西安电子科技大学
硕士学位论文
H.264 CAVLC解码器的硬件设计与实现
姓名：高玉娥
申请学位级别：硕士
专业：通信与信息系统
指导教师：吴成柯
20080101
第一章绪论３
［９１、分形编码【１０。１２１、基于神经网络的编码、小波变换和子带编码【１３１和模型基编码‘１４１等。
图像／视频编码技术真正走向实用化、产业化并得到飞速发展的重要标志之一就是一系列图像，视频编码国际标准的制订。在国际标准化组织（ＩＳ０）、国际电工委员会（ＩＥＣ）和国际电信联盟（ＩＴＵ．Ｔ）等组织的协调下，对不同时期图像编码的研究成果进行了整理和加工，制订了几类通用的压缩编码国际标准（图１．１）。这些标准代表了不同时期图像编码的发展水平，不仅极大地推动了数据压缩编码技术的实用化、产业化，同时也在一定意义上刺激了信源理论研究的进一步拓展。
图１．１图像／视频压缩编码国际标准的发展历史
联合二值图像组（ＪＢＩＧ）【ｌ５】制订了用于二值图像或低精度灰度图像编码的适合渐迸传输的无损压缩国际标准ＪＢＩＧ。联合图像专家组（ＪＰＥＧ）【１６】主要负责灰度和彩色静止图像编码的标准化工作。在２０００年，ＪＰＥＧ专家组又制订了最新的国际标准ＪＰＥＧ．２０００［１７１。活动图像专家组（ＭＰＥＧ）则负责制订用于数字存储的活动图像及伴音的编码标准。１９９３制订了在ＣＤ．ＲＯＭ、硬盘等媒介上存储ＣＩＦ格式视频的ＭＰＥＧ．１标准，其比特率小于１．５Ｍｂｐｓ［１８】。１９９５年制订了ＭＰＥＧ－２标型”，将比特率扩大到１０～２０Ｍｂｐｓ并支持ＨＤＴＶ格式。近年来又制订了应用范围更加宽广的基于视频对象编码的ＭＰＥＧ－４标准［２０１，以及用于数字图书馆的基于内容检索的ＭＰＥＧ．７标准【２“。为了适应可视电话和会议电视的需要，ＩＴｕ－Ｔ的可视电话专家组于１９９３年制订了面向ＩＳＤＮ传输的Ｈ．２６１标准（ｐ×６４ｋｂｐｓ）（２２】，在１９９６年和１９９８年又分别推出了适合低码率传输的Ｈ．２６３［２３】及其改进版本Ｈ．２６３＋标准剀。前进的步伐不会停止，各种新的编码算法不断推陈出新，图像编码仍在朝着编码效率高、网络适应性好、抗误码能力强的方向不断发展，标志之一是２００３年推出的Ｈ．２６４视频编码标准【２”。
国内关于视频通信的研究近些年来迅速发展起来。２００２年，中国信息产业部成立的音视频技术标准（Ａ、，ｓ）工作组宣布准备针对移动多媒体、广播、ＤｖＤ等应用编写一份国家标准。该视频标准称为ＡＶＳｔ２６０７１，由两个相关部分组成：针对
天津大学 课程设计任务书 2012 —2013 学年第 1 学期 电子与信息工程系电子信息工程专业 课程设计名称： EDA技术及应用 设计题目：通信编解码器设计 完成期限：自 2013 年 1月 4 日至 2013 年 1 月 10 日共 1 周 一．课程设计依据 在掌握常用数字电路原理和技术的基础上，利用EDA技术和硬件描述语言，EDA开发软件（Quartus Ⅱ）和硬件开发平台（达盛试验箱CycloneⅡFPGA）进行初步数字系统设计。 二．课程设计内容 采用状态机结构设计简易串行数据编码器，实现NRZ码转换为差分码，双相码和曼彻斯特码功能，串行数据速率为9600bit/s，扩展设计：超采样，频率1MHz实现数据实现960bit/s传输。要求通过仿真验证。 三．课程设计要求 1.要求独立完成设计任务。 2.课程设计说明书封面格式要求见《天津城市建设学院课程设计教学工作规范》附表1 3.课程设计的说明书要求简洁、通顺，计算正确，图纸表达内容完整、清楚、规范。 4.测试要求：根据题目的特点，采用相应的时序仿真或者在实验系统上观察结果。 5.课设说明书要求： 1)说明题目的设计原理和思路、采用方法及设计流程。 2)系统框图、VHDL语言设计清单或原理图。 3)对各子模块的功能以及各子模块之间的关系作较详细的描述。 4)详细说明调试方法和调试过程。 5)说明测试结果：仿真时序图和结果显示图。并对其进行说明和分析。 指导教师（签字）： 教研室主任（签字）： 批准日期： 2012年 12 月 22 日
目录 第一章通信解码器概述 (1) 1.1 几种码的介绍 (1) 1.1.1 NRZ码 (1) 1.1.2 差分码 (1) 1.1.3 曼彻斯特码(又称双相码) (1) 1.2 总体方案概述 (2) 1.3 用状态机设计差分码编码器 (2) 1.3.1 状态机简介 (2) 1.3.2 对编码器的设计 (3) 1.4 曼彻斯特码模块程序 (3) 第二章转码器的设计与仿真 (6) 2.1 功能描述 (6) 2.2 差分码源程序（基于Verilog HDL语言） (6) 2.3 功能模块的仿真 (7) 2.4 曼彻斯特码源程序（基于Verilog HDL） (8) 2.5 功能模块仿真 (10) 第三章转码器的综合及硬件验证 (11) 3.1 转码器码的综合 (11) 3.1.1 曼彻斯特码转码器 (11) 3.1.2 差分码转码器 (11) 3.2 图形文件 (11) 第四章转码器的设计总结 (12) 4.1 设计调试 (12) 4.2 设计心得 (12) 参考文献 (13)
智能抢答器设计 评分: 题目: 智能抢答器设计 学生姓名: 专业: 电气工程及其自动化 班级: 学号: 指导教师: 计算机与电子信息学院 智能抢答器设计 1 【摘要】:针对目前各种竞赛活动中所使用的抢答器的特点与不足,结合单片机应用系统的优点,提出了以单片机为控制核心的智能抢答器控制系统,给出了单片机控制的智能抢答器的硬件控制电路和汇编语言程序设计。 【关键词】: 抢答器单片机控制软硬件键盘扫描电路 第一章: 绪论 抢答器是为智力竞赛参赛者答题时进行抢答而设计的一种优先判决器电路，广泛应用于各种知识竞赛、文娱活动等场合。以前的抢答器大部分都是基于数字电路组成的，制作过程复杂，而且准确性与可靠性不高，成品面积大，安装、维护困难。 1.1 智能抢答器的发展现状 随着电子技术的发展，现在的抢答器功能越来越强，可靠性和准确性也越来越高。能够实现抢答器功能的方式有多种，可以采用前期的模拟电路、数字电路或模
拟与数字电路相结合的方式，但这种方式制作过程复杂，而且准确性与可靠性不高，成品面积大。 对于目前抢答器的功能描述，如涵盖抢答器、抢答限时、选手答题计时及犯规组号抢答器具有抢答自锁，灯光指示、暂停复位、电子音乐报声、自动定时等功能，还有工作模式的切换和时间设定，对于这些，随着科学技术的发展，肯定还要得到进一步的改进。一般都要趋向于智能化。 1.2 抢答器的背景和特点 在各类竞赛中，特别是做抢答题时，在抢答过程中，为了知道哪一组或哪一名选手先答题，必须要有一个系统来完成这个任务。如果在抢答过程中，只靠人的视觉是很难判断出哪组先答题。利用单片机来设计抢答器，使以上问题得以解决，即使有两组的抢答时间相差几微秒，也可分辨出哪组优先答题。 抢答器是一种应用非常广泛的设备，在各种竞赛、抢答场合中，它能迅速、客观地分辨出最先获得发言权的选手。早期的抢答器只由几个三极管、可控硅、发光管等组成，能通过发光管的指示辨认出选手号码。现在大多数抢答器均使用单片机(如MCS-51型)和数字集成电路，并增加了许多新功能，如选手号码显示、抢按前或抢按后的计时、选手得分显示功能。像这类抢答器，制作过程简单， 2 准确性与可靠性高，而且安装维护简单。 对于抢答器的应用，如早期的数字电路，随着科技的逐步发展，进而到了单片机的控制来实现其功能，而且功能齐全，电路简单，成本低，性能高，真正朝着有利的方向发展。 第二章:抢答器的系统概述 2.1 六路抢答器设计功能要求
计算机软硬件系统的组成及主要技术指标 硬件组成一般包括：CPU(中央处理器）、内存、主板、显卡、硬盘、显示器、键盘鼠标、音箱等其它外设，有时还有各种专用的设备如扫描仪、打印机、智能卡等，当然还应该有机箱、电源、导线、信号线等基础东西。硬件性能指标：CPU：要看主频（就是xxGHz那个参数），现在还要看核心数（单核、双核甚至四核），架构，步进制程，二级三级缓存，前端总线频率、外频、倍频等等指标。一般都是越高越好。基本总体性能与价格正比（同品牌同类型条件下）内存：容量（512M、1G、2G等），速度（667/800/1066等），技术（DDR、DDR2、DDR3等），现在主流是DDR2 800MHz，质优价廉，但如果是老主板插不上ddr2只能差ddr的，既贵又慢容量又小。所以性能并不和价格正比。主板：主要看芯片组（南桥/北桥），芯片组分为Intel、AMD、SiS、nvidia等多家，不同家的没可比性，现在最多的是Intel和AMD两家。Intel由大致低到高是815、845、865、915、945、P31、P35、P43、P45等等，还有G31、G43、X38、X48等，目前比较多的是P35、P43、P45；AMD主要的是770、780、790芯片；nvidia有nf520、Mcp78等。上面都是北桥芯片（主芯片），南桥一般是I/O控制类的，一般随北桥档次提升，有ICH7、8、9、10（intel），SB600、700、750（AMD）。除此外还要看提供的接口、支持的内存、有没有集成显卡等等。价格除了和芯片有关外，还与生产厂商有巨大关系。比如华硕的P35可能贵于杂牌昂达的P45。性能
附录 一、英文原文 Hardware/Software Design and Development Process Everett Lumpkin and Michael Gabrick Delphi Corporation, Electronics and Safety Division INTRODUCTION Process and technology advancements in the semiconductor industry have helped to revolutionize automotive and consumer electronics. As Moore’s Law predicted, the increase in complexity and operating frequencies of today’s integrated circuits have enabled the creation of system applications once thought to be impossible. And systems such as camera cell phones, automotive infotainment systems, advanced powertrain controllers and handheld personal computers have been realized as a result. In addition to the increases in process technology, the Electronic Design Automation (EDA) industry has helped to transform the way semiconductor integrated circuits (IC) and subsequent software applications are designed and verified. This transformation has occurred in the form of design abstraction, where the implementation continues to be performed at higher levels through the innovation of design automation tools. An example of this trend is the evolution of software development from the early days of machine-level programming to the C++ and Java software written today. The creation of the assembler allowed the programmer to move a level above machine language, which increased the efficiency of code generation and documentation, but still tied the programmer to the underlying hardware architecture. Likewise, the dawn of C / C++ compilers, debuggers and linkers helped to move the abstraction layer further away from the underlying hardware, making the software completely platform independent, easier to read, easier to debug and more efficient to manage. However, a shift to higher levels of software abstraction has not translated to a reduction in complexity or human resources. On the contrary, as integrated systems have become more feature rich, the complexity of the operating system and corresponding applications have increased rapidly, as have the costs associated with the software implementation and verification activities. Certainly the advancements in embedded software tools such as static code checkers, debuggers and hardware emulators have helped to solve some of the software verification problems, but software verification activities have become more time and resource consuming than the actual software creation. Time-to-market constraints have pushed software verification activities to the system-level, and led to a greater demand for production hardware to be made available earlier in
第2章系统硬件设计与开发 整个系统的硬件设计分为加速度信号采集电路、无线传输电路、ARM系统电路三部分。 2.1 硬件电路总体结构 根据系统的目标和基本技术指标，并结合MEMS加速度传感器的特点，选用Freescal 公司的MMA7261QT三轴加速度传感器用于加速度信号的采集。采用STC12C5410AD单片机作为信号采集部分的MCU，其内部自带的8路10位高速A/D转换器，很好得保证了传感器端输出端模拟信号的A/D转换精度。无线传输部分采用 2.4GHz无线收发一体芯片nRF2401，它与STC单片机采用模拟SPI方式通信。加速度信号处理模块的ARM微处理器采用三星公司的S3C44B0X，对无线模块接收到的加速度数据作相应的处理，可得到速度、位移等信息。系统结构图如图2.1所示： 2.2 加速度信号采集模块 本设计采用Freeseale公司的MEMS三轴加速度传感器MMA7261QT测量人体运动时的加速度信号，并用宏晶科技的微控制器STC12C5410AD作为核心控制器，控制其内置的模数转换器对加速度信号进行采样，被转换为数字信号后，由nRF2401无线模块将数据传输至ARM系统。 2.2.1 MEMS三轴加速度传感器MMA7261QT简介 MEMS（Micro Electro Mechanical Systems），即微电子机械系统是建立在微米/纳米技术基础上的21世纪前沿技术，是指对微米/纳米材料进行设计、加工、制造、测量和控制的技术。近年来，由于MEMS技术的迅猛发展，各种基于MEMS的加速度传感器也应运而生，
目前已经得到了广泛的应用。它们有着体积小、质量轻、成本低、功耗低、可靠性高等特点，而且因为其加工工艺一定程度上与传统的集成电路工艺兼容，易于实现数字化、智能化以及批量生产，因而从问世起就引起了广泛关注，并且在汽车、医药、导航和控制、生化分析、工业检测等方面得到了较为迅速的应用。 本设计中采用的是飞思卡尔（Freescal）公司的MEMS 三轴加速度传感器MMA7261QT。MMA7261QT 低成本微型电容式加速度传感器采用了信号调理、单极低通滤波器和温度补偿技术，并且提供4 个量程可选，用户可在4 个灵敏度中的选择。该器件带有低通滤波并已做零g补偿并且还提供休眠模式，因而是电池充电的手持设备产品的理想之选[24]。MMA7261QT 具有高敏感度、低噪声、高清晰度和高准确性的特点，其应用包括高级步程计，可测量步行中人的脚步运动、距离和速度，允许根据多种不同应用和功能选择敏感度。本设计中采用MMA7261QT测量人体运动时三维的加速度信号。 ◆MMA7261QT特性如下： ◆可选灵敏度（2.5g/3.3g/6.7/10g）； ◆低功耗：500μA； ◆休眠模式：3μA； ◆低压运行：2.2V-3.6V； ◆6mm×6mm×1.45mm的无引线四方扁平（QFN）封装； ◆快速开启：1ms； ◆高灵敏度（2.5g）； ◆低通滤波器具备内部信号调理； ◆设计稳定、防震能力强； MMA7261QT的功能如图2.2所示。X、Y、Z三个相互垂直方向上的加速度G-Cel传感单元感知，经过容压变换器、增益放大、滤波器和温度补偿后以电压信号输出。 MMA7261QT的三个相互垂直的传感方向如图2.3所示。其引脚配置如表2.1所示：
《数字电子技术》课程设计报告 8路智力抢答器 设计与制作 设计要求： 1、可同时供8名选手或8个代表队参加比赛； 2、主持人控制系统的清零（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； 4、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； 5、具有报警功能。 成绩：评阅人： XX科技学院理学院
8路智力抢答器 设计与制作 8路智力抢答器是一种用数字电路技术实现由主持人控制、定时抢答、报警功能的装置。他是在规定的时间内进行抢答。一旦有人抢答，显示器上会同时显示抢答时间和抢答选手号码。当超出规定时间时，即使抢答，不会显示选手号码。 8路智力抢答器包括组合逻辑电路和时序电路。通过此次设计与制作，进一步的了解各种在制作中用到的中小规模集成电路的作用及实用方法.且由于8路智力抢答器包括组合逻辑电路和时叙电路.通过它可以进一步学习与掌握各种组合逻辑电路与时序电路的原理与使用方法。 一、设计要求 （一）设计指标 1、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——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数码管行显示出选手的编号，
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、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，同时扬声器发出短暂的声响。 5、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。 6、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。 （二）设计要求 1、画出电路原理图（或仿真电路图）； 2、元器件及参数选择； 3、电路仿真与调试； （三）制作要求自行装配和调试，并能发现问题和解决问题。 （四）编写设计报告写出设计与制作的全过程，附上有关资料和图纸，有心得体会。 二、原理框图 抢答器系统原理框图如下所示。它由主体电路和扩展电路两部分组成，主体电路完成基本抢答后，选手按动抢答键时，能显示选手的编号，同时能封锁输入电路，禁止其他选手抢答，扩展电路完成定时
目录 前言．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．1第1章设计要求．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．3第2章 QuartusⅡ软件介绍．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．4第3章汉明码的构造原理．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．6 3.1 （7，4）汉明码的构造原理．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．6 3.2 监督矩阵H与生成矩阵G．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．7 3.3 校正子（伴随式S）．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．8第4章（7，4）汉明码编码器的设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．10 4.1 （7，4）汉明码的编码原理及方法．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．10 4.2 （7，4）汉明码编码程序的设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．10 4.3 （7，4）汉明码编码程序的编译及仿真．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．11第5章（7，4）汉明码译码器的设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．12 5.1 （7，4）汉明码的译码方法．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．12 5.2 （7，4）汉明码译码程序的设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．13 5.3 （7，4）汉明码译码程序的编译及仿真．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．15第6章（7，4）汉明码编译码器的设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．17 6.1 （7，4）汉明码编译码器的设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．17参考文献．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．18体会与建议．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．19附录．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．20
智力竞赛抢答器设计
项目任务书题目：智力竞赛抢答装置的设计与调试 系部电子信息工程学院 学科门类工学 专业光电信息工程 2014年12月15日
智力竞赛抢答装置的设计与调试 摘要 随着科学技术的不断发展，促使人们学科学、学技术、学知识的手段多种多样。抢答 器作为一种工具，已广泛应用于各种智力和知识竞赛场合。但抢答器的使用频率较低，且有的要么制作复杂，要么可靠性低，减少兴致。做为一个单位若专购一台抢答器虽然在经济上可以承受，但每年使用的次数极少，往往因长期存放使（电子器件的）抢答器损坏, 再购置的麻烦和及时性就会影响活动的开展,因此设计了本抢答器。 数字抢答器由主体电路与扩展电路组成。优先编码电路、锁存器、译码电路将参赛队的输入信号在显示器上输出；用控制电路和主持人开关启动报警电路，以上两部分组成主体电路。通过定时电路和译码电路将秒脉冲产生的信号在显示器上输出实现计时功能，构成扩展电路。 关键词：抢答电路定时电路报警电路时序控制
目录 一引 言 (1) 1.1课题来源及意义 (2) 1.2 研究现状及趋 势 (3) 二系统设计 (4) 2.1概述 (5) （阐述抢答器的系统原理，包括综述，组成框图及各部分介绍） 2.2方案比较 (6) （总结各个方案的优缺点，比较几种方案） 2.3 方案确定 (7) （通过上节内容中的几种方案的比较，得出最优方案，并详细介绍）三电路设计与调试 (8) （包括单元电路设计，参数计算，元器件选型，最终得出总电路图，并阐述调试方法与过程）
四总结与展 望 (9) （总结你的设计方案的优缺点，并提出改进方案） 4.1总结 (10) 4.2展 望 (11) 参考文献 (12) 附录 (13) （附系统总体电路图，用正规软件绘制）
计算机系统由硬件系统和软件系统组成 硬件系统 -------------------------------------------------------------------------------- 计算机系统由硬件系统和软件系统组成。 计算机硬件系统：指构成计算机的所有物理部件的集合。从外观上看，由主机、输入和输出设备组成。根据冯·诺依曼原理，将计算机分成输入设备、存储设备、运算器、控制器和输出设备。 输入设备：使计算机从外部获得信息的设备，包括文字、图像、声音等信息。常用的输入设备有键盘、鼠标、扫描仪、话筒、手写汉字输入设备，数码相机、触摸屏等。 输出设备：计算机中把信息处理的结果以人们能够识别的形式表现出来的设备。常用的输出设备有显示器、打印机、绘图仪。 存储器：计算机的记忆和存储部件，用来存放信息。存储器分为内存和外存。 内存：存储程序和数据，又可分为只读存储器（ROM）和随机存储器（RAM）。 区别类别对信息的修改断电后信息情况用途 ROM只读不丢失永久存放特殊专用信息 RAM可读、可写全部丢失存放临时程序和数据 外存：长期存储程序和数据，容量大。主要有三种：软盘、硬盘和光盘。硬盘是一种硬质圆形磁表面存储媒体，不但存储量大，而且速度快，是目前计算机主要的存储设备。按光盘读/写功能来分：只读（CD-ROM）、一写多读（CD-R）和可擦型光盘。 存储容量：基本单位是字节（Byte）,一个字节由八位二进制数（Bit）组成。为了表示方便，还有千字节（KB）、兆字节（MB）、吉字节（GB）。 换算关系：1KB=210B=1024B1MB=210KB=1024KB1GB=210MB=1024MB 运算器：是计算机实施算术运算和逻辑判断的主要部件。例：＋、－、×、÷、＜、＞、＝、≠等。 控制器：指挥、控制计算机运行的中心。作用：从存储器中取出信息进行分析，根据指令向计算机各个部分发出各种控制信息，使计算机按要求自动、协调地完成任务。具体过程在工作原理。 说明：中央处理器（CPU）是运算器和控制器的合称，是微型计算机的核心，习惯上用CPU 型号来表示计算机的档次。例：80286、386、486、Pentium、PⅡ、PⅢ、P4。 软件系统 软件：程序、数据和有关文档资料的总称。可分为系统软件和应用软件。 系统软件：根据功能又可分为操作系统（OS）、各种语言处理程序和数据库管理系统。 操作系统：是系统软件中最基础的部分，是用户和裸机之间的接口，其作用是管理计算机的
第一章硬件开发过程介绍 1.1硬件开发的基本过程 硬件部门开发流程指定后，需要硬件部门人员严格按照开发流程完成开发工作。 硬件部开发流程主要分为如下几个步骤： 1）市场调研 对即将进行的项目，需要进行市场调研。 市场调研包括三个方面。 1.了解市场需求 在网上或者其他渠道，了解当前市场上有多少同种产品，及产品的价格、规格等方面信息。并了解当前市场对该产品的需求量，及发展的情况。市场前景是否良好。 2.了解客户要求 通过和客户的交流，了解客户的要求是什么，对产品的性能等各方面有什么要求。 3.分析客户要求，转变成客户需求 将客户的要求分析汇总，转化成客户需求。 市场调研完成后，撰写市场调研分析。里面明确写明客户需求及攻关难点。市场调研分析完成后，即可进行项目工作。 2）立项 市场调研完成后后，首先需要进行立项工作。 首先需要明确项目的需求；完成项目所需要的时间；需要配合的部门；预计花费的金额； 项目各部分的功能规格等内容，并完成可行性方案、项目总体方案书、项目需求说明书、项目规格说明书四个文件的初稿。然后和各相关部门及相关领导开会讨论，明确各自的任务。并认真记录会议纪要，对各部门提出的要求汇总。经多次讨论确认项目方案后，完成可行性方案、项目总体方案书、系统需求说明书、产品规格说明书四个文件的最终版本。经各相关部门经理确认，总工程师审核，总经理核准后，开始进行项目的开发。相关文件存档。 项目的开发要严格按照可行性方案、项目总体方案书、项目需求说明书、项目规格说明书四个文件的要求进行。如出现意外情况，需要修改其中内容，则需要和各相关部门讨论，经总工程师同意，总经理核准后进行修改。修改后的文件同样需要各相关部门经理确认，总工程师审核，总经理核准。版本号升级，并存档。 3）硬件总体设计 项目立项后，需要进行硬件总体设计。 立项完成后，需要进行项目的总体设计。其内容包括：将该项目硬件部分分模块，明确各个模块之间的作用、完成时间、责任人；各个块之间的通讯及连接；电源要求；通讯协议；项目的主要部分及难点部分的攻关时间等内容。并完成项目总体设计文件。交由相关人员核准后入档。如遇到特殊情况需要修改，则由相关人员认可后进行修改。版本号升级，并存档。 该步骤是对整个项目进行统筹规划，需要对项目有整体的把握。合理，有效的安排各任务
目录 第一章概述 (1) 1.1 智能抢答器的简要介绍 (1) 1.2 抢答器的控制要求 (1) 1.3 抢答器的控制特点分析 (2) 第二章硬件电路设计 (2) 2.1 PLC机型的选择步骤与原则 (2) 2.2 LED显示器的设计 (4) 2.3 PLC与七段数码管直接连接阻值计算 (4) 2.4 IO分配表 (5) 第三章程序设计 (5) 3.1 梯形图设计 (5) 3.2 程序运行过程分析说明 (8) 第四章组态简介 (9) 4.1组态王的简单介绍 (9) 4.2关于组态的设计 (10) 4.3组态王的运行结果 (12) 总结 (13) 文献参考 (14)
皖西学院2013届本科课程设计报告 第一章概述 1.1 智能抢答器的简要介绍 抢答器是为智力竞赛参赛者答题时进行抢答而设计的一种优先判决器电路，广泛应用于各种知识竞赛、文娱活动等场合。在各类竞赛中，特别是做抢答题时，在抢答过程中，为了知道哪一组或哪一名选手先答题，必须要有一个系统来完成这个任务。如果在抢答过程中，只靠人的视觉是很难判断出哪组先答题。利用PLC来设计抢答器，使以上问题得以解决，即使有两组的抢答时间相差几微秒，也可分辨出哪组优先答题；而且其控制方便、灵活，只要改变输入PLC的控制程序，便可以改变竞赛抢答器的抢答的方案。 1.2 抢答器的控制要求 （1）竞赛抢答器能使4个队同时参加竞赛抢答。 （2）设裁判队为裁判台，参赛队为参赛台。裁判台设有音响和裁判灯，并设有开始按钮SB0和复位按钮SB5；参赛台设有按钮。1-4号参赛台分别对应按钮SB1-SB4。 （3）智能抢答器能适合以下比赛规则：出题后，各队抢答必须在裁判说出“开始”并按下开始按钮SB0后30s内抢答，并由数码管显示时间。如提前抢答，抢答器将发出“违规”信号。30s时间到，如无队抢答，则抢答器给出时间已到信号，该题作废。在有队抢答的情况下，抢答器发出“抢答”信号，数码管开始计时显示，并由数码管显示出抢到题的参赛队号。抢到题的队必须在30s内答完题，如30s内还没答完，则作超时处理。赛场还设有时间数码显示器和显示抢到答题队号的数码显示器。 （4）在某个题目结束后，裁判员按下裁判台上的复位按钮SB5，抢答器恢复原来的状态，为下一轮抢答做好准备。 表1-1各硬件与座位的对应关系
1553B总线中曼彻斯特编解码器的设计 时间：2011-04-11 来源：现代电子技术作者：武鹏，毕君懿 关键字：1553B总线曼彻斯特编解码器 0 引言曼彻斯特码是一种总线数据传输双极性码。在数字信号基带传输中，通过这种信道编码技术可使传送数据同时携带时钟信息，故也称其为自同步曼彻斯特码。在信道传输中曼彻斯特码有很好的抗干扰能力。接收端可以将分离出的时钟用于解码，从而简化了解码过程。 针对曼彻斯特码特点，可采用位同步方法提取时钟，常采用滤波法和数字锁相环法。滤波法采用的窄带滤波器不适合数字电路使用。数字锁相环法通过比较接收码元和本地码元为定时时钟的相位来添加扣除时钟脉冲，以达到调整相位的目的，但电路实现过于复杂。本文提出的时钟分离电路比数字锁相环简单，而且提取出来的时钟可以准确地采样到曼彻斯特码信号。 1 曼彻斯特码 曼彻斯特码是一种广泛用于以太网、短距离无线通信、航空电子综合系统中总线数据传输的双极性码。它的每个码元中点都存在一个电平跳变，1信号为一个从1到0的负跳变；0信号为一个从0到1的正跳变。由于曼彻斯特码在频谱中存在很强的定式分量，解码时可将分离出的时钟用来解码。另一方面，1553B传输电缆呈容性负载特性，所以在信号传输中，直流和低频分量将受到很大的衰减。曼彻斯特码频谱中不存在直流分量，而且低频分量也大大减小，很适合在1553B电缆中传输。 MIL-STD-1553B协议中采用的曼彻斯特码数据格式如图1所示。 同步头：占三位码元长度。命令字或状态字同步头的前1．5倍码元长度为高电平；后1．5倍码元长度为低电平，数据字同步头刚好相反。同步头用于区分字的类型以及标识字传输开始。 数据：16位数据位。图中bit3为数据最高位，依次递减，bit18为数据最低位。 奇偶校验位：这里采用奇校验。将16位数据按位同或的结果作为奇校验位。 2 曼彻斯特编码器的设计 由于曼彻斯特码的每个码元在其中心存在电平跳变，所以编码器的发送时钟频率至少应选择信息传输速率的2倍频。 通常编码器的实现方式有2种，基于移位寄存器，或者数据选择器。移位寄存器型编码器需要在编码开始后将同步头位、数据位、奇偶校验位通过字符格式编排器编排成一个并行数据，然后在发送时钟的控制下串行移位输出；数据选择器型编码器需要在编码开始后启动一个计数器，在计数器的控制下分别送出同步头、数据位、奇偶效验位。本文的编码器采用后者，其结构框图如图2所示。
| 沈阳航空航天大学 课程设计 （说明书） 智能抢答器的设计 ^ 班级 / 学号 /20 … 学生姓名王纪尧
指导教师李智慧
沈阳航空航天大学 课程设计任务书 课程名称电子线路课程设计 课程设计题目智能抢答器的设计 课程设计的内容及要求： 》 一、设计说明与技术指标 用数字电路设计一个具有锁存与显示功能的8人抢答逻辑电路。 接通电源后，主持人将开关拨到“清除”状态，抢答器处于禁止状态，编号显示器灭灯，定时器显示设定时间；主持人将开关置于“开始”状态，宣布“开始”抢答器工作。定时器倒计时，扬声器给出声响提示。选手在定时时间内抢答时，抢答器完成：优先判断、编号锁存、编号显示、扬声器提示。当一轮抢答之后，定时器停止、禁止二次抢答、定时器显示剩余时间。如果再次抢答必须由主持人再次操作“清除” 和“开始”状态开关。 二、设计要求 1．在选择器件时，应考虑成本。 2．根据技术指标，通过分析计算确定电路和元器件参数。 3．画出电路原理图（元器件标准化，电路图规范化）。 ! 三、实验要求 1．根据技术指标制定实验方案；验证所设计的电路，用软件仿真。 2．进行实验数据处理和分析。 四、推荐参考资料 1. 童诗白，华成英主编．模拟电子技术基础．[M]北京：高等教育出版社，2006年 五、按照要求撰写课程设计报告
成绩指导教师日期?
一、概述 在各种智力竞赛场合，抢答器是必不可少的最公正的用具。在我们各种竞赛中我们也经常能看到有抢答的环节，某些举办方采用让选手通过举答题板的方法判断选手的答题权，这在某种程度上会因为主持人的主观误断造成比赛的不公平性，而抢答器的应用就能避免这种弊端。 今天随着科技的不断进步抢答器的制作也更加追求精益求精，人们摆脱了耗费很多元件仅来实现用指示灯和一些电路来实现简单的抢答功能，使第一个抢答的参赛者的编号能通过指示灯显示出来，避免不合理的现象发生。但这种电路不易于扩展，而且当有更高要求时就无法实现，例如参赛人数的增加。随着数字电路的发展，数字抢答器诞生了，它易于扩展，可靠性好，集成度高，而且费用低，功能更加多样，是一种高效能的产品。而如今在市场上销售的抢答器大多采用可编程逻辑元器件，或利用单片机技术进行设计，本次设计主要利用常见的74LS系列集成电路芯片和555芯片，并通过划分功能模块进行各个部分的设计，最后完成了八路智力竞赛抢答器的设计。 二、方案论述 图1 智能抢答器电路的原理框图
四人智力抢答器课程设计 报告 Prepared on 22 November 2020
数字电子技术课程设计报告 设计课题: 四人智力竞赛抢答器 学院: 专业: 电子信息工程 班级: 2010级电信(1)班 姓名: 学号: 日期 2012年 12月9日——2012年12月23日指导教师:
摘要 在各种智力竞赛场合，抢答器是必不可少的最公正的用具。 通过本学年的《数字电路技术》的学习我们知道了它的原理其实是比较简单的，主要就是通过四D触发器74LS175为中心构成编码锁存系统控制选手的抢答情况，再通过逻辑电路将输入开关、脉冲及输出LED灯、数码管和扬声器连接起来即可。电路由主体电路和扩展电路两部分组成，主体电路主要由74LS175，即4D触发器来构成抢答锁存器，由主持人来控制74LS175的清零端。当清零端为高电平“1”时，选手开始抢答，最先按键的选手相应的LED发光二极管发光，并且扬声器发出声音，同时，由4个Q及门电路组成的锁存电路来控制其他选手再按键时不再起作用。扩展电路主要包括秒脉冲发生电路和定时电路，并且在设计中加入了报警电路，以提示选手和观众。 经Proteus仿真软件验证抢答器原理图无误，可实现设计所要求功能。 关键词：四人智力竞赛抢答器、74LS175、脉冲、锁存器 目录 1 设计任务及要求 (1) 2 比较和选定设计的系统方案、画出系统框图 (1) 方案比较 (1) 系统框图 (3)
3单元电路设计、参数计算和器件选择 (3) 抢答电路设 (3) 定时电路设计 (6) 报警电路设计 (9) 4完整的电路图及电路的工作原理 (10) 完整电路图 (10) 工作原理..............................................................................11 5经验体会. (12) 参考文献 (12) 附录A：系统电路原理图 (13) 附录B：元器件清单 (14)
学号 EDA技术及应用A 课程设计说明书 通信编解码器 起止日期：2015 年12 月28 日至2015 年12 月31 日 学生姓名 班级 成绩 指导教师(签字) 计算机与信息工程学院电子信息与工程系 2015年12月31日
课程设计任务书 2014 —2015 学年第1 学期 电子与信息工程系电子信息科学与技术专业 课程设计名称：EDA技术及应用A 设计题目：通信编解码器 完成期限：自2015 年12月28 日至2015 年12 月31 日共 1 周 一．课程设计依据 在掌握常用数字电路原理和技术的基础上，利用EDA技术和硬件描述语言，EDA开发软件（Quartus Ⅱ）和硬件开发平台（达盛试验箱CycloneⅡFPGA）进行初步数字系统设计。 二．课程设计内容 采用状态机结构设计简易串行数据编码器，输入为NRZ码，实现把输入码转换为转换为差分码，双相码，曼彻斯特码功能，串行数据速率为9600bit/s，要求通过仿真验证。 扩展设计：数据9600bit/s从串口来，采用1MHz超采样，实现数据9600bit/s NRZ码恢复，然后进行码变换。 三．课程设计要求 1. 要求独立完成设计任务。 2. 课程设计说明书封面格式要求见《天津城建大学课程设计教学工作规范》附表1 3. 课程设计的说明书要求简洁、通顺，计算正确，图纸表达内容完整、清楚、规范。 4. 测试要求：根据题目的特点，采用相应的时序仿真或者在实验系统上观察结果。 5. 课设说明书要求： 1) 说明题目的设计原理和思路、采用方法及设计流程。 2) 对各子模块的功能以及各子模块之间的关系作明确的描述。 3) 对实验和调试过程，仿真结果和时序图进行说明和分析。 4) 包含系统框图、电路原理图、HDL设计程序、仿真测试图。 指导教师（签字）： 教研室主任（签字）： 批准日期：2015 年12 月24 日
课程设计任务书 学生：专业班级： 指导教师：工作单位： 题目: 多路智能竞赛抢答器设计 初始条件：74LS48 3片，74LS279 1片，74LS1481片,74LS192 2片,74LS90 2片，LM555 1片，74LS121 1片，74LS00 1片，74LS32 1片,74LS08 1片，电阻若干，电容3个，开关11个，蜂鸣器1个，LED 2个，三极管2N3096 1个，导线若干。 要求完成的主要任务: 1.基本功能 ①设计一个智力竞赛抢答器，可以同时供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功能。抢答开始，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。此外要封存输入电路，禁止其他选手抢答。优先抢答选手的编号一直保持到系统清零为止。 2.扩展功能 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， 档节目主持人按下“开始”按钮后，要求定时器立即倒计时，并在显示器上显示，同时扬声器发出短暂声响，声响持续0.5S左右。
②参赛选手在设定的时间抢答，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如果定时抢答时间已到，去没有选手抢答，则本次抢答无效，系统短暂报警，并封存输入电路，禁止选手超时后抢答，时间显示器上显示00。时间安排： 第19周理论设计、实验室安装调试，地点：鉴主17楼九号实验室 指导教师签名：年月日 系主任（或责任教师）签名：年月日
计算机硬件与软件之间的关系简述 1 计算机的发展及系统构成 1.1 计算机硬件的起步阶段及未来发展 第一代计算机基于真空管技术，由Mauchly and Eckert 设计那时候的计算机无操作系统运行，都是采用机器指令或者汇编语言来进行计算;50 年代的计算机研制达到了一个高潮时期，由于那时的计算机中的主要大部分元器件都是用电子管制作而成的，所以后人将用电子管制作而成的计算机称为第一代计算机。这个时期的计算机发展有三个特点：军转民用，由实验室开发转入工业化生产，同时由科学计算扩展到数据和事务处理。EDVAC 的出现，实现了计算机之父冯. 诺伊曼的两个设想：采用二进制和存储程序。 第二代电子计算机采用晶体管制造的电子计算机，晶体管不仅能实现电子管的功能，又具有尺寸小、重量轻、寿命长、效率高、发热少、功耗低等优点。使用了晶体管以后，电子线路的结构大大改观，制造高速电子计算机的设想也就更容易实现了。其软件也开始使用面向过程的程序设计语言，如fortran、algol 等。1958 年IBM 1401 这是第二代计算机中的代表，用户当时可以租用。中国第一台晶体管计算机于1967 年制成，运算速度为每秒五万次。第三代计算机已经开始采用中、小规模集成电路制造。其外部设备品种繁多，并开始与通信设备相结合而发展为由多机组成的计算机网。运算速度可达每秒几百万次，甚至几千万次、上亿次。
第四代计算机采用大规模集成电路(LSI)和超大规模集成电路(VLSI)为主要电子器件制成的计算机，在面积约为10mm X l0mm的单个芯片上，可以集成大约32 万个晶体管。 1.2 计算机系统的组成 简单的说计算机系统的组成: 硬件部分和软件部分 1.2.1 硬件部分 由主机(cpu, 存储器)、外部设备(输入设备，输出设备、外村)构成，而cpu 是由寄存器，运算器，控制器组成。 (1)输入设备(Input Device)的作用是把计算机操作用户将需要的各种外部信息输入并经操作系统转化为计算机能识别的二进制数据送到相应的存储器中保存。用户与计算机之间的沟通，输入设备是第一位，它是人给电脑的指令设备，也是用户和计算机系统之间进行信息交换的主要设备之一。 (2)输出设备(Output Device)就是用于接收计算机数据的输出显示、打印、声音、控制外围设备操作等。也是把各种计算结果数据或信息以数字、字符、图像、声音等形式表示出来，简单的说输出设备就是接收数据后，显示给人的设备。 (3)存储器(Memory)计算机系统中的记忆设备，好比人的大脑，用来存放相应程序和用户数据。计算机中全部信息，包括输入的数据、计算机运行程序、中间运行结果和最终运行结果都保存在存储器中。 (4)控制器(Controller)的职能是控制和协调整个计算机的动作。 1.2.2 软件系统部分：分为系统软件和应用软件