手抢答时，电路显示如下:

给三号选手加分，电路显示如下:

4、四号选手抢答时，电路显示如下:

给四号选手加分电路显示如下:

事物电路图如下所示:

五、设计过程中的问题和解决办法（1）在开始设计抢答电路部分时，遇到不知如何让组别输出显示为三的问题。经过查找资料和分析后，逐步更改测试达到了上面抢答电路的电路图。

（2）设计倒计时电路的秒脉冲时，用555构成多谐振荡器产生秒脉冲，但是仿真时在仿真时传递函数时间很缓慢，改变555扩展的电阻和电容增加产生的信号的频率。

（3）对总电路仿真时，传递函数时间很缓慢，等上长时间倒计时部分不出结果，因此改变秒脉冲信号和抢答部分74LS175的时钟脉冲的频率。

（4）用555多谐振荡器做脉冲信号时，改变频率进行调试时，比较麻烦，因此在电路中用时钟脉冲电源代替555多谐振荡器。

六、心得体会

这一课程设计使我将课堂上的理论知识有了进一步的了解，并增强了对数字电子技术这门课程的兴趣，同时对用Multisim软件对电路进行设计和仿真有了初步的了解。对平时数电课上所学的电子元件的工作原理有了更进一步的了解，如：74LS175、74LS138、74LS160、74LS192等。这次的抢答器电路设计也让我认识到光靠理论的知识连起来的电路并不一定能够实现，要对其就出现的现象进行不断的修改和测试，争取完美，此次由于我个人能力的问题，只能按照我个人的理解连接出电路图，虽然基本上完成了所要求的题目，但距离期望的结果还是相差很远。因此在以后的学习生活中，我会努力学习，培养自己独立思考的能力，积极参加多种设计活动，培养自己的综合能力，从而使得自己成为一个有综合能力的人才而更加适应社会。

第四篇：电气实习心得--四人抢答器

电气实习心得—四人抢答器

转眼间三周数字电子课程设计转眼就结束了，通过这次课程设计，我学会了许多课本上学不到的东西，同时也加强了我的动手、思考和解决问题的能力，受益匪浅。

在开始实习的开始，指导老师先对我们讲解了电在我们生活中的重要性与关键性，其次让我们认识到了电对人以及社会的危害性，从而让我们了解到电气实习的重要性和安全性，让我们能够认真而又细致的对待这次的电气实习。其次指导老师还为我们讲解这次的电气实习中所用到的各式各样的工具，让我们在实习的过程中能够快速的掌握各种电气工具的使用方法，而不会因为操作问题而伤害到自己，指导我们如何去使用焊烙铁，对于1.焊烙铁的结构，2.焊料与焊件，3.焊接条件，4.手工焊接，5.焊点要求这五个方面进行了细致的讲解！

在焊接教室指导老师让我们开始接触焊烙铁，焊锡，电板和部分电阻，让我们亲手去体验焊接，开始自己对于焊烙铁有些害怕，在利用焊锡将电阻焊接在电板上的过程中手不时的有点颤抖，越是想认真越是紧张，在熟悉之后就发现也不是很难，第一次感受到焊接的快乐！在接着就是焊接电线，让元器件能够相连。

在机房，指导老师正式为我们讲解如何利用电脑软件绘制四人抢答器的原理图，在理解了电路图的原理和老师之指导后，虽然在设计中会遇到这样那样的问题，有时认为是正确的，而在仿真中却出现了这样那样的问题。比如说在设计好的主电路图要实现南北各灯泡的状态，电路图我认为是对的，而在仿真的是后去出现了问题，就是出现了一个出状态，其它的都是正确的，经过了反复的检查没什么问题，最后还是在同学的帮助下解决了问题。终于将四人抢答器的原理图绘制完成了！接着一场讲座让我们更深刻地认识到四人抢答器的焊接重点和焊接步骤！

电路图接好了，下面就是接线啦，这可是一个比较麻烦的事。首先要测试个芯片是否有问题，电路板有没有问题，以及导线是不是断了。这一系列的工作都是细心的事，容不的半点马虎。在接线的时候要细心和耐心、恒心，这样才能做好事情。首先是线的布局上既要美观又要实用和走线简单，兼顾到方方面面去考虑是很需要的，否则只是一纸空话。同时接好了一步电路以后，最为重要的是检查这部分是不是接对了，接着经过几天的焊接奋斗，虽然中间出现过短路，个别灯不亮等各种情况，但最终还是圆满的完成了这次的四人抢答器！

在课程设计过程中，我觉得是对课本知识的巩固和加强，由于课本上的知识太多，同时平时课间又没有好好的运用额理解个个元件的功能，而且考试的内容有限，所以在这次电气实习过程中，我们了解很多元件的功能，对其在电路中的使用有更多的认识。

从前的学习过程过于浮浅，只是流于表面的理解，而现在要做课程设计，就不得不要求我们对所用到的知识有更深层次的理解。因为课程设计的内容比及书本中的理论知识而言，更接近于现实生活，而理论到实践的转化往往是一个艰难的过程，它犹如一只拦路虎，横更在我们的面前。但是我们毫不畏惧，因为我们相信我们能行。

通过这次课程设计使我懂得了理论与实际相结合是很重要的，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，才能真正为社会服务，从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。在设计的过程中遇到问题，可以说得是困难重重，这毕竟第一次做的，难免会遇到过各种各样的问题，同时在设计的过程中发现了自己的不足之处，对以前所学过的知识理解得不够深刻，掌握得不够牢固。

此次课程设计，学到了很多课内学不到的东西，比如独立思考解决问题，出现差错的随机应变，和与人合作共同提高，都受益非浅，今后的制作应该更轻松，自己也都能扛的起并高质量的完成项目。

三周的课程设计已经结束，我将珍藏这段难忘的时光，是它让我让我知道，任何一种小小的成绩后面，也许就隐藏着许许多多不为人的艰辛。

李瑞明

计算机091

09416317

第五篇：VHDL语言EDA四人抢答器

一．EDA技术简介

在计算机技术的推动下，20世纪末，电子技术获得了飞速的发展，现代电子产品几乎渗透了社会的各个领域，有力地推动了社会生产力的发展和社会信息化程度的提高，同时也使现代电子产品性能进一步提高，产品更新换代的节奏也越来越快。

20世纪90年代，国际上电子和计算机技术较先进的国家，一直在积极探索新的电子电路设计方法，并在设计方法、工具等方面进行了彻底的变革，取得了巨大成功。在电子技术设计领域，可编程逻辑器件（如CPLD、FPGA）的应用，已得到广泛的普及，这些器件为数字系统的设计带来了极大的灵活性。这些器件可以通过软件编程而对其硬件结构和工作方式进行重构，从而使得硬件的设计可以如同软件设计那样方便快捷。这一切极大地改变了传统的数字系统设计方法、设计过程和设计观念，促进了EDA技术的迅速发展。

EDA技术就是以计算机为工具，设计者在EDA软件平台上，用硬件描述语言HDL完成设计文件，然后由计算机自动地完成逻辑编译、化简、分割、综合、优化、布局、布线和仿真，直至对于特定目标芯片的适配编译、逻辑映射和编程下载等工作。EDA技术的出现，极大地提高了电路设计的效率和可操作性，减轻了设计者的劳动强度。

利用EDA工具，电子设计师可以从概念、算法、协议等开始设计电子系统，大量工作可以通过计算机完成，并可以将电子产品从电路设计、性能分析到设计出IC版图或PCB版图的整个过程的计算机上自动处理完成。

现在对EDA的概念或范畴用得很宽。包括在机械、电子、通信、航空航天、化工、矿产、生物、医学、军事等各个领域，都有EDA的应用。目前EDA技术已在各大公司、企事业单位和科研教学部门广泛使用。例如在飞机制造过程中，从设计、性能测试及特性分析直到飞行模拟，都可能涉及到EDA技术。

二．设计要求

l、设计用于竞赛的四人抢答器，功能如下：

(1)有多路抢答器，台数为四，能显示抢答台号；

(2)具有抢答开始后20秒倒计时，20秒倒计时后无人抢答显示超时，并报警；

(3)能显示超前抢答台号并显示犯规警报；

2、系统复位后进入抢答状态，当有一路抢答键按下时，该路抢答信号将其余各路抢答封锁，同时铃声响，直至该路按键松开，显示牌显示该路抢答台号。

3、用VHDL语言设计符合上述功能要求的四人抢答器，并用层次设计方法设计该电路。

三．电路工作原理

简易逻辑数字抢答器由主体电路与扩展电路组成。优先编码电路、锁存器、译码电路将参赛队的输入信号在显示器上输出；用控制电路和主持人开关启动报警电路，以上两部分组成主体电路。通过定时电路和译码电路将秒脉冲产生的信号在显示器上输出实现计时功能，构成扩展电路。电路主要由脉冲产生电路、锁存电路、编码及译码显示电路、倒计时电路和音响产生电路组成。当有选手抢答时，首先锁存，阻止其他选手抢答，然后编码，再经译码器将数字显示在显示器上同时产生音响。主持人宣布开始抢答时，倒计时电路启动由20计到0，如有选手抢答，倒计时停止，如20秒后无人抢答，则会显示报警。

四．设计思路

使用VHDL语言编写的四人抢答器设计，根据现有知识及翻阅资料，经过反复推敲，基本设计思路可分为以下两点：

（一）抢答鉴别锁存及显示模块

根据设计要求，首先要有清零开关clr，主持人开关en，四人抢答按钮a、b、c、d,并由一个LED数码显示管显示选手组别，为了实现当有选手抢答后锁存电路使其他选手无法抢答的功能，设置两个锁存信号tmp1、tmp2。

按下清零开关（clr=1）,tmp1、tmp2=0，若主持人开关未开启（en=0），此时有人抢答，则tmp2=1，关闭抢答电路，并由数码显示管输出抢答组别，同时speaker报警；若主持人按下开关后（en=1），此时有人抢答，则tmp1=1，关闭抢答电路，并由数码显示管输出抢答组别。

（二）数码管倒计时，暂停及报警模块

设计由两个数码管显示20秒抢答倒计时，在程序中，由8位二进制矢量数count控制，高四位表示十位，低四位表示个位，由给定的时钟信号clk高电平触发。按下清零开关（clr=1），数码管显示20（count=“00100000”），主持人按下开关后（en=1），开始20秒倒计时，当低四位为“0000”时，则赋值为9（“1001”），同时高四位表示的十位数自减1，当低四位不为0时则自减1，由此实现了20秒倒计时。

为实现有人抢答则暂停计时以及20秒时间到停止计时并报警的功能，设置暂停锁存信号tmp3，按下清零开关（clr=1），tmp3=0，主持人按下开关后（en=1），开始20秒倒计时，当有人抢答，则tmp3=1，暂停倒计时，若一直无人抢答，当20秒倒计时结束（count=“00000000”）时，则tmp3=1，停止倒计时并由speaker报警。

speaker报警可由脉冲信号clk0与（tmp3 or a or b or c or d)信号相与输出，从而实现选择性输出报警信号。

五．仿真波形

（一）有人抢答的仿真波形

由上图可知，clr=1，系统进入初始状态，即count=“00100000”，dps=“0000”；en=0时，若有人抢答（b=1），则speaker报警，且数码管显示组别（dps=“0010”）；en=1时，count开始20秒倒计时，在15秒时（count=“00010101”）有人抢答（a=1），倒计时暂停，数码管显示组别（dps=“0001”），且speaker报警。

（二）无人抢答的仿真波形

由上图可知，en=1,20秒时间到而无人抢答(count=“00000000”)，则speaker报警，按下清零开关（clr=1），重新开始20秒倒计时。

六．源程序 library ieee;use ieee.std_logic_1164.all;use ieee.std_logic_unsigned.all;entity qdq is port(clr,clk,clk0,en,a,b,c,d:in std_logic;dps:out std_logic_vector(3 downto 0);count:out std_logic_vector(7 downto 0);speaker:out std_logic);end;architecture one of qdq is signal dps1:std_logic_vector(3 downto 0);signal count1:std_logic_vector(7 downto 0);signal tmp1,tmp2,tmp3:std_logic;begin p1:process(clr,en,tmp1,tmp2)begin if clr='1' then tmp1<='0';tmp2<='0';dps1<=“0000”;elsif en='1' then if tmp1='0' then if a='1' then tmp1<='1';dps1<=“0001”;end if;if b='1' then tmp1<='1';dps1<=“0010”;end if;if c='1' then tmp1<='1';dps1<=“0011”;end if;if d='1' then tmp1<='1';dps1<=“0100”;end if;end if;elsif en='0' then if tmp2='0' then if a='1' then tmp2<='1';dps1<=“0001”;end if;if b='1' then tmp2<='1';dps1<=“0010”;end if;if c='1' then tmp2<='1';dps1<=“0011”;end if;if d='1' then tmp2<='1';dps1<=“0100”;end if;end if;end if;end process;p2:process(clr,clk,tmp1,tmp3)begin if clk'event and clk='1' then if clr='1' then count1<=“00100000”;tmp3<='0';elsif en='1' and tmp1='0' and tmp3='0' then if count1=“00000000” then tmp3<='1';elsif count1(3 downto 0)=“0000” then count1(3 downto 0)<=“1001”;count1(7 downto 4)<=count1(7 downto 4)-'1';else count1(3 downto 0)<=count1(3 downto 0)-'1';end if;end if;end if;end process;count<=count1;dps<=dps1;speaker<=((tmp3 or a or b or c or d)and clk0);end;

七．设计心得体会

在课程设计的这段时间里，我的收获还是很多的，不但进一步掌握了数字电子技术的基础知识及一门专业仿真软件的基本操作，还提高了自己的设计能力和动手能力，同时对于智能抢答器的设计来了个系统的总结。更多的是让我清楚的认识到，凡事都需要足够的耐心，实践是检验学习成效的唯一标准。理论知识的不足在这次课程设计中表现的极为明显，这将有助于我今后更努力的学习，端正自己的学习态度，从而也提高了我的综合能力，使我在各方面都得到了锻炼。非常感谢我们的指导老师XX老师给予的悉心指导，使我们这次的课程设计任务圆满完成。

通过这次对抢答器的设计与实践，让我了解了关于抢答器设计的基本原理与设计理念，进一步加深了对EDA程序设计的了解，让我对它有了更加浓厚的兴趣。特别是当每一个模块编译调试成功时，兴奋之情溢于言表。通过这次课程设计我懂得了理论与实践相结合的重要性，从理论中反复琢磨得出的真知才能真正为社会服务，从而提高自己的实际动手能力和独立思考能力。在设计过程中可谓困难重重，同时在此间发现了自己的许多不足之处，对以前所学过的知识理解的不够深刻，掌握的不够牢固。

总的来说，这次设计的智能四人抢答器还是比较成功的，在设计中遇到的困难在老师的悉心指导下也都迎刃而解。终于觉得平时所学的知识有了实用价值，达到了理论与实践相结合的目的，不仅学到了不少知识，而且锻炼了自己的能力，使我对以后的道路有了更加清楚的认识，同时，对未来也有了更多信心。