八路搶答器 課程設(shè)計(jì)

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1、【精品文檔】如有侵權(quán)，請(qǐng)聯(lián)系網(wǎng)站刪除，僅供學(xué)習(xí)與交流 八路搶答器 課程設(shè)計(jì) .....精品文檔...... 成績(jī) 課 程 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書 課程設(shè)計(jì)名稱： 電子技術(shù)課程設(shè)計(jì) 題 目： 八路搶答器 學(xué) 生 姓 名： 專 業(yè)： 電氣工程與自動(dòng)化

2、 學(xué) 號(hào)： 指 導(dǎo) 教 師： 龍駒 日期：2010年7月1日 八路搶答器 摘 要：該設(shè)計(jì)中八路搶答器主要分為三個(gè)部分：搶答部分、計(jì)時(shí)部分、報(bào)警部分。搶答部分由74LS573鎖存器及74LS48譯碼顯示等主要器件組成。兩片74LS192和兩片74LS48共同組成計(jì)時(shí)部分。兩個(gè)555芯片分別組成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器和多諧振蕩器構(gòu)成報(bào)警電路。在整個(gè)設(shè)計(jì)中主持人通過(guò)控制總開關(guān)完成了對(duì)整個(gè)搶答器的總體控

3、制和置數(shù)控制。通過(guò)proteus仿真驗(yàn)證該項(xiàng)設(shè)計(jì)的正確性和功能的完整性。 關(guān)鍵詞：74LS573鎖存器,74LS192計(jì)數(shù)器，74LS48譯碼器，555多諧振蕩器， 555單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器 Abstract：The design of eight-way Responder is divided into three parts: the answer in part, part time, alarm parts. Answer in part by the 74LS573 and 74LS48 latch decoding shows the composition of major

4、 components. 2 and the two 74LS48 74LS192 constitute count, home number, decoding time part of the common component. Composed of two 555 chips were flip-flops and monostable multivibrator constituted alarm circuit. Over the entire design of completed by controlling the main switch on the answering d

5、evice number of the overall control and home control. Pretus ISIS simulation through the design of the correctness and completeness of functionality. Keywords:74LS573Latch,74LS48Decoder,74LS192counter,555Multivibrator, 555One-sho 目 錄 1 前言 1 2 總體方案設(shè)計(jì) 2 2.1 方案比較 2 2.2 方案論證 3 2.3 方案選擇 4 3單元

6、模塊設(shè)計(jì) 5 3.1 搶答電路 5 3.2 搶答鎖存、編碼電路 5 3.3 定時(shí)電路 6 3.4 報(bào)警電路 7 3.5 整個(gè)系統(tǒng)的時(shí)序控制電路 8 4 軟件設(shè)計(jì)原理 9 4.1 軟件結(jié)構(gòu)圖 10 4.2 工作流程框圖 11 5系統(tǒng)調(diào)試 12 5.1 系統(tǒng)仿真總圖 12 5.2 系統(tǒng)仿真參數(shù)設(shè)置 12 5.3 系統(tǒng)調(diào)試 12 5.4 調(diào)試結(jié)果分析 15 6系統(tǒng)功能、指標(biāo)參數(shù) 17 6.1 系統(tǒng)功能介紹 17 6.2 計(jì)器件及參數(shù) 17 6.3 系統(tǒng)功能及指標(biāo)參數(shù)分析 17 7結(jié)論 19 8總結(jié)與體會(huì) 20 9謝辭 21 10參考文獻(xiàn) 22 附錄1：系統(tǒng)

7、電路原理總圖 23 附錄2：系統(tǒng)仿真原理總圖 24 附錄3：系統(tǒng)PCB總圖 25 1 前言 隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)和文化事業(yè)的發(fā)展，在很多公開競(jìng)爭(zhēng)場(chǎng)合要求有公正的競(jìng)爭(zhēng)裁決，諸如證券、股票交易及各種智力競(jìng)賽等,因此出現(xiàn)了搶答器。搶答器一般是由很多電路組成的，線路復(fù)雜，可靠性不高，功能也比較簡(jiǎn)單，特別是當(dāng)搶答路數(shù)很多時(shí)，實(shí)現(xiàn)起來(lái)就更為困難。因此我們?cè)O(shè)計(jì)了以單片機(jī)為核心的新型智能的搶答器，在保留了原始搶答器的基本功能的同時(shí)又增加一系列的實(shí)用功能并簡(jiǎn)化其電路結(jié)構(gòu)。搶答器又稱為第一信號(hào)鑒別器，其主要應(yīng)用于各種知識(shí)競(jìng)賽、文藝活動(dòng)等場(chǎng)合。傳統(tǒng)普通搶答器主要存在以下缺陷： 在一次搶答過(guò)程中，當(dāng)出現(xiàn)超前違規(guī)搶答

8、時(shí)，只能處理違規(guī)搶答信號(hào)，而對(duì)沒(méi)有違規(guī)的有效搶答信號(hào)不能進(jìn)行處理，因而使該次搶答過(guò)程變?yōu)闊o(wú)效。 當(dāng)有多個(gè)違規(guī)搶答時(shí)，普通搶答器或采用優(yōu)先編碼電路選擇其中一個(gè)，或利用搶答電路電子元件的“競(jìng)爭(zhēng)”選擇其中一個(gè)。對(duì)于后者由于搶答電路制作完畢后電子元件被固定。各路搶答信號(hào)的“競(jìng)爭(zhēng)”能力也被固定，因而本質(zhì)上也有優(yōu)先權(quán)。普通搶答器存在不公平性。 當(dāng)有多個(gè)違規(guī)搶答時(shí)，普通搶答器只能“抓住”其中一個(gè)而出現(xiàn)“漏洞”。 為了適應(yīng)現(xiàn)代電子技術(shù)飛速發(fā)展的需要，更好的培養(yǎng)出21世紀(jì)的應(yīng)用型人才，每個(gè)高校都開設(shè)的《數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)》這門課程。判斷一名21世紀(jì)的大學(xué)生是否符合應(yīng)用型人才的標(biāo)準(zhǔn)，數(shù)字電子技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用能力

9、也在其中起到了舉足輕重的地位！隨著社會(huì)不斷的發(fā)展，電子技術(shù)也的到了飛速的發(fā)展，各中電子產(chǎn)品的質(zhì)量也的到了質(zhì)的突飛猛進(jìn)。其中的搶答器也由以前的簡(jiǎn)單、功能單一的電路，變?yōu)楝F(xiàn)在復(fù)雜、實(shí)現(xiàn)功能多的電子產(chǎn)品。 目前在現(xiàn)在這個(gè)社會(huì)搶答器的運(yùn)用相當(dāng)普遍，在競(jìng)賽、文體娛樂(lè)活動(dòng)（搶答活動(dòng)）中，能準(zhǔn)確、公正、直觀地判斷出搶答者的機(jī)器。通過(guò)搶答者的指示燈顯示、數(shù)碼顯示和警示顯示等手段指示出第一搶答者。比如說(shuō)我們看電視節(jié)目《正大綜藝》中許多時(shí)候都要用搶答器。搶答器在現(xiàn)在這個(gè)高壓的工作環(huán)境下，娛樂(lè)已經(jīng)成為一種最好休息方式。在娛樂(lè)中最常用的電子設(shè)備就是搶答器。作為現(xiàn)在工科的大學(xué)生。對(duì)一這一簡(jiǎn)單耐用運(yùn)用非常廣泛的設(shè)備。我

10、們有必要好好學(xué)習(xí)并全面的加深對(duì)它原理的理解和對(duì)它的認(rèn)識(shí)與運(yùn)用。 2 總體方案設(shè)計(jì) 對(duì)同一種目的的實(shí)現(xiàn)，可以用不同的方案，下面就著重介紹以下兩種方案對(duì)同一目的的實(shí)現(xiàn)方法，并比較兩種方案的優(yōu)劣。 2.1 方案比較 2.1.1方案一 在搶答器中我們主要運(yùn)用了數(shù)字電子技術(shù)的幾種基本芯片。其中最用的最多的就是74LS系列的芯片。在本設(shè)計(jì)中運(yùn)用了74LS192，74LS48以及鎖存器這一系列的邏輯集成電路。在報(bào)警這一塊電路中555芯片是運(yùn)用最多。在數(shù)字電子技術(shù)中555芯片運(yùn)用相當(dāng)廣泛，單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器、斯密特觸發(fā)器和各種控制端的信號(hào)系統(tǒng)框圖如圖2.1所示。 搶 答按 鈕 優(yōu)先編碼電路 譯 碼

11、 電 路 搶 答 顯 示 主持人控制開關(guān) 時(shí)鐘脈 沖產(chǎn)生 定 時(shí) 電 路 顯 示 譯 碼 控 制 電 路 報(bào)警和提示音電路 定 時(shí) 顯 示 鎖 存器 圖2.1方案一的系統(tǒng)框圖 工作原理簡(jiǎn)述：接通電源后，主持人將開關(guān)撥到"清零"狀態(tài)，鎖存器處于禁止?fàn)顟B(tài)，搶答顯示器滅燈，控制定時(shí)電路，定時(shí)器顯示由主持人設(shè)定時(shí)間；主持人將開關(guān)置“開始”狀態(tài)，宣布"開始"搶答器工作，定時(shí)器倒計(jì)時(shí)，控制 報(bào)警和提示音電路發(fā)出間斷聲響提示。當(dāng)定時(shí)時(shí)間到，卻沒(méi)有選手搶答時(shí)，控制報(bào)警和提示音電路發(fā)出連續(xù)的聲音，并封鎖輸入電路，禁止選手超時(shí)后搶答。選手在定時(shí)時(shí)間內(nèi)搶答時(shí)，搶答器完成：優(yōu)先

12、判斷、編號(hào)鎖存、編號(hào)顯示。當(dāng) 一輪搶答之后，定時(shí)器停止、禁止二次搶答、定時(shí)器顯示剩余時(shí)間。如果再次搶答必須由主持人再次操作"清除"和"開始"狀態(tài)開關(guān)。 2.1.2方案二 系統(tǒng)框圖如圖2.2所示。 搶 答按 鈕 優(yōu)先編碼電路 鎖 存器 譯 碼 電 路 搶 答 顯 示 主持人控制開關(guān) 時(shí)鐘脈 沖產(chǎn)生 定 時(shí) 電 路 顯 示 譯 碼 時(shí)序控制 電路 報(bào) 警 電 路 定 時(shí) 顯 示 提示音電路 圖2.2 方案二的系統(tǒng)框圖 工作原理簡(jiǎn)述：接通電源后，主持人將開關(guān)撥到"清零"狀態(tài)，鎖存器處于禁止?fàn)顟B(tài)，時(shí)序控制電路控制搶答顯示器滅燈，同時(shí)由主持人控

13、制定時(shí)電路設(shè)定搶答時(shí)間；主持人將開關(guān)置“開始”狀態(tài)，強(qiáng)大顯示器人為滅燈狀態(tài)，宣布"開始"搶答器工作，定時(shí)器開始倒計(jì)時(shí)，提示音電路給出間斷聲響提示。當(dāng)定時(shí)時(shí)間到，卻沒(méi)有選手搶答時(shí)，報(bào)警電路報(bào)警，同時(shí)控制鎖存器封鎖輸入電路，禁止選手超時(shí)后搶答。選手在定時(shí)時(shí)間內(nèi)搶答時(shí)，搶答器完成：優(yōu)先判斷、編號(hào)鎖存、編號(hào)顯示。當(dāng)一輪搶答之后，定時(shí)器停止、禁止二次搶答、定時(shí)器顯示剩余時(shí)間。如果再次搶答必須由主持人再次操作"清除"和"開始"狀態(tài)開關(guān)。 2.2 方案論證 方案可行性分析：對(duì)于方案一不可行，因?yàn)樵趽尨痖_始之前不能對(duì)搶答顯示電路清零；報(bào)警聲電路和提示音電路不能用一個(gè)電路實(shí)現(xiàn)，是因?yàn)閳?bào)警聲是連續(xù)的，因此需

14、要一個(gè)單穩(wěn)態(tài)電路和一個(gè)多諧震蕩電路。而提示音是間斷的， 只需一個(gè)多諧震蕩電路即可。并且它們的工作狀態(tài)不同，對(duì)其元件的參數(shù)設(shè)置也就不同；先編碼后鎖存，當(dāng)有選手搶答時(shí)，控制鎖存器鎖存而鎖存器確沒(méi)有狀態(tài)輸出。以至于顯示搶答電路無(wú)顯示。 對(duì)于方案二可行，是在方案一的基礎(chǔ)之上進(jìn)行修改和完善的。采用的是當(dāng)鎖存器有輸出即有搶答輸入時(shí)，立即封鎖鎖存器，編碼器優(yōu)先編碼，再次封鎖鎖存器，搶答顯示電路顯示；報(bào)警電路和提示音電路分開，以達(dá)到各自的工作狀態(tài)；搶答開始之前主持人能夠?qū)尨痫@示電路清零。 2.3 方案選擇 比較方案一和方案二可以看出，方案二比方案一更加可靠，而且使用到的元器件也都是我們所常用到的一些

15、元件比如：555，74LS148、CD4511、74LS192、74HC5573以及開關(guān)、電容、電阻、門電路等一些我們所學(xué)過(guò)，用過(guò)的基本器件；從操作行和可行性上說(shuō)方案二思路清晰，成品的使用方便等優(yōu)勢(shì)；從自身的勢(shì)力上來(lái)說(shuō)，方案二略顯復(fù)雜一些，但由于本次設(shè)計(jì)是第一次將數(shù)字電子電和模擬電子運(yùn)用于實(shí)際的電路設(shè)計(jì)中，我們尚未完全的掌握這2門知識(shí)，對(duì)電路還不能達(dá)到最優(yōu)化的設(shè)計(jì)，所以綜合各個(gè)方面的因數(shù)，我選擇了方案二作為本次課題的主要研究對(duì)象，本文也將注重介紹方案二的設(shè)計(jì)方法。 3單元模塊設(shè)計(jì) 本節(jié)主要介紹系統(tǒng)各單元模塊的具體功能、電路結(jié)構(gòu)、工作原理、以及各個(gè)單元模塊之間的聯(lián)接關(guān)系；同時(shí)本節(jié)也會(huì)對(duì)相關(guān)

16、電路中的參數(shù)計(jì)算、元器件選擇、以及核心器件進(jìn)行必要說(shuō)明。 3.1搶答電路 該部分電路要完成兩個(gè)功能：一是分辨出選手按鍵的先后，并鎖存優(yōu)先搶答者的編號(hào)，同時(shí)譯碼顯示電路顯示編號(hào)；二是禁止其他選手按鍵操作無(wú)效。在設(shè)計(jì)中運(yùn)用74HC573鎖存器鎖存搶答選手的編號(hào)。然后再緊接著用74LS13和4002組成的一個(gè)BCD譯碼功能塊，最后把譯碼塊的結(jié)果送到數(shù)碼管上顯示出搶答者的正確編號(hào)。 如圖3．1該電路由八路開關(guān)S1S8所組成，每一競(jìng)賽者與一組開關(guān)相對(duì)應(yīng),選手的編號(hào)是1到8，開關(guān)應(yīng)為常開型，當(dāng)按下開關(guān)時(shí)，開關(guān)閉合，輸入搶答信號(hào)。 圖3.1選手搶答按鈕電路 3.2搶答鎖存、編碼電路 搶答器電路由

17、鎖存器和按鍵組成。在未搶答前，8路鎖存器74HC573的LE端為高電平，鎖存器的輸入端的電平能直接送到相應(yīng)的輸出端，當(dāng)搶答開始后，LE端變成低電平，鎖存器鎖存，也就是說(shuō)輸入的信號(hào)不能送到相應(yīng)的輸出端，各個(gè)輸出保持鎖存前的電平。此時(shí)搶答不能進(jìn)行。 當(dāng)主持人按下時(shí)，74HC573的OE為高電平，顯示器被清零,搶答被禁止。當(dāng)主持人開關(guān)斷開時(shí)，搶答被允許。此時(shí)如有人搶答，74HC573相對(duì)應(yīng)的輸入端則變成低電平，通過(guò)反饋74HC573鎖存信號(hào)。LE控制端保持高電平，搶答準(zhǔn)備工作已經(jīng)完成。當(dāng)8個(gè)搶 答開關(guān)S1至S8中有一個(gè)先按下時(shí)，其對(duì)應(yīng)的輸入端變?yōu)榈碗娖?，此低電平被送到鎖存器對(duì)應(yīng)的輸出端，此時(shí)編碼

18、器模塊開始編碼，74HC573執(zhí)行鎖存功能，這時(shí)如果有按鍵按下，鎖存器的輸出端也不會(huì)發(fā)生改變，從而實(shí)現(xiàn)了鎖存的功能和編碼的功能。 圖3.2 整個(gè)搶答部分的電路 3.3 定時(shí)電路 該部分主要由555定時(shí)器、十進(jìn)制同步加／減計(jì)數(shù)器74LS192減法計(jì)數(shù)電路、74LS48 譯碼電路和兩個(gè)7段數(shù)碼管及相關(guān)電路組成。具體電路如圖3.1.4所示。兩塊74LS192實(shí)現(xiàn)減法計(jì)數(shù)，通過(guò)譯碼電路CD4511顯示到數(shù)碼管上,其時(shí)鐘信號(hào)由時(shí)鐘產(chǎn)生電路提供。74L S192的預(yù)置數(shù)控制端PL腳為低電平時(shí)實(shí)現(xiàn)預(yù)置數(shù)，由節(jié)目主持人根據(jù)搶答題的難易程度，設(shè)定一次搶答時(shí)間，通過(guò)預(yù)置時(shí)間電路對(duì)計(jì)數(shù)器進(jìn)行預(yù)置，選用十

19、進(jìn)制同步加／減計(jì)數(shù)器74LS192進(jìn)行設(shè)計(jì)，計(jì)數(shù)器的時(shí)鐘脈沖由秒脈沖電路提供。主持開關(guān)彈起后，計(jì)數(shù)器開始減法計(jì)數(shù)工作，并將時(shí)間顯示在共陰極七段數(shù)碼顯示管DS2（十位）和DS3（個(gè)位）上，當(dāng)有人搶答時(shí)，停止減計(jì)數(shù)并顯示此時(shí)的倒計(jì)時(shí)時(shí)間；如果沒(méi)有人搶答，且倒計(jì)時(shí)時(shí)間到時(shí)，兩數(shù)碼管顯示00，并輸出低電平到時(shí)序控制電路，控制報(bào)警電路報(bào)警,同時(shí)以后選手搶答無(wú)效。 圖3.3定時(shí)電路 3.4報(bào)警電路 由555定時(shí)器揚(yáng)聲器構(gòu)成的報(bào)警電路如圖3.4所示。其中555構(gòu)成多諧振蕩器，其輸出信號(hào)經(jīng)電容濾波后推動(dòng)揚(yáng)聲器發(fā)聲。PR為控制信號(hào)。555的4腳為清零端，為低電平時(shí)輸出低電平，當(dāng)PR為高電平時(shí)，多諧振蕩器工

20、作，使揚(yáng)聲器發(fā)生。 發(fā)生部分中555構(gòu)成多諧振蕩器，其輸出信號(hào)經(jīng)電容濾波后推動(dòng)揚(yáng)聲器發(fā)聲。DU du為控制信號(hào)。555的4腳為清零端，為低電平時(shí)輸出低電平，當(dāng)DU du為高電平時(shí)，多諧振蕩器工作，使揚(yáng)聲器發(fā)生。 (a) (b) 圖3.4報(bào)警電路 3.5整個(gè)系統(tǒng)的時(shí)序控制電路 時(shí)序控制電路是整個(gè)系統(tǒng)中非常重要一部分：圖(a)主要是通地采集搶答電路的選手搶答情況而控制報(bào)警電路：圖(b)該部分是在有搶答時(shí)控制74LS573的鎖存端：圖(c)在計(jì)數(shù)器倒計(jì)到0時(shí)仍沒(méi)有搶答時(shí)電平變換來(lái)控制啟用報(bào)警電路。 (a) (b)

21、 (c) 圖3.5 系統(tǒng)時(shí)序控制電路 4 軟件設(shè)計(jì)原理 Protel99SE是Protel公司近10年來(lái)致力于Windows平臺(tái)開發(fā)的最新結(jié)晶，能實(shí)現(xiàn)從電學(xué)概念設(shè)計(jì)到輸出物理生產(chǎn)數(shù)據(jù)，以及這之間的所有分析、驗(yàn)證和設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)管理。因而今天的Protel最新產(chǎn)品已不是單純的PCB（印制電路板）設(shè)計(jì)工具，而是一個(gè)系統(tǒng)工具，覆蓋了以PCB為核心的整個(gè)物理設(shè)計(jì)。Protel 設(shè)計(jì)系統(tǒng)是一套建立在IBM兼容PC環(huán)境下的EDA電路集成設(shè)計(jì)系統(tǒng)，由于其高度的集成性與擴(kuò)展性，一經(jīng)推出，立即為廣大用戶所接受，很快就成為世界PC平臺(tái)上最流行的電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化軟件。 從Protel 9

22、8開始，Protel公司將所有應(yīng)用程序代碼從16位升級(jí)為32位，使性能大大提高。1999年初，Protel公司推出了Protel 99，其最大的改變是引入了設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)文件和設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)的概念，而后又推出了Protel 99的改進(jìn)版--Protel 99 SE。Protel 99 SE（Second Edition）在原理圖設(shè)計(jì)和電路仿真方面增加了許多小的功能，而其最主要的改進(jìn)體現(xiàn)在電路板設(shè)計(jì)系統(tǒng)方面。使用Protel 99 SE，你將贊嘆其強(qiáng)大的功能和應(yīng)用的彈性。 據(jù)說(shuō)Protel99SE的部分最新功能將兼容舉世矚目的圖形制作，編輯和處理軟件COREL DRAW。當(dāng)初歐元硬幣的設(shè)計(jì)解決方案由

23、Corel DRAW來(lái)完成，COREL DRAW圖形套件中，它集位圖編輯處理，網(wǎng)頁(yè)動(dòng)畫，網(wǎng)頁(yè)發(fā)布，頁(yè)面布局，向量動(dòng)畫等各種必要功能于一身。將會(huì)使您"大大地"提高專業(yè)創(chuàng)作的效率。 　 Protel99 SE共分5個(gè)模塊，分別是原理圖設(shè)計(jì)、PCB設(shè)計(jì)（包含信號(hào)完整性分析）、自動(dòng)布線器、原理圖混合信號(hào)仿真、PLD設(shè)計(jì)。 以下介紹一些Protel99SE的部分最新功能： 　　◆可生成30多種格式的電氣連接網(wǎng)絡(luò)表； 　　◆強(qiáng)大的全局編輯功能； 　　◆在原理圖中選擇一級(jí)器件，PCB中同樣的器件也將被選中； 　 ◆同時(shí)運(yùn)行原理圖和PCB，在打開的原理圖和PCB圖間允許雙向交叉查找元器件、引腳、

24、網(wǎng)絡(luò) 　 ◆既可以進(jìn)行正向注釋元器件標(biāo)號(hào)（由原理圖到PCB），也可以進(jìn)行反向注釋（由PCB到原理圖），以保持電氣原理圖和PCB在設(shè)計(jì)上的一致性； 　　◆滿足國(guó)際化設(shè)計(jì)要求（包括國(guó)標(biāo)標(biāo)題欄輸出，GB4728國(guó)標(biāo)庫(kù)）；方便易用的數(shù)?；旌戏抡妫嫒軸PICE 3f5）； 　　◆支持用CUPL語(yǔ)言和原理圖設(shè)計(jì)PLD，生成標(biāo)準(zhǔn)的JED下載文件；PCB可設(shè)計(jì)32個(gè)信號(hào)層，16個(gè)電源-地層和16個(gè)機(jī)加工層； 　　◆強(qiáng)大的“規(guī)則驅(qū)動(dòng)”設(shè)計(jì)環(huán)境，符合在線的和批處理的設(shè)計(jì)規(guī)則檢查； 　　◆智能覆銅功能，覆鈾可以自動(dòng)重鋪； 　　◆提供大量的工業(yè)化標(biāo)準(zhǔn)電路板做為設(shè)計(jì)模版； 　　◆放置漢字功能； 　　

25、◆可以輸入和輸出DXF、DWG格式文件，實(shí)現(xiàn)和AutoCAD等軟件的數(shù)據(jù)交換； 　　◆智能封裝導(dǎo)航（對(duì)于建立復(fù)雜的PGA、BGA封裝很有用）； 　　◆方便的打印預(yù)覽功能，不用修改PCB文件就可以直接控制打印結(jié)果； 　　◆獨(dú)特的3D顯示可以在制板之前看到裝配事物的效果； 　　◆強(qiáng)大的CAM處理使您輕松實(shí)現(xiàn)輸出光繪文件、材料清單、鉆孔文件、貼片機(jī)文件、測(cè)試點(diǎn)報(bào)告等； 　　◆經(jīng)過(guò)充分驗(yàn)證的傳輸線特性和仿真精確計(jì)算的算法，信號(hào)完整性分析直接從PCB啟動(dòng)； 　　◆反射和串?dāng)_仿真的波形顯示結(jié)果與便利的測(cè)量工具相結(jié)合； ◆專家導(dǎo)航幫您解決信號(hào)完整性問(wèn)題 4.1軟件結(jié)構(gòu)圖 軟件結(jié)構(gòu)圖如圖4.

26、1所示。 Advanced Integrity99 Protel Advanced Route 99SE Protel Advanced PLD99SE Advanced SIM99 Protel Advanced Schimatic 99SE Protel Advanced PCB 99SE Protel 99SES 圖4.1 軟件結(jié)構(gòu)圖 4.2工作流程框圖 工作流程框圖如圖4.2所示。 建一數(shù)據(jù)庫(kù) 建一原理圖文件 建一PCB文件 元件制作 元件制作 建一原理圖文件 建一PCB元件庫(kù)文件 特殊元件設(shè)計(jì) 特殊元件設(shè)計(jì) 原理圖

27、設(shè)計(jì) 原理圖設(shè)計(jì) 否 否 檢查并生成網(wǎng)絡(luò)文件 元件布局 布線 檢查并生成網(wǎng)絡(luò)文件 文件的保存 圖4．2 工作流程框圖 5系統(tǒng)調(diào)試 5.1系統(tǒng)仿真總圖 見附錄2所示。 5.2 系統(tǒng)仿真參數(shù)設(shè)置 在系統(tǒng)調(diào)試之前，我們需要對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行參數(shù)設(shè)置，如表5.2所示。 表5.2元件參數(shù)表 5.3系統(tǒng)調(diào)試 5.3.1搶答定時(shí)的調(diào)試 運(yùn)行proteus仿真。預(yù)調(diào)搶答時(shí)間為30秒鐘，在設(shè)計(jì)中，應(yīng)用了兩個(gè)兩塊74LS192， 分別顯示個(gè)位和十位的數(shù)字。這是顯示的預(yù)設(shè)的30秒。在調(diào)試中首先要明白計(jì)數(shù)器的工作原理。第一個(gè)數(shù)碼管顯示的是搶答的組的編號(hào)。第二

28、個(gè)數(shù)碼管顯示是的預(yù)調(diào)的時(shí)間的十位，第三個(gè)數(shù)碼管為預(yù)設(shè)的時(shí)間的個(gè)位，如圖5.1所示 圖5.1 調(diào)試電路 5.3.2搶答功能的調(diào)試 圖5.2顯示的在預(yù)設(shè)為30秒的時(shí)候。在秒表計(jì)數(shù)為25秒的時(shí)候選手5號(hào)搶答。 圖5.2選手搶答 5.3.3無(wú)人搶答報(bào)警調(diào)試 如圖5.3所示為在倒計(jì)時(shí)為零時(shí)仍然沒(méi)有人搶答。555組成的多諧振蕩器電路報(bào)警。 圖5.3無(wú)人搶答報(bào)警 5.4調(diào)試結(jié)果分析 5.4.1調(diào)試中遇到的問(wèn)題和此電路的不足 在調(diào)試最初不能鎖存，或是鎖存不了1和7，則問(wèn)題在鎖存電路，應(yīng)該從原理上進(jìn)行分析。鎖存電路的設(shè)計(jì)原理是：?jiǎn)⒂?4HC573的鎖存功能端LE，高電平有效，即輸入高

29、電平時(shí)執(zhí)行鎖存功能。鎖存器應(yīng)能鎖定第一個(gè)搶答信號(hào)，并拒絕后面搶答信號(hào)的干擾。如何設(shè)計(jì)呢，我們對(duì)0～9十個(gè)數(shù)字的顯示筆段進(jìn)行分析，只有0數(shù)字的d筆段亮與g 筆段滅，其它數(shù)字至少有一點(diǎn)不成立。由此可以區(qū)分0與其它數(shù)字。我們將LED管的a筆段與g筆段的輸入信號(hào)反饋到鎖存電路，通過(guò)鎖存電路控制鎖存端LE輸入為0或1（鎖存與否）。當(dāng)LED顯示器顯示為0時(shí)，LE=0，74HC573譯碼芯片不鎖存；當(dāng)LED顯示器顯示其它數(shù)字時(shí)， LE=1，芯片鎖存。這樣只要顯示器上顯示為0，74HC573譯碼芯片才不鎖定，顯示其它數(shù)字均鎖存。所以只要有選手按了按鍵，顯示器上一定是顯示1～8的數(shù)字，LE=1芯片鎖存，之后任

30、何其他選手再按下按鍵均不起作用。例如1鍵先按下，顯示器上顯示1，LE=1芯片鎖存，其他選手再按2-8，顯示器上仍顯示1，SB1按下之后的任一按鍵信號(hào)均不顯示。直到主持人按清零鍵（總開關(guān)），顯示器上又顯示0，LE=0，鎖存功能解除，又開始新一輪的搶答。 5.4.1 調(diào)試電路已實(shí)現(xiàn)的功能 通過(guò)先分步調(diào)試后整體調(diào)試的方法，本設(shè)計(jì)已實(shí)現(xiàn)了優(yōu)先搶答，主持人可以設(shè)定搶答時(shí)間定時(shí)搶答，定時(shí)時(shí)間到搶答無(wú)效并報(bào)警。 在最初的高度中八路搶答無(wú)法實(shí)現(xiàn)在倒計(jì)時(shí)的時(shí)候的0.5秒的提示音響，后來(lái)通過(guò)添加一個(gè)74121組成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器實(shí)現(xiàn)這一功能。74121集成器件是一種不可重復(fù)觸發(fā)的集成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器。通過(guò)7412

31、1可以完成倒計(jì)時(shí)的“嘟嘟”提示音。 6系統(tǒng)功能、指標(biāo)參數(shù) 6.1系統(tǒng)功能介紹 該系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)優(yōu)先搶答功能，選手的編號(hào)與顯示的號(hào)碼相對(duì)應(yīng)，主持人能夠手動(dòng)清零復(fù)位且具有設(shè)定搶答時(shí)間的功能，搶答時(shí)間到若無(wú)選手搶答系統(tǒng)能夠報(bào)警且以后搶答無(wú)效。接通電源時(shí)，世上主持人將開關(guān)置于“清除”位置，搶答器處于禁止工作狀態(tài)，編號(hào)顯示器滅燈，定時(shí)顯示器上顯示設(shè)定的時(shí)間。當(dāng)世上主持人。宣布搶答題目后，說(shuō)一聲“搶答開始”，同時(shí)將控制開關(guān)撥到“開始”位置，揚(yáng)聲器聲響提示搶答器處于工作狀態(tài)，定時(shí)器倒計(jì)時(shí)。當(dāng)定時(shí)時(shí)間到，卻沒(méi)有選手搶答時(shí)，系統(tǒng)，并封鎖輸入電路，禁止選手超時(shí)后搶答。當(dāng)選手在定時(shí)時(shí)間內(nèi)按動(dòng)搶答按鈕時(shí)，搶答器要

32、完成以下四項(xiàng)工作： 優(yōu)先編碼電路立即分辨出搶答者的編號(hào)，并鎖存器進(jìn)行上，然后由譯碼顯示電路顯示編號(hào) 揚(yáng)聲器發(fā)出短暫聲響，提醒臺(tái)上主持人注意 控制電路要對(duì)編碼電路進(jìn)行封鎖，避免其他選手再次進(jìn)行搶答。 控制電路要使定時(shí)器停止工作，時(shí)間顯示器上顯示第八的搶答時(shí)間，并保持到主持將系統(tǒng)清零為止。。當(dāng)選手將問(wèn)題回答完畢時(shí)，主持人操作控制開關(guān)，使系統(tǒng)回復(fù)到禁止工作狀態(tài)，以便下一輪搶答。 6.2計(jì)器件及參數(shù) 八路搶答器元件和參數(shù)及型號(hào)如表6.1所示 6.3系統(tǒng)功能及指標(biāo)參數(shù)分析 搶答電路的功能有兩個(gè)：一是能分辨出選手按按鈕的先后，并鎖存優(yōu)先搶答者的編號(hào)，供譯碼顯示電路用，二是要使其他選手的按按

33、鈕操作無(wú)效。選用三個(gè)與非門和一個(gè)非門組成的一個(gè)編碼器再加上一個(gè)74HC573鎖存器達(dá)到目的功能 定時(shí)電路設(shè)計(jì)：臺(tái)上主持人根據(jù)搶答題的程度。設(shè)定一次搶答的時(shí)間，時(shí)間電路運(yùn)載計(jì)數(shù)器進(jìn)行，選用十同步加、減計(jì)數(shù)器74LS192進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)數(shù)器的時(shí)鐘脈沖由秒脈沖電路提供，具體電路如圖男.. 時(shí)序控制電路是搶答器設(shè)計(jì)的關(guān)鍵，它要完成以下三項(xiàng)功能：一是主持人將控制開關(guān)撥到“開始”位置時(shí)，揚(yáng)聲器發(fā)聲，搶答電路的定時(shí)電路進(jìn)入正常搶答工作。二是當(dāng)參賽選手按動(dòng)搶答爭(zhēng)時(shí)，揚(yáng)聲器發(fā)聲,答電路和定時(shí)電路停止工作。三是當(dāng)設(shè)定的搶 答時(shí)間到，無(wú)選手搶答時(shí)，搶聲器發(fā)聲，同時(shí)搶答電路和定時(shí)電路停止工作。 在八路搶答器的設(shè)計(jì)

34、中報(bào)警和提示音頻率由電阻R4和C5以及R24和C7控制在本實(shí)驗(yàn)田中R4取的是3歐姆，C5取的是5微法。R24用的5歐姆，C7用的1.5微法。 整個(gè)電路用電源均為5伏。 表6.1八路搶答器元件參數(shù) 7結(jié)論 該設(shè)計(jì)用仿真軟件proteus完美的驗(yàn)證了理論分析結(jié)果。 八路搶答器是一個(gè)用途非常廣泛的電路，在很多地方都可以見到它們的身影，如在學(xué)校、電視臺(tái)、等競(jìng)爭(zhēng)的公共場(chǎng)。我設(shè)計(jì)的這個(gè)八路搶答器電路，是以74LS系統(tǒng)的集成芯片為主做的一個(gè)整體具有邏輯控制和智能調(diào)節(jié)時(shí)間的智能搶答器，它可以鎖定搶答者的編號(hào)而且后面在主持人沒(méi)有清零的情況下后來(lái)的人無(wú)法搶答。在計(jì)時(shí)模塊中運(yùn)用了192作為置數(shù)和計(jì)數(shù)兩用。

35、主持人可以通過(guò)判斷韙的難易程度設(shè)定搶答時(shí)間，在報(bào)警電路用利用了555構(gòu)成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器和多諧振蕩器來(lái)控制報(bào)警。 通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)，我收獲頗多。首先，這次設(shè)計(jì)過(guò)程中我查閱了很多資料，通過(guò)查閱各種資料，加深了我對(duì)更多理論知識(shí)的理解，尤其是對(duì)很多元器件、模擬電路和數(shù)字電路的理解。通過(guò)這次設(shè)計(jì)進(jìn)一步加深了我的團(tuán)隊(duì)意識(shí)，團(tuán)隊(duì)協(xié)作是非常重要的。更重要的是通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)，我的自學(xué)能力、解決問(wèn)題的能力得到了深化以及怎樣用最有效率的方法讓陌生的東西變得熟悉。 不過(guò)，這個(gè)設(shè)計(jì)還是有它的不足之處。首先就是電路設(shè)計(jì)有些復(fù)雜，而且他的設(shè)計(jì)中邏輯門運(yùn)用過(guò)多。這樣使得整個(gè)線路就相對(duì)要復(fù)雜一些,它們會(huì)耗費(fèi)掉一定的電力，

36、這些不足之處仍有待解決。 8總結(jié)與體會(huì) 在大學(xué)的生活中，終于進(jìn)行了一次課程設(shè)計(jì)。我心中充滿了高興與期望。手中一拿到題目，就有了動(dòng)手的沖動(dòng)。從最初的高興到迷茫到失敗再到最后的成功，這當(dāng)中都充滿了我們小組的喜怒哀樂(lè)。 在這兩周我們學(xué)會(huì)了很多。特別是課堂上學(xué)不到東西。在這里我們第一次真正的把學(xué)的東西轉(zhuǎn)變成了電子產(chǎn)品。通過(guò)這次設(shè)計(jì)，我對(duì)數(shù)字電路設(shè)計(jì)中的邏輯關(guān)系等有了一定的認(rèn)識(shí)，對(duì)以前學(xué)的數(shù)字電路又有了一定的新認(rèn)識(shí)，溫習(xí)了以前學(xué)的知識(shí)，但在設(shè)計(jì)的過(guò)程中，遇到了很多的問(wèn)題，有一些知識(shí)都已經(jīng)不太清楚了，但是通過(guò)一些資料又重新的溫習(xí)了一下數(shù)字電路部分的內(nèi)容。在這次設(shè)計(jì)中也使我們的同學(xué)關(guān)系更進(jìn)一步了，同

37、學(xué)之間互相幫助，有什么不懂的大家在一起商量，聽聽不同的看法對(duì)我們更好的理解知識(shí)，所以在這里非常感謝幫助我的同學(xué)。 兩周時(shí)間的課程設(shè)計(jì)終于結(jié)束了，通過(guò)兩周以來(lái)同學(xué)的努力，在老師之前的指導(dǎo)下，我們完成了這次的課程設(shè)計(jì)。面對(duì)從未接觸過(guò)的事情，不知道從何開始下手，在一步步的實(shí)踐中，我們學(xué)習(xí)到了一些除技能以為的其它東西，深切體會(huì)到人與人之間的那種相互協(xié)調(diào)合作的機(jī)制，更領(lǐng)略到了專業(yè)技能的重要性，最重要的是我們對(duì)一些問(wèn)題的看法更加客觀了。 我們即將踏入社會(huì)，在進(jìn)入之前我們需要學(xué)習(xí)的東西還很多，為人處世的各個(gè)技能，如何協(xié)調(diào)彼此的關(guān)系值得我們?nèi)ゼ?xì)細(xì)品味。在課程設(shè)計(jì)當(dāng)中合作交流是必不可少的，每個(gè)人都把這樣

38、一種事情當(dāng)成是自己的重要任務(wù)，并為之付出很大的努力，不斷的去思考 自己所遇到的問(wèn)題，不斷的去改善自己。在生活當(dāng)中，我們面對(duì)很多問(wèn)題的時(shí)候所采取的具體行動(dòng)也是不同的，但是我們面對(duì)問(wèn)題時(shí)候的態(tài)度是非常重要的，而不是一個(gè)人的能力到底有多強(qiáng)，態(tài)度決定一切，端正的態(tài)度和明確的目標(biāo)是我們解決問(wèn)題的關(guān)鍵。我們?cè)趯W(xué)習(xí)知識(shí)的同時(shí)也要學(xué)習(xí)做人，很多時(shí)候一個(gè)人的品質(zhì)決定事情的成敗。在這次課程設(shè)計(jì)過(guò)程中，我們也遇到了很多問(wèn)題。比如拉線，我們弄了很長(zhǎng)時(shí)間，先是間間斷斷的，這直接導(dǎo)致了我們無(wú)法很 回顧上兩周課程設(shè)計(jì)的時(shí)間，收獲了很多，也付出了很多，第一周主要功能是熟悉ISIS軟件的操作使用，學(xué)會(huì)仿真，最

39、多的是就是看書查找資料，對(duì)相關(guān)元器件做一些了解， 我不敢說(shuō)以后一定要學(xué)得怎么樣，至少現(xiàn)在懂得一定要善于觀察，積極思考，態(tài)度認(rèn)真，堅(jiān)持到底做好每一件事，同樣對(duì)待身邊的每個(gè)人。 有時(shí)會(huì)感覺(jué)這些并不是我自己摸索到的，而是老師您在教學(xué)中無(wú)形傳授給我們的，雖然我現(xiàn)在學(xué)得不怎么樣，但我不怕失敗，并勇敢地走下去 9謝辭 在這次課程設(shè)計(jì)中我首先要感謝我們的帶課老師龍駒老師。 每一次老師來(lái)教室輔導(dǎo)的時(shí)候龍老師都是在超時(shí)的為同學(xué)們指導(dǎo)答疑。特別是晚上輔導(dǎo)的時(shí)候龍老師每次都是在晚上十點(diǎn)多才離開教室。老師這種對(duì)工作的態(tài)度對(duì)學(xué)生的關(guān)心，讓我受到了感染，在這學(xué)期由于自己脊柱受過(guò)重傷，學(xué)習(xí)很不方便

40、。對(duì)次課程設(shè)計(jì)沒(méi)有太重視。但看到老師都這樣操勞的工作。自己的受到很大的感染。在后期的課程設(shè)計(jì)中自己加倍努力。把課程設(shè)計(jì)很好的完成。因此我要感謝老師，是老師用自己的言行教育了我：無(wú)論做什么事情都要全身心的投入，既然要做就一定要把它做好。 龍駒老師對(duì)這次課程設(shè)計(jì)抱著認(rèn)真負(fù)責(zé)的態(tài)度，他極力做好安排、指導(dǎo)、答辯等各個(gè)環(huán)節(jié)，只為我們能通過(guò)這兩周的課程設(shè)計(jì)學(xué)到更多知識(shí)，更快地提高我們的能力。在龍老師的指導(dǎo)下，我學(xué)到了很多平時(shí)沒(méi)有學(xué)到的東西，尤其是學(xué)到了很多依托我們的專業(yè)知識(shí)在實(shí)際生活中廣泛應(yīng)用的東西。 其次我要感謝我的同學(xué)和組員這個(gè)團(tuán)隊(duì)。我是專升本的同學(xué)，以前在數(shù)字電路設(shè)計(jì)方面基礎(chǔ)很差。這一次許多地方

41、自己都不和，在做ISIS的時(shí)候自己對(duì)許多的集成芯片特別是74系列的芯片的特殊功能端不是很敏感。每一個(gè)芯片的使能端自己不是很熟悉。在做ISIS的時(shí)候有許多的同學(xué)幫在旁邊幫指導(dǎo)講解。在此我要感謝他們。 最后，我還要感謝學(xué)校能安排這次課程設(shè)計(jì)，為我們熟悉我們的專業(yè)相關(guān)提供了平臺(tái)。當(dāng)然，這次課程設(shè)計(jì)能取得成功，還少不了我們組幾個(gè)同學(xué)的通力合作，大家在設(shè)計(jì)中獻(xiàn)言獻(xiàn)策，不積極發(fā)揮著個(gè)人的聰明與才智。 10參考文獻(xiàn) [1] 張瑾等.Protel 99SE入門與提高[M]．北京：人民郵電出版社，2007 [2] 彭介華.電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)[M]．北京：高等教育出版社.2006 [3] 康華光.電子

42、技術(shù)基礎(chǔ)—模擬部分（第5版）[M]．北京：清華大學(xué)出版社，2006 [4] 康華光.電子技術(shù)基礎(chǔ)—數(shù)字部分（第5版）[M]．北京：清華大學(xué)出版社，2006 [5] 華成英.電子技術(shù)北京[M].北京:中央廣播電視大學(xué)出版社，2006　 [6] 趙淑范等.電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)與課程設(shè)計(jì)[M].北京：清華大學(xué)出版社，2006，08 [7］賈更新.電子技術(shù)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與仿真[M].鄭州：鄭州大學(xué)出版社，2006，10 [8］楊旭東等.實(shí)用電子電路精選[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2007 [9] 王港元等.電子電工實(shí)踐指導(dǎo)[M]．南昌：江西科學(xué)技術(shù)出版社，2007 [10] 任致程等.經(jīng)典集成電路400例[M]．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2006 [11] 謝自美等.電子線路設(shè)計(jì).實(shí)驗(yàn).測(cè)試[M]．武漢：華中科技大學(xué)出版社，2008 附錄1：系統(tǒng)電路原理總圖 附錄2：系統(tǒng)仿真原理總圖 附錄3：系統(tǒng)PCB總圖