8路抢答器课程设计 硬件系统综合设计.docx
《8路抢答器课程设计 硬件系统综合设计.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《8路抢答器课程设计 硬件系统综合设计.docx（20页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
8路抢答器课程设计硬件系统综合设计
计算机科学与工程学院
综合设计报告
设计名称：
硬件系统综合设计
设计题目：
智能抢答器设计
学生学号：
专业班级：
09计算机科学02班
学生姓名：
学生成绩：
指导教师（职称）：
课题工作时间：
2011/2/13至2011/2/24
说明：
1、报告中的第一、二、三项由指导教师在综合设计开始前填写并发给每个学生；四、五两项（中英文摘要）由学生在完成综合设计后填写。
2、学生成绩由指导教师根据学生的设计情况给出各项分值及总评成绩。
3、指导教师评语一栏由指导教师就学生在整个设计期间的平时表现、设计完成情况、报告的质量及答辩情况，给出客观、全面的评价。
4、所有学生必须参加综合设计的答辩环节，凡不参加答辩者，其成绩一律按不及格处理。
答辩小组成员应由2人及以上教师组成。
5、报告正文字数一般应不少于5000字，也可由指导教师根据本门综合设计的情况另行规定。
6、平时表现成绩低于6分的学生，其综合设计成绩按不及格处理。
7、此表格式为计算机科学与工程学院提供的基本格式（适用于学院各类综合设计），各教研室可根据本门综合设计的特点及内容做适当的调整，并上报学院批准。
成绩评定表
学生姓名：
学号：
班级：
类别
合计
分值
各项分值
评分标准
实际得分
合计得分
备注
平时表现
10
10
按时参加综合设计，无旷课、迟到、早退、违反实验室纪律等情况。
完成情况
30
20
按设计任务书的要求完成了全部任务，能完整演示其设计内容，符合要求。
10
能对其设计内容进行详细、完整的介绍，并能就指导教师提出的问题进行正确的回答。
报告质量
35
10
报告文字通顺，内容翔实，论述充分、完整，立论正确，结构严谨合理；报告字数符合相关要求，工整规范，整齐划一。
5
课题背景介绍清楚，综述分析充分。
5
设计方案合理、可行，论证严谨，逻辑性强，具有说服力。
5
符号统一；图表完备、符合规范要求。
5
能对整个设计过程进行全面的总结，得出有价值的结论或结果。
5
参考文献数量在3篇以上，格式符合要求，在正文中正确引用。
答辩情况
25
10
在规定时间内能就所设计的内容进行阐述，言简意明，重点突出，论点正确，条理清晰。
15
在规定时间内能准确、完整、流利地回答教师所提出的问题。
总评成绩：
分
补充说明：
指导教师：
（签字）
日期：
年月日
答辩记录表
学生姓名：
学号：
班级：
02
答辩地点：
机电大楼322
答辩内容记录：
问题1：
你觉得在设计过程中哪个地方最难？
答：
在设计过程中，首先是电路的连接，必须按照芯片的引脚图以及电路的原理来正确的连接，其次，是电路出问题的检查，这个环节最麻烦，一个不起眼的连线问题可能导致各种各样的结果
问题2：
你觉得所给的方案有问题吗？
答：
我说时序控制电路中后面图中三输入与门G1后面的非门是多余的，还有74ls221的TR-A应是由74ls148的输出YS取非输入。
（不过回来我查了下，发现那样也没错，当74ls192作为减计器时，只要求MR=0，PL的非=1，Cpu=1，而四号输入口取0或1都可以。
而74ls48的输出中，YS取非即为YES.）
问题3：
这次课程设计有什么收获？
答：
不管做什么事都必须细心，慢慢来，急着反而会因为微不足道的失误出现全局性的大问题。
答辩成绩
合计
分值
各项分值
评分标准
实际得分
合计得分
备注
25
10
在规定时间内能就所设计的内容进行阐述，言简意明，重点突出，论点正确，条理清晰。
15
在规定时间内能准确、完整、流利地回答教师所提出的问题。
答辩小组成员（签字）：
年月日
一、综合设计目的、条件、任务和内容要求：
目的：
《数字逻辑》是计算机专业的重要专业基础课。
该课程的工程实践性很强，必须靠大量的实验以及真正的电路制作才能加深对电路的理解，更好地掌握课程内容。
其中组合逻辑电路与时序逻辑电路是这门课程的重点内容，本课题就是对逻辑电路的综合应用。
通过这次设计不仅可以培养学生的动手实践能力，还可以提高其分析和解决问题的能力。
条件：
数字逻辑实验箱一台、集成芯片若干
任务：
1、根据系统功能要求，设计总体方案；
2、设计各单元电路，画出电路原理图；
3、制作并调试单元电路；
4、进行系统联调与测试
5、书写综合设计报告
内容要求：
设计制作一个数字抢答器，要求同时供8名选手或8个代表队比赛，分别用8个按钮S0~S7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；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数码管上显示，同时扬声器发出报警声响提示；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；具有定时抢答功能，且一次抢答的时间由主持人设定（如30秒）；当主持人启动“开始”键后，定时器进行减计时，同时扬声器发出短暂的声响，声响持续的时间0.5秒左右；参赛选手在设定的时间内进行抢答，抢答有效，定时器停止工作，显示器上显示选手的编号和抢答的时间，并保持到主持人将系统清除为止；如果定时时间已到，无人抢答，本次抢答无效，系统报警并禁止抢答，定时显示器上显示00。
指导教师签字：
2012年2月12日
二、进度安排：
1．总体方案设计，画出系统框图（1～2天）
2．单元电路设计、制作与调试（5～6天）
3．结果分析及书写报告（2～3天）
三、应收集资料及主要参考文献：
[1]白中英.数字逻辑与数字系统[M].北京:
科学出版社,2008
[2]康华光.电子技术基础（数字部分）[M].北京:
高等教育出版社,2006
[3]欧阳星明.数字逻辑[M].武汉:
华中科技大学出版社，2005
[4]王永军.数字逻辑与数字系统[M].北京:
电子工业出版社,2005
四、综合设计（课程设计）摘要（中文）：
设计制作一个数字抢答器，要求同时供8名选手或8个代表队比赛，分别用8个按钮S0~S7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；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数码管上显示，同时扬声器发出报警声响提示；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；具有定时抢答功能，且一次抢答的时间由主持人设定（如30秒）；当主持人启动“开始”键后，定时器进行减计时，同时扬声器发出短暂的声响，声响持续的时间0.5秒左右；参赛选手在设定的时间内进行抢答，抢答有效，定时器停止工作，显示器上显示选手的编号和抢答的时间，并保持到主持人将系统清除为止；如果定时时间已到，无人抢答，本次抢答无效，系统报警并禁止抢答，定时显示器上显示00。
五、综合设计（课程设计）Abstract（英文）：
摘要………………………………………………………………………………………II
Abstract…………………………………………………………………………………...II
第一章课题背景（或绪论、概述）……………………………………………………..1
1.1试验目的……………………………………………………………………………1
1.2设计要求与内容…………………………………………..…………………………1
第二章设计简介及设计方案论述………………………………………………………..2
2.1总体设计方案…………………………………………..………………………….…2
2.2总方案图……………………………………………..………………………….…2
第三章详细设计…………………………………………………………..………………..3
3.1抢答电路………………………………………………..………………………….…3
3.2定时电路………………………………………………..………………………….…4
3.3警报电路………………………………………………..………………………….…5
3.4时序控制电路……………………………………………..…………………6
第四章设计结果及分析…………………………………………………..………………..7
4.1结果及分析1………………………………….………………………………..….7
4.2结果及分析2………………………………………..………………………….…8
4.3结果及分析3……………………………………………..………………………….9
4.4结果及分析4……………………………………………..………………………….10
总结…….……………………………………………………..………………………….11
致谢…….……………………………………………………..………………………….12
参考文献…….………………..………………………………..………………………….13
附录芯片引脚图………...………………………………..………………………….14
摘要
抢答器作为一种工具，已经广泛应用到各种智力和知识竞赛场合。
本设计一八路抢答器为基本概念，从实际应用出发利用电子技术，用数字，模拟电子器件设计的八路抢答器，具有数字显示，倒计时显示，译码功能，应用效果较好。
关键词：
八路；抢答器；定时；计时；报警。
Abstract
（英文摘要正文为小4号TimesNewRoman字体）
Keywords（小4号黑体顶格）：
关键词用小4号TimesNewRoman字体，每个关键词之间用“；”，结尾没有标点。
第一章课题背景（或绪论、概述）
1.1实验目的
通过八路数字抢答器的设计实验，要求学生回顾电子技术的基础理论和基础实验，掌握组合电路，时序电路和集成电路的综合使用，熟悉掌握优先编码器，触发器，计数器，555电路的应用方法。
达到数字实验课程大纲所要求掌握的基本内容。
1.2设计要求与内容
设计制作一个数字抢答器，要求同时供8名选手或8个代表队比赛，分别用8个按钮S0~S7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；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数码管上显示，同时扬声器发出报警声响提示；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；具有定时抢答功能，且一次抢答的时间由主持人设定（如30秒）；当主持人启动“开始”键后，定时器进行减计时，同时扬声器发出短暂的声响，声响持续的时间0.5秒左右；参赛选手在设定的时间内进行抢答，抢答有效，定时器停止工作，显示器上显示选手的编号和抢答的时间，并保持到主持人将系统清除为止；如果定时时间已到，无人抢答，本次抢答无效，系统报警并禁止抢答，定时显示器上显示00。
第二章设计简介及设计方案论述
2.1总体方案设计
总体方框图如图1所示。
工作原理：
接通电源后，主持人将开关拨到“清除”状态，抢答器处于禁止状态，编号显示器灭灯，定时器显示设定时间；主持人将开关拨到”开始"状态，宣布"开始"抢答器工作。
定时器倒计时，扬声器给出声响提示。
选手在定时时间内抢答时，抢答器完成：
优先判断、编号锁存、编号显示、扬声器提示。
当一轮抢答之后，定时器停止、禁止二次抢答、定时器显示剩余时间。
如果再次抢答必须由主持人再次操作"清除"和"开始"状态开关。
2.2总方案图
图1智能抢答器系统组成框图
第三章详细设计
3.1抢答电路
参考电路如图2所示。
该电路完成两个功能：
一是分辨出选手按键的先后，并锁存优先抢答者的编号，同时译码显示电路显示编号；二是禁止其他选手按键操作无效。
工作过程：
开关S置于“清除”端时，RS触发器的端均为０，４个触发器输出置０，使74LS148处于工作状态。
当开关S置于“开始”时，抢答器处于等待工作状态，当有选手将键按下时（如按下S5），74LS148的输出经RS锁存后，1Q=1,74LS48=1,处于工作状态，４Q３Q２Q=101,经译码显示为“５”。
此外，1Ｑ＝１，使ST的非＝１，处于禁止状态，封锁其他按键的输入。
当按键松开即按下时，此时由于１Ｑ仍为１，使74LS148的ST的非＝１，所以74LS148仍处于禁止状态，确保不会出二次按键时输入信号，保证了抢答者的优先性。
如有再次抢答需由主持人将Ｓ开关重新置“清除“然后再进行下一轮抢答。
74LS148为８线－３线优先编码器。
图2抢答电路原理图
3.2定时电路
由节目主持人根据抢答题的难易程度，设定一次抢答的时间，通过预置时间电路对计数器进行预置，计数器的时钟脉冲由秒脉冲电路提供。
可预置时间的电路可选用十进制同步加减计数器74LS192进行设计，具体电路如图3所示。
图3定时电路原理图
3.3报警电路
由555定时器和三极管可构成的报警电路如图4所示。
其中555构成多谐振荡器，其输出信号经三极管推动扬声器。
PR为控制信号，当PR为高电平时，多谐振荡器工作，反之，电路停振。
图4报警电路原理图
3.4时序控制电路
时序控制电路是抢答器设计的关键，它要完成以下三项功能：
①主持人将控制开关拨到“开始”位置时，扬声器发声，抢答电路和定时电路进人正常抢答工作状态。
②当参赛选手按动抢答键时，扬声器发声，抢答电路和定时电路停止工作。
③当设定的抢答时间到，无人抢答时，扬声器发声，同时抢答电路和定时电路停止工作。
图5时序控制电路图
第四章设计结果及分析
4.1结果及分析1
分析主持人按下清零开关的结果，减时计数器显示初始化的30，抢答器显示0（不是零号选手按下，而是初始结果）。
当主持人将开关按到开始时，减计器会开始工作，扬声器发声。
4.2结果及分析2
分析：
在减计器显示为24时，四号选手按下开关，抢答器显示4。
扬声器发声。
4.3结果及分析3
分析：
抢答时间已完即减计器显示一到达00时，还没有选手按下开关抢答，减计器停止工作，扬声器发声。
4.4结果及分析4
分析：
还剩23秒的抢答时间时还没有选手抢答。
总结
在老师的指导和同学的帮助下，我顺利完成了八路抢答器的课程设计，对于这个课程设计，每一步对我来说都不是那么的简单，但我都亲力亲为，尽自己最大的努力去尝试，去挑战。
在设计的整个过程中，我学到了很多有用的知识，也积累了不少宝贵的经验，在此特别感谢老师还有帮助过我的同学，还有我的组员。
你们给了我极大的支持。
刚接触到这个课程设计时，脑子里一片空白，茫然不知所措。
我上网查了些资料，加上那个老师的讲解，有了些初步的思路，然后在设计的过程中逐步积累的一些经验，我发现，其实这个也没那么难嘛，在后来的过程中，当然也就越来越顺手，效果也就顺里成章的变得更好了。
当然，我也有郁闷的时候，有时候接了一上午的线路，却得不到应该出现的结果，那时候，我就特别烦躁，这方面我还有待提高，我要做的不应该是去郁闷，而是静下心来，仔细分析问题出在哪里，然后去解决它，发现并且勇于承认是好事，但我认为最重要的还是改正自己的不足，我会努力的。
虽然结果很重要，但我认为更重要的是过程，还有在过程中积累的经验和这个过程中的收获。
这次课程设计，我真的收获了一些有用的东西。
致谢
首先我要感谢我们的指导老师老师跟徐银霞老师，没有你们的悉心指导，我们不可能那么快完成任务，你们交给了我很多东西，谢谢！
还有我的组员：
汪杰，许克明，段文静。
是我们的共同努力，让我们顺利完成了任务，我们分工跟合作，和你们一起合作，我很愉快。
还有刘辉，总是在我最困难的时候出手相助，帮我们解决了一个又一个问题，在此特别感谢。
还有借我剪线钳，借我线的，跟我一起分析问题的等等，我也要说声；谢谢。
参考文献
参考文献采用顺序编码制格式著录。
主要责任者，三名以内的，全部列出；超过三名时，后面加“等.”字样。
参考文献类型及标识：
参考文献类型
专著
论文集
报纸文章
期刊文章
学位论文
报告
标准
专利
文献类型标识
M
C
N
J
D
R
S
P
其他未作说明的文献，建议采用单字母“Z”。
参考文献编排格式（注意严格使用格式中的符号，特别注意区分“，”与“.”）：
（1）对于专著、论文集、学位论文、报告，格式如下：
[序号]主要责任者．文献题名[X]．出版地：
出版者，出版年．起止页码．
其中X代表文献类型标识。
（2）对于期刊文章，格式如下：
[序号]主要责任者．文献题名[J]．刊名，年，卷（期）：
起止页码．
（3）对于报纸文章，格式如下：
[序号]主要责任者．文献题名[N]．报纸名，出版日期（版次）．
（4）对于国际、国家标准，格式如下：
[序号]标准编号，标准名称[S]．
（5）对于专利，格式如下：
[序号]专利所有者．专利题名[P]．专利国别：
专利号，出版日期．
（6）对于未定义类型的文献
[序号]主要责任者．文献题名[Z]．出版地：
出版者，出版年．
附录:
芯片引脚图
74ls48:
74ls279:
74ls148引脚图:
74ls148功能表:
74ls192引脚图:
74ls192功能表:
升级会员 