基于Verilog语言的二路抢答器设计实验报告
电子科学与工程学院121180052 李璇
一、实验目的
1、掌握数字系统中触发器、计数器的设计要素。
2、掌握触发器、计数器的VerilogHDL代码编写。
3、进一步掌握ISE软件的用法，学习代码下载的方法。
二、实验步骤
1、设计限时和复位电路。
2、编写限时/复位电路的VerilogHDL代码并综合、仿真。
3、实现限时抢答器并下载到开发板上进行验证。
三、实验原理
1、设计二路抢答器
2、设计定时器和复位电路
可使用计数器来实现定时功能。而给定时间的定时，可以让计数器的输出与特定值比较来实现。这个特定的预置数由时钟频率和定时时间决定。
这个基本想法如下图所示。
图中，“时间到”信号接到计数器的清零端，以便下次计数从0开始。
这里，还需要一个计时开始的功能按键，用来启动计数器的计时。那么，计数器就需要一个使能端，受控于“计时开始”按键。我们知道，EN信号是一个持续信号（允许时保持电平），而“时间到”信号是一个持续时间很短的脉冲，因此还需要一个触发器来产生计数器的EN信号。
复位信号由“时间到”信号和复位按键相或来得到。完整的限时和复位电路如下图所示。
四、实验代码
//主程序部分
Module responder (
input clk,
input set,
input reset,
input wire in_a,
input wire in_b,
output wire q_a,
output wire q_b,
output en
);
wire clr;
wire[27:0] cnt;
wire clk_10;
wire timeout;
reg[27:0] n=28'h1ffffff;
assign clr = reset||timeout;
trig trigger(
.set(set),
.clk(clk_10),
.clr(clr),
.en(en)
);
count counter(
.clk(clk_10),
.clr(clr),
.en(en),
.cnt(cnt)
);
comp comparator(
.cnt(cnt),
.n(n),
.timeout(timeout)
);
fpga_2 main(
.in_a(in_a),
.in_b(in_b),
.clk(clk_10),
.reset(clr),
.q_a(q_a),
.q_b(q_b),
.en(en)
);
endmodule
//触发器trigger部分
module trig(
input set,
input clk,
input clr,
output reg en
);
always@(posedge clk)
begin if(clr) en=0;
else
begin if(set) en=1;
else en=en;
end
end
endmodule
//计数器counter部分
module count(
input clk,
input clr,
input en,
output reg[27:0] cnt
);
always @(posedge clk)
begin
if(clr)
cnt=0;
else if(en)
cnt=cnt+1;
end
endmodule
//比较器comparator部分
module comp(
input wire[27:0] cnt,
input wire[27:0] n,
output reg timeout
);
always @(*)
if(cnt==n)
timeout=1;
else
timeout=0;
endmodule
//抢答器部分
module fpga_2(
input wire in_a,
input wire in_b,
input wire clk,
input wire reset,
input en,
output reg q_a,
output reg q_b
);
always @(posedge clk)
begin
if ( (q_b==1) ||(reset) )
q_a=0;
else if(in_a&&en)
q_a=1;
end
always @(posedge clk)
begin
if ( (q_a==1) ||(reset) )
q_b=0;
else if(in_b&&en)
q_b=1;
end
endmodule
五、仿真测试
1、测试代码
// Add stimulus here
set = 1;
reset = 0;
in_a=1;
#1000 in_a=0;
#100 in_b=1;
#1000 reset=1;
#100 in_b=0;
#100 reset=0;
in_b=1;
#1000 in_b=0;
#100 in_a=1;
#1000 reset=1;
#100 in_a=0;
#100 reset=0;
end
always #10 clk=~clk;
2、仿真结果
六、验证限时电路和复位电路
1在工程中加入DCM
my_clk my_dcm(
.CLK_IN1(clk),
.CLK_OUT1(clk_10),
.RESET(1'b0),
.LOCKED()
);
2、为模块中的输入输出信号添加管脚约束（管脚定义），在工程中添加UCF文件。
七、实验总结反思
1、通过本次实验，掌握了数字系统中触发器、计数器的设计要素。掌握了触发器、
计数器的VerilogHDL代码编写。熟悉并掌握了ISE软件的用法，学习了代码下载
的方法。
2、编程调试是繁琐复杂的过程，需要极大的耐心。通过犯错、调试、改错、调试
过程的反复，了解了VerilogHDL代码编写过程中容易犯的错误，并避免以后犯
类似的错误。
3、VerilogHDL与c语言有相似又有不同，对硬件模块功能的反映比较直观。起初在
对实验原理没有完全掌握的情况下就尝试编程，显然是事倍功半的。因此在以
后的VerilogHDL代码编写过程中应注意先把硬件模块的功能及整个实验思路了
解清楚，这样才能有效率地完成代码编写。
4、实验后与同学交流心得，也发现了一些更简洁的代码编写方法，提高VerilogHDL
代码编写能力还需不断学习交流。本次实验所编代码虽然不够简洁，但模块清
晰直观，功能明了。
烟台大学单片机课程设计说明书课题：八路抢答器 学生姓名： 学号： 院系：机电汽车工程学院 专业：机械设计制造及其自动化 指导老师： 同组成员： 组长： 2012 年06 月07 日 目录
1 概述 (2) 2设计任务 (2) 3 系统总体方案 (3) 4 硬件设计 (4) 控制系统所需硬件 (4) 硬件原理介绍 (4) 5 软件设计 (7) 软件总体设计 (7) 程序流程图 (8) 6 Proteus软件仿真 (12) Keil软件 (12) 在Proteus软件 (12) 7小结 (14) 8心得体会 (15) 附1：源程序代码 (16) 附2：参考文献 (24) 1 .概述
8路智能抢答器的设计 现如今，各种智力知识竞赛已经成为人们的一种娱乐形式，人们在答题的过程中不仅可以享受到乐趣，还可以学到一些科学知识和生活常识。然而在抢答过程中，单靠视觉是很难判断出哪组最先完成抢答操作。为了辨别哪一组或哪一位选手获得答题权，必须要设计一个智能抢答控制系统——智能抢答器。 抢答器作为一种电子产品，已被人们所熟知并广泛应用于各种智力知识竞赛场合。抢答器在竞赛中有很大用处，通过抢答器的指示灯显示，数码管显示和警示蜂鸣等手段，能准确，公正，直观地判断出第1抢答者并协助比赛的顺利进行。但是，目前使用的抢答器大多数都采用了逻辑电路进行设计，分立元件较多，造成抢答器的成本较高。此外一般抢答器由模拟电路，数字电路或二者结合组成，其智能化程度低，故障率高，显示简单。现代电子技术的发展要求电子电路朝数字化，集成化方向发展，因此设计出全集成电路的多路抢答器是现代电子技术发展的要求。 2 .设计任务 本设计要求学生结合现有的实际条件，以单片机为控制核心，设计一个8路智能抢答器。要求实现的功能如下： 1) 抢答器可同时供8名选手或8个代表队比赛，分别用8个按键S1～S8进行抢答。 2) 主持人可以通过智能抢答器的按键设定每道题的抢答时间和回答时间。 3) 具有清零和非法抢答控制功能，并由主持人操纵，避免选手在主持人说“开始”前提前抢答，违反规则。 4) 当主持人启动“开始抢答键”后，定时器进行减计时，在10s内无人抢答表示所有参赛选手或参赛队对本题弃权，抢答时间耗尽后禁止抢答。 5) 倒计时5s时，如果仍无人抢答，则系统每1s报警一次，用以提示参赛选手。 6) 抢答器具有锁存与显示功能。即选手按下按键，锁存相应选手的参赛号码，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，其他按键者将不能响应，以便公平地选择第一个抢答者。 7) 参赛选手在设定的时间内进行抢答，抢答有效，显示器上显示选手的编号同时进入回答问题的30s倒计时。 8) 倒计时期间，如果主持人想终止倒计时，可以按下“停止”按键，系统
摘要 随着生活水平的提高，人们的娱乐生活也越来越丰富，各类比赛也随之增多，对抢答器的要求也就越高，抢答器的公平公正就显得特别重要。为了满足各种竞赛的需要，本次设计制作了一个智力竞赛抢答器，该抢答器可以同时供8名选手参加比赛。 本次设计的电路可以分成抢答电路、可预置时间的定时电路、时钟产生和时序控制电路、报警控制电路、电源电路等几个模块组成，具体的实现过程是：给节目主持人设置一个控制开关，用来控制系统的清零和抢答的开始。该抢答器具有数据锁存和显示的功能，即抢答开始后，若有选手按动抢答按钮，编号立即锁存，并在数码管上显示选手的编号，同时蜂鸣器给出音响提示，并且封锁输入电路，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零为止。除此之外，抢答器还具有定时抢答的功能，且一次抢答的时间可以由主持人设定(如30s)。当节目主持人启动“开始”键后，要求定时器立即减计时，并用显示器显示，同时蜂鸣器发出声响；参赛选手在设定的时间内抢答，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时刻的时间，并保持到主持人将系统清零为止。如果定时抢答的时间已到，却没有选手抢答时，本次抢答无效，系统短暂报警，并封锁输入电路，禁止选手超时后抢答，时间显示器上显示00。 该抢答器由数码显示、灯光、音响等多种手段指示出第一抢答者。具有电路简单、成本较低、操作方便、灵敏可靠等优点, 经使用效果良好, 具有较高的推广价值。 关键字：八路抢答器，倒计时，报警，计时 目录
前言 (4) 第一章设计任务及要求 (5) 第二章系统设计方案的选择 (6) 第三章系统的组成及工作原理 3.1 系统的组成 (7) 3.2 电路设计原理 (8) 第四章单元电路设计、参数计算、器件选择 4.1抢答电路 (9) 4.2定时电路 (10) 4.3报警电路 (11) 4.4时序逻辑电路 (12) 第五章实验、调试及测试结果与分析 (13) 第六章实验总结 (14) 参考文献 (15) 附录一 (16) 附录二 (19) 附录三 (21)
设计总结 1、设计思路是整个设计的灵魂拿下每个课题能有一个非常清晰的设计思路是至关重要的。只有对课题的充分理解，对各种器件的熟练掌握，勾画出基本的设计图是成功的关键，必须多花时间在设计上才能为后续工作提，供更扎实的基础。翻阅各种资料，上网查询填补所需知识的空白是必要的。 2、焊接制作必须精益求精焊接必须精益求精，一丝不苟，一点的差错都可能导致实验结果错误，因此必须准确无误还要工整，这样才能在调试中能比较轻松进行，也是整个电路可看性更好。 3、调试调试工作是个精细工作。在调试过程中，有些问题是芯片本身损坏引起的，也有些是因为焊接问题引起的等因此排查过程需要特别有耐心，通过对芯片功能的检验，对焊点的检查最后检查出问题所在。当最后解决问题时，电路的正确是非常振奋，也很有成就感和满足感。 4、建议设计的作品主要是用cd4511 系列集成芯片来完成的，在焊接的过程中由于芯片的引脚过多，布线工作不是很方便。有时候还因为某一跟线没有焊牢，造成电路的不稳定，这些都是有待改进的。 5、不足实验效率低，焊接水平不足导致电路稳定性不高，布线比较混乱，这些都有待提高。总之，在设计过程中学到了许多。作为现代的大学生，如果仅停留在以往的层次上，是远远跟不上时代的步伐，也无法使自己立足在竞争如此激烈的社会里，通过此次实习，看到了自己的水平和差距，学要在今后的学习中又进一步的提高。 心得体会 通过本次课程设计，把我们在课堂上学到的数字电路知识运用到实际当中。如各种常见芯片的功能，各种组合逻辑电路和时序逻辑电路的设计，在此次设计中，当然也遇到了许多问题，毕竟这是第一次设计一个很实际的硬件的器件。在进行一个综合性的硬件设计时，要全面考虑问题，如想用其他信号来控制一个信号，就要考虑到和这个信号直接或间接关系的信号，必须是最重要相关的信号，然后用真值表来解决他们的关系，通过门电路来实现。这一个星期的课程设计，让我真正理解了书本上知识，也让我知道我们课本上的知识在实际中怎么应用，理论联系实际，。通过此次设计，我对理论知识的学习有了很大的兴趣，现在我可以主动的去学习，我明白自己该学习那个方面，重点是什么。我也掌握的了在理论中遇到问题，应该怎样去解决，在实际中遇到迷团应该怎样去检查调试。虽然最后我没调试出我们想要的结果，但是经过这次课程设计让我们更巩固了我们的专业知识和焊接技能。在这次设计过程中还了解到在设计的时候不仅是设计好，更重要的是想方设法在功能实现的同时降低成本。
抢答器(-Verilog-HDL实现)
桂林电子科技大学信息科技学院《EDA技术与应用》实训报告 学号0952100110 姓名赵万里 指导教师：江国强杨艺敏 2011年04月20日
实训题目：智能电子抢答器 1.系统设计 1.1 设计要求 1.1.1 设计任务 设计并制作一台智能电子抢答器。 1.1.2 技术要求 ①用EDA实训仪的I/O设备和PLD芯片实现智能电子抢答器的设计。 ②智能电子抢答器可容纳4组参赛者抢答，每组设一个抢答钮。 ③电路具有第一抢答信号的鉴别和锁存功能。在主持人将复位按钮按下后开始抢答，并用EDA实训仪上的八段数码管显示抢答者的序号，同时扬声器发出“嘟嘟”的响声，并维持3秒钟，此时电路自锁，不再接受其他选手的抢答信号。 ④设计一个计分电路，每组在开始时设置为100分，抢答后由主持人计分，答对一次加10分，答错一次减10分。 ⑤设计一个犯规电路，对提前抢答和超时抢答者鸣喇叭示警，并显示犯规的组别序号。 1.2 方案比较 (1) 设计制作一个可容纳四组参赛者的数字智力抢答器，每组设置一个抢答按钮。 (2) 电路具有第一抢答信号的鉴别和锁存功能。在主持人按下复位按钮后，若参加者按抢答开关，则该组指示灯亮。此时，电路应具备自锁功能，使别组的抢答开关不起作用。
（3）自锁后，用八段数码管显示抢答者的序号，同时指示灯亮。(4) 设置计分电路。每组在开始时预置成100，抢答后由主持人计分，答对一次加10，否则减10分。 （5）电路具有淘汰功能，当每组的100分减少到0时，该组被淘汰，以后每次抢答，该组抢答按钮都无效。 1.3 方案论证 1.3.1 总体思路 总体分为四部分：倒计时模块、计分模块、抢答模块和分屏显示模块。 倒计时模块用一个20000000分频。产生一个进位，连接一个30的减法计数器构成。 计分模块中分为两部分，一部分用于计分，另一部分用于处理计数器的进制问题，当加到A时自动向前进位，并且把A变为0。当减少到F时，向前借位，并且把F变为9。这就实现了把十六进制变成一般用的十进制。 抢答模块分两部分，复位模块和抢答模块，每次抢答都要初始化按键。抢答模块又分为误抢，无人抢答和正确抢答。每次抢答，当有一组按下抢答，立即锁定，亮相应的分数和组号，并且亮起各种抢答所对应的灯信号。（即所要求的蜂鸣器） 分屏显示模块中用每次抢答的组号作为输入，当抢答后立即换屏显示其组号分数。 1.3.2 设计方案 （1）根据设计要求需要一个时钟的接入端clk，清除端clrn，使倒
电子技术 课程设计 题目：八路抢答器的设计 学院（系): 专业班级：电子132 学生姓名：学生学号：13446413 指导教师： 设计时间：2015年6 月22日 2015年7月15日
电子技术课程设计任务书2 学院电子（怀）132 班同学：
计算机教研室指导教师_
目录 摘要-------------------------------------------------------------------------------------1 1八路抢答器-----------------------------------------------------------------------------------------2 1.1前言------------------------------------------------------------------------------------------------2 1.2八路抢答器功能-----------------------------------------2 2系统的组成及工作原理--------------------------------------2 2.1系统组成框图--------------------------------------------------------------------------------- 3 2.2系统的工作原理------------------------------------------------------------------------------ 3 3电路设计--------------------------------------------------- 4 3.1方案的选择------------------------------------------------------------------------------------ 4 3.1.1方案一---------------------------------------------------------------------------------------4 3.1.2方案二---------------------------------------------------------------------------------------5 3.1.3方案的选择---------------------------------------------------------------------------------5 3.2单元电路的设计------------------------------------------------------------------------------ 5 3.2.1抢答电路的设计---------------------------------------------------------------------------5 3.2.2定时电路的设计-------------------------------------------------------------------------11 3.2.3触发器电路的设计----------------------------------------------------------------------13 3.2.4多谐振荡器电路的设计----------------------------------------------------------------15 3.2.5秒脉冲产生电路的设计----------------------------------------------------------------16 4性能的测试------------------------------------------------17 5体会与总结------------------------------------------------------------------------------------- 18 参考文献-------------------------------------------------------------------------------------------18 附录：元器件列表----------------------------------------------------------------------------- 19
湖北经济学院 数字电子技术课程设计报告 课题名称：数字电子技术课程设计指导教师： 学生班级： 学生姓名： 学号： 学生院系： 2012年4月
设计任务 一、基本功能 1、设计一个智力竞赛抢答器，可同时供8名选手或8个代表队参加比赛，分别用八个抢答按钮So、S1、S 2、S 3、S 4、S 5、S 6、S7表示。 2、设置一个由主持人控制的控制开关，用来控制系统清零和抢答。 3、抢答器具有数据锁存和显示的功能。抢答开始后，若有选手按动抢答按钮，编号立即锁存，并在LED数码管上显示出选手的编号，同时蜂鸣器给出音响提示。此外，要封锁输入电路，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零为止。 二、扩展功能 1、抢答器具有定时抢答的功能，抢答时间为30秒。当节目主持人启动“开始”键后，要求定时器立即减计时，并用显示器显示，同时扬声器发出声响，声响持续时间为0.5秒左右。 2、参赛选手在设定的时间内抢答，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时刻的时间，并保持到主持人将系统清零为止。 3、如果定时抢答的时间已到，却没有选手抢答时，本次抢答无效，系统短暂报警，并封锁输入电路，禁止选手超时后抢答，时间显示器上显示00。
设计报告 一、设计目的 1、学习数字电路中的优先编码器，锁存器，计数器，时序控制电路，多谐振荡器等单元电路的综合运用。 2、掌握各芯片的逻辑功能及使用方法。 3、了解面包板结构及其接线方法。 4、了解数字抢答器的组成及工作原理。 5、熟悉数字抢答器的设计与制作。 二、设计步骤 1、画出原理框； 2、根据原理框图，把框图中每个部分电路设计出来，画出电路图； 3、仿真调试； 4、搜集元器件； 5、搭建电路，实现功能。 三、具体设计过程 1、画出原理框图
一、设计任务 智力竞赛抢答器Verilog HDL要求有6位参赛者进行抢答，有六个抢答信号进行抢答。当有抢答选手按下抢答键后系统能够快速准确的判断是那一组选手按下了抢答信号，由于系统比较小，速度比较快一般不会有同时按下的可能，所以只有六种状态，然后系统能够根据这六种状态进行适时的显示和提示。当有选手按下以后就对抢答信号进行锁存，其他选手的输入无效。然后就是对抢答进行时间限制了，根据设定的时间进行倒计时，当倒计时完成还没有人抢答的时候系统发出警报声音提示时间已经到了。当有选手在主持人未按下抢答键抢答时视为超前抢答，系统显示该选手号，同时蜂鸣器响，该抢答无效。还有清除复位键，抢答完成以后按复位键即可清除已有的状态。通过Verilog HDL程序代码实现系统的各个功能。 二、设计目的与要求 目的：理论联系实际，巩固和运用所学课程，提高分析、解决计算机技术实际问题的独立工作能力，培养学生正确的设计思想，严肃认真、实事求是的科学态度和勇于探索的创新精神。通过对一个智力抢答器的设计，进一步加深对计算机原理以及数字电路应用技术方面的了解与认识，进一步熟悉数字电路系统设计、制作与调试的方法和步骤，通过Verilog 程序的编写，进一步熟悉Verilog HDL 的语法知识；规范化训练学生撰写技术研究报告，提高书面表达能力。 要求： 掌握FPGA设计系统的一般方法。 熟练掌握使用modelsim软件设计较复杂的数字逻辑电路。 培养学生独立分析问题和解决实际问题的能力。 三、课程设计的内容 设计一抢答器，要求如下： (1)抢答台数为6； (2)具有抢答开始后20s倒计时，20秒倒计时后6人抢答显示超时，并报警； (3)能显示超前抢答台号并显示犯规报警； (4)系统复位后进入抢答状态，当有一路抢答按键按下，该路抢答信号将其余 各路抢答信号封锁，同时铃声响起，直至该路按键松开，显示牌显示该路抢答台号。 四、系统设计方案 根据系统设计要求可知,系统的输入信号有：主持人按钮inputEn,各选手的抢答按钮分别是inputL1、inputL2、inputL3、inputL4，inputL5，inputL6,主
专业论文 题目：基于80C51单片机的八路抢答器设 计
摘要：八路智力抢答器是一个可供八个参赛组进行智力竞赛的电路装置，该装置主要是由单片机最小系统、控制电路（八个选手抢答按钮；三个主持人控制按钮；四个修改按钮）、数码显示电路与蜂鸣器电路组成的。单片机（MCU）是目前在电气控制技术中广泛应用的重要元件。它具有体积小，稳定性高，应用范围广，控制能力强，升级改造容易等诸多优点。本论文介绍采用ATMEL公司AT89S52单片机设计八路智能抢答器。软件采用汇编语言编程，汇编语言属于计算机领域的低级语言，具有简明易懂,执行效率高等的优点。智能八路抢答器具有抢答时间与答题时间调整，抢答错误报警提示等功能，可以广泛应用于各类知识竞赛。 关键词：抢答器；单片机；硬件系统；软件编程
基于80C51单片机的八路抢答器设计 一、系统概述与原理方框图 在文中，我对八路抢答器的总体设计及其主要的功能特点进行简单的分析，并给出它的特点，实现的功能以及系统的简单操作，以对单片机及其控制系统的了解。 （一）单片机技术发展的概述与系统问题的提出 目前，单片机正朝着高性能和多品种方向发展，单片机的发展正朝着 CMOS化，低功耗，小体积，大容量，高性能，低价格和外围电路的内装化等 几个方面 发展。近几年，由于某种原因CHMOS技术的进步，大大地促进了单片机的CMOS 化，此种芯片除了低功耗外，还具有功耗的可控性，使单片机可以工作在功 耗精细管理状态，特别是IIC，API等串行总线的引入，可以使单片机的引脚 设计得更少，单片机系统结构更加简化及规范化。 我们设计出的8路抢答器是一种基于MCS-51单片机的硬件和软件设计及 实现方法，这种电路设计具有按键有效提示,输入错误提示,控制报警电路, 在线修改功能等多种功能,保密性强,灵活性高,特别适用于家庭!办公室!学 生宿舍及宾馆等场所。它具有全集成化，智能化，高精度，高性能，高可靠 性和低价格等优点，是一个值得推广的一种方法。接下来我们就对方案与设 计原理方框图进行比较分析。 （二）设计思路与系统组成及主要特点 为了使设计更具有针对性，使用性更强，我对其进行精心的设计，在设 计过程中，我们想到了很多的设计方案。 1．设计思路 设计一个八路抢答器，可同时供8名选手或者8个代表队参加比赛，他 们的编号分别为1——8,各用一个抢答器按钮,按钮的编号与选手的编号相 对应,分别设为S1…S8。节目主持人设置一组控制开关，用来控制系统的清 零和抢答器的开始，修改抢答时间与答题时间，如果想调节抢答时间或答题 时间,按"抢答时间调节"键或"答题时间调节"键进入调节状态。并且抢答器具 有数据锁存和显示的功能，抢答开始，若有选手按动抢答按钮，编号立即锁
电子课程设计报告4511型八路数显抢答器 学生姓名： 专业： 班级： 学号： 指导教师： 同组成员： 时间：
第一章绪论 1.1关于4511型数显抢答器 八路智能抢答器主要由数字优先编码电路、锁存/译码/驱动电路于一体的CD4511集成电路、数码显示电路和报警电路组成。优先编码电路、C D4511集成电路将参赛队的输入信号在数码显示管上输出，用报警电路对时间进行严格控制，这样就构成了八路智能抢答器电路。 八路数字抢答器电路包括抢答，编码，优先，锁存，数显，复位及抢答键。抢答器数字优先编码电路由D1-D12组成，实现数字的编码。CD4511是一块含BCD-7段锁存/译码/驱动电路于一体的集成电路。抢答器报警电路由NE555接成音多谐振荡器构成。抢答器数码显示电路由数码管组成，输入的BCD码自动地由 CD4511内部电路译码成十进制数在数码管上显示。 1.2 选题的目的和意义 通过这次课程设计,让我了解到了八路智能抢答器的结构组成和工作原理，同时了解焊接的方法和技巧。 1.3 课题研究的内容 八路智能抢答器是采用了CD4511集成芯片来实现功能要求的，在抢答过程中，每个选手都有一个抢答按钮。在主持人按下复位键宣布抢答开始的时候，选手就开始进行抢答，在指定时间内选手进行抢答，数码显示屏上会显示最先抢答选手的编号。如果主持人没有按下开始键而选手就抢答视为犯规，数码显示屏显示犯规者的编号，扬声器持续发生。主持人可按复位键，新一轮抢答开始。
第2章抢答器的系统概述 2.1 系统的主要功能简介 4511型八路数显抢答器的主要功能有如下三点： 1. 可同时供8名选手参加比赛，其相应的编码分别是0、1、2、3、4、5、6、7，各用一个抢答按钮，按钮的编号与选手的编号相对应。 2.给主持人设置一个控制开关，用来控制系统的清零（编号显示数码管灭灯）和抢答的开始。 3.抢答器具有数据锁存和显示的功能。抢答开始后，若有选手按动抢答按钮，编号立即锁存，并在LED数码管上显示出选手的编号。 2.2 抢答器的工作过程 1、开始上电之后，主持人按复位键，抢答开始。如有选手按下抢答键，报警电路会发出讯响声，并且数码显示电路上会显示成功抢答的选手的编号。 2、当有选手抢答成功之后，系统就进行了优先锁存，其他抢答选手抢答无效。 3、如果主持人未按下复位键，而有人按了抢答按键，此次抢答无效，只有当主持人按下了复位键，选手才能进行顺利抢答。 总而言之，本课题利用简单逻辑数字电路设计了智能抢答器，该抢答器具有基本的强大功能，提高了系统的可靠性、简化了电路结构、节约了成本，但是此抢答器功能还不够强大，还有很多功能无法实现，需要我们继续学习和研究。
四路抢答器 一、程序 module qiangda4(clr,clk,input1,input2,input3,input4,seg,clockin,scan,LED); input clr,clk,input1,input2,input3,input4; output [7:0] seg; //7段数码管数据 output [7:0] scan; //数码管位选 output [3:0] LED; //输出LED灯指示 output clockin; //蜂鸣器 reg [7:0] seg; reg [7:0] scan; reg [3:0] LED; reg clockin; reg [3:0] data; reg input_flag,count_flag; reg [14:0] count1; reg [8:0] count2; reg [3:0] LED_N; //reg clock_flag; reg div1khz,div1hz; reg [2:0] cnt; reg [3:0] dat; //reg [7:0] data_count; reg [3:0] count_one,count_ten; initial count_one='d0; //初始化 initial count_ten='d3; initial data=4'b0000; initial LED_N=4'b1111; //-------------fenping分频1khz----------------------------------- always @(posedge clk ) begin if(count1=='d25000) begin div1khz<=~div1khz;count1<=0;end else begin count1<=count1+1'b1;end end //-------------fenping--1hz-------------------------------
八路抢答器设计报告 目录 一、设计的目的 (2) 二、设计任务和要求··································2-3 三、设计的方案的选择与论证··························3-5 四、电路设计计算与分析·····························5-19 1、基本功能电路的设计·····························5-17 1.1抢答电路的设计·····························5-11 1.2定时电路的设计····························11-14 1.3报警电路的设计····························14-17 1.4时序控制电路设计 (17) 2、扩展功能电路的设计·····························20-21 2.1六路彩灯循环电路的设计 (20) 2.2计分电路的设计 (21) 五、总结及心得 (22) 六、附录 (23) 七、参考文献 (24)
一、设计目的 （1）掌握抢答器电路的原理。 （2）了解数字集成电路的使用方法。 （3）进行电路原理设计，并学会运用PROTEL等电路设计及仿真软件。 （4）熟悉Multisim的基本使用方法，运用Mulsitim进行电路设计的仿真。 二、设计任务与要求 设计一个智力竞赛抢答器，可同时共8 名选手参加比赛，并具有定时抢答功能。具体功能要求如下： 1.抢答器的基本功能： （1）设计一个智力竞赛抢答器，可同时供8 名选手或8 个代表队参加比赛，他们的选号分别是1、2、3、4、5、6、7、8，各用一个抢答按钮，按钮的编号与选手的编号相对应，分别是S1、S2、S3、S4、S5、S6、S7、S8。 （2）设置一个节目主持人控制开关，用来控制系统的清零（编号显示数码管灭灯）和抢答器的开始。 （3）抢答器具有数据锁存和显示的功能。抢答开始后，若有选手按动抢答按钮，编号立即锁存，并在LED 数码管上显示出选手的编号，同时扬声器给出音响提示。此外，要封锁输入电路，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零为止。 (4) 加入报警电路，当主持人选择开始时报警器报警，开始后有选手抢答此时报警电路报警，当设置的倒计时时间走完时报警电路报警。
数字电子技术课程设计 题目: 八路智力竞赛抢答器设计 姓名: 专业: 电子科学与技术 班级: 122班
学号: 指导教师: 20 年月日 安徽科技学院理学院
八路智力竞赛抢答器设计 一、课程设计题目（与实习目的） （一）、题目：八路智力竞赛抢答器设计 （二）、实习目的： 1．进一步掌握数字电路课程所学的理论知识。 2．熟悉几种常用集成数字芯片的功能和应用，并掌握其工作原理，进一步学会使用其进行电路设计。 3．了解数字系统设计的基本思想和方法，学会科学分析和解决问题。 4．培养认真严谨的工作作风和实事求是的工作态度。 5．数点课程实验是大学中为我们提供的唯一一次动手实践的机会，增强动手实践的能力。 二、任务和要求 实现抢答器的方法很多，如EPROM编程、RAM编程、单板机、单片机等，都可以组成抢答器系统。 （1）抢答器设计要求 设计一个抢答器，基本要求： 1. 抢答器可以实现基本抢答；可同时供8名选手或8个代表队参加比赛，他们 的编号分别是0、1、2、3、4、5、6、7，各用一个抢答按钮，按钮的编号与 选手的编号相对应，分别是S0、S1、S2、S3、S4、S5、S6、S7。 2．给节目主持人设置一个控制开关，用来控制系统的清零（编号显示数码管灭 灯）和抢答的开始。 3．抢答器具有数据锁存和显示的功能。抢答开始后，若有选手按动抢答按钮，编号立即锁存，并在LED数码管上显示出选手的编号，同时扬声器给出音响提示。此外，要封锁输入电路，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零为止。 三、总体方案的选择 （1）总体方案的设计 针对题目设计要求，经过分析与思考，拟定以下二种方案： 方案一：该方案是将抢答按钮先直接与锁存器而不是优先编码器相连，将最先抢答的选手的编号锁定，再依次经过优先编码器、译码器和七段显示器，最后显示的是抢答选手的编号，经过优先编码器后的信号到单稳态触发器，单稳态触发器又与报警电路直接连接，所以显示编号的同时可以发出报警信号。另外由主持人控制开关和其他部分电路通过门电路实现对抢答电路、定时电路和报警部分电路的控制。 主体框图如下：
抢答器(-Vｅｒiｌog-HDＬ实现)
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桂林电子科技大学信息科技学院《EDA技术与应用》实训报告 学号０9５２１００110 姓名赵万里 指导教师:江国强杨艺敏 ２01１年04月20日
实训题目:智能电子抢答器 1.系统设计 1．1 设计要求 1.1．１设计任务 设计并制作一台智能电子抢答器。 1．１．2 技术要求 ①用EＤＡ实训仪的I/O设备和PＬD芯片实现智能电子抢答器的设计。 ②智能电子抢答器可容纳４组参赛者抢答,每组设一个抢答钮。 ③电路具有第一抢答信号的鉴别和锁存功能。在主持人将复位按钮按下后开始抢答，并用EDA实训仪上的八段数码管显示抢答者的序号，同时扬声器发出“嘟嘟”的响声，并维持3秒钟,此时电路自锁,不再接受其他选手的抢答信号。 ④设计一个计分电路，每组在开始时设置为1０0分,抢答后由主持人计分，答对一次加10分,答错一次减10分。 ⑤设计一个犯规电路,对提前抢答和超时抢答者鸣喇叭示警，并显示犯规的组别序号。 1.２方案比较 (1）设计制作一个可容纳四组参赛者的数字智力抢答器,每组设置一个抢答按钮。 （２）电路具有第一抢答信号的鉴别和锁存功能。在主持人按下复位按钮后，若参加者按抢答开关，则该组指示灯亮。此时，电路应具
备自锁功能，使别组的抢答开关不起作用。 （3）自锁后，用八段数码管显示抢答者的序号，同时指示灯亮。（4）设置计分电路。每组在开始时预置成１00,抢答后由主持人计分,答对一次加1０，否则减10分。 （5)电路具有淘汰功能,当每组的10０分减少到０时，该组被淘汰,以后每次抢答,该组抢答按钮都无效。 １.3 方案论证 1.3.1 总体思路 总体分为四部分：倒计时模块、计分模块、抢答模块和分屏显示模块。 倒计时模块用一个2００0０00０分频。产生一个进位，连接一个3０的减法计数器构成。 计分模块中分为两部分,一部分用于计分，另一部分用于处理计数器的进制问题，当加到A时自动向前进位,并且把Ａ变为0。当减少到F时，向前借位,并且把F变为９。这就实现了把十六进制变成一般用的十进制。 抢答模块分两部分,复位模块和抢答模块，每次抢答都要初始化按键。抢答模块又分为误抢，无人抢答和正确抢答。每次抢答，当有一组按下抢答，立即锁定,亮相应的分数和组号,并且亮起各种抢答所对应的灯信号。(即所要求的蜂鸣器) 分屏显示模块中用每次抢答的组号作为输入,当抢答后立即换屏显示其组号分数。 1.3.2 设计方案
附件：八路抢答器电路设计教学设计 教学设计模板 聚焦教学重难点的信息化教学设计 课题名称：八路抢答器电路设计 、教学内容分析 1、抢答器具有定时抢答的功能，且一次抢答的时间可以由主持人设定 （如 30s ）。 当节目主持人启动“开始”键后，要求定时器立即减计时，并用显示器显示，同时蜂 鸣器发出声响。 2、参赛选手在设定的时间内抢答，抢答有效，定时器停止工作，显示器上显示 选手的编号和抢答时刻的时间，并保持到主持人将系统清零为止。 3、如果定时抢答的时间已到，却没有选手抢答时，本次抢答无效，系统短暂报 警，并封锁输入电路，禁止选手超时后抢答，时间显示器上显示 、教学目标 1、培养数字电路的设计能力。 2、掌握抢答器电脑设计方法。 三、学习者特征分析~ 14春学生，基础还可以，面临毕业，学习积极性不高，但是动手能力强。 四、教学策略选择与设计 1、设计总体框 2、单元电路设计方案和原理说明 3?报警电路设计 五、教学重点及难点 1、 重点：数码显示管的使用。 2、 难点：安装调试 六、教学过程 1设计内容 a 设计一个智力竞赛抢答器，可同时供 8名选手或8个代表队参加比赛，他们的 姓名: 刘李丽 工作单位: 陕西省山阳县职教中心 学科年级: 高二 教材版本: 咼教版 00。
编号分别是1、2、3、4、5、6、7、8,各用一个抢答按钮，按钮的编号与选手的编 号相对应，分别是S0、S、S2、S3、S4、S5、S6、S7o b给节目主持人设置一个控制开关，用来控制系统的清零（编号显示数码管灭灯）和抢答的开始。 c抢答器具有数据锁存和显示的功能。抢答开始后，若有选手按动抢答按钮，编号立即锁存，并在LED数码管上显示出选手的编号，同时蜂鸣器给出音响提示。此外, 要封锁输入电路，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 清零为止。 d.用中小规模集成电路组成智力竞赛抢答器电路，画出各单元电路图和总体逻辑 框图，正确描述各单元功能，合理选用电路器件，画出完整的电路设计图以及写出设 计总结报告2设计要求 a抢答器具有定时抢答的功能，且一次抢答的时间可以由主持人设定（如30s）o当节目主持人启动“开始”键后，要求定时器立即减计时，并用显示器显示，同时蜂鸣 器发出声响。 b参赛选手在设定的时间内抢答，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时刻的时间，并保持到主持人将系统清零为止。 c如果定时抢答的时间已到，却没有选手抢答时，本次抢答无效，系统短暂报警, 00o 并封锁输入电路，禁止选手超时后抢答，时间显示器上显示3、设计总 体框 如图（一）所示为八路智力竞赛抢答器的总体方框图。其工作原理如下:
智能八路抢答器设计
智能八路抢答器设计 1引言 1.1设计目的 此设计采用AT89C52单片机为核心控制元件，结合数码管、蜂鸣器、发光二极管等器件构成一个简易的八路抢答器。利用了单片机的按键复位电路、时钟电路、定时中断等电路，设计的抢答器具有实时显示抢答功能。 1.2设计要求 （1）设计一个可供8人进行抢答的抢答器。 （2）系统设置复位按钮，按动后，重新开始抢答。 2设计方案及原理 2.1设计方案 （1）复位电路 89C52的复位输入引脚RST为89C52提供了初始化的手段，可以使程序从指定处开始执行，在89C52的时钟电路工作后，只要RST引脚上出现超过两个机器周期以上的高电平时，即可产生复位的操作，如果RST保持高电平，则单片机循环复位。只有当RST由高电平变低电平以后，89C52才从0000H地址开始执行程序。本系统采用按键复位方式的复位电路。 （2）时钟电路 89C52的时钟可以由两种方式产生，一种是内部方式，利用芯片内部的振荡电路；另外一种为外部方式。本论文根据实际需要和简便，采用内部振荡方式。89C52内部有一个用于构成振荡器的高增益反相放大器，引脚XTAL1和XTAL2分别是此放大器的输入端和输出端。这个放大器与作为反馈元件的片外晶体或陶瓷谐振器一起构成一个自激振荡器。 （3）输入电路 抢答器输入信号由八个小按键控制，八个按键连接在P2口当有键按下的时候，就产生了有效的输入信号，使与这个按键相连的引脚变为低电平,产生一个低电平的输入信号。 2.2系统组成框图 该系统的组成框图如图1所示，在89C52单片机的P2口接上八个开关用于八路抢答；P3.2口接启动开关，用于主持人控制抢答是否开始；在RST脚接复位开关用于清零；在P1.0口接蜂鸣器用于开始提示和超时后报警；在P0口接三个数码管
电子工艺实习报告 1.实验内容： 学习电子工艺理论，包括焊接技术、常用器件和八路抢答器原理等等； 在练习板上进行焊接练习，包括至少四十个电阻（包括立式和卧式）、四十根导线（包括硬线和软线）；根据所学内容和所给材料焊接八路抢答器并验收。 2.实验目的： 初步了解和学习电子工艺的相关知识理论，通过实际焊接提高动手能力，加深对知识的理解，为以后的专业学习打好基础。 3.焊接技术： ·电烙铁分为外热式、内热式、恒温式和吸锡器电烙铁，握法分为正握法、反握法、握笔法三种。镀锡防止氧化，使用后保持电烙铁清洁挂 锡，以防再次加热时出现氧化。 ·焊料：易熔的金属合金又称焊锡丝，特点是熔点比被焊物的熔点低，450度以上称硬焊料，450度以下称软焊料。作用是将被焊物连接在 一起。 ·焊剂包括松香、焊油、镪水等，作用是清除被焊物表面氧化物及杂质，保证焊锡及被焊物之间发生合金反应。 ·焊接工艺要求：焊接的机械强度要足够；焊接可靠，保证导电性能良好；焊点表面要光滑清洁，不能出现焊点表面粗糙、拉尖、毛刺等现 象。 ·操作要领：焊接时烙铁与引线、印制板、铜箔之间的接触位置关系； 焊接的温度和时间要掌握好；焊接时被焊物要固定；焊料使用要适量，将焊锡丝和电烙铁同时作用于被焊物两端，当焊料的扩散范围达到要 求后，迅速拿开烙铁和焊锡丝，拿开焊锡丝的时间不得迟于拿开烙铁 的时间；焊点重焊时必须与上次的焊锡一同溶化，并溶为一体时才能 把电烙铁移开；剪掉多余引线。 ·拆焊：依据情况分为用烙铁直接解焊、采用专用工具、采用吸锡烙铁或吸锡器、利用铜丝编织的屏蔽线电缆或较粗的多股导线用为吸锡材 料等方法。 4.对元器件焊接要求： 遵循先小后大，先低后高，先轻后重，先内后外的原则；电阻标记方向一致、高低一致；电容标记方向要容易看，先焊无极性电容再焊有极性的；二极管正负极性一致、高低一致；集成芯片先弄清引脚顺序，再焊对角然后依次从左到右从上到下焊起，时间不超过3秒。 5.元器件的装配工艺及绘制电路板图： ·元器件的插装方法分为卧式和立式； ·布局布线：布置均匀，密度一致，横平竖直，不许斜排或交叉重排，避免相互干扰； ·上下级输出输入要紧接。 6.工业生产焊接技术：包括浸焊、波峰焊、再流焊。 7.焊接技术的发展。 8.元器件介绍：
数字竞赛抢答器课程设计Verilog语言实现
可编程器件与应用课程设计报告 姓名：XXX 学号：XXXXXXXXXX 专业班级：信息XXX 题目：数字式竞赛抢答器 指导老师：
一、绪论 背景： 随着电子技术的发展，可编程逻辑器件（PLD）的出现，使得电子系统的设计者利用EDA（电子设计自动化）软件，就可以独立设计自己的专用集成电路（ASIC）器件。可编程逻辑器件是一种半导体集成器件的半成品。在可编程逻辑器件的芯片中按一定方式（阵列形式或单元阵列形式）制作了大量的门、触发器等基本逻辑器件，对这些基本器件适当地连接，就可以完成某个电路或系统的功能。 数字式竞赛抢答器控制系统是工厂、学校和电视台等单位举办各种智力竞赛等娱乐活动中经常使用的重要基础设备之一。目前设计抢答器的方法很多，例如用传统的PCB板设计、用PIC 设计或者用单片机设计。而用Verilog可以更加快速、灵活地设计出符合各种要求的抢答器，优于其他设计方法，使设计过程达到高度自动化。本文介绍的4路数字式竞赛抢答器基于Verilog 语言、以EDA技术作为开发手段、采用CPLD （复杂的可编程逻辑器件）作为控制核心设计而成。与传统设计相比较，不仅简化了接口和控制，
也提高了系统的整体性能和工作可靠性，具有电路简单、成本低廉、操作方便、灵敏可靠等优点。意义： 数字式竞赛抢答器作为一种电子产品，早已广泛应用于各种智力和知识竞赛场合，但目前所使用的抢答器存在分立元件使用较多，造成每路的成本偏高，而现代电子技术的发展要求电子电路朝数字化、集成化方向发展，因此设计出数字化全集成电路的多路抢答器是现代电子技术发展的要求。 二、实现方案 设计要求： 1、设计一个可容纳4组参赛的数字式抢答器，每组设一个按钮，供抢答使用。 2、抢答器具有第一信号鉴别和锁存功能，使除第一抢答者外的按钮不起作用。 3、设置一个主持人“复位”按钮。 4、主持人复位后，开始抢答，第一信号鉴别锁存电路得到信号后，有指示灯显示抢答组别，扬声器发出2~3秒的音响。 5、设置一个计分电路，每组开始预置5分，由主持人记分，答对一次加1分，答错一次减1分。
八路抢答器设计与制作 一、电路功能 1．主持人控制抢答器工作。 2．抢答有效时间为主持人按下按键后5秒内，其他时间按动抢答键无效。 3．抢答选手编号为0、1、2、3、4、5、6、7。抢答开始后，若五秒内有人抢答，则由LED数码管显示最先抢答选手编号，否则无显示。 4．抢答开始后由蜂鸣器发出5声1秒的提示音，若在5秒内有人抢答，蜂鸣器立刻停止提示音。并显示抢答选手编号。 二、电路基本参数 输入电压Vcc=5v 三、电路原理框图 图3-1 八路抢答器组成电路 四、设计要求 5．有八个抢答按键，一个主持人控制按键。 6．抢答有效时间为主持人按下按键后5秒内，其他时间按动抢答键无效。 7．抢答选手编号为0、1、2、3、4、5、6、7。抢答开始后，若五秒内有人抢答，则由LED数码管显示最先抢答选手编号，否则无显示。 8．抢答开始后由蜂鸣器发出5声1秒的提示音，若在5秒内有人抢答，蜂鸣器立刻停止提示音。
五、 电路原理图及工作原理介绍 电路原理图如图2-1所示。 图2-1八路抢答器原理图 图中70K K -为8个抢答按键。74LS148为8线/3线优先编码器，其逻辑功能如表2-1所示。8路输入信号70D D -以及编码输出信号70A A -均为负逻辑。EI 为使能控制端，低电平有效，当EI=0时，正常编码，否则所有输出端均为高电平。当EI=0时，且70D D -有输出时，0s =G ，否则1s =G ，可见GS 为低电平时74LS148正常编码且有输入。当EI=0时，且70D D -无输入时，EO=0,可见EO 为低电平时表示74LS148正常编码且无输入。 74LS279为4RS 触发器，输入信号低电平有效。其中，第一和第三RS 触发器有两个置1端。看8K 为主持人控制键，按下8K 将第一至第三RS 触发器复位，将第四RS 触发器置1。在正常抢答期间，74LS279作为锁存器，将编码输出70A A -和GS 锁存，其中02A A -反相输出，从而将负逻辑编码变为正逻辑，GS 同相输出。最后，编码信号经7段显示译码器74LS48译码由LED 显示抢答选手编号。74LS48内部有2K 上拉电阻，可直接驱动共阴LED ，不需要串联限流电阻。 由555定时器构成多谐振荡电路，震荡周期S C R R T 1)(7.011110≈+=,占空比 %7.66211 1011 10≈++= R R R R D 。该信号既是倒计数电路的时钟脉冲，又是蜂鸣器的发声的 定时脉冲。由74LS192构成5秒倒计时电路。主持人按下8K 时，计数器置为6，然后开始倒计数，经6个脉冲后，计数值为0，以后保持0不变，除非主持人再次按下8K 置数，因为计数器最高输出D Q 端与异步清零端CLR 相连，当计数器为0时若继续倒计数，则D Q =1，使计数器清零。 主持人按下按键8K 复位后，计数器输出为6，前5个计数脉冲到来后，计数器输出分别为5、4、3、2、1，或门1G 输出高电平，若无人抢答，则与非门2G 打开，时钟