基于Multisim四路抢答器设计

基于Mｕｌtisiｍ四路抢答器设计

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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

一．设计题目

基于Ｍultｉsim四路抢答器设计

二．主要内容

设计４人数字式竞赛抢答器

三．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。

五．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:

(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，每组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。

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

ＬEＤRＥD 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74L Ｓ14８芯片立即分辨出抢答者的编号，然后将输入端编码译成８421BCＤ,数码管显示对应抢答者的编号。同时选手编号对应的LED灯亮，蜂鸣器发出短暂响声（如图三),提醒主持人。

图四

如图四：计时电路：74LS1９0为加/减法器，将输入端A、D接高电平预置输入9，即倒计时器从9开始倒计时,主持人清零后,LOAD端接入1，74LS19０为减法器，并开始工作，定时器开始倒计时，在规定的时间内(10秒）,如果有选手抢答， 7４ＬＳ2０输入端为0输出端为1，74LS190脉冲输入端截止,计时电路停止工作,显示器显示抢答剩余时间,ＬEＤ5不亮。如果没有选手抢答,倒数到０后，74ＬＳ190输出端１３输出低电平，同时LＥD5发出蓝色光,并控制锁存脉冲电路,使锁存电路停止工作,此时即使有选手抢答仍无效。