Quartus六路搶答器實(shí)驗(yàn)報(bào)告

1、搶答器實(shí)驗(yàn)報(bào)告一、 搶答器的功能介紹：1、 基本功能：（1） 搶答器同時(shí)供6名選手比賽，分別用6個(gè)按鈕S0  S5表示。（2） 設(shè)置一個(gè)系統(tǒng)清除和搶答控制開(kāi)關(guān)S，該開(kāi)關(guān)由主持人控制。（3） 搶答器具有鎖存與顯示功能。即優(yōu)先鎖存搶答選手的編號(hào)，并顯示在數(shù)碼管上，揚(yáng)聲器發(fā)出音響提示。此時(shí)其它選手再按鍵無(wú)效。優(yōu)先搶答選手的編號(hào)一直保持到主持人將系統(tǒng)清除為止。 顯示選手編號(hào)并有提示音，屏蔽他人按鍵選手搶答主持人按開(kāi)始鍵 主持人按清除鍵 2、 擴(kuò)展功能：（1） 搶答器具有定時(shí)搶答功能，且一次搶答的時(shí)間由主持人設(shè)定（如30秒）。當(dāng)主持人啟動(dòng)“開(kāi)始

2、”鍵后，定時(shí)器進(jìn)行減計(jì)時(shí)顯示。主持人按“開(kāi)始” 鍵前搶答給以警告，搶答選手的LED閃爍（2） 參賽選手在設(shè)定的時(shí)間內(nèi)搶答后，定時(shí)器停止減計(jì)時(shí)。（3） 如果定時(shí)時(shí)間已到，無(wú)人搶答，本次搶答無(wú)效，系統(tǒng)報(bào)警并禁止搶答，定時(shí)顯示器上顯示00。二、搶答器總體方案設(shè)計(jì)及原理圖；1、總體方案圖（1）主持人有開(kāi)始鍵和復(fù)位鍵，按下開(kāi)始鍵后才能開(kāi)始搶答，否則犯規(guī)。其他六個(gè)人設(shè)有六個(gè)按鍵。按鍵中加有除顫裝置。（2）搶答后選手的號(hào)碼用數(shù)碼管顯示，正常搶答后顯示搶到的選手號(hào)碼，并有鈴聲響起,如果在主持人按開(kāi)始鍵前有人搶答，則選手的指示燈會(huì)閃爍，并有報(bào)警音響起。（3）如果10秒內(nèi)沒(méi)有搶答，則說(shuō)明該題超

3、時(shí)作廢。由兩片74192做定時(shí)器來(lái)控制開(kāi)始后搶答的時(shí)間一片74192控制蜂鳴器響。一片控制警報(bào)響多久選手搶答，鎖存選手的號(hào)碼按鍵裝置，含有除顫功能選手、主持人按鍵輸入主持人未開(kāi)始，選手搶答，指示燈閃爍警告三、 搶答器單元模塊設(shè)1、 鍵入模塊（1）、除顫裝置除顫裝置的原理是：在按鍵操作時(shí)，機(jī)械觸點(diǎn)的彈性及電壓跳動(dòng)等原因。在觸點(diǎn)閉合或開(kāi)啟的瞬間會(huì)出現(xiàn)電壓的抖動(dòng)，如果不進(jìn)行處理就會(huì)造成誤操作。按鍵去抖動(dòng)的關(guān)鍵在于提取穩(wěn)定的低電平狀態(tài)。如果連續(xù)幾次為低電平，可以認(rèn)為信號(hào)已經(jīng)處于穩(wěn)定狀態(tài)，此時(shí)輸出一個(gè)低電平按鍵信號(hào)。即：當(dāng)給與D觸發(fā)器一個(gè)100hz的脈沖信號(hào)，選手按鍵后（為低電平）經(jīng)過(guò)多個(gè)D觸發(fā)器觸發(fā)，

4、最后輸出穩(wěn)定的低電平。（2）、總的鍵入裝置鍵入裝置原理：六位選手和主持人的輸入后均除顫裝置，在主持人后接有一個(gè)T觸發(fā)器，T觸發(fā)器是保證輸出的信號(hào)與T保持一致，即輸出為高電平，且由主持人觸發(fā)。(3)、仿真后的波形圖：此圖說(shuō)明當(dāng)選手k2按下后，經(jīng)過(guò)除顫裝置輸出的為低電平，其他選手沒(méi)有按鍵，因此輸出的是高電平，當(dāng)主持人是高電平是即使T觸發(fā)器觸發(fā)，因此輸出的S是高電平。2、 搶答器模塊：(1)、原理圖圖中芯片74148為優(yōu)先編碼器，只用六個(gè)按鍵，EIN為使能端，當(dāng)為低電平時(shí)芯片工作，工作時(shí)GSN為低電平，EON為高電平。三個(gè)輸出中每個(gè)輸出接一個(gè)RS觸發(fā)器，RS觸發(fā)器的作用是取反，例如：當(dāng)選手三按下后，

5、74148輸出為100，經(jīng)過(guò)RS觸發(fā)器，輸出為011，經(jīng)過(guò)7448譯碼器顯示的即為011。Q1輸出的即為鎖存的號(hào)碼。（2）仿真后的波形圖此圖說(shuō)明當(dāng)選手四按鍵后，即輸入為低電平，由7448的真值表十進(jìn)制A3A2A1A0abcdefg401000110011顯示可得輸出的ABCDEFG與真值表符合。3、 控制蜂鳴器響以及響多久的模塊上面的74192芯片是控制蜂鳴器是否響的一個(gè)重要組成部分，其原理是：起初置數(shù)0010，左面選手按鍵后輸入的為低電平，經(jīng)過(guò)一個(gè)非門(mén)后為高電平。74192芯片的BON端是借位端，因此在開(kāi)始時(shí)為高電平，兩個(gè)高電平到達(dá)DN觸發(fā)74192可逆計(jì)數(shù)器減一，從0010變?yōu)?001，A

6、輸出為1，BCD輸出為0，經(jīng)過(guò)或非也為高電平。下面的74192芯片是控制蜂鳴器響的時(shí)間，其工作原理是：起初置數(shù)為1000，此時(shí)輸出為xx為高電平即是蜂鳴器響的一個(gè)必要條件。給一個(gè)頻率以及CON進(jìn)位端起初為高電平，經(jīng)過(guò)與門(mén)到達(dá)UP觸發(fā)74192可逆計(jì)數(shù)器加一，從1000變?yōu)?001，因此輸出AD均為高電平，xx輸出為低電平，此時(shí)蜂鳴器不再響。4、 定時(shí)器模塊：（1）、原理圖搶答器模塊的原理圖是由兩片74192可逆計(jì)數(shù)器和兩片7448七段譯碼器組成。上面的74192芯片起初置數(shù)為0001，下面的74192芯片起初置數(shù)為0000，兩個(gè)芯片組成10進(jìn)制倒計(jì)時(shí)。上面的為視為，下面的為個(gè)位。Q為低電平加一個(gè)非變?yōu)楦唠娖接|發(fā)下面的芯片DN減一，由于一開(kāi)始為0000減一時(shí)要向高位借一，依次下去即為倒計(jì)時(shí)。并通過(guò)7448在數(shù)碼管中顯示出來(lái)。（2）、仿真后的波形圖此圖說(shuō)明在finish為高電平時(shí)即搶答開(kāi)始，此時(shí)十位的74192芯片在1和0之間變換，當(dāng)為高電平時(shí)，個(gè)位的74192芯片顯示的均為0，當(dāng)為低電平時(shí)，十位的74192芯片顯示的為從9到0。在finish為低電平時(shí)，此時(shí)搶答結(jié)束，即數(shù)碼管上顯示00。5、分頻器(1)、原理圖：48MHZ經(jīng)過(guò)一個(gè)74161芯片（為3分頻）變?yōu)?6MHZ，再經(jīng)過(guò)3個(gè)74160芯片（為1000分頻），變?yōu)?