EDA設計報告 葉鴻飛

1、廣州航海高等?？茖W校EDA課程設計報告設計題目:四路搶答器所在院系信息與通信工程學院專業(yè)名稱電子信息工程技術設計（論文）作者葉鴻飛班級電信112學號指導教師閆瑞瑞完成時間2012年12月21日摘 要搶答器作為一種工具，已廣泛應用于各種智力和知識競賽場合。本設計做的是四路搶答器，考慮到要顯示搶答者號碼，還要把搶答者的號碼鎖存下來，還要有恢復功能，所以利用鎖存器和譯碼器及外圍電路實現(xiàn)的搶答系統(tǒng)，數(shù)碼管能夠正確地顯示選手的號碼。系統(tǒng)能夠實現(xiàn)：在搶答中，只有開始后搶答才有效，如果在開始搶答前搶答為無效，有一個手動恢復清零功能！目錄1. 設計要求2. 方案設計2.1四路搶答器的系統(tǒng)原理框圖3. 四路搶答

2、器的電路實現(xiàn)3.1 輸入單元電路設計3.2 555震蕩器單元電路設計3.3 輸入鎖存單元電路設計3.4 指示燈與驅動輸入單元電路設計3.5 驅動及顯示單元電路設計3.6 四路搶答器系統(tǒng)總體電路圖4. 仿真測試5. 參考文獻1 設計要求中小規(guī)模集成電路和常用電子元器件設計一個搶答器，具體要求如下：（1）有4路搶答，分別用四個開關表示；（2）由主持人復位后方可搶答。即設置一個搶答控制開關，該開關由主持人控制；（3）搶答器具有鎖存與顯示功能。即搶答開始后，顯示第一搶答選手的編號，其后按鍵的人被封鎖，一直保持到主持人按清除為止，再開始下一輪搶答。2 方案設計2.1四路搶答器的系統(tǒng)原理及原理框圖本搶答器

3、系統(tǒng)的原理是：采用四個按鍵開關輸入，使用74ls175鎖存，使用74ls48進行譯碼，用七段數(shù)碼管輸出，555構成的多諧振蕩器與7440和7406還有7403一起給鎖存器一個鎖存信號。原理框圖：指示燈555震蕩器1號搶答輸入2號搶答鎖存及輸出3號搶答譯碼器4號搶答主持人復位開關數(shù)碼管3.四路搶答器的電路實現(xiàn)3.1 輸入單元電路設計這些開關起到的搶答輸入功能。當沒人按下開關時，74ls175輸入的為低電平，沒有輸出；當有人按下時，74ls175一端輸入的是高電平，相對應的一段也會變高電平。從而引發(fā)下一級做用。3.2 555震蕩器單元電路設計555震蕩器起到的作用是產(chǎn)生方波，7440和7406還有

4、7403一起給鎖存器一個鎖存信號。當與接通電源后，由于555內(nèi)部特殊的結構和外部電路的輔助共同做用，在輸出端能夠產(chǎn)生方波。且頻率可以由R11，R12和C3決定。頻率的計算公式為：f=1.43/(R11+2*R12)*C3;高電平持續(xù)的時間為：t=0.7*（R11+R12）*C3低電平持續(xù)的時間為：t=0.7*R12*C33.3 輸入鎖存單元電路設計本單元主要實現(xiàn)的功能是搶答信號的輸入及鎖存。本單元由74ls175，7440和7406還有7403一同構成；74ls175是四D觸發(fā)器，有四個輸入和八個分別向對應的輸出，有四個Q0和四個Q0，CLR端為復位端，CLK端為鎖存端。7440和7406還有

5、7403分別是四輸入，一輸入和二輸入的與非門電路。當74ls175的CLR端和CLK端為高電平時，輸出等于輸入，當CLK端從高電平變?yōu)榈碗娖綍r，輸出端的數(shù)被鎖存，且不能輸入，當CLR端從高電平變?yōu)榈碗娖綍r，實現(xiàn)清零功能，及復位！與CLR相連的開關就是復位開關。3.4指示燈與驅動輸入單元電路設計本單元實現(xiàn)的指示燈的亮暗及使后面的輸入端不相互影響。當74ls175有輸出時，相對應的燈會亮起，后面的二極管的作用是是后面的輸入不相互影響。3.5 驅動及顯示單元電路設計本單元實現(xiàn)的是將74ls175輸出端的信號進行編譯，然后去數(shù)碼管顯示選手號碼。74ls48為是一種常用的七段數(shù)碼管譯碼器驅動器；當74l

6、s48的LT,RBL,BI都為高電平時，實現(xiàn)的是置數(shù)功能，當LT為低電平時，輸出為8，在這里我們用的是74ls48的置數(shù)功能。不同的輸入信號就會有不同的輸出信號，從而可以驅動數(shù)碼管顯示不同的數(shù)字。數(shù)碼管用的七段共陰極數(shù)碼管，能顯示0到9的十個數(shù)字，與數(shù)碼管相連的是7個限流電阻，預防數(shù)碼管燒壞。3.6 四路搶答器系統(tǒng)總體電路圖選手按鍵搶答，有人搶答成功時，74ls175有輸入，且有輸出，同時鎖存端會在幾個與非門和555多諧振蕩器同時作用下，會由高電平變成低電平，從而進行鎖存，74ls175有輸出，相對應的led會亮起，后面的二極管在不相互影響的情況下，把信號傳遞給74ls48，74ls48會根據(jù)

7、輸入電平進行譯碼，從而驅動數(shù)碼管顯示不同的數(shù)字。與74ls175相連的一個開關時復位開關，由主持人控制，從而實現(xiàn)了四路搶答器的搶答，鎖存，譯碼，顯示，復位等功能。4. 仿真測試4.1 輸入單元電路仿真當有人搶答成功時，輸入電平會有低電平變成高電平。4.2 555震蕩器單元電路當總開關閉合時，555開始工作，在這里它的震蕩頻率為206.578KHZ.4.3 輸入鎖存單元電路仿真當有選手搶答成功后，即在74ls175輸入了高電平，從而相對應的輸出端為高電平，同時四個反相輸出端與7440,7406,7403和555振蕩器的作用下，在74ls175輸出的同時，把輸入的信號鎖存，從而其他選手不能再搶答。

8、4.4指示燈與驅動輸入單元電路仿真有信號輸入給led是，相對應的led會亮起，同時后面的二極管輸出的為高電平。4.5 驅動及顯示單元電路仿真74ls48有輸入時，它能進行譯碼并且驅動數(shù)碼管像是搶答選手的號碼，直到主持人按下復位按鈕才便會零4.6 四路搶答器系統(tǒng)總體電路圖選手按下?lián)尨鸢粹o，74ls175會有個輸入，且有個高電平的輸出，由7440,7406,7403和555構成的電路會給鎖存端喲個信號，會把輸入信號鎖存，相對應的led就會亮起，經(jīng)過二極管，74ls48會有個輸入，74ls48進行譯碼，驅動數(shù)碼管顯示選手號碼，從而達到搶答器所要求的所有電路及要求。4.7 結論用74ls175與555做鎖存電路及復位電路，74ls48做譯碼驅動電路，