基于Multisim的智力竞赛抢答器(共13页).doc

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1、精选优质文档-倾情为你奉上电子技术课程设计报告题 目：基于Multisim的智力竞赛抢答器的设计与仿真 学生姓名： 马珂 学生学号： 年 级： 2013级 专 业： 通信工程 班 级： 2013（2） 指导教师： 张水锋 电子工程学院制2015年3月基于Multisim的智力竞赛抢答器的设计与仿真学生：马珂指导教师：张水锋电子工程学院 通信工程专业1 设计任务与要求1.1 设计的任务 设计一个四人参赛用的数字竞赛抢答器，通过数显、灯光、音响等多种手段判断抢答优先权。采用multisim软件进行电路图的绘制以及仿真，用七段锁存译码驱动集成电路CD4511、LED数码显示管、编码二极管、电阻、74

2、LS08N、74LS00N、74LS04以及蜂鸣器等实现四路智力抢答器。 1.2 设计的要求 （1）4名选手编号为： 1、2、3、4，各有一个抢答按钮，按钮的编号与选手的编号对应，分别为J1，J2，J3，J4。 （2）给主持人设置一个控制按钮j5，用来控制系统清零和抢答的开始。 （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，该选手编号立即锁存，并在抢答显示器上显示该编号，同时扬声器给出音响提示，封锁输入编码电路，禁止其他选手抢答。抢答选手的编号一直保持到主持人将系统清零为止。 1.3 设计的结构与原理（1）四路智力抢答器电路由四大部分组成：抢答编码电路、译码数显电路、

3、优先锁存门控电路、声响报警电路组成。所用的器件主要有锁存器74LS08N、译码器4511BP_5V（即CD4511）、LED数码管、蜂鸣器等。（2）抢答电路中主持人通过开关K控制锁存器，当主持人开关打在高电平1时，抢答开始，J1、J2、J3、J4四位选手按下抢答开关即可在数码管上显示该组的组号并且锁存，其他各组再抢答均无作用。2 方案原理电路设计2.1 各单元分电路（1）译码数显电路（功能是将收到的BCD码译码成十进制数并通过数码管显示出来）图1译码数显电路（2）抢答编码电路（功能主要是任意按下一个按键都可以编成BCD码）图2抢答编码电路（3）优先锁存门控电路（主要功能是当任意一个按键被按下时

4、锁存相应的编号及允许抢答和清零复位的功能）图3优先锁存门控电路 （4）声响报警电路（功能主要是在抢答成功后发出声响以示抢答成功）图4声响报警电路2.2 特殊元件介绍（1）译码器图5译码器 BI：4脚是消隐输入控制端，当BI=0 时，不管其它输入端状态如何，七段数码管均处于熄灭状态，不显示数字。LT：3脚是测试输入端，当BI=1，LT=0 时，译码输出全为1，不管输入状态如何，七段均发亮，显示“8”。它主要用来检测数码管是否损坏。LE：5脚是锁定控制端，当LE=0时，允许译码输出。 LE=1时译码器是锁定保持状态， 译码器输出被保持在LE=0时的数值。DA、DB、DC、DD、为8421BCD码输

5、入端。a、b、c、d、e、f、g：为译码输出端，输出为高电平1有效。 （2）蜂鸣器图6译码器 蜂鸣器BUZZER当有一个高电平施加在蜂鸣器上时蜂鸣器就会发出声音，用于提醒抢答成功。 （3）七段数码显示管 图7七段数码显示管 7段数码管是由7个独立的二极管采用共阴或共阳的方法连接而成。通常将这7 个独立的二极管做成a、b、c、d、e、f、g这7个笔划。通过一个7位的二进制电平信号就可以显示出想要的结果。例如，点亮二极管b、c，数码管将会显示数字1，点亮a、b、c、d、e、f、g，数码管将会显示数字0。所以，数码管的显示需要有7根连线。2.3 总电路原理图图8总电路原理图3 安装调试与仿真 利用m

6、ulsitim连接电路进行仿真。 （1）当选手1按下按钮时，他面前的灯闪烁一次（微动开关自带红色闪灯），同时数码管显示他的编号1。Mulsitim仿真图如下所示图9 1号抢答成功图（2）当选手2按下按钮时，他面前的灯闪烁一次（微动开关自带红色闪灯），同时数码管显示他的编号2。Mulsitim仿真图如下所示图10 2号抢答成功图 （3）当选手3按下按钮时，他面前的灯闪烁一次（微动开关自带红色闪灯），同时数码管显示他的编号3。Mulsitim仿真图如下所示图11 3号抢答成功图 （4）当选手4按下按钮时，他面前的灯闪烁一次（微动开关自带红色闪灯），同时数码管显示他的编号4。Mulsitim仿真图如

7、下所示图12 4号抢答成功图 （5）主持人开始与清零调试。Mulsitim仿真图如下所示图13 主持人清零图图14 主持人开始图4 性能测试与分析 电路设计如以上所示，利用Multisim进行仿真，仿真结果和设计要求相符。当抢答者按下面前的按钮时，闪灯闪烁一次，同时数码管显示对应序号，并且直至总复位开关清零为止；当总复位开关再次按至开始按钮时，才开始下一次抢答。 通过对系统的功能和参数都符合设计的要求。抢答器具有第一个抢答信号的鉴别锁存及显示功能。即有抢答信号输入时，锁存相应的编号，并在LED中显示出来，同时扬声器发出声响，此时在按其他任何一个抢答器开关均无效，优先抢答选手的编号一直保持不变，

8、直到主持人将系统清零为止。5 结论与心得此次设计过程中，我对所使用到的器件和思想有了更深刻的认识。把所学的东西和实际结合起来，这是学有所用的一种体现。 通过这次设计我学到了知识，开阔了思路，增加了考虑问题的角度。此次设计圆满完成，但也有不足之处。例如，当数码管的输入电阻过大时，数码管将不能正常显示。通过此次设计，我们进一步加深了对数字电路知识的认识与理解，掌握了四人智力竞赛抢答器电路的设计与调试方法。更加熟练的运用Multisim仿真软件，并学习了运用软件测试、调试、改进电路。培养了独立思考、分析、解决问题的能力，并培养了我们的动手能力。 最后，我要感谢老师的指导，谢谢。6 参考文献 1刘文武.基于multisim10的16路智力竞赛抢答器的设计与仿真J.厦门理工学院学报,2012,1.2罗映祥.基于multisim的智力竞赛抢答器的设计与仿真J.微计算机信息,2011,9.3蒋黎红.模电数电基础实验及multisim7仿真M.浙江大学出版社,2007,3.指导教师评语成绩（60%）指导教师签字：年 月 日答辩过程及评价成绩（40%）答辩小组签字：年 月 日院综合意见综合成绩分管院长签字（盖章）：年 月 日专心-专注-专业