【正文】 第一篇：基于Multisim10的8路智力競賽搶答器基于Multisim10的4路搶答器——《硬件實(shí)訓(xùn)》實(shí)驗(yàn)報(bào)告班級：組員：指導(dǎo)老師：時(shí)間：目 錄......................................................................................................................................1 ..............................................................................................................................1 ..........................................................................................................................1 ..............................................................................................................................1 ..............................................................................................................................3 ................................................................錯(cuò)誤！未定義書簽。...........................................................................................................................4 發(fā)光二極管顯示電路......................................................................................................4 主持人控制開關(guān)電路......................................................................................................5 控制電路和秒脈沖產(chǎn)生電路..........................................................................................5 定時(shí)、譯碼、顯示電路..................................................................................................6 完整電路圖......................................................................................................................6 ......................................................................................................................................7 ....................................................................................................................................10 ....................................................................................................................................10 ..................................................................................................................................10一、設(shè)計(jì)題目四路智力競賽搶答器二、課程設(shè)計(jì)目的培養(yǎng)數(shù)字電路的設(shè)計(jì)能力。掌握搶答器電腦設(shè)計(jì)方法。三、設(shè)計(jì)內(nèi)容和要求 設(shè)計(jì)內(nèi)容⒈設(shè)計(jì)一個(gè)智力競賽搶答器，可同時(shí)供4名選手或4個(gè)代表隊(duì)參加比賽，他們的編號分別是4，各用一個(gè)搶答按鈕，按鈕的編號與選手的編號相對應(yīng)，分別是S0、SSSSSSS7。⒉給節(jié)目主持人設(shè)置一個(gè)控制開關(guān)，用來控制系統(tǒng)的清零(編號顯示數(shù)碼管滅燈)和搶答的開始。⒊搶答器具有數(shù)據(jù)鎖存和顯示的功能。搶答開始后，若有選手按動(dòng)搶答按鈕，編號立即鎖存，相應(yīng)選手的燈亮。封鎖輸入電路，禁止其他選手搶答。優(yōu)先搶答選手的信號燈一直亮到主持人將系統(tǒng)清零為止。，畫出各單元電路圖和總體邏輯框圖，正確描述各單元功能，合理選用電路器件，畫出完整的電路設(shè)計(jì)圖以及寫出設(shè)計(jì)總結(jié)報(bào)告。 設(shè)計(jì)要求⒈搶答器具有定時(shí)搶答的功能，且一次搶答的時(shí)間可以由主持人設(shè)定。當(dāng)節(jié)目主持人啟動(dòng)“開始”鍵后，要求定時(shí)器立即減計(jì)時(shí)，并用顯示器顯示。⒉參賽選手在設(shè)定的時(shí)間內(nèi)搶答，搶答有效，定時(shí)器停止工作，相應(yīng)選手的燈亮，顯示器上顯示搶答時(shí)刻的時(shí)間，并保持到主持人將系統(tǒng)清零為止。⒊如果定時(shí)搶答的時(shí)間已到，卻沒有選手搶答時(shí)，本次搶答無效，系統(tǒng)短暫報(bào)警，并封鎖輸入電路，禁止選手超時(shí)后搶答。四、基本設(shè)計(jì)原理4路智力競賽搶答器，當(dāng)有人按下按鈕后，代表他這一組的發(fā)光二極管就亮了，同時(shí)，別組成員按下按鈕時(shí)，則不會(huì)使自己這一組的燈亮。要想實(shí)現(xiàn)這個(gè)目的，我們可以用鎖存器或者觸發(fā)器來實(shí)現(xiàn)，因?yàn)樗鼈兌寄艽鎯?chǔ)一位二進(jìn)制數(shù)字。主持人有一個(gè)開始鍵，當(dāng)這個(gè)鍵按下時(shí)，才會(huì)使搶答器正常工作；當(dāng)這個(gè)鍵彈起時(shí)，無論4個(gè)選手如何按按鈕，他們各自所對的發(fā)光二極管都不會(huì)亮。這個(gè)開關(guān)我們可以用芯片上的清零端或者使能端來實(shí)現(xiàn)。當(dāng)然，既然是搶答器，就會(huì)有時(shí)間限制，我們需要一個(gè)倒計(jì)時(shí)器，并且需要將時(shí)間顯示，我們可以用相關(guān)的芯片實(shí)現(xiàn)這一功能，具體設(shè)計(jì)在下面的設(shè)計(jì)中會(huì)有詳細(xì)的敘述。每次搶答完后，主持人都會(huì)將時(shí)間重新置數(shù)，這一功能也可以通過芯片上的相應(yīng)端口來實(shí)現(xiàn)。五、總體設(shè)計(jì)框圖它由主體電路和擴(kuò)展電路兩部分組成。主體電路完成基本的搶答功能，即開始搶答后，當(dāng)選手按動(dòng)搶答鍵時(shí)，能使代表該選手的發(fā)光二極管發(fā)光，同時(shí)能封鎖輸入電路，禁止其他選手搶答，擴(kuò)展電路完成定時(shí)搶答的功能以及將時(shí)間顯示出來。六、單元電路設(shè)計(jì)方案和原理說明智力搶答器包括搶答電路，發(fā)光二極管顯示電路，主持人控制開關(guān)電路，控制電路，秒脈沖產(chǎn)生電路，定時(shí)、譯碼、顯示電路。下面對各部分進(jìn)行詳細(xì)敘述。搶答電路的功能有兩個(gè)：能分辨出選手按按鈕的先后，并鎖存優(yōu)先搶答者的編號，供顯示電路使用；使其他選手的按鈕操作無效。搶答電路包括集成D觸發(fā)器74LS374和4個(gè)開關(guān)。374為具有三態(tài)輸出的四 D 邊沿觸發(fā)器，且是上跳沿觸發(fā)的。當(dāng)一個(gè)脈沖的上升沿到來時(shí)，輸出Q端的值為相應(yīng)D端的值。OC端為使能端，低電平有效，當(dāng)OC接高電平時(shí)，處于高阻狀態(tài)，OC端接低電平時(shí)，芯片能夠正常工作。4個(gè)D端接4個(gè)開關(guān)，開關(guān)另一端接高電平。CLK端接脈沖信號。下圖即是搶答電路電路圖。圖為搶答電路 發(fā)光二極管顯示電路發(fā)光二極管顯示電路是由4個(gè)發(fā)光二極管組成，由于在仿真時(shí)要觀察燈的亮與熄滅，所以用燈來代替一下。4個(gè)燈的一端分別接在74LS374的4個(gè)Q端，另一端分別接地。當(dāng)Q端輸出為高電平時(shí)，燈就會(huì)被點(diǎn)亮，否則就會(huì)熄滅。下圖即為發(fā)光二極管顯示電路。圖為發(fā)光二極管顯示電路 主持人控制開關(guān)電路主持人控制開關(guān)有很多作用，當(dāng)這個(gè)開關(guān)彈起時(shí)，74LS374將不工作，并且可以控制譯碼顯示電路的清零和置數(shù)功能。我們先來介紹一下計(jì)數(shù)器74LS192的功能。下圖為74LS192功能表。從以上兩個(gè)圖可知，CR端為清零端，當(dāng)CR端為高電平時(shí)，輸出為低電平；CR端為低電平時(shí)，芯片可以進(jìn)行別的功能。在CR端