数字电路课程设计--抢答器解答.doc

目 录 1 引言 1 2 设计任务与要求 2 2.1设计任务 2 2.2 设计要求 2 3 总体方案设计 3 3.1 主体电路设计 3 3.2 扩展电路设计 3 4 Multisim10软件介绍 3 5 单元模块设计 5 5.1脉冲产生电路 5 5.2定时时间电路功能介绍 5 5.3抢答器电路功能介绍 6 5.4抢答器电路 7 5.5振荡电路 8 5.6 译码、显示电路设计 8 6 芯片原理 9 6.1 优先编码器 74LS148 9 6.2 触发器 74ls279 10 6.3 译码器74LS48 11 6.4 555 定时器 12 7 系统仿真与测试 13 7.1 基本操作方法 13 7.2仿真步骤 13 8 安装调试 14 8.1 安装调试 14 8.2 调试中出现的问题及解决方法 14 9 总结 15 参考文献 16 附录 17 1 引言 载许多比赛活动中，为了准确、公正、直观地判断出第一抢答者，通常设置一台抢答器，通过数显、灯光及音响等多种手段指示出第一抢答者。同时还可以设置记分、犯 规及奖励记录等多种功能。 该设计就是针对上述各种要求设计出的供 6 名选手参赛使用的数字式竞赛抢答器。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。通过抢答者的指示灯显示、数码显示和警示显示等手段指示出第一抢答者。有抢答信号输入（开关S1~S6中的任意一个开关被按下）时，并显示出相 对应的组别号码。此时再按其他任何一个抢答器开关均无效，指示灯依旧“保持” 第一个开关按下时所对应的状态不变。 经过布线、焊接、调试等工作后，数字抢答器成形 2 设计任务与要求 2.1设计任务 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，禁止其他选手抢答，直到主持人将系统清零为止。 主持人有控制开关，可以手动清零复位，当主持人按下开始按键是才可以抢答，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。 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。 2.2 设计要求 根据任务要求设计中的各个电路模块； 给出multisim仿真结果； 设计说明书要包含设计总结.1 主体电路设计 (1) 抢答器同时供6名选手比赛，每人一个抢答按钮，按扭的顺序与选手的编号相对应，分别用S0-S5表示。 (2) 给节目主持与显示的功能。抢答器开始后，若有选手手动按动按钮，锁存相应的编号，并在LED数码管上显示出选手的编号。此外，要锁存输入电路，禁止其他选手抢答。选手抢答实行优先锁存，优先抢答选手的编号一直保持到支持人将系统清除为止。 3.2 扩展电路设计 (1) 抢答器具有定时抢答的功能，抢答的时间可以设定（9S）。当节目支持人启动“开始”键后，定时器立刻进行减计时，并用显示器显示剩余时间。 (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时刻的时间，并保持到支持人将系统清除为止。 (3) 如果定时时间已到，却没有选手抢答时，本次抢答无效，时间显示器上显示0。 图3-1 总体方框图 4 Multisim10软件介绍 multisim软件是迄今为止，在电路级仿真上表现最为出色的软件，就相当于拥有了一个设备齐全的实验室，可以非常方便的从事电路设计、仿真、分析工作。 multisim软件前身是是加拿大IIT公司在20世纪八十年代后期推出的电路仿真软件EWB，后来，EWB将原先版本中的仿真设计模块更名为multisim,之后又相继推出了multisim2001、multisim 7等各个版本。 2005年以后，加拿大IIT公司隶属于美国国家仪器公司，美国NI公司于2006年初首次推出Multisim9.0版本。目前必威体育精装版版本是美国NI公司推出的Multisim10。相对于其它EDA软件，它具有更加形象直观的人机交互界面，并且提供更加丰富的元件库、仪表库和各种分析方法。完全满足电路的各种仿真需要。 NI Multisim10软件则不仅仅局限于电子电路的虚拟仿真，其在LabVIEW虚拟仪器、单片机仿真等技术方面都有更多的创新和提高，属于EDA技术的更高层次范畴。 NI Multisim 10的虚拟测试仪器仪表种类齐全，有一