数电EDA课程设计智力竞赛抢答器

第一篇：数电EDA课程设计智力竞赛抢答器

燕山大学

EDA课程设计报告

姓 名：马晨宏

学 号：050104020076 班 级: 05级电子信息工程3班 日 期：2007年11月12日

成 绩：

一、设计题目：智力竞赛抢答器

二、设计要求：.五人参赛每人一个按钮，主持人一个按钮，按下就开始； 2.每人一个发光二极管，抢中者灯亮； 3.有人抢答时，喇叭响两秒钟； 4.答题时限为10秒钟，从有人抢答开始，用数码管倒计时间，0,9,8…1，0；倒计时到0的时候，喇叭发出两秒声响。

三、设计内容：

1．设计方案：主持人控制总开关，主持人置高电平后，系统进入准备工作。有人抢答时，相应的二极管发光，同时数码管开始倒计时，且喇叭响两秒钟。当倒计时再次到0的时候，喇叭再响2秒钟。我设计的方案由五个高低电平控制相应的发光二极管，第六个用于主持人复位。由二极管控制数码管和其中一个喇叭响，再由数码管控制另一喇叭响。因此把整个课题分成四个模块：抢答器、倒计时器、计时器、秒脉冲生成器。

2．模块一：抢答器

I6为置零端，主持人控制，i1-i5由每位选手控制。o1-o5为发光二极管，主持人置低电平后,o1-o5都被置零。当主持人置为高电平时，抢答开始，成功者对应的二极管发光，通过与门将cp信号封锁，并输入到DFF中，则其他选手在按键时，输出不会有影响，则实现了一人抢答后，其他人不能再做答。若重新开始则主持人再按i6清零即可。

此模块的仿真波形如下：

仿真说明：

当i6为1时，即主持人按键以后，i5最先抢答成功，显示o5是1，使其对应的二极管发光，然后主持人清零，o5变成零，可以再次抢答。

模块二：十秒倒计时器

此十秒钟倒计时器是由74168组成的十进制减法计数器，它只保留预制置数端，CP信号端，计数输出端，其余的都置为0。Ldn是置零端，当它等于1的时候，74168有效，倒计时开始。当输出0、9、--1时，D触发器输出结果总是1，不影响CP信号。当输出从1到0时，D触发器到上升沿，输出结果为1，则CP信号被封锁。此时倒计时器保持在0不变。若要重新开始，则把Ldn置0即可。

此模块的仿真波形如下：

由图可见，Ldn为1的时候开始倒计时，输出结果0，9，8…0。最后保持0不变，符合题目要求。模块三：2秒计时器

如图将74160接成2进制计数器，输出端和CP用与门连接，当clrn输入0时o1—o4输出0；clrn输入1，CP脉冲通过，计数器开始计数。而计到2时，输出端通过与门使CP信号封锁，使计数器保持在二不变。此模块的仿真波形如下：

由图可见，当clrn为1的时候，开始计时。0、1、2、到2停止。当clrn被置零后，输出也被置零，则可以重新计时。

模块四：秒脉冲生成器

三个74160十进制计数器组成一个732进制的计数器，一个732HZ的脉冲分频成1S的脉冲给两秒计时器和十秒的倒计时器提供秒脉冲，当计数到732时三个计数器的ldn同时置零，重新开始计数。

此模块的仿真波形如下：

由图可见，一个732HZ的脉冲通过分频器被分频成1S的脉冲，给两秒计时器和十秒的倒计时器提供秒脉冲。2.总电路说明：

仿真波形图如下：

仿真图形说明:当S为1的时候，即主持人按键以后,i5抢答成功，显示ou5是1，对应的二极管发光。a、b、c、d、e、f、g数码管显示，倒计时开始。Ou6为1，喇叭响2秒钟。当倒计时结束时，ou7为1，喇叭再响2秒钟。当S再被置0的时，输出被清零，可以重新开始。

四、硬件实践结果

软件仿真正确后，把它下载到可编程逻辑器件中去，通过硬件连接，仿真正确，说明此软件设计合理。

五、改进措施

用按钮（需要加防抖动电路）和与门代替五个高低电平，会有助于实际应用。

六、心得体会

带着欣喜与疲倦，我们结束了两周的EDA课程设计，回想刚拿到题目时候的困惑与紧张，出现错误时的反复修改冥思苦想，设计电路正确可进行模拟时不正常显示的不知所措，心急气愤……。当最后看到自己的劳动成果与题目相符时，最终松了一口气的轻松喜悦！通过这两个星期的EDA课程设计，不但使我熟悉了EDA课程设计的基本思想和基础知识，初步掌握了其应用软件MAX-Plus的使用，而且更为深入的体会了数字电路在现代高科技信息产业领域中的重要地位，通过简单的电路设计，提高了我得独立思考能力，通过连结实验箱增强了我的动手能力，并延伸了我在课堂上学到的知识，此次课程设计让我认识到高新技术的快速发展和应用，让我看到了EDA技术功能的强大，也让我认识到掌握他们的重要性，同时也看到了自己的差距与不足，我知道只有今后自己努力学习，拓宽自己的知识面，才能更好的掌握这项技术，也才能适应社会的发展。我很感谢学校能给我们这次进行EDA课程设计培训,熟悉电子CAD一些基本知识培养我们独立思考，动手能力和创新思维的机会，同时向一直辅导和帮助我们的老师们表示感谢，谢谢你们的耐心指导。我一定会更加努力学好这门课程。

第二篇：数电课程设计抢答器

数电课程设计——抢答器

1220223 16 左杉

2014.6.25 设计目的

掌握四人智力竞赛抢答器电路的设计方法。设计任务与要求

（1）4名选手编号为：1，2，3，4。各有一个抢答按钮S0 ~ S4表示。，按钮的编号与选手的编号对应。

（2）给主持人设置一个控制按钮，用来控制系统清零（抢答显示数码管灭灯）和抢答的开始控制开关S。

（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，同时扬声器给出音响提示，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。

一．抢答器的基本功能

1.设计一个抢答器，可同时供四名选手或四个代表队参加比赛，编号为一，二，三，四，各用一个抢答按钮，分别用四个开关表示。2.给节目主持人设置一个控制开关，用来控制系统的清零（编号显示数码管灭灯）和抢答的开始。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，编号立即锁存，并在LED数码管上显示出选手的编号，并且给出出声响提示，封锁输入电路，实现优先锁存，禁止其他选手抢答，优先抢答选手的编号一直保持到主持人将系统清零为止。二．使用元件

芯片 ：74ls75，74ls147，74ls48，74ls08，74ls04，74ls00 其他器件：5个单刀单掷开关，一个7段数码管，一个蜂鸣器，一个三极管，导线若干。三．具体原理为 1）抢答器电路

该部分主要是由74LS75实现的，此元件是低端有效。当四个选手抢答时，输入的信号为“1”，用74LS20将这四个选手在75芯片对应的非输出端与主持人的主控开关相与非，接入75的使能端（E0/1和 E2/3），这样就通过“0”，把75锁定，完成锁定功能。

2）译码, 显示电路

这部分电路主要使用74ls147优先译码器，来进行译码把4位选手的抢答结果进行译码，然后把编译结果输出到74ls48七段显示译码器进行二次编译，最终把编译结果输出到七段数码管显示抢答结果。

3）蜂鸣器电路 蜂鸣器由主持人和选手共同控制，当主持人和任意选手同时接通后，蜂鸣器就会发出声音进行提示，当主持人断开后随即停止发音。

四.总电路图

第三篇：四人智力竞赛抢答器课程设计报告

一、设计题目

四人电子抢答器

二、设计功能

1．基本功能

（1）抢答器同时供4名选手比赛，分别用4个按钮key5 ~ key8表示。（2）设置一个系统重置和抢答控制开关start（key1），该开关由主持人控制。

（3）抢答器具有锁存与显示功能。即选手按动按钮，锁存相应的编号，扬声器发出声响提示，并在数码管上显示选手号码。选手抢答实行优先锁存，优先抢答选手的编号一直保持到主持人将系统清除为止。

2.扩展功能

（1）抢答器具有定时抢答功能，且一次抢答的时间由主持人设定（30秒）。当主持人启动“开始”键后，定时器进行减计时。

（2）参赛选手在设定的时间内进行抢答，抢答有效，定时器停止工作，显示器上显示选手的编号和抢答的时间，并保持到主持人将系统清除为止。

（3）在设定的抢答时间内如果定时时间已到，无人抢答，本次抢答无效，3.自主功能

（1）抢答器具有自动计时功能，当有选手抢答答题时间（10秒）自动开始。（2）报警电路设计：当答题时间和抢答时间将到或结束（还剩3秒时）发出蜂鸣声结束答题。

（3）每个选手有一个记分板，答对题目可以由主持人控制start键给予加分。每加一分响一次。

（4）长按start可以自动准备计时和系统清零，短按开始计时和暂停。

三、原理电路设计：

1、方案

抢答电路：使用74175作为锁存电路，当有人抢答时，利用锁存器的输出信号号将时钟脉冲置零，74175立即被锁存，同时蜂鸣器鸣叫1s，这时抢答无效，使用74148作为编码器，对输入的型号进行编码。输出在共阳数码管显示

主持人电路：

（1）利用2个74168计数器作为倒计时的芯片，当主持人按下抢答按钮时，2个74168被置29，同时将开始倒计时。假如在30秒内有人抢答，则计数器停止倒计时，将锁存器锁存，禁止选手抢答，蜂鸣器鸣叫一秒，停止倒计时。

（2）利用4个74160分别控制4位选手的得分，分别显示在4个共阳数码管。每得1分响一下

（3）start键输出后分为两路，一路是进入key模块，一路控制30秒倒计时。其中为了区分重置计时电路和暂停计时电路。根据线路的特点，一个接到T触发器进行短按控制，一个只接到除颤电路通过100hz的控制进行长按控制。

显示电路和分频电路上课老师讲的很具体明了就不一一详叙。

2、单元电路设计（1）、锁存器电路的设计

锁存器电路采用以74175为中心的锁存器系统，当4个抢答输入端中出现低电平输入时信号时，锁存器立即锁存，禁止抢答，其原本为4个高电平的输出端也变成3高一低，可以利用一个4输入与非门将其与非，再接一个非门后，可以与74175的时钟信号相与非，使得CLK端的输入信号为底电平，从而阻止其余选手的抢答，从而达到锁存的目的74175的真值表如下：

锁存器的单元电路设计如下：

（2）、编码器电路的设计

编码器采样74148作为编码芯片，将输入的信号进行编码，然后输出2二进制码，由于74175为优先编码其，故需要将其未用到的高优先级的端和74175的输出的4与非端进行连接，避免在无人抢答时输出型号。74ls148的真值表如右图：

编码器电路如下：

（4）、倒计时电路的设计 1.30秒倒计时

倒计时电路采用74168作为倒计时芯片，分别并将其输入端置2和9，clk信号输入端采样1hz的信号输入。同时可以使长按重置，短按暂停和开始。主要是通过key板块的T触发器完成的。

倒计时单元电路如下：

2.10秒倒计时

倒计时电路采用74168作为倒计时芯片，并将其输入端置9，clk信号输入端采样1hz的信号输入。

然后在外部通过1、2、3、4的与门输入，key_done控制T触发器输出保持脉冲再通过5、6、7号线的或门来控制一个开始的输入实现抢答后的自动开始计时。

（5）、蜂鸣器的设计

通过或非门、与门和或门的控制使得在倒计时器在倒数最后三秒时响。到0时停止声响。

（6）、记分电路

通过4个74160的分别控制4个显示器。输入端时key板块后面的输出。

3、整体电路。

四、电路和程序调试过程与结果：

本电路在连接后，经测试，各部分的功能均能实现，显示正确。

五、总结

本电路使用了锁存器，编码器等构成，倒计时电路使用了74168等电路实现倒计时，并利用使能端及门电路，实现各项锁存，鸣叫，清零等功能，总结如下：

优点：电路功能原理清晰，各项功能均达到了要求，显示准确，反应灵敏，无竞争冒险现象，基本满足了普通竞赛的抢答要求。

缺点：必须长按选手键才能加分。

心得体会：

1.开始根据书上的提示想实现电子抢答器的基本功能，结果一个都不能实现。然后利用仿真才知道书上的key板块电路的与非门和或门的使用是错的。改正之后才能实现电子抢答器的基本功能。

2.在设计倒计时电路时，开始现在网上找到了一些资料。当时书上推荐的是74190.最后经过试验，我感觉74168更能满足我的需要。在完成30秒倒数的时候.我觉得不如在答题期间也加上一个10秒的倒数。对此，我开始也想大改一下电路。后面一想也不用，就把原来的电路不显示就可以了。

3.在设计完倒计时电路之后，我参考了设计数字钟的报时功能，加以改进让我的倒计时在倒数3秒的时候能倒计时。但是出现一个问题就是0秒的时候会一直响，这样开始还没计数的时候会很麻烦。这个时候我加以取巧，使得在1秒的时候才响。这样才算解决了这个问题。

4.设计加分器的时候，我开始设计的是每次加分是每个都加分，后面实在想不出来，就用1、2、3、4号线分别控制一个74160.但是这样的话每次加分有一套很复杂的按键顺序。后面删减了一些，变成长按选手键才能加分的结果。

5.设计完30秒倒计时的时候，要一个单独的按键才能置位，但是暂停还是利用start键，然后我分析了一下，把reset键直接和start键用一条线。这样，利用T触发器实现了长按start键重置时间，短按可以暂停和开始。这个有点类似ios系统的清理后台软件。

6.最后我的一项设计就是完善倒计时电路，我想让每个倒计时都能自动开始。之前的30秒抢答器已经完成，就剩下10秒的抢答器。这次我用的是实验的方法把我认为的可以完成这项自动开始的设计都试了一下。最后利用一个置位，两个开始才能完成这个自动。在这一块的原理分析，我做的不是很好，主要是实验，因为有些地方感觉和我原来在书里学的不太一样。

通过这次课程设计，我很感谢老师在课程开始的时候对我们的基础指导，每堂课都随堂解答同学们的疑问。同时对于数字电路知识有了更深的了解，尤其是对数字逻辑芯片的性能和使用方面的知识有了进一步的研究。感觉原来学的理论知识结合了实践才是真正的学会了。而且，做完之后，看到自己的成果那么丰富，我觉得那种收获的快乐很好，使得我对今后的学习更加充满兴趣。

第四篇：智力竞赛抢答器_eda_课程设计_报告电路图 - 副本

燕 山 大 学 EDA课程设计报告书

智力竞赛抢答器

姓名：李学森 班级：08电子信息工程3班 学号：080104020063 成绩：

一、设计题目：智力竞赛抢答器

二、设计要求：.五人参赛每人一个按钮，主持人一个按钮，按下就开始； 2.每人一个发光二极管，抢中者灯亮； 3.有人抢答时，喇叭响两秒钟； 4.答题时限为10秒钟，从有人抢答开始，用数码管倒计时间，0,9,8…1，0；倒计时到0的时候，喇叭发出两秒声响。

三、设计内容：

1．设计方案：主持人控制总开关，主持人置高电平后，系统进入准备工作。有人抢答时，相应的二极管发光，同时数码管开始倒计时，且喇叭响两秒钟。当倒计时再次到0的时候，喇叭再响2秒钟。我设计的方案由五个高低电平控制相应的发光二极管，第六个用于主持人复位。由二极管控制数码管和其中一个喇叭，再由数码管控制另一喇叭。因此把整个课题分成四个模块：抢答器、10s倒计时器、分频器、2s计时器。

2．模块①： 抢答器

control为置零端，主持人控制，L1-L5由每位选手控制。Q1-Q5为发光 二极管，主持人置低电平后,Q1-Q5都被置零。当主持人置为高电平时，抢答开始，抢答成功者对应的二极管发光，通过与门将cp信号封锁，并输入低电平到DFF中，则其他选手再次按键时结果不会改变，实现了一人抢答后，其他人不能再做答。主持人按H清零后即可再次抢答。此模块的仿真波形如下：

仿真说明：

当CONTROL为高电平时，即主持人按键以后，L1最先抢答成功，显示L1是高电平，使其对应的二极管发光

模块②：十秒倒计时器

此十秒钟倒计时器是由74190与7448组成的十进制减法计数器，它保留预制置数端、CP信号端、计数输出端，TNUP置高电平进行减法计算，其余的端口都置为0。LDN是置零端，当它等于1的时候，74190有效，倒计时开始。当输出0、9、--1时，D触发器输出结果总是0，不影响CP信号。当输出从1到0时，D触发器输出结果为1，则CP信号被封锁。此时倒计时器保持在0不变。若要重新开始，则把LDN置0即可。

此模块的仿真波形如下： 仿真说明：

P为1的时候开始倒计时，输出结果0，9，8…0。最后保持0不变。模块③：732分频器

三个74160十进制计数器组成一个732进制的计数器，一个732HZ的脉冲分频成1S的脉冲给两秒计时器和十秒倒计时器提供时钟脉冲，当计数到732时三个计数器的LDN同时置零，重新开始计数。

此模块的仿真波形如下：

仿真说明：

一个732HZ的脉冲通过分频器被分频成1S的脉冲。模块④：2秒计时器

如图将74160接成2进制计数器，输出端和CP用与门连接，当clrn输入0时o1—o4输出0；clrn输入1，CP脉冲通过，计数器开始计数 ；当计数到2时，输出端通过与门使CP信号封锁，使计数器保持在2不变。

此模块的仿真波形如下： 仿真说明：无。总

电

路

：仿真波形图如下： 仿真图形说明:当CONTROL为1的时候，即主持人按键以后,player5抢答成功，显示L5是1，对应的二极管发光。YA、YB、YC、YD、YE、YF、YG数码管显示，倒计时开始。SPEAK1为1，喇叭响2秒钟。当倒计时结束时，SPEAK2为1，喇叭再响2秒钟。当CONTROL再被置0的时，输出被清零，可以重新开始。

四、设计结论

软件仿真正确后，把它下载到可编程逻辑器件中去，通过硬件连接，仿真正确，说明此软件设计合理。

五、心得体会

带着欣喜与疲倦，我们结束了两周的EDA课程设计，回想刚拿到题目时候的困惑与紧张，出现错误时的反复修改冥思苦想，设计电路正确可进行模拟时不正常显示的不知所措，心急气愤……。当最后看到自己的劳动成果与题目相符时，最终松了一口气的轻松喜悦！通过这两个星期的EDA课程设计，不但使我熟悉了EDA课程设计的基本思想和基础知识，初步掌握了其应用软件MAX-Plus的使用，而且更为深入的体会了数字电路在现代高科技信息产业领域中的重要地位，通过简单的电路设计，提高了我得独立思考能力，通过连结实验箱增强了我的动手能力，并延伸了我在课堂上学到的知识，此次课程设计让我认识到高新技术的快速发展和应用，让我看到了EDA技术功能的强大，也让我认识到掌握他们的重要性，同时也看到了自己的差距与不足，我知道只有今后自己努力学习，拓宽自己的知识面，才能更好的掌握这项技术，也才能适应社会的发展。我很感谢学校能给我们这次进行EDA课程设计培训,熟悉一些基本知识培养我们独立思考，动手能力和创新思维的机会，同时向一直辅导和帮助我们的老师们表示感谢，谢谢你们的耐心指导。我一定会更加努力学好这门课程。

第五篇：智力竞赛抢答器申请报告

电子工程学院课外学分申请书

题目：智力竞赛抢答器

班

级：

A1331班

姓

名：

赵筱洁

学

号：

11311110114

专

业：

自动化

实 验 室：

开放实验室

设计时间：2015 年4月 16日

审批意见：

指导教师：

吴华杰

录

1．智力竞赛抢答器基本功能：…………………………………………1 2．原理图仿真软件Protues的介绍:…………………………………1 3．原理图 ………………………………………………………………1 4．元件清单 ……………………………………………………………2

1、智力竞赛抢答器基本功能：

1.抢答器同时供8名选手或8个代表队比赛，分别用8个按钮S1 ~ S8表示。2.设置一个系统清除和抢答控制开关S9，该开关由主持人控制。

3.抢答器具有锁存与显示功能。即选手按动按钮，锁存相应的编号，并在LED数码管上显示。选手抢答实行优先锁存，优先抢答选手的编号一直保持到主持人将系统清除为止。

2、原理图仿真软件Protues的介绍: Protues软件是英国Labcenter electronics公司出版的EDAprotues工具软件。它不仅具有其它EDA工具软件的仿真功能，还能仿真单片机及外围器件。它是目前最好的仿真单片机及外围器件的工具。虽然目前国内推广刚起步，但已受到单片机爱好者、从事单片机教学的教师、致力于单片机开发应用的科技工作者的青睐。Proteus是世界上著名的EDA工具(仿真软件)，从原理图布图、代码调试到单片机与外围电路协同仿真，一键切换到PCB设计，真正实现了从概念到产品的完整设计。迄今为止是世界上唯一将电路仿真软件、PCB设计软件和虚拟模型仿真软件三合一的设计平台，其处理器模型支持8051、HC11、PIC10/12/16/18/24/30/DsPIC33、AVR、ARM、8086和MSP430等，2010年即将增加Cortex和DSP系列处理器，并持续增加其他系列处理器模型。在编译方面，它也支持IAR、Keil和MATLAB等多种编译.3、原理图：

4、元件清单：

按钮开关-----9个 1N4148二极管------------------------------15个 10K电阻-----6个 2.2K电阻----1个 100K电阻----1个 330电阻-----1个 9014三极管--1个 47uF电容----1个 CD4511芯片--1个 共阴极一位数码管---------------------------1个 9X15cm洞洞板1块 导线若干

参考文献：

[1] 王港元．电子设计制作基础．江西科学技术出版社，2011．1-6 [2] 谢龙汉．Proteus电子电路设计及仿真．电子工业出版社，2012．1-7 [3] 竺可桢．物理学[M]．北京：科学出版社，1973．1-3.