四路抢答器设计

题目：四路抢答器学院：机械与电气工程学院专业：电气工程及其自动化班级：姓名：学号：指导教师：教师职称：2018年1月5日机械与电气工程学院EDA课程设计任务书专业：电气工程及其自动化年级：B电气工程15-2姓名：路志文学号：1504215127EDA课程设计题目四路抢答器EDA课程设计的任务、要求一、设计任务1．设计一个可容纳四组参赛的数字式抢答器，每组设一个按钮供抢答使用。2．设置犯规电路，对提前抢答和超时答题（例如3分钟）的组别鸣笛示警。3．设置一个计分电路，进行加分和减分；二、设计要求1．查找资料，根据要求的格式，以设计报告书的形式写出设计方案的全过程；2．学习使用Protel软件，利用Protel完成原理图绘制；3.学习使用Multisim软件，利用Multisim进行仿真验证（或实物验证）。参考文献[1]童诗白，华成英.模拟电子技术基础（第四版）[M].北京：高等教育出版社，2006.[2]阎石.数字电子技术基础（第五版）[M].北京：高等教育出版社，2006.[3]古良玲.电路仿真与电路板设计项目化教程(基于Multisim与Protel)[M].北京：机械工业出版社，2014.[4]瞿德福.实用数字电路手册-(TTLCMOS)[M].北京：中国标准出版社，2013.EDA课程设计工作进度计划起讫日期主要工作内容2017.12.25-2018.12.25选题、调研、收集资料2017.12.26-2018.01.03绘制原理图、调试运行2018.01.04-2018.01.04撰写设计报告书2018.01.05-2018.01.05EDA课程设计答辩指导教师签名指导教师：年月日教研室意见负责人：年月日目录四路抢答器................................................1摘要.....................................................1Abstract..................................................21设计目的................................................32设计要求................................................33设计任务.................................................34设计方案.................................................34.1硬件设计...............................................34.1.1四路抢答器按键控制电路....................................34.1.2数码管显示电路.........................................44.1.3外部时钟脉冲电源电路.....................................44.1.4四位电路抢答器.........................................54.1.5PCB设计..............................................64.2软件设计...............................................64.2.1软件仿真.............................................64.2.1.1单片机外部脉冲电路.....................................74.2.1.2选手抢答开关电路......................................74.2.1.3数码管电路...........................................84.2.1.4加法记分电路.........................................84.2.1.5减法记分电路.........................................94.2.1.6延时报警电路.........................................94.2.2软件程序设计..........................................104.2.2.1选手抢答按键程序设计...................................104.2.2.2按键加减法记分器程序设计................................104.2.2.3延时程序设计........................................114.2.2.4清零程序设计........................................114.2.2.5数码管设计..........................................124.2.2.6定时器程序设计.......................................12总结....................................................13参考文献.................................................14附录....................................................15机械与电气工程学院EDA课程设计1四路抢答器路志文摘要随着我国经济和文化事业的发展有很多竞争场合需要有快速公正的抢答器.该课题设计的是一款多功能四路数字抢答器,它具有优先抢答、限时抢答、铃音提示、数字显示、系统报警等功能。主要由抢答电路、定时电路、报警电路、时序电路组成。其中抢答电路主要是分辨出选手的按键顺序,锁存优先抢答者的编号,供译码显示电路使用,并封锁输入电路,禁止其他选手抢答；定时电路主要是限定抢答时间,禁止选手超时抢答,抢答有效时间可以由问题的难易来设定。确保了比赛的公平性,更便于选手操作,实现快速无误的抢答。关键词：四路抢答器计时报警数字式竞赛抢答器2four-waybuzzerluzhiwenAbstractHastheverymanycompetitionsituationalongwithourcountryeconomyandtheculturalestablishmentdevelopmenttoneedtohavefastfairviestoanswerfirst.Soldierelectronviestoanswerfirst,ithasfirstviestoanswerfirst,reprimandstheby-pass,thetimelimitviestoanswerfirst,thebellsoundprompt,thenumeraldemonstrated,thesystemreportstothepoliceandsoonthefunctions.Mainlybyviestoanswerfirsttheelectriccircuit,thetimingcircuit,thealarmcircuit,thesequencecircuitcomposes.Inwhichviestoanswerfirsttheelectriccircuitmainlyisdistinguishescontestant'spressedkeyorder,thelocksavesfirsttheviingtoanswerfirstserialnumber,forthedecodingdisplaycircuituse,andblockstheinputcircuit,forbidsothercontestantstovietoanswerfirst;Thetimingcircuitmainlyisthedefinitionviestoanswerfirstthetime,forbidsthecontestantovertimetovietoanswerfirst,viestoanswerfirsttheworkinglifetobepossibletoestablishbythequestiondifficulty.Hasguaranteedthecompetitionfairness,isadvantageousforthecontestanttooperate,realizationfastunmistakableviingtoanswerfirst.Thisdesignelectriccircuitmainlyusedfirsttheencoder,thelatch,electronicprimarydevicesandsoon555timers.Keywords:four-waybuzzertimingcallthepolice机械与电气工程学院EDA课程设计31设计目的熟悉几种常用集成数字芯片，并掌握其工作原理，进一步学会使用其进行电路设计。了解数字系统设计的基本原理思想和方法，学会科学分析和解决问题，有效的提高动手能力，独立分析问题、解决问题的能力，协调能力和创造性思维能力。培养认真严谨的工作作风和实事求是的工作态度，培养综合运行理论知识解决实际问题的能力。2设计要求设计一个可容纳四组参赛的数字式抢答器，每组设一个按钮供抢答使用。设置犯规电路，对提前抢答和超时答题（例如3分钟）的组别鸣笛示警。设置一个计分电路，进行加分和减分。3设计任务分析设计任务，电路应包括抢答，计分和报警三大主要部分。当单片机定时器的中断循环二十次后开始报警，报警LED灯亮。抢答电路要求在裁判按下抢答按钮后，选手开始抢答，并在一个选手抢答成功后现实哪个选手抢答成功且此时其他选手不能抢答，因此在单片机程序中设置while（！k）；和while(k6&k7&k8)；作为逻辑语句，实现一个选手抢到后其他选手抢答无效。调用voidkey()实现抢答和计分电路的功能，并通过voidSMG_Display是每个选手的分数在数码管上显示出来。在设计控制电路时，应正确处理各个信号之间的时序关系。4设计方案4.1硬件设计4.1.1四路抢答器按键控制电路图4.1四路抢答器按键控制电路数字式竞赛抢答器4键盘是单片机不可或缺的输入设备，是实现人机对话的纽带，键盘按结构形式可以分为非编码键盘和编码键盘，前者用软件方式产生编码，而后者用硬件方式产生编码，在单片机中使用的都是非编码键盘，因为非编码键盘结构简单，成本低廉，非编码键盘类型也多，如此次使用的独立式键盘，此键盘的特点是使用了多少根I/O线就有多少个按键，由于此次我们使用了8根I/O线所以有8个按键.这种键盘各个按键比较少且各个按键相互独立，因此可以根据实际需要对键盘中的按键灵活编码。CPU可以直接通过I/O线状态来获得按键的状态编码，虽然操作简便但是会占用大量的I/O口线，因此只有当单片机各接口资源比较充裕时才可以选择这种键盘。4.1.2数码管显示电路图4.2数码管显示电路电路可以清通过数码管显示晰直观的显现出个选手的得分情况，且结构简单易使用软件对其编程，数码管功率小消耗低，抗干扰能力强。由p0.0-p0.7对其显示数码进行编程控制，由三极管控制各选手的记分板的工作与锁存状态，简单易操作。4.1.3外部时钟脉冲电源电路机械与电气工程学院EDA课程设计5图4.3外部时钟脉冲电源电路由晶振和电容，vcc构成简单的外部脉冲电源电路，此电路结构简单便于控制，且输出脉冲稳定，并将rst引脚与电路相连防止单片机突然断电时rom地址中的内容的丢失也可增