数字电子技术基础课程设计报告

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1、题目:智力竞赛抢答器课程：数字电子技术基础专业：电气工程及其自动化班级：电气XXXX班学号：XXXXXX姓名：XXXXXX指导教师：XXX完成日期：总目录第一部分：任务书第二部分：课程设计报告第一部分任务书数字电子技术基础课程设计任务书一、课程设计的目的本课程是在学完数字电子技术基础、数字电子技术实验之后，集中两周时间，进行的复杂程度较高、综合性较强的设计课题的实做训练。主要包括：方案论证、系统电路分析、单元功能电路设计、元器件选择、安装调试、计算机辅助设计、系统综合调试与总结等。使学生在数字电子技术基本知识、实践能力和综合素质、创新意识、水平诸方面得到全面提高，为后续课程的学习，为培养应用型

2、工程技术人才打下重要基础。通过本课程设计可培养和提高学生的科研素质、工程意识和创新精神。真正实现了理论和实际动手能力相结合的教学改革要求。二、课程设计的要求1、加强对电子技术电路的理解，学会查寻资料、方案比较，以及设计计算等环节，进一步提高分析解决实际问题的能力。2、独立开展电路实验，锻炼分析、解决电子电路问题的实际本领，真正实现由知识向技能的转化。3、独立书写课程设计报告，报告应能正确反映设计思路和原理，反映安装、调试中解决各种问题。三、课程设计进度安排1、方案设计；（一天）根据设计任务书给定的技术指导和条件，进行调查研究、查阅参考文献，进行反复比较和可行性论证，确定出方案电路，画出主要单元

3、电路，数据通道，输入、输出及重要控制信号概貌的框图。2、学习EDA开发工具：（半天）学习MUXPLUS开发工具，学习CPLD器件的开发方法。3、各单元电路设计：（一天半）根据方案设计框图，用原理图法或者VHDL语言设计个单元模块，并进行仿真测试。4、用ToptoDown的方法完成系统顶层原理图的设计：（1天）用ToptoDown的方法完成系统顶层原理图的设计，并进行系统整体功能的仿真。5、电路制作：（半天）熟悉试验系统，完成对CPLD器件的编程下载，根据设计的电路完成硬件电路的搭接，调试实验。6、总结鉴定：（半天）考核样机是否全面达到现定的技术指标，能否长期可靠地工作，并写出设计总结报告。四、

4、设计题目及内容智力竞赛抢答器（1）、抢答器为四路；（2）、显示出最先抢答器的号码；（3）、带裁判员启动控制按钮；（4）、裁判员启动后，30秒后无组抢答，抢答器停止工作（应显示30秒递减时间）。五、设计要求1、用可编程器件（FPGA/CPLD）设计出所要求的电路；2、在EDA编程实验箱上编程、调试出所设计的电路。3、写出设计、调试、总结报告。六、使用仪器设备1、稳压电源（5V,土5V）；2、实验电路箱；3、低频信号发生器；4、示波器5、PC机（装有MAX+PLUSII软件）；6、YDND1型数字电子综合实验系统等。七、参考文献1、“模拟电子技术基础”和“数字电子技术基础”教材；2、有关“电子技术

5、课程设计指导书”；3、“集成电路特性应用手册”；7、EDA技术使用教程8、其他。八、设计总结报告主要内容1、任务及要求；2、系统整体框图及方案特点；3、可编程器件概述；4、各单元模块的设计（原理图设计或者VHDL程序设计）及仿真结果说明（应结合系统整体框图写）；5、顶层原理图的设计及说明；6、顶层原理图的仿真结果及说明；7、CPLD器件的编程下载；8、硬件电路的实现；9、实验结果分析（给出必要的波形,进行测量精度和误差分析）；10、设计、调试中出现问题的解决11、改进意见及收获体会等。第二部分课程设计报告设计任务及要求.（19）（19）.（19）.（20）.（20）.（20）.（22）（22）

6、（22）（22）（22）.（22）.（23）.（23）.（23）.（23）.（24）.（24）（24）.（24）.（25）.（25）.（25）（25）（26）（26）.（27）.（28）.（28）1设计任务及要求.2系统总体设计方案2.1 总体设计方案2.2 方案特点3控制电路设计3.1控制电路基本原理3.2参数计算.3.3器件选型4振荡电路设计4.1振荡电路设计基本原理5 计数电路器设计5.1计数电路器设计基本原理5.2参数计算5.3器件选型6 译码显示电路设计6.1译码显示电路工作原理6.2参数计算6.3 器件选型7 系统整体电路设计电路说明8 电路调试8.1振荡电路调试及实验结果分析8.

7、2计数电路调试及实验结果分析8.3系统联调及其结果分析9 改进意见及收获体会10 器件明细清单参考文献附录设计成果展示该电路的根本任务时准确的判断出第一抢答者的信号并将其锁存。实现这一功能可用触发器和锁存器等。在得到第一信号后应立即将电路的输入封锁，即使其他组再次发出抢答信号也无效。同时还必须注意，第一抢答信号应该在主持人发出抢答命令之后才有效。当电路形成第一抢答信号之后，用编码、译码及数码显示电路显示出抢答者的组别，也可以用发光二级管直接指示出组别。1.基本功能抢答器同时供4名选手或4个代表队比赛，分别用4个按钮SOS3表示。设置一个系统清除和抢答控制开关S，该开关由主持人控制。用来控制系统

8、清零(编号显示数码管灭灯)和抢答的开始。抢答器具有锁存与显示功能。即抢答开始后，选手按动按钮，锁存相应的编号，并在编号显示器上显示该编号。同时封锁输入编码电路，禁止其他选手抢答。优先抢答选手的编号一直保持到主持人将系统清除为止。抢答器具有定时抢答功能。要求定时器开始倒计时，并用定时显示器显示倒计时时间。参赛选手在设定时间30秒内抢答，抢答有效，同时定时器停止倒计时，编号显示器上显示选手的编号，定时显示器上显示剩余抢答时间，并保持到主持人将系统清零为止。如果定时抢答时间已到，却没有选手抢答时，本次抢答无效。系统扬声器报警，并封锁输入编码电路，禁止选手超时后抢答，时间显示器显示0。2系统总体设计方

9、案2.1总体设计方案系统组成框图图一系统组成框图2.2方案特点定时抢答器的总体框图如图所示，它由主体电路和扩展电路两部分组成。主体电路完成基本的抢答功能，即开始抢答后，当选手按动抢答键时，能显示选手的编号，同时能封锁输入电路，禁止其他选手抢答。扩展电路完成定时抢答的功能。图中所示的定时抢答器的工作过程是：接通电源时，节目主持人将开关置于“清除”位置，抢答器处于禁止工作状态，编号显示器灭灯，定时显示器显示设定的时间，当节目主持人宣布抢答题目后，说一声“抢答开始”，同时将控制开关拨到“开始”位置，扬声器给出声响提示，抢答器处于工作状态，定时器倒计时。当定时时间到，却没有选手抢答时，系统报警，并封锁

10、输入电路，禁止选手超时后抢答。当选手在定时时间内按动抢答键时，抢答器要完成以下四项工作：优先编码电路立即分辨出抢答者的编号，并由锁存器进行锁存，然后由译码显示电路显示编号；扬声器发出短暂声响，提醒节目主持人注意；控制电路要对输入编码电路进行封锁，避免其他选手再次进行抢答；控制电路要使定时器停止工作，时间显示器上显示剩余的抢答时间，并保持到主持人将系统清零为止。当选手将问题回答完毕，主持人操作控制开关，使系统回复到禁止工作状态，以便进行下一轮抢答。控制电路设计控制电路基本原理二川langdaqiD触发器D输入端与另外3个的输出非端经过与门后相接，构成抢答锁存功能，即每当四个开光中有一个开关打开时

11、，就会有一个上升沿脉冲，使得输出非端为低电平，从而使得其余3个的输入端均为低电平。图三的译码电路将输入的抢答信号转换为数码管可以识别显示的信号，即：将抢答输出：“1000”转换为“0001”，“0100”转换为“0010”，“0010”转换为“0100”，“0001”转换为“1000”。3.2参数计算此次课程设计课题都由开关控制无相关计算内容。3.3器件选择一个EPM7128SLC84-6可下载集成块，三个数码管及其三个七段译码器，一个蜂鸣器，五个开关。振荡电路设计振荡电路工作原理此次振荡电路信号由实验箱上的2Hz频率信号代替。计数电路设计计数电路工作原理tJiuirarzng：二ii?an*

12、图四no进端为主持人控制复位端，jishumaichong端为脉冲信号输入端。5.2参数计算此次课程设计课题都由开关控制无相关计算内容。5.3器件选择2个同步十进制可逆加减计数器74192，2个数码管译码显示电路设计译码显示电路工作原理d=0n=A1+A2+A3+A46.3器件选型4个4输入与门2个2输入或门一个4输入或门7总体电路设计12ft:EqCHCPRH(HE-HMSHJyimaqi；l，三.它亦.三一-鬲*二7.1电路说明jiEhucii.mi山图6总体电路KCTLZ-.71阿.二.二炕，二TgLTT/-为主持人控制输入端,IIS!-IriaIVWI*I1bilIfpi1BHHMlI

13、MIHUHihriiiiffniqiiii11iprii11iviiFillhIfFi-iHiiiprm!|Bian-iMiliiMlIpllhtldlIMiWillKMIlIihllU1IIIH1-lllillMRIIIIRIrl4I-I11III1IRiaidHili11iiIifhfciblIIFIh-l9II-IdP4HBM!.小.！.*1商！!Ir1-11fJT11l!-w*r-fii*.扌iPi11BBiihHIiI4IIrirnK|p11IIi1IFIj11IMH1Ihi111111U：r.TrailllPMFRIIMIllF-RF!lIl!，和：niiaa-r卜r+f.1“卡打：dI4/a4B-l-Ifi-IffIIHIHFBFlMBIII1111111ij.pa|iW|uriraahal-hII|IIICH-IIII9!iI11rjl-i*-iIiiiMdfch11114IRl-FIHII!iiiIHI1IMjs1inSSFBBH1P-PH!*&-1BIi1p?!l_j.ii*iifii-dirrpL11IXIIij|a1ii41IIJh和iTWfc：.,-：|h|l!kl|Nl|lINIi1Pi|wL.1IKFTPiII.IdIiU-I1IInFH!IIinII!IIf