1、EDA課程設計報告題目： 四路搶答器學院：機械與電氣工程學院專業：電氣工程及其自動化班級： 姓名： 學號： 指導教師：教師職稱：2018 年 1 月5 日機械與電氣工程學院EDA課程設計任務書專業：電氣工程及其自動化 年級：B電氣工程15-2姓名：路志文EDAS程設計題目 四路搶答器EDAK程設計的任務、要求一、設計任務1 .設一個可容納四組參賽的數字式搶答器，每組設一個按鈕供搶答使用。2.設置犯規電路，對提前搶答和超時答題（例如 3分鐘）的組別鳴笛示警。3 .設置一個計分電路，進行加分和減分；二、設計要求1 .查找資料，根據要求的格式，以設計報告書的形式寫出設計方案的全過程；2 .學習使用P

2、rotel軟件，利用Protel完成原理圖繪制；3 .學習使用Multisim軟件，利用Multisim進行仿真驗證（或實物驗證）。參考文獻1童詩白，華成英.模擬電子技術基礎（第四版）M.北京：高等教育出版社，2006.2閻石.數字電子技術基礎（第五版）M.北京：高等教育出版社，2006.3.電路仿真與電路板設計項目化教程（基于 Multisim 與Protel）M.北京：機械工 業出版社，2014.4瞿.實用數字電路手冊-（TTL CMOS）M.北京：中國標準出版社，2013.EDAS程設計工作進度計劃起訖日期主要工作內容選題、調研、收集資料繪制原理圖、調試運行撰寫設計報告書課程設計答辯指導

3、教師簽名指導教師：年 月 日教研室總見負責人：年 月 日四路搶答器路志文摘要隨著我國經濟和文化事業的發展有很多競爭場合需要有快速公正的搶答器.該課題設計的是一款多功能四路數字搶答器, 它具有優先搶答、限時搶答、鈴音提示、數字顯示、系統報警等功能。主要由搶答電路、定時電路、報警電路、時序電路組成。其中搶答電路主要是分辨出選手的按鍵順序, 鎖存優先搶答者的編號, 供譯碼顯示電路使用, 并封鎖輸入電路, 禁止其他選手搶答；定時電路主要是限定搶答時間, 禁止選手超時搶答, 搶答有效時間可以由問題的難易來設定。確保了比賽的公平性, 更便于選手操作, 實現快速無誤的搶答。關鍵詞：四路搶答器計時 報警fou

4、r-waybuzzerluzhiwenAbstractHas the very many competition situation along with our country economy and the cultural establishment development to need to have fast fair vies to answer first.Soldier electron vies to answer first, it has first vies to answer first, reprimands the by-pass, the time limit

5、 vies to answer first, the bell sound prompt, the numeral demonstrated, the system reports to the police and so on the functions. Mainly by vies to answer first the electric circuit, the timing circuit, the alarm circuit, the sequence circuit composes. In which vies to answer first the electric circ

6、uit mainly is distinguishes contestants pressed key order, the lock saves first the viing to answer first serial number, for the decoding display circuit use, and blocks the input circuit, forbids other contestants to vie to answer first; The timing circuit mainly is the definition vies to answer fi

7、rst the time, forbids the contestant overtime to vie to answer first, vies to answer first the working life to be possible to establish by the question difficulty. Has guaranteed the competition fairness, is advantageous for the contestant to operate, realization fast unmistakable viing to answer fi

8、rst.This design electric circuit mainly used first the encoder, the latch, electronic primary devices and so on 555 timers.Keywords: four-way buzzer timing call the police1 設計目的熟悉幾種常用集成數字芯片，并掌握其工作原理，進一步學會使用其進行電路設計。了解數字系統設計的基本原理思想和方法，學會科學分析和解決問題，有效的提高動手能力，獨立分析問題、解決問題的能力，協調能力和創造性思維能力。培養認真嚴謹的工作作風和實事求是的

9、工作態度，培養綜合運行理論知識解決實際問題的能力。2 設計要求設計一個可容納四組參賽的數字式搶答器，每組設一個按鈕供搶答使用。設置犯規電路，對提前搶答和超時答題(例如3 分鐘)的組別鳴笛示警。設置一個計分電路，進行加分和減分。3 設計任務分析設計任務，電路應包括搶答，計分和報警三大主要部分。當單片機定時器的中斷循環二十次后開始報警，報警 LED燈亮。搶答電路要求在裁判按下搶答按鈕后，選手 開始搶答，并在一個選手搶答成功后現實哪個選手搶答成功且此時其他選手不能搶答，因此在單片機程序中設置while (！k) ；和 while(k6&k7&k8) ；作為邏輯語句，實現一個選手搶到后其他選手搶答無效

10、。調用void key() 實現搶答和計分電路的功能，并通過void SMG_Display是每個選手的分數在數碼管上顯示出來。在設計控制電路時，應正確處理各個信號之間的時序關系。4 設計方案硬件設計四路搶答器按鍵控制電路圖四路搶答器按鍵控制電路鍵盤是單片機不可或缺的輸入設備，是實現人機對話的紐帶，鍵盤按結構形式可以分為非編碼鍵盤和編碼鍵盤，前者用軟件方式產生編碼，而后者用硬件方式產生編碼，在單片機中使用的都是非編碼鍵盤，因為非編碼鍵盤結構簡單，成本低廉，非編碼鍵盤類型也多，如此次使用的獨立式鍵盤，此鍵盤的特點是使用了多少根I/O 線就有多少個個按鍵相互獨立，因此可以根據實際需要對鍵盤中的按鍵

11、靈活編碼。I/O 線狀態來獲得按鍵的狀態編碼，雖然操作簡便但是會占用大量的 有當單片機各接口資源比較充裕時才可以選擇這種鍵盤。按鍵，由于此次我們使用了8 根 I/O 線所以有8 個按鍵 . 這種鍵盤各個按鍵比較少且各CPU可以直接通過I/O 口線，因此只數碼管顯示電路圖數碼管顯示電路且結構簡單易使用電路可以清通過數碼管顯示晰直觀的顯現出個選手的得分情況,軟件對其編程，數碼管功率小消耗低，抗干擾能力強。由對其顯示數碼進行編程控制，由三極管控制各選手的記分板的工作與鎖存狀態，簡單易操作。外部時鐘脈沖電源電路圖外部時鐘脈沖電源電路由晶振和電容，vcc 構成簡單的外部脈沖電源電路，此電路結構簡單便于控

12、制，且輸出脈沖穩定，并將 rst 引腳與電路相連防止單片機突然斷電時rom 地址中的內容的丟失也可增加了復位的功能。四位電路搶答器圖四位電路搶答器當主持人按下搶答按鍵時，選手開始搶答，并有LED燈顯示選手是否搶答成功，在強大成功回答搶答則有開始進入加減法計分電路，顯示選手分數，若搶答后未在規定時間內回答則報警燈亮，提示強大時間超時。圖系統結構圖PCB設計圖 PCB 電路設計在連接原理圖的同時把元器件的封裝做好，最后轉化成PCB再通過自動布線或者手動連線，確保各線之間無交接的地方。. 軟件設計如上圖，此電路主要實現選手的搶答。接通電源后，當主持人將開關撥到“清零”狀態，搶答器處于禁止狀態，定時器

13、設定時間，主持人將搶答按鈕按下允許搶答，選手開始搶答，在規定時間內完成搶答，優先判斷，使用LED丁顯示選手搶答。圖搶電答路單片機外部脈沖電路圖外部脈沖電路單片機外部脈沖電路由兩個30pf 的電容和一個晶振組成，通過晶振的周期信號作為時鐘脈沖，在rst處接電源，保障單片機突然斷電時不會丟失在 ROW存儲的數據信息。選手搶答開關電路圖選手搶答開關電路由裁判按下開關k1 允許選手開始搶答，并在選手搶答成功后，各選手相對應的LED 燈亮，顯示某一選手搶答成功，然后定時器開始計時，若未在規定時間搶答完畢，報警 燈亮。數碼管電路圖數碼管電路數碼管的左下班引腳與相連，并通過軟件譯碼功能，最終顯示各選手得分。

14、右下引腳與三極管相連，通過控制三極管的導通電壓顯示相應對手的分數加法記分電路圖加法記分電路在選手搶答成功后，三極管接通，搶答成功選手的相應記分數碼管亮，在回答正確后，通過按鍵k6 實現給一個低電平，有軟件控制實現加法運算。減法記分電路圖減法記分電路在選手搶答成功后，三極管接通，搶答成功選手的相應記分數碼管亮，在回答錯誤后，通過按鍵k7 實現給一個低電平，有軟件控制實現減法運算。延時報警電路圖延時報警電路若選手在搶答成功后沒有在規定時間內對搶答的問題作出回答，在定時器的循環次數達到二十次時，由軟件控制報警燈亮，提示選手回答超時。軟件程序設計本設計搶答器的程序采用的是C程序設計，C語言的顯著特點是

15、用二進制來編寫程序， 程序各個部分除了必要的信息交流之外相互獨立，這種結構方式可使程序層析清晰，便于使用，維護以及調試。C語言以函數的形式提供給用戶的，這些函數可方便的調用，并具有多種循環，條件語句控制程序流向，從而使程序完全結構化，雖然 C語言是強類 型語言，但它的語法比較靈活，允許程序編寫有較大的靈活度。本次課程設計的主程序包括時鐘設計程序，定時器中斷子程序，數碼管顯示程序，按鍵控制程序。選手搶答按鍵程序設計void key() if(K1=0) 京：高等教育出版社，2006.2 閻石，數字電子技術基礎(第五版)M. 北京：高等教育出版社，2006.3 古良玲，電路仿真與電路板設計項目化教

16、程(基于Multisim 與 Protel ) M. 北京 : 機械工業出版社， 2014.4 霍德福，實用數字電路手冊-( TTL CMOS) M, 北京：中國標準出版社，2013.附錄附錄一、原理電路圖附錄二、PCB電路圖附錄三、C語言程序清單#include#define uint unsigned int#define uchar unsigned charsbit W1=P1A0;sbit W2=PW1；sbit W3=P1A2;sbit W4=P1A3;sbit K1=P2A0;sbit K2=P2A1;sbit K3=P2A2;sbit K4=P2A3;sbit K5=P2A4;

17、sbit K6=P2A5;sbit K7=P2A6;sbit K8=P2A7;sbit L1=P1A4;sbit L2=P1A5;sbit L3=P1A6;sbit L4=P1A7;sbit LED=P3A0;uchar temp=0xC0,0xF9,0xA4,0xB0,0x99,0x92,0x82,0xF8,0x80,0x90;uchar table=0xff,0xfe,0xfd,0xfb,0xf7,0xef,0xdf,0xbf,0x7f;uchar zdnum=0,zdnum1=0,zdnum2=0,zdnum3=0;uchar aa=0;bb=0;cc=0;dd=0,cp=0;uchar

18、 anjian1=0;uchar LL=0;void delay(uint z)uint x,y;for(x=z;x0;x-)for(y=110;y0;y-);void key()if(K1=0)delay(5);if(K1=0)while(!K1);cp+;if(cp!=0)if(K2=0)delay(5);if(K2=0)while(!K2);anjian1=1;L1=0;LL=1;TR0=1;while(K6&K7&K8);if(K3=0)delay(5);if(K3=0)while(!K3);anjian1=2;L2=0;TR0=1;LL=1;while(K6&K7&K8);if(K4

19、=0)delay(5);if(K4=0)while(!K4);anjian1=3;L3=0;TR0=1;LL=1;while(K6&K7&K8);delay(5);if(K5=0)while(!K5);anjian1=4;L4=0;TR0=1;LL=1;while(K6&K7&K8);if(anjian1=1)if(K6=0)delay(5);if(K6=0)while(!K6);aa+;if(aa=10)aa=0;if(K7=0)delay(5);if(K7=0)while(!K7);aa-;if(aa=-1)aa=9;else if(anjian1=2)if(K6=0)delay(5);i

20、f(K6=0)while(!K6);bb+;if(bb=10) bb=0;)if(K7=0)delay(5);if(K7=0)while(!K7);bb-;if(bb=-1) bb=9;else if(anjian1=3)if(K6=0)delay(5);if(K6=0)while(!K6);cc+;if(cc=10)cc=0;if(K7=0)delay(5);if(K7=0)while(!K7);cc-;if(cc=-1)cc=9;else if(anjian1=4)if(K6=0)delay(5);if(K6=0)while(!K6);dd+;if(dd=10)dd=0;if(K7=0)delay(5);if(K7=0)while(!K7);dd-;if(dd=-1) dd=9;elseanjian1=0;if(K8=0)delay(5);if(K8=0)cp=0;anjian1=0;L1=L2=L3=L4=1;TR0=0;LL=0;LED=1;void SMG_Display()P0=0xff;W1=1;W2=0;W3=0;W4=0;delay(1);P0=tempaa;delay(2);P0=0xff;delay(1);W2=1;