1、 电子设计自动化电子设计自动化 课程论文（设计）课程论文（设计） 题目：八路数字抢答器设计 学生姓名：学生姓名： 学学 号：号： 院院 系：系： 电子与信息工程学院 班班 级：级： 电子信息工程 1 班 任课教师：任课教师： 二一二一三三年十二月十年十二月十五五日日 八路数字抢答器设计八路数字抢答器设计 摘要：抢答器作为一种工具，已经广泛应用于各种智力和知识竞赛场合。本设计以八路智力竞赛抢答 器为基本概念，从实际应用出发,利用电子设计自动化( EDA)技术,用数字、模拟电子器件设计具有扩充功 能的抢答器。该抢答器具有数字显示、倒计时显示、编码译码功能，应用效果良好。 关键词：八路数字抢答器；E
2、WB；PROTEL；PCB 目 录 1 绪论：. 4 1.1 实验目的： 4 1.2 设计要求： . 4 1.2.1 运用数字电路设计一个能够满足特定要求的八路抢答器 . 4 1.2.2 利用 EWB 绘制电路原理图并进行仿真，并画出正确的波形 4 1.2.3 利用 PROTEL 绘制原理图并生成PCB 图 4 1.3 设计功能： . 4 2 电路原理图设计和分析： . 4 2.1 系统总体结构： 4 2.2 电路设计和分析： . 5 2.2.1 抢答鉴别及锁存模块（包括数码管显示和抢答灯）： 5 2.2.2 倒计时模块（包括数码管显示和计时灯）： 6 2.3 总体电路原理图： 7 2.3.1
3、 EWB 原理图：. 7 2.3.2 PROTEL 原理图： 8 3 仿真过程分析: 9 3.1 抢答电路 . 9 3.2 倒计时电路 . 9 4 PCB 设计分析： 10 4.1 电气规则检查： .10 4.2 生成网表文件:10 4.3 在 PCB 文件中装入网表文件：.10 4.4 画禁止布线区，排版，自动布线：10 4.5 PCB 图如下（打印预览）： .11 5 总结：11 参考文献:12 1 绪论： 1.1 实验目的： 通过八路数字抢答器的设计实验， 要求学生回顾所学数字电子技术的基础理论和基础实验， 掌握组合电路、 时序电路、编程器件和任意集成电路的综合使用及设计方法，熟悉掌握优
4、先编码器、触发器、计数器、单 脉冲触发器、555 电路、译码/驱动电路的应用方法，熟悉掌握时序电路的设计方法。达到数字实验课程大 纲所要求掌握的基本内容。 1.2 设计要求： 1.2.1 运用数字电路设计一个能够满足特定要求的八路抢答器 1.2.2 利用 EWB 绘制电路原理图并进行仿真，并画出正确的波形 1.2.3 利用 PROTEL 绘制原理图并生成 PCB 图 1.3 设计功能： 设计制作一个可容纳 8 组参赛的数字式抢答器，每组设置一个抢答按钮供抢答者使用。 电路具有第一抢答信号的鉴别和锁存功能。在主持人系统发出抢答指令后，若参赛者按抢答开关，则抢答 指示灯(发光二极管)亮同时显示电路
5、显示出抢答者的组别。此时，电路应具备自锁存功能，使别组的抢答 开关不起作用。 1.3.3 在主持人没有按下开始抢答按钮前，参赛者的抢答开关无效；当主持人按下开始抢答按钮后，开始 进行 30 秒倒计时。此时，若有组别抢答，显示该组别并使抢答指示灯亮来表示“已有人抢答” ；当计时时 间到，仍无组别抢答，则计时指示灯灭表示“时间已到” ，主持人清零后开始新一轮抢答。 2 电路原理图设计和分析： 2.1 系统总体结构： 要求抢答器必须能够准确判断出第一位抢答者，并且通过数码管显示让人们得知谁是抢答成功者。抢 答有 30 秒时间限制，让抢答者在规定时间内抢答，所以设计的抢答器需要抢答鉴别及锁存模块、计时
6、模 块、指示模块（灯） 、数码管显示模块。设计框图如下： 主持人 2.2 电路设计和分析： 2.2.1 抢答鉴别及锁存模块（包括数码管显示和抢答灯） ： 使用元件：8 线-3 线优先编码器 74LS148 一个、RS 触发器 74LS279 一个、3 输入或非门 CD4025 一个、二 输入与门 CD4081 一个、显示译码器 74LS47 一个、七段数码管一个、开关九个、10K电阻九个、发光二 极管一个。 具体电路如下： 分析： 当主持人控制开关（S）处于清零（接地）位置时，RS 触发器的 R 端为低电平，输出端（4Q1Q）全 部为低电平，于是 74LS47 的 BI=0，显示器灭灯。74LS148 的选通输入端 ST=0，74LS148 处于工作状态， 此时锁存电路不工作。当主持人将开关（S）拨到开始位置时，优先编码电路和锁存电路同时处于工作状 态，既抢答器处于等待工作状态，等待输入端 I7、I6、I5、I4、I3、I2、I1、I0 输入信号，当有选手将 键按下时（如按下 S5） ，74LS1
