四人抢答器.docx
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四人抢答器.docx
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四人抢答器
2012~2013学年第二学期
《电子线路CAD》
课程设计报告
题目:
四人抢答器
专业:
电子信息工程
班级:
11信息
(1)
组成员:
王向阳司德权刘志国
指导教师:
王忠良
电气工程学院
2013年6月14日
任务书
课题名称
四人抢答器
指导教师(职称)
王忠良
执行时间
2012—2013学年第二学期第16周
学生姓名
学号
承担任务
司德权
1109121036
电路图设计及画原理图
王向阳
1109121027
绘制元件及封装
刘志国
1109121022
生成PCB板
设计目的
(1)抢答器至少控制四人抢答;
(2)用LED显示成功抢答者代码;
(3)具有违规显示功能,并显示违规抢答者代码设计要求:
设计要求
1.分析设计要求,明确性能指标。
必须仔细分析课题要求、性能、指标及应用环境等,广开思路,构思出各种总体方案,绘制结构框图。
2.确定合理的总体方案。
对各种方案进行比较,以电路的先进性、结构的繁简、成本的高低及制作的难易等方面作综合比较,并考虑器件的来源,敲定可行方案。
3.设计各单元电路。
总体方案化整为零,分解成若干子系统或单元电路,逐个设计。
4.组成系统。
在一定幅面的图纸上合理布局,通常是按信号的流向,采用左进右出的规律摆放各电路,并标出必要的说明。
四人抢答器的设计
摘要
ProtelDXP2004是一款完整的板级设计解决方案。
它拓宽了板级设计的传统界限,集成了FPGA设计功能,从而允许工程师能将系统设计中的FPG与PCB设计集成在一起。
ProtelDXP2004以强大的设计输入功能为特点,在FPGA和板级设计中,同时支持原理图输入和HDL硬件描述输入模式;同时支持基于VHDL的设计仿真,混合信号电路仿真、布局前/后信号完整性分析。
ProtelDXP2004的布局布线采用完全规则驱动模式,并且在PCB布线中采用了无网格的SitusTM拓扑逻辑自动布线功能;同时,将完整的CAM输出功能的编辑结合在一起。
目录
第1章目的与任务.............................................................................................................1
1.目的......................................................................................................................1
2.任务要求..............................................................................................................1
第2章电路设计及原理.....................................................................................................2
1.抢答器的基本功能..............................................................................................2
2.PCB板及其原理图.............................................................................................3
第3章绘制元件及封装.....................................................................................................3
1.元件的绘制..........................................................................................................4
2.封装的绘制..........................................................................................................5
第4章模块仿真.................................................................................................................7
1.restart模块仿真...................................................................................................7
2.set-score模块仿真...............................................................................................8
3.time模块仿真......................................................................................................9
第5章生成网络表和元器件报表.....................................................................................9
1.生成网络表...........................................................................................................9
2.生成元器件表.....................................................................................................10
第6章生成PCB板...........................................................................................................10.
1.画电路板的边框..................................................................................................11
2.装载网络表文件..................................................................................................12
3.电路板布线及敷铜..............................................................................................12
总结.........................................................................................................................................12
参考资料.................................................................................................................................13
附录.........................................................................................................................................13
1.原理库元件........................................................................................................14
2.3D效果图..........................................................................................................14
答辩记录及评分表.................................................................................................................15
第一章目的与任务
1.目的
(1)抢答器至少控制四人抢答;
(2)用LED显示成功抢答者代码;
(3)具有违规显示功能,并显示违规抢答者代码设计要求
2.任务要求
(1)分析设计要求,明确性能指标。
必须仔细分析课题要求、性能、指标及应用环境等,广开思路,构思出各种总体方案,绘制结构框图。
(2)确定合理的总体方案。
对各种方案进行比较,以电路的先进性、结构的繁简、成本的高低及制作的难易等方面作综合比较,并考虑器件的来源,敲定可行方案。
(3)设计各单元电路。
总体方案化整为零,分解成若干子系统或单元电路,逐个设计。
(4)组成系统。
在一定幅面的图纸上合理布局,通常是按信号的流向,采用左进右出的规律摆放各电路,并标出必要的说明。
第二章电路设计及原理
1.基本功能
1.抢答器可以容纳6组参赛的数字式抢答器,每组都设置由一个抢答按钮,供参赛者抢答。
2.抢答器具有第一信号鉴别与锁存功能,除第一个抢答者外,其余不起作用。
3.设置一个主持人“复位”按钮,每次抢答之后按此按钮之后才能进行下一轮抢答。
4.主持人复位后,开始抢答,第一信号鉴别与锁存电路得到信号后,有指示器显示抢答组别,扬声器发出2~3秒的音响。
5.设置一个记分电路,由主持人记分,答对一次加1分,答错一次减1分。
6.减1分。
2.电路原理图、PCB图及3D图
添加电源插座的抢答器电路原理图
添加电源插座的抢答器PCB图
第3章绘制元件和和封装
1.元件的绘制
(1)执行菜单命令File\New\SchematicLibrary然后执行File\Saveas保存。
单击LibraryEditor标签,打开原理图元件编辑器,修改元件名。
(2)执行命令View\Toolbars\SchLibDrawing激活原理图元件绘图工具栏,利用给出的绘图工具绘制元件。
添加电源插座的抢答器3D图
2.封装的绘制
(1)执行菜单命令File\New\PCBLibrary然后执行File\Saveas保存。
(2)执行菜单命令Tools\LibraryOptions设置封装编辑参数。
(3)执行菜单命令Place\Pad命令放置焊盘,焊盘放置在Multi-Layer层。
(4)将层换至TopOverlay,执行菜单命令Place\Line绘制元件外形轮廓。
1.创建一个设计项目
(1)执行菜单命令“File\New\PCBProject”,建立一个空的项目文件;
(2)执行命令“File\SaveProject”,在出现的Save对话框的“文件名”下拉列表框中输入“XXX”作为项目文件名,在“保存在”下拉列表中选择“XXX”文件夹。
最后单击“保存”按钮。
2.新建原理图文件及PCB文件。
(1)执行菜单命令“File\New\Schematic/PCB”,在刚建立的项目中新建原理图。
或者右键单击Projects工作面板中的XXX.PrjPCB,在显示的菜单中执行“New\Schematic/PCB”命令,或者单击Projects工作面板中的Projects按钮,然后在选择“New\Schematic/PCB”命令,都可建立一个新的原理图文件及PCB文件。
(2)再执行菜单命令“File\Save”,进行文件保存。
执行上述操作后界面如下:
1.5电路PCB图
1.63D图
第四章模块仿真
1.restart模块仿真
波形如下:
可以看到,cp1024hz的时钟每个上升沿检测start_clk信号下降沿,并且在其每个下降沿对start信号翻转,而抢答器在start=0是表示设置初始分数,start=1是表示抢答正常进行,所以利用start_clk可以控制抢答器重新开始。
2.Set_score模块仿真
波形如下:
可以看出该模块在start=0是工作,通过1024hz时钟对两个按键扫描,对初始分数进行加计数和减计数,即一个0~9的计数器,同时消除按键抖动的影响。
3.Time_count模块仿真
波形如下:
可以看出该模块在start=1是正常工作,当flag_pressed信号为0时,时间从9s开始倒计时,当有选手抢答,flag_pressed有0变为1时,时间停止计数,在支持人按下reset按键之后,计数值恢复为9s,并开始倒计数,当时间倒计至3时,time_less_alarm信号由0变成1,当时间倒计至0时,time_out信号由0变成1,这两个信号都送至sound_alarm并经过变换之后驱动喇叭得到提示音。
第五章生成网络表和元器件报表
1.生成网络表
选择菜单命令“Design\NetlistForProject\Protel”系统自动生成网络表文件,
2.生成元器件报表
选择菜单命令Report\BillofMaterial系统将自动列出项目中的所有元件。
第六章生成PCB板
1.画电路板的边框。
(1)在创建好的PCB中点击编辑区下方的标签Keepoutlayer.
(2)执行菜单命令Place\Keepout\Track,绘制电路板的边框。
2.装载网络表文件
(1)在原理图编辑器中选择“Design\UpdateDocumentPCB1.PcbDOC”,显示EngineeringChangeOrder窗口。
(2)单击ValidateChanges按钮,系统逐项执行所提交的修改,并在Status栏中显示加载的元件是否正确。
3.电路板布线及敷铜
(1)执行菜单命令“AutoRoute\All”,系统显示SitusRoutingStrategies对话框。
单击RouteAll按钮,开始自动布线,自动布线结束后得到电路图的PCB版图如图下图所示。
添加了电源插座的计数器的PCB板
添加了电源插座的计数器
添加了电源插座的计数器3D图
总结
1.通过这次课程设计,加强了我们动手、思考和解决问题的能力。
在设计过程中,经常会遇到这样那样的情况,就是心里想老着这样的接法可以行得通,但实际接上电路,总是实现不了,因此耗费在这上面的时间用去很多。
2.做课程设计同时也是对课本知识的巩固和加强,由于课本上的知识太多,平时课间的学习并不能很好的理解和运用各个元件的功能,而且考试内容有限,所以在这次课程设计过程中,我们了解了很多元件的功能,并且对于其在电路中的使用有了更多的认识。
3.平时看课本时,有时问题老是弄不懂,做完课程设计,那些问题就迎刃而解了。
而且还可以记住很多东西。
比如一些芯片的功能,平时看课本,这次看了,下次就忘了,通过动手实践让我们对各个元件映象深刻。
认识来源于实践,实践是认识的动力和最终目的,实践是检验真理的唯一标准。
所以这个课程设计对我的作用是非常大的。
4.通过这次课程设计使我懂得了理论与实际相结合是很重要的,只有理论知识是远远不够的,只有把所学的理论知识与实践相结合起来,从理论中得出结论,才能真正为社会服务,从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。
5.此次课程设计,学到了很多课内学不到的东西,比如独立思考解决问题,出现差错的随机应变,和与人合作共同提高,都受益非浅,今后的制作应该更轻松,自己也都能扛的起并高质量的完成项目。
最后衷心感谢老师的悉心授课和同学门的热心帮助
参考资料
[1]童诗白.模拟电子技术基础[M].北京:
高等教育出版社,2005.
[2]臧春华.电子线路设计与应用[M].北京:
高等教育出版社,2005.
[3]邱关源罗先觉.电路(第五版)[M].北京:
高等教育出版社,2006.
[4]阎石.数字电子技术(第五版)[M].北京:
高等教育出版社,2005.
[5]张阳天韩异凡ProtelDXP电路设计[M].北京:
高等教育出版社,2005.
附录
1.原理库元件
原理图元件AMP
2.3D效果图
答辩记录及评分表
课题名称
四人抢答器
答辩教师(职称)
王忠良
答辩时间
2012—2013学年第二学期第16周
答
辩
记
录
评分表
学生姓名
学号
评分
王向阳
1109121036
司德权
1109121027
刘志国
1109121022
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- 关 键 词:
- 抢答