multisim-抢答器

山东大学威海分校智力竞赛抢答器Multisim课程实验报告Lee2010年7月7日目录目录...........................................................................................1实验内容........................................................................................2实验要求........................................................................................2实现的功能......................................................................................2设计方案........................................................................................3抢答鉴别模块.................................................................................................................................3抢答计时模块.................................................................................................................................4抢答计分模块.................................................................................................................................5总电路原理图...................................................................................6实验结果........................................................................................6总结.............................................................................................8实验内容设计实现一个可容纳四组参赛者的数字智力竞赛抢答器。实验要求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。在此基础上再增加计分电路和犯规电路。实现的功能1.抢答器同时供4名选手比赛，分别用4个按键J2~J5表示（MULTISIM中的值分别为A,B,C,D）。2.设置一个系统清除和抢答控制开关J1（MULTISIM中的值为SPACE），该开关由主持人控制。3.抢答器具有锁存与显示功能。即选手按动按钮，锁存相应的编号，并在LED数码管和LED灯上显示，选手抢答实行优先锁存，优先抢答选手的编号一直保持到主持人将系统清除为止。4．抢答器具有倒计时功能。即选手按动按钮后，自动启动60秒倒计时，超出时间后数码管保持00状态并伴有持续报警直到主持人复位为止。5.抢答器具有计分功能。由主持人控制，触动单触开关自动为相应选手加分。设计方案可将整个系统分为三个主要模块：抢答鉴别模块QDJB；抢答计时模块JSQ；抢答计分模块JFQ。整个系统的组成框图如图所示。智力竞赛抢答器系统框图抢答鉴别模块当主持人控制开关J1置于清零端时，RS触发器的R非端均为０，４个触发器（此处为74ls279）输出全部置０，使译码器74LS48的BI的非＝０，显示器灯灭；74LS148的选通输入端ST的非=0，使之处于工作状态，此时锁存电路不工作。当主持人把开关J1置于开始时，优先编码器和锁存电路同时处于工作状态，即抢答器处于等待工作状态，等待输入端的信号输入，当有选手将键按下时（如按下J3），74LS148的输出CLRABCD抢答鉴别电路ALEDBLEDCLEDDLED组别显示译码电路组别显示计分电路SCOREASCOREBSCORECSCOREDADD计时电路LOADL1L0CLKEN计时显示译码电路JSXS1JSXS0Y2Y1Y0的非=110，YEX的非=0，经RS锁存后，CTR=1，BI的非=1，74LS279处于工作状态，Q4Q3Q2=010,74LS48处于工作状态，经74LS148译码后，显示器显示为2。此外，CTR=1，使74LS148的ST的非为高电平，74LS148处于禁止工作状态，封锁其他按键的输入。当按键松开即按下时，74LS148的YEX的非为高电平，但由于CTR维持高电平不变，所以74LS148仍处于禁止状态，确保不会出二次按键时输入信号。如要求再次抢答，只需由主持人将J1开关重新置“零”，以使电路复位。抢答计时模块该部分主要由555多谐振荡器电路产生秒脉冲、十进制同步加减计数器74LS192减法计数电路、74LS48译码电路和1个7段数码管电路组成。一块74LS192实现减法计数，通过译码电路74LS48显示到数码管上，其时钟信号由555多谐振荡器电路产生提供。74LS192的预置数控制端实现预置数，由节目主持人根据共阴极七段数码管上，当有人抢答时，倒计时开始60秒内未完成后数码管维持00状态，蜂鸣器响直到主持人复位。初始值设为60秒，如需改时间只需分别改动两片74ls192的15、1、10、9的电平。另外为了实现维持00状态，有如下的逻辑电路，分别对译码器前的八根线路逻辑或后和秒信号逻辑与再作为192的时序脉冲，其目的为当两个数码管均为零时，用该逻辑电路的与门失效阻止来自555的时序脉冲的进入以保持00状态。抢答计分模块抢答成功并回答正确后可由主持人控制开关J9（值为J）为选手加分，一次一分。选择电路引自抢答鉴别电路的RS锁存以后的线路。192中“DOWN”高电平有效，故可以用相应的线路电平控制选择不同数码管。总电路原理图实验结果1．空格复位又开启以后按下A键灯一亮，数码管上显示“1”。2．由555多谐振荡电路作为时序的倒计时电路以秒为单位开始倒计时。3．按下“J”键后相应的数码管显示一分。总结Multisim是一款强大的仿真软件，绝大部分的器件都可以找得到，还有功能强大的电表，使用非常方便。在制作实物前用multisim做一下仿真是及其有益处的。另外就算是仿真出结果，做实物时也可能遇到很多问题，这就需要多动手多试验了。关于数码管的运用，本电路用了两种，一种共阴七段七针脚的红色数码管，一种四管脚的黄色数码管。其中四管脚BCD数码管在仿真中更为方便，七针脚的数码管还需一个译码器，但现实中七针的数码管较普遍些。关于诸多细节，例如各种触发器的优缺点，不同逻辑器件的差别，都有了根深一步的了解。对74LS系列有了更深的了解，也知道了四人抢答器的设计方法。更重要的是本次实验将我们所学习的理论知识与实践活动想联系，增强了我们的动手、动脑能力，从而达到学有所用，更明确目标，对自己以前所学知识的巩固和今后的学习起了重要作用。