《数字电子技术》课程设计任务书
课程设计成绩评定表
目录
1引言 (1)
2 仿真软件介绍 (2)
2.1 Multisim发展简介 (2)
2.2 Multisim 13概述 (2)
2.3 使用注意事项 (2)
3 系统的组成及工作原理 (3)
3.1系统的组成 (3)
3.2系统的工作原理 (3)
4单元电路设计 (4)
4.1抢答电路的设计 (4)
4.2定时电路的设计 (5)
4.3 报警电路的设计 (7)
4.4 时序电路的设计 (7)
4.5相关元器件的介绍 (8)
4.5.1 74LS148优先编码器 (8)
4.5.3 十进制同步加减计数器74LS190 (9)
4.5.4 74LS48译码器 (10)
5 系统仿真与测试 (12)
5.1仿真步骤 (12)
5.2仿真结果及分析 (12)
6 心得体会 ......................................................................................... 错误!未定义书签。参考文献 .. (14)
附录Ⅰ元件清单 (15)
附录Ⅱ总体电路 (16)
1 引言
随着社会的发展抢答器作为一种工具已经广泛应用于各种智力竞赛场合。此次设计以六路抢答器为基本概念，从实际应用出发，利用逻辑电路基础，由抢答电路、倒计时电路、报警电路组成。实现能同时供6人抢答的电路。该抢答器的设计利用Multisim完成了原理图设计和电路仿真，具有数字显示、倒计时显示、编码译码功能。数字系统课程设计是一门独立课程、有独立学分的实践性教学环节，同“数字逻辑与数字系统”理论讲授课程有密不可分的关系，起着相辅相成的作用，也是在“数字逻辑与数字系统”课的基础上，进一步深化的实践环节。其主要目的是通过指导学生循序渐进地独立完成数字电路的设计任务，加深学生对理论知识的理解，提高学生的动手能力，独立分析、解决问题能力，协调能力和创造性思维能力。提高学生在数字电路应用方面的实践技能，树立严谨的科学作风，培养学生综合运用理论知识解决实际问题的能力，学生通过电路的设计、安装、调试、整理资料等环节，初步掌握工程设计方法和组织实践的基本技能，逐步熟悉开展科学实践的程序和方法，本课程设计培养、启发学生的创造性思维，进一步理解数字系统的概念，掌握小型数字系统的设计方法，掌握小型数字系统的组装和调试技术，掌握查阅有关资料的技能。通过本次设计，加强学生的团结合作意识，提高独立解决问题的能力；
通过指导学生循序渐进地独立完成数字电路的设计任务，加深学生对理论知识的理解，提高学生的动手能力，独立分析、解决问题能力，协调能力和创造性思维能力。提高学生在数字电路应用方面的实践技能，树立严谨的科学作风，培养学生综合运用理论知识解决实际问题的能力，学生通过电路的设计、安装、调试、整理资料等环节，初步掌握工程设计方法和组织实践的基本技能，逐步熟悉开展科学实践的程序和方法，本课程设计培养、启发学生的创造性思维，鼓励学生开拓创新，为以后走向社会打下坚实基础；同时进一步理解数字系统的概念，掌握小型数字系统的设计方法，掌握小型数字系统的组装和调试技术，掌握查阅有关资料的技能。
2仿真软件介绍
2.1 Multisim发展简介
工程师们可以使用Multisim交互式地搭建电路原理图，并对电路进行仿真。Multisim提炼了SPICE仿真的复杂内容，这样工程师无需懂得深入的SPICE技术就可以很快地进行捕获、仿真和分析新的设计，这也使其更适合电子学教育。通过Multisim和虚拟仪器技术，PCB设计工程师和电子学教育工作者可以完成从理论到原理图捕获与仿真再到原型设计和测试这样一个完整的综合设计流程。
2.2 Multisim 13概述
Multisim10是美国NI公司推出的以Windows为基础的仿真工具，适用于板级的模拟、数字电路板的设计工作。它包含了电路原理图的图形输入、电路硬件描述语言输入方式，具有丰富的仿真分析能力。有了Multisim 软件，就相当于拥有了一个设备齐全的实验室，可以非常方便的从事电路设计、仿真、分析工作。此软件可以为你提供以下便利：通过直观的电路图捕捉环境, 轻松设计电路；通过交互式SPICE仿真, 迅速了解电路行为；借助高级电路分析, 理解基本设计特征；通过一个工具链, 无缝地集成电路设计和虚拟测试；通过改进、整合设计流程, 减少建模错误并缩短上市时间；
NI Multisim软件结合了直观的捕捉和功能强大的仿真，能够快速、轻松、高效地对电路进行设计和验证。凭借NI Multisim，您可以立即创建具有完整组件库的电路图，并利用工业标准SPICE模拟器模仿电路行为。借助专业的高级SPICE分析和虚拟仪器，您能在设计流程中提早对电路设计进行的迅速验证，从而缩短建模循环。与NI LabVIEW和SignalExpress软件的集成，完善了具有强大技术的设计流程，从而能够比较具有模拟数据的实现建模测量。
因此本次课设能深入了解交通信号灯的应用原理，更好的掌握所学知识，将理论联系实际，而且在实际操作中培养自己的实际动手能力，将理论应用与实际生活中。
2.3 使用注意事项
不要长时间使软件处于仿真状态，以免死机；
删除元件、仪器、连线等，一定要在断开仿真开关的情况下；
注意数字地与模拟地的差别，使用标准符号；
LED数码管的极性；
分模块调试，最后综合调试。
3系统的组成及工作原理
3.1系统的组成框图
定时抢答器的总体框图如下图3-1：
图3-1 系统组成图
3.2系统的工作原理
抢答器由输入电路，判别电路，显示电路，秒脉冲发生器，计时电路和报警电路等组成。计数器选用十进制减法计数器，计数输入由秒脉冲发生器提供。电路包括主体电路和扩展电路两部分。其中主体电路完成基本的抢答功能，即主持人按下控制开关后，当选手按动抢答键时，数码管显示选手编号，同时封锁输入电路，其他选手抢答无效。扩展电路完成定时抢答的功能以及报警功能。电路的工作过程是：接通电源后，主持人将控制开关置于“清除”处，此时抢答器处于禁止状态，选手不能进行抢答，定时显示器显示设定的时间（9s），当主持人将控制开关置于“开始”时，抢答器处于工作状态，同时定时器开始倒计时。当选手在定时时间内按动抢答键时，电路要完成以下功能：优先编码电路判断抢答者的编号，并由锁存器进行锁存，然后通过译码显示电路在数码管上显示抢答者的编号；扬声器发出短暂声响；控制电路对其余输入编码进行封锁，禁止其他选手进行抢答；控制电路要使定时器停止工作，数码管上显示剩余的抢答时间，当选手将问题回答完毕，主持人操作控制开关使系统回复到禁止工作状态，以便进行下一轮抢答。当定时时间到，却没有选手抢答时，系统将报警，并封锁输入电路，禁止选手超时后抢答。
