基于Multisim四路抢答器设计说明书.doc

EAD实训 课 程 设 计 报 告 课 题 基于multisim的四路抢答器设计 教 师 专 业 13电气工程及其自动化 学 号 姓 名 2016、4、28 设计题目 基于Multisim四路抢答器设计 主要内容 设计4人数字式竞赛抢答器 具体要求 （1）在给定5V直流电源电压的条件下设计一个可以容纳四组参赛者的抢答器，组 成设定一个抢答按钮供参赛者使用。 （2）设置一个系统清零和抢答控制开关K（该开关由主持人控制），当开关K被抢按下时，抢答开始（允许抢答），打开后抢答电路清零。 （3）抢答器具有一个抢答信号的鉴别、锁存及显示功能。即有抢答信号输入（参赛 者的开关中任意一个开关被按下）时，锁存相应的编号，并在LED数码管上显示出来，同时扬声器发生声响。此时再按其他任何一个抢答器开关均无效，优先抢答选手的编号一直保持不变，直到主持人将系统清除为止。 四．进度安排 第一天上午：介绍设计所用仿真软件；布置任务，明确课程设计的完整功能和要求。 下午：图书馆查阅资料。 第二天全天：消化课题,了解设计要求，明确被设计系统的全部功能。 第三天全天：确定总体设计方案，画出系统的原理框图。 第四天全天：绘制单元电路并对单元电路进行仿真。 第五天全天：分析电路，对原设计电路不断修改，获得最佳设计方案。 第六天上午：完成整体设计并仿真验证。 下午：准备课程设计报告。 第七天上午：对课程设计进行现场运行检查，给出实践操作成绩。 成绩评定 成绩分为三部分：考勤占30%，实践操作占40%，课程设计报告占30% 基于Multisim四路抢答器设计 一．设计内容 基于Multisim四路抢答器设计 二．设计目的及要求 1．掌握抢答器的工作原理及其设计方法 2. 学会用Multisim10软件操作实验内容 3. 掌握设计性试验的实验方法 基本要求： 在给定5V直流电源电压的条件下设计一个可以容纳四组参赛者的抢答器，每组设定一个抢答按钮供参赛者使用。 设置一个系统清零和抢答控制开关K（该开关由主持人控制），当开关K被按下时，抢答开始（允许抢答），打开后抢答电路清零。 抢答器具有一个抢答信号的鉴别、锁存及显示功能。即有抢答信号输入（参赛者的开关中任意一个开关被按下）时，锁存相应的编号，并在LED数码管上显示出来，同时扬声器发生声响。此时再按其他任何一个抢答器开关均无效，优先抢答选手的编号一直保持不变，直到主持人将系统清除为止。 扩展功能： 1．抢答器具有定时抢答的功能，且一次抢答的时间可以由主持人设定。当节目主持人按下“开始”按钮后，要求定时器立即倒计时，并在显示器上显示。 2．参赛选手在设定的时间内抢答，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，并保持到主持人将系统清零为止。 3．如果定时抢答的时间已到，却没有选手抢答，则本次抢答无效，系统封锁输入电路，禁止选手超时后抢答，时间显示器上显示0。 三．设计思路 四．设计器材及说明 设计器材 芯片名称 数量（只） 74LS20D 四输入与非门 2 74LS190D 加减发器 1 74LS175N 四D触发器 1 74LS21N 四输入与门 1 74LS148D 8线3线编码器 1 74LS04D 非门 3 数码管 ———— 2 LED RED 红色发光二极管 4 LED BLUE 蓝色发光二极管 1 BUZZER 蜂鸣器 4 74LS190D为加减法器，~cten端为使能端，~LOAD端为预置端，~U/D接入低电平时为加法器，接入高电平时为减法器,CLK为时钟输入端，~RCO借位端（高电平时）。 74LS175D，4D触发器~CLR清零端，CLK为脉冲输入端 74LS148D，低电平有效的8-3线编码器。 五．设计原理及过程 图一 如图1：锁存电路完成功能：74LS21、74LS20组成控制74LS175脉冲信号输入的控制电路，主持人清零后，在抢答时间内，如果有选手抢答，74LS21的输出端为0，则74LS20的输入端为0，由于74LS20为与非门，输出端始终为1，使得clock端无法输入脉冲信号，达到锁存效果，该部分电路锁存选手的编号，同时封锁其他选手的编号。 图二 图三 如图二：为编码，译码，显示电路：锁存电路对选手编号锁存后，优先编码器74LS148芯片立即分辨出