EDA课程设计报告书-- 智力竞赛抢答器

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1、 EDA 课程设计报告书课程设计报告书 题目：题目： 智力竞赛抢答器智力竞赛抢答器 姓名：姓名： 班级：班级： 电子电子 1111- -3 3 班班 学号：学号： 成绩：成绩： 2 一、设计题目及要求一、设计题目及要求 1 设计题目： 智力竞赛抢答器 2 要求： （1）五人参赛每人一个按钮，主持人一个按钮， 按下就开始； （2）每人一个发光二极管，抢中者灯亮； （3）有人抢答时，喇叭响两秒钟； （4）答题时限为 10 秒钟，从有人抢答开始，用数码管倒计时间， 0、9、81、0；倒计时到 0 的时候，喇叭发出两秒声响。 二、设计过程及内容二、设计过程及内容 1 总体设计方案总体设计方案 智力抢答

2、器由 5 名选手及主持人作为共同输入端，由主持人控制总 开关。当主持人打开开关按钮后，处于高电平状态，抢答开始。此时选手 进行抢答，抢答后的答题时间为十秒，抢答者抢答时输出高电平有效，最 先抢答的人对应的二极管发亮，表示该选手抢中，同时喇叭响两秒，且数 码管显示器开始进行十秒倒计时， 当计时器再次为 0 时， 喇叭再响 2 秒钟， 抢答及答题过程结束。 主持人控制的总开关可复位， 当主持人关闭开关时， 处于低电平状态，此时发光的二极管熄灭，倒计时归零，抢答器不工作， 选手无法抢答，直到主持人再次打开开关时，进行下一轮抢答。 经分析，本设计的重点和难点包括 3 个方面： 开始抢答时，最先按下开关

3、的选手为抢中者，此时其他选手按 开关无效； 没有抢答者抢答时，没有任何输出变化，当有抢答者抢中时， 对应发光二极管发光，喇叭开始响两秒，同时 10s 倒计时开始，关键在于 同步性问题； 主持人的总开关在任何时刻关闭开关，都可以使整个系统还原 到最初没有抢答的状态。 设计方案如下: 根据要求将整个课题设计分为 4 个模块，分别为抢答器，分频器， 2s 发声器，10s 倒计时器。 总体方案的模块总设计原理图如下图： 3 原理图介绍说明： 抢答器模块中用五个高低电平控制开关（AA-EE）作为五名选手的输 入端，并用五个输出端（YA1-YE5）外接发光二极管分别对应于五个输入 端；另取一个高低电平控制

4、开关(FF)作为主持人输入端；六个输入端共同 控制抢答器模块。脉冲输入信号输入端（CCLLKK）输入频率 732HZ 的时钟 信号，后边经分频器模块产生 1HZ 的时钟信号，为发声器模块和 10s 倒计 时模块提供时钟脉冲频率， 分频器模块受主持人开关和抢答器模块共同控 制。10s 倒计时器模块受主持人开关和抢答器模块共同控制，七个输出端 对应接七段显示译码管。2s 发声器模块有两个，其输出端均接喇叭，其 中一个受受主持人开关和抢答器模块共同控制，另一个受主持人开关和 10s 倒计时器模块共同控制。另外两个 D 触发器，做控制开关。 总体设计的仿真波形如下图： 仿真说明：主持人 FF 开关处于

5、高电平状态时是抢答与答题环节，开 始的一段属于测试阶段，EE 选手高电平最先抢中，对应的 YE5 的输出端 4 输出高电平，并驱动对应的发光二极管发光，同时第一个发声器的输出端 （YLB1）输出 2 秒的高电平驱动喇叭发声，表示有抢答者抢答成功，同 时 10s 倒计时计数器开始倒计时，然后主持人 FF 关闭开关，输出低电平， 整个系统还原为抢答前最初状态，可见重点与难点全部完成实现， 测试成功。接下来一段属于正常抢答过程，前半段的原理同第一段，后半 段显示译码管（YY）依次显示“09876543210” ，当第二个“0”出现时， 第二个发声器的输出端（YLB2）输出 2 秒的高电平驱动喇叭发声

6、，表示 答题时间到，整体实验成功。主持人 FF 开关再次处于低电平状态时，不 能抢答， 回到抢答前的最初状态， 当再次输出高电平时， 进行下一轮抢答。 接下来介绍各模块的工作原理。 2 模块一：抢答器模块模块一：抢答器模块 逻辑原理图： 原理图说明：AE 输入端代表五个参赛选手，F 输入端为置零端，主 持人控制，QAQE 输出端接发光二极管。当 F 置于低电平时，5 个 DFF 触发器都被置零，AE 都无法抢答，当 F 置于高电平时，抢答开始，强 中者对应的发光二极管发光，并通过非门和与门将 CP 信号封锁，并输入 低电平到 DFF 中，则其他选手再次按键时结果不会改变，实现了一人抢 答后，其他人不能再做答，当主持人 F 清零后，与门处的 CP 信号打开， 主持人 F 重新置于高电平试则可重新抢答。 5 仿真波形图： 仿真图说明：当主持人 F 置于低电平时，选手无法抢答；当主持人置 于高电平时，