《电子技术综合设计与实践》设计说明书

课程设计

课程名称电子技术综合设计与实践题目名称八位数字抢答器

学生学院自动化学院

专业班级

学号

学生姓名

指导教师

2010年9 月21 日

目录

课程设计任务书 (3)

摘要 (5)

1 设计的任务与要求

1.1 设计的目的 (6)

1.2 设计的要求 (6)

2 设计方案

2.1 设计思路 (7)

2.2 设计过程 (7)

3 模块及其功能介绍

3.1 抢答器的组成 (8)

3.2 抢答器的工作原理 (11)

4 实验结果与数据分析 (12)

5 结论与问题讨论 (12)

参考文献 (12)

《电子技术综合实践》课程设计任务书

题目：八位数字抢答器

一、设计任务与要求

1设计任务：

1）利用各种器件设计一个多路智力竞赛抢答器。

2）利用DE2板对所设计的电路进行验证。

3）总结电路设计结果

2设计要求

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S0 ~ S7表示。

2）. 设置一个系统清除和抢答控制开关S，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，并在优先抢答选手的编号一直保持到主持人将系统清除为止。

4）. 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（如,30秒）。当主持人启动"开始"S 键后，定时器进行减计时，同时指示灯(建议采用绿色灯)开始短暂的闪烁，持续的时间0.5秒左右。5）. 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(七段数码管HEX)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，此时指示灯应停止闪烁。

6）. 如果定时时间已到，无人抢答，本次抢答无效，系统报警并禁止抢答，定时显示器上显示00，指示灯应亮起(建议采用红色灯)。

二、设计思路

1学习要求：

复习编码器、十进制加/减计数器的工作原理，设计可预置时间的定时电路分析与设计时序控制电路。画出定时抢答器的整机逻辑电路图，掌握智力抢答器的工作原理及其设计方法，并对各种元器件的功能和应用有所了解。并能对其在电路中的作用进行分析。例如：构建定时器，优先编码器74LS148和RS 锁存器74LS279以及十进制同步加/减计数器74LS192。

2 设计思路

设定一条控制总线S 控制整个系统的运作，高电平有效。设定一个清零控制，用于清除上一次抢答的显示，高电平清零。另设定了一个自主的计数器置数控制set。由于DE2板上仅提供50MHz和27MHz 的时钟，需设定lpm_counter分频器来对系统时钟进行分频，计数器主要是用两个74LS190，通过这两个计数器，进行30秒的倒数。

三、模拟仿真(可选)

使用可编程逻辑器件和QUARTUS II软件，用原理图输入方法，进行编译，仿真。

四、下载

模拟仿真结果正确后，结合实验板设置各输入、输出端；指定下载芯片，重新编译。编译结果正确后下载到相应芯片中。

五、实验结果验证

下载完成后，在实验板上验证结果，可以利用实验板上的按键模拟呼叫源。

六、实验报告

在验证结果正确后，确定方案并绘制电路图。进一步完善设计文档资料，写出总结报告。

发出任务书日期：2010 年9 月17 日指导教师签名：

摘要

抢答器电路设计方案很多，有用专用芯片设计的、有用复杂可编程逻辑电路设计的、有用单片机设计制作的、也有用可编程控制器完成的，但由于我们所学的数字电路技术有限，现在只能用一些小规模的集成芯片实现其功能。

我们主要采用了74系列的芯片作为主要的电路部分和时钟分频，附加一些门电路以实现控制功能。主要在Quartus Ⅱ的环境下画出电路图并进行编译，最后下载到DE2实验板进行功能验证。

关键词：数字电子技术抢答器 74系列 Quartus Ⅱ

1 设计任务目的与要求

1.1设计目的

1.熟悉集成电路的引脚安排。

2.掌握编码器、十进制加/减计数器等芯片的逻辑功能及使用方法。

3.了解数字抢答器的组成及工作原理，掌握智力抢答器的工作原理及其设计方法。

4.熟悉数字抢答器的设计与制作，并能对其在电路中的作用进行分析。

5.熟悉quartus原理图设计数字电子电路的方法，学会使用FPGA开发数字电子电路。

1.2设计要求

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S0 ~ S7表示。

2.设置一个系统清除和抢答控制开关S，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，并在优先抢答选手的编号一直保持到主持人将系统清除为止。

4.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（如,30秒）。当主持人启动"开始"S键后，定时器进行减计时，同时指示灯(建议采用绿色灯)开始短暂的闪烁，持续的时间0.5秒左右。

5.参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(七段数码管HEX)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，此时指示灯应停止闪烁。

6.如果定时时间已到，无人抢答，本次抢答无效，系统报警并禁止抢答，定时显示器上显示00，指示灯应亮起(建议采用红色)。

2 设计方案

2.1设计思路

（1）设计抢答器电路。

（2）设计可预置时间的定时电路。

（3）设计报警电路。

（4）设计时序控制电路。

2.2设计过程

首先收集所有相关器件的datasheet，了解它们的逻辑功能。采用分模块设计，一开始先设计好抢答电路、倒计时定时电路、数码管显示电路，然后考虑各个模块的逻辑关系，实现复位端、清零端得相应功能。