Quartus六路抢答器实验报告

抢答器实验报告

一、 抢答器的功能介绍：

1、 基本功能：

（1） 抢答器同时供6名选手比赛，分别用6个按钮S0 ~ S5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。即优先锁存抢答选手的编号，并显示在数码管上，扬声器发出音响提示。此时其它选手再按键无效。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（如30秒）。当主持人启动“开始”键后，定时器进行减计时显示。主持人按“开始” 键前抢答给以警告，抢答选手的LED 闪烁 （2） 参赛选手在设定的时间内抢答后，定时器停止减计时。 （3） 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。

二、抢答器总体方案设计及原理图；

1、总体方案图

（1）主持人有开始键和复位键，按下开始键后才能开始抢答，否则犯规。其他六个人设有六个按键。按键中加有除颤装置。

（2）抢答后选手的号码用数码管显示，正常抢答后显示抢到的选手号码，并有铃声响起,如果在主持人按开始键前有人抢答，则选手的指示灯会闪烁，并有报警音响起。

（3）如果10秒内没有抢答，则说明该题超时作废。

三、 抢答器单元模块设 1、 键入模块

选手、主持人按键输入

按键装置，含有除颤功能

主持人未开始，

选手抢答，指示灯闪烁警告

选

手抢答，锁存选手的号码

一片74192

控制蜂鸣

器响。一片控制警报

响

多久

由两片74192

做定时

器来控制开始后抢答的时间

（1）、除颤装置

除颤装置的原理是：在按键操作时，机械触点的弹性及电压跳动等原因。在触点闭合或开启的瞬间会出现电压的抖动，如果不进行处理就会造成误操作。按键去抖动的关键在于提取稳定的低电平状态。如果连续几次为低电平，可以认为信号已经处于稳定状态，此时输出一个低电平按键信号。即：当给与D触发器一个100hz的脉冲信号，选手按键后（为低电平）经过多个D触发器触发，最后输出稳定的低电平。（2）、总的键入装置

键入装置原理：六位选手和主持人的输入后均除颤装置，在主持人后接有一个T触发器，T触发器是保证输出的信号与T保持一致，即输出为高电平，且由主持人触发。

(3)、仿真后的波形图：

此图说明当选手k2按下后，经过除颤装置输出的为低电平，其他选手没有按键，因此输出的是高电平，当主持人是高电平是即使T触发器触发，因此输出的S是高电平。

2、抢答器模块：

(1)、原理图

图中芯片74148为优先编码器，只用六个按键，EIN为使能端，当为低电平时芯片工作，工作时GSN为低电平，EON为高电平。三个输出中每个输出接一个RS触发器，RS触发器的作用是取反，例如：当选手三按下后，74148输出为100，经过RS触发器，输出为011，经过7448译码器显示的即为011。Q1输出的即为锁存的号码。

（2）仿真后的波形图

此图说明当选手四按键后，即输入为低电平，由7448的真值表

十进制A3 A2 A1 A0 a b c d e f g

4 0 1 0 0 0 1 1 0 0 1 1 显示可得输出的ABCDEFG与真值表符合。

3、控制蜂鸣器响以及响多久的模块

上面的74192芯片是控制蜂鸣器是否响的一个重要组成部分，其原理是：起初置数0010，左面选手按键后输入的为低电平，经过一个非门后为高电平。74192芯片的BON端是借位端，因此在开始时为高电平，两个高电平到达DN触发74192可逆计数器减一，从0010变为0001，A输出为1，BCD输出为0，经过或非也为高电平。

下面的74192芯片是控制蜂鸣器响的时间，其工作原理是：起初置数为1000，此时输出为xx为高电平即是蜂鸣器响的一个必要条件。给一个频率以及CON进位端起初为高电平，经过与门到达UP触发74192可逆计数器加一，从1000变为1001，因此输出AD均为高电平，xx 输出为低电平，此时蜂鸣器不再响。

4、定时器模块：

（1）、原理图

抢答器模块的原理图是由两片74192可逆计数器和两片7448七段译码器组成。上面的74192芯片起初置数为0001，下面的74192芯片起初置数为0000，两个芯片组成10进制倒计时。上面的为视为，下面的为个位。Q为低电平加一个非变为高电平触发下面的芯片DN减一，由于一开始为0000减一时要向高位借一，依次下去即为倒计时。并通过7448在数码管中显示出来。

（2）、仿真后的波形图

此图说明在finish为高电平时即抢答开始，此时十位的74192芯片在1和0之间变换，当为高电平时，个位的74192芯片显示的均为0，当为低电平时，十位的74192芯片显示的为从9到0。

在finish为低电平时，此时抢答结束，即数码管上显示00。

5、分频器

(1)、原理图：

48MHZ经过一个74161芯片（为3分频）变为16MHZ，再经过3个74160芯片（为1000分频），变为16khz，再经过74161芯片（16分频）最终变为1khz。其他的8hz，4hz，2hz，1hz，100hz同理可得。

例如：（1）10分频原理图

仿真后的波形图：

（2）16分频原理图

仿真后波形图：

6、显示器

（1）原理图