数字电子技术基础课程设计报告
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《数字电子技术》课程设计总结报告题目:1、红绿灯控制器2、汽车尾灯控制器设计日期:2011年 5 月21 日目录一.设计任务书二.设计框图及整机概述三.各单元电路的设计方案及原理说明四.调试过程及结果分析五.附录(包括:整机逻辑电路图和元器件清单)六.设计、安装及调试中的体会七、对本次课程设计的意见及建议红绿灯控制器一、设计任务书1、题目:红绿灯控制器2、设计要求设计一个红绿灯控制器设计应具有以下功能基本设计要求:设计一个红绿灯控制器控制器设计应具有以下功能(1)东西方向绿灯亮,南北方向红灯亮。
.(2)东西方向黄灯亮,南北方向红灯亮。
(3)东西方向红灯亮,南北方向绿灯亮。
(4 )东西方向红灯亮,南北方向黄灯亮。
要求有时间显示(顺数、逆数皆可),时间自定。
(大于15秒以上),可忝加其他功厶匕能3、给定条件只能采用实验室提供的中小规模电路进行设计。
(不一定是实验用过的)• OO十字路口交通示意图二、设计框图及整机概述该电路主要由以下五部分组成:1、状态控制器2、状态译码器3、减法计数器4、秒脉冲发生器55、预置数电路信号灯显示电路整机概述:该电路旨在模拟交通灯基本工作原理。
在预置数电路信号灯显示电路中设定东西方向绿灯(38秒)、黄灯(10秒)、红灯(28 秒),电路按照设计要求的状态工作。
设计结构框图:脉冲发生器-------------- ►减法计数器状态译码器____________ 信号灯显示三.各单元电路的设计方案及原理说明1状态控制器(1)交通灯工作流程如图2所示主道绿灯亮,支道红灯亮主道黄灯亮,支道红灯亮主道红灯亮,支道绿灯亮(2)状态控制器信号灯四种不同的状态分别用S o (主道绿灯亮,支道红灯亮)、S (主道黄灯亮,支道红灯亮)、2 (主道红灯亮,支道绿灯亮)、Q (主道红灯亮,支道黄灯亮)表示,其状态编码及状态S所以状态控制器电路如图所示:2、状态译码器设计主、支道上红、绿、黄(用蓝灯表示)信号灯的状态主要取决状态控制器的之间的关系见真值表如表2所示。
数字电子技术课程设计(数字时钟逻辑电路的设计与实现)学院:信息学院班级:学号:姓名:刘柳指导教师:楚岩课设时间:2009年6月21日—2009年6月26日一摘要数字钟是一种用数字电路技术实现时、分、秒计时的装置,与机械式时钟相比具有更高的准确性和直观性,且无机械装置,具有更更长的使用寿命,因此得到了广泛的使用。
诸如按时自动打铃,时间程序自动控制,定时启闭路灯,定时开关烘箱,通断动力设备,甚至各种定时电气的的自动启用等。
这些都是以数字时钟作为时钟源的。
数字钟从原理上讲是一种典型的数字电路,其中包括了组合逻辑电路和时序电路。
目前,数字钟的功能越来越强,并且有多种专门的大规模集成电路可供选择。
经过了数字电路设计这门课程的系统学习,特别经过了关于组合逻辑电路与时序逻辑电路部分的学习,我们已经具备了设计小规模集成电路的能力,借由本次设计的机会,充分将所学的知识运用到实际中去。
二主要技术指标1.设计一个有时、分、秒(23小时59分59秒)显示的电子钟2.该电子钟具有手动校时功能三方案论证与选择要想构成数字钟,首先应选择一个脉冲源——能自动地产生稳定的标准时间脉冲信号。
而脉冲源产生的脉冲信号的频率较高,因此,需要进行分频,使高频脉冲信号变成适合于计时的低频脉冲信号,即“秒脉冲信号”(频率为1HZ)。
经过分频器输出的秒脉冲信号到计数器中进行计数。
将标准秒信号送入“秒计数器”,“秒计数器”采用60进制计数器,每累计60秒发一个“分脉冲”信号,该信号将作为“分计数器”的时钟脉冲。
“分计数器”也采用60进制计数器,每累计60分钟,发出一个“时脉冲”信号,该信号将被送到“时计数器”。
“时计数器”采用24进制计时器,可实现对一天24小时的累计。
此时需要分别设计60进制,24进制计数器,各计数器输出信号经译码器到数字显示器,使“时”、“分”、“秒”得以数字显示出来。
值得注意的是:任何计时装置都有误差,因此应考虑校准时间电路。
数字电子技术基础课程设计第一篇:数字电子技术基础课程设计苏州科技大学电子与信息工程学院数字电子技术基础课程设计报告电子1412姓名:孙玮苏州科技大学电子与信息工程学院数字电子技术基础课程设计报告专业班级:电子1412 学号:14200106214姓名:孙玮指导教师:潘欣裕2016年07月03日苏州科技大学电子与信息工程学院数字电子技术基础课程设计报告电子1412姓名:孙玮一、基础部分(共55分,利用下列芯片,构建出具有验证其逻辑或时序功能的系统,实现仿真电路,并附详细参数计算及说明)1.1、基于74138、74148编码、解码系统。
(10分)图1图2 苏州科技大学电子与信息工程学院数字电子技术基础课程设计报告电子1412姓名:孙玮图1为编码器电路,图2为解码器电路。
他们的逻辑转换表如下所示。
图3图4 74HC148在S=0电路正常的工作状态下,允许I0~ I7当中同时有几个输入端为低电’’平,即有编码输入信号。
I7的优先级最高,I0的优先级最低。
当有多个输入时,编码器只’’’会对优先级最高的进行编码,优先级较低的不会进行编码。
当出现Y2、Y1、Y0都为0时,’’’可以用Ys和Yex的不同状态来区分。
只有当S为0时。
编码器才会工作,不为0 时,编码’’器不工作,输出均为1。
有输入时Ys为1,Yex为0,当使用两片接成16-4编码器时,第一’’片的Ys连到第二片的S。
’’ 74HC138只有当S1=1,且S2=S3=0时才会工作。
数据由S1段输入,由A2A1A0来确定输出口,所以S1成为数据输入端,A2A1A0为地址输入端,以反码输出。
将73HC148的输出作为74HC138的地址输入可以实现完整的编码解码电路。
’’’1.2、基于74161或74160的计数电路。
(10分)苏州科技大学电子与信息工程学院数字电子技术基础课程设计报告电子1412姓名:孙玮图5 图5所示为基于74HC161的计数电路。
该电路是由两片74HC161级联实现的256进制计数器。
数字电子技术基础设计报告系别:机械与电子工程系专业:电子信息工程学号:20xxxxx姓名:XXX指导老师:XXX一、 设计要求彩灯控制器 (一)利用控制电路可使彩灯(例如霓虹灯)按一定的规律不断的改变状态。
设计任务与要求:1.以 10 个指示灯作为显示器件,能自动的从左到右、然后从右到左自动的依次被点亮,如此周而复始,不断循环。
2.打开电源时控制器可自动清零,每个指示灯被点亮的时间相同约为 0.5S 。
二、 设计作用及目的随着人们生活环境的不断改善和美化,在许多场合可以看到彩色霓灯。
由于 其丰富的灯光色彩,低廉的造价以及控制简单等特点而得到了广泛的应用,用彩 灯来装饰街道和城市建筑物已经成为一种时尚,本次设计的彩灯控制器就是为了把知识应用到生活实践当中去,锻炼我的动手能力,同样也是增强各方面的能力。
三、设计的具体实现1.系统概述彩灯控制电路由三个模块构成,脉冲电路和4017控制电路和彩灯组。
脉冲电路全程为电路提供脉冲信号送入4017芯片的脉冲输入端,从而使4017芯片的输出端(01,02,03,04,05,06,07,08,09)依次为高电平,这样就能控制彩灯不断的跑动,并且不断重复。
2.单元电路设计、分析与仿真(1)555脉冲电路本电路秒脉冲电路由一个集成的 555 芯片构成,当电源接通后,VCC 通过对 R1=10k 向电容器充电。
输出电压 V 为零,电容器放电。
输出电平为高电平时,电容器放电结束,周而复始形成了振荡。
脉冲发生器由 NE555 与 R1,100k 电位器,C1=0.1u ,C2=10u 组成的多形成振荡脉冲,输出给4017芯片NE555 定时器输出控制彩灯流动4017脉冲分配器9组彩灯依次点亮LED谐振荡器组成,它是为彩灯流动控制器提供流动控制脉冲的,多谐振荡器的振荡频率可根据所需要的彩灯流动速度,通过电位器进行调节。
证明该555多谐振荡器是可以产生脉冲信号的,其仿真图所示:(2)4017输入控制电路用一个4017芯片,4017芯片有十个输出端口,而每3个一组的等都接一个017的输出端口,这样可以控制任务中的9组灯。
完整版数字电子技术基础教案第一篇:数字电子技术基础教案一、教学目标本节课我们将学习数字电子技术的概念、基本原理和常见应用场景,掌握各类数字电子元器件的特性和使用方法,并能够进行数字电路的设计与实现。
二、教学内容1. 数字电子技术的概念和基本原理2. 数字电路的逻辑门电路设计与实现3. 常见数字电子元器件及其特性、使用方法4. 数字电路的应用场景及其实现方式三、教学重点1. 数字电子技术的概念和基本原理2. 数字电路的逻辑门电路设计与实现3. 常见数字电子元器件及其特性、使用方法四、教学难点1. 数字电子技术的应用场景及其实现方式五、教学方法1. 讲授法2. 示范法3. 实验法六、教学过程1. 导入环节请学生想一想,哪些现代科技产品离不开数字电子技术?2. 理论讲授2.1 数字电子技术的概念和基本原理数字电子技术是以数字信号为信息载体的电子技术,也是现代电子技术的一个重要分支。
数字信号是由一系列固定幅度的脉冲构成,与模拟信号不同。
数字电路利用固定的电子元器件来处理、传输和存储数字信号。
数字电子技术已经广泛应用于计算机、通信、控制、测量等领域。
2.2 数字电路的逻辑门电路设计与实现逻辑门是数字电路的基本单元,常见的逻辑门包括与门、或门、非门、异或门等。
各种逻辑门的逻辑功能可以实现所有的逻辑运算,因此能够完成复杂的数字电路设计。
2.3 常见数字电子元器件及其特性、使用方法常见数字电子元器件包括门电路、触发器、计数器、移位寄存器等。
这些元器件具有高速度、高可靠性、小尺寸、低功耗等特点,可以满足数字电路在各种应用场景下的需求。
3. 实践操作实际操作是数字电子技术教学中不可或缺的一环,通过实践操作,学生可以更深入地理解数字电路原理和应用。
3.1 逻辑门电路实验请学生通过实验掌握基本逻辑门电路的搭建方法和实现原理,并能够独立设计简单的逻辑运算。
3.2 数字电子元器件实验请学生通过实验了解不同数字电子元器件的特点和使用方法,并能够通过元器件选择和搭配实现复杂数字电路的设计和实现。
数字电子技术基础课程设计。
一、课程目标知识目标:1. 理解数字电子技术的基本概念,掌握数字电路的组成、工作原理和功能。
2. 学会分析常见的数字电路,如门电路、触发器、计数器等,并了解其在实际应用中的作用。
3. 掌握数字电路的绘图方法,能够正确绘制并解读数字电路图。
技能目标:1. 培养学生动手实践能力,能够搭建简单的数字电路并进行调试。
2. 培养学生运用所学知识解决实际问题的能力,能够对数字电路进行分析、设计和改进。
3. 提高学生的团队协作能力,能够在小组合作中共同完成数字电路的设计与搭建。
情感态度价值观目标:1. 激发学生对数字电子技术的兴趣,培养其探索精神和创新意识。
2. 培养学生严谨、细致的学习态度,使其在学习和实践中养成良好的习惯。
3. 增强学生的社会责任感,使其认识到数字电子技术在国家发展和社会进步中的重要作用。
课程性质:本课程为数字电子技术的基础课程,旨在使学生掌握数字电子技术的基本知识和技能,为后续深入学习打下基础。
学生特点:学生为初中生,具备一定的物理基础和逻辑思维能力,但实践经验不足。
教学要求:结合学生特点,注重理论与实践相结合,充分调动学生的积极性,引导其主动参与课堂讨论和实践活动,提高其数字电子技术的综合素质。
通过本课程的学习,使学生达到上述课程目标,为培养具有创新精神和实践能力的电子技术人才奠定基础。
二、教学内容1. 数字电子技术基本概念:数字信号与模拟信号的区别,数字电路的组成及工作原理。
教材章节:第一章 数字电子技术概述2. 数字逻辑门电路:逻辑门电路的类型、功能及真值表,组合逻辑电路的分析与设计。
教材章节:第二章 逻辑门电路3. 触发器与计数器:触发器的种类、工作原理与应用,计数器的设计与功能。
教材章节:第三章 触发器与计数器4. 数字电路绘图:逻辑符号、连接方式及绘图规范,能够正确绘制数字电路图。
教材章节:第四章 数字电路绘图5. 数字电路实践:搭建简单的数字电路,进行调试与优化,分析实际应用案例。
数字电子技术基本教程课程设计一、前言数字电子技术已成为现代电子工业和信息产业中最基本、最重要的技术之一,广泛应用于计算机、通信、控制、测量等领域,是整个信息时代的基础。
本文档旨在通过数字电子技术基本教程课程设计的形式,帮助学生深入理解数字电子技术的基本概念、原理和应用,增强他们的综合应用能力。
二、课程设计背景数字电子技术基本教程是数字电子技术学科的入门课程,主要涉及数字电路的基本原理、逻辑门电路、组合逻辑电路、时序逻辑电路、振荡器电路等内容。
这门课程是电子信息类专业必修课程之一,为学生打下数字电子技术的基础,为后续学习课程打好基础。
三、课程设计目标本次课程设计旨在通过设计一个简单的数字电路,让学生深入理解数字电路的基本原理和设计方法,加强他们的实践能力和创新意识。
具体目标包括:1.理解数字电路的基本概念和原理,熟练使用数字电路设计软件;2.掌握数字电路的分析和设计方法,能够分析和设计简单的数字电路;3.加强学生的团队意识和创新能力,培养学生的实践能力和解决问题的能力。
四、课程设计内容1. 课程设计题目设计一个基于单片机的计数器电路。
2. 课程设计要求1.计数器至少可计数到100;2.计数器每计数到10的倍数时,LED灯闪烁一次;3.可通过按键重置计数器;4.要求使用Protues仿真软件进行电路仿真并进行调试。
3. 设计思路计数器电路的基本组成部分是计数器芯片和时钟信号源。
计数器芯片是一种特殊的触发器,将时钟信号源提供的时钟信号转换为数字信号,实现计数功能。
基于单片机的计数器电路可以采用AT89C52单片机作为计数器芯片,并通过按键输入信号控制计数器的复位和电源控制,LED灯闪烁则可通过控制IO口输出一个高低电平的信号。
具体设计流程如下:1.首先设计计数器电路,包括计数器芯片和时钟信号源;2.配置单片机的IO口并设置计数器芯片的输入输出引脚;3.编写程序代码,实现计数器的计数和控制电路的输出,以及按键的检测和控制;4.使用Protues仿真软件进行电路仿真和调试,确保电路能够正常工作,并且符合设计要求。
课程设计〔题目〕课程名称:数字电子技术根底报告书写要求:一、任务书二、目录三、容1、设计任务及目的〔黑体,小号〕容为小四,宋体2、设计方案论证〔黑体,三号〕〔可进展扩展或是创新设计〕容为小四,宋体3、设计方案选取与实现〔黑体,三号〕〔提出选择所选方案的理由、指出方案的可行性、优缺点,画出局部电路原理图〕容为小四,宋体4、整机调试与仿真〔黑体,三号〕〔给出整体电路及调试参数,进展必要的误差分析,给出仿真分析结果〕容为小四,宋体5、总结〔心得体会〕〔黑体,三号〕容为小四,宋体四、参考文献数电课程设计题目选1、抢答器2、交通灯3、彩灯控制4、数字时钟5、信号发生器题目实例:一、设计并制作一数字式温度计〖根本要求〗采用电桥法,利用PT~100热电阻对0~200℃测温围进展测量并送LED数码管显示,要求测量分辨率为0.1℃数据测量间隔时间为5秒〖提高要求〗1〕针对不同的铂热电阻讨论不同的温度信号测量方法2〕电路对测温电路进展非线性校正,提高测温精度〔电路非线性校正和EPROM查表法非线性校正两种方法〕3〕讨论误差的形成因素和减少误差的措施4〕进展简单的温度开关控制参考原理图如图〖主要参考元器件〗MCl4433(1),LM324(1),七段数码管(4),CD4511(1),MC1413(1),铂热电阻使用普通精细电位器代替。
二、十二小时电子钟〖根本要求〗利用根本数字电路制作小时电子钟,要求显示时分秒,并能实现校时的功能。
〖提高要求〗1〕针对影响电子钟走时精度的因素提出改良方案2〕增加日期显示3〕实现倒计时功能4〕整点报时功能5〕定时功能参考原理图如图三、电平感觉检测仪〖根本要求〗:采用光电式摇晃传感器,其检测围为±90℃,每摇晃一度传感器就输出一个脉冲信号,给计数单元,在给定时间测量到的脉冲数目就能说明该人的电平感觉,没试采用头戴式传感器,闭上双目,单脚立地,保持静止,开场测试。
定时时间为1分钟。
数字电子技术课程设计报告一、设计目的和任务:本设计项目旨在设计一个数字钟,能够显示当前时间,并具备时间设置功能。
主要任务包括:设计数字时钟的电路原理图、PCB布局,选取合适的数码管和时钟芯片,完成数字时钟的硬件组装和软件编程。
二、设计原理和方案:1.数码管原理:数码管是一种显示设备,由8段共阳极(或共阴极)、7段共阴极(或共阳极)的LED组成。
每个LED可以独立控制亮灭,通过对应的引脚控制可以达到显示不同数字的效果。
2.时钟芯片原理:时钟芯片是一种集成电路,能够提供精确的时间信号。
通过和微处理器或微控制器的连接,可以实现对时间的读取和设置功能。
本设计方案采用四位共阴极的数码管显示当前时间,以及四个按键实现时间设置功能。
时钟芯片选用DS1302,它具备低功耗、抗干扰和精准计时等特点,通过SPI接口连接到单片机。
三、硬件设计:1.数码管显示电路:将四位共阴极数码管的8个段接口分别连接到单片机的GPIO口,通过控制GPIO口的电平变化,实现数码管显示0-9的数字。
2.时钟芯片连接电路:将DS1302的SCK、RST和DAT引脚分别接到单片机的SPI接口的对应引脚,以实现单片机和时钟芯片之间的信息交换。
3.按键电路:设计四个按键实现时间设置功能,通过连接到单片机的GPIO口,通过检测按键的状态变化来触发相应的时间设置操作。
四、软件设计:1.时钟初始化:在程序启动时,先进行时钟芯片的初始化,设置年月日时分秒的初始值。
2.读取时间:通过SPI接口读取时钟芯片的时间信息,包括年月日时分秒。
3.显示时间:将读取到的时间信息转换成相应的数字,通过控制数码管的GPIO口实现数字的显示。
4.时间设置:通过检测按键的状态变化,触发相应的时间设置操作,将设置的年月日时分秒信息写入到时钟芯片中。
五、结果和分析:经过硬件组装和软件编程,实现了数字时钟的设计。
通过按键可以设置时钟的年月日时分秒信息,数码管能够准确地显示当前时间。
数字电子技术课程设计(数字时钟逻辑电路的设计与实现)学院:信息学院班级:学号:姓名:刘柳指导教师:楚岩课设时间:2009年6月21日—2009年6月26日一摘要数字钟是一种用数字电路技术实现时、分、秒计时的装置,与机械式时钟相比具有更高的准确性和直观性,且无机械装置,具有更更长的使用寿命,因此得到了广泛的使用。
诸如按时自动打铃,时间程序自动控制,定时启闭路灯,定时开关烘箱,通断动力设备,甚至各种定时电气的的自动启用等。
这些都是以数字时钟作为时钟源的。
数字钟从原理上讲是一种典型的数字电路,其中包括了组合逻辑电路和时序电路。
目前,数字钟的功能越来越强,并且有多种专门的大规模集成电路可供选择。
经过了数字电路设计这门课程的系统学习,特别经过了关于组合逻辑电路与时序逻辑电路部分的学习,我们已经具备了设计小规模集成电路的能力,借由本次设计的机会,充分将所学的知识运用到实际中去。
二主要技术指标1.设计一个有时、分、秒(23小时59分59秒)显示的电子钟2.该电子钟具有手动校时功能三方案论证与选择要想构成数字钟,首先应选择一个脉冲源——能自动地产生稳定的标准时间脉冲信号。
而脉冲源产生的脉冲信号的频率较高,因此,需要进行分频,使高频脉冲信号变成适合于计时的低频脉冲信号,即“秒脉冲信号”(频率为1HZ)。
经过分频器输出的秒脉冲信号到计数器中进行计数。
将标准秒信号送入“秒计数器”,“秒计数器”采用60进制计数器,每累计60秒发一个“分脉冲”信号,该信号将作为“分计数器”的时钟脉冲。
“分计数器”也采用60进制计数器,每累计60分钟,发出一个“时脉冲”信号,该信号将被送到“时计数器”。
“时计数器”采用24进制计时器,可实现对一天24小时的累计。
此时需要分别设计60进制,24进制计数器,各计数器输出信号经译码器到数字显示器,使“时”、“分”、“秒”得以数字显示出来。
值得注意的是:任何计时装置都有误差,因此应考虑校准时间电路。
扬州大学能源与动力工程学院本科生课程设计题目:智力竞赛抢答器课程:数字电子技术基础专业:电气工程及其自动化班级:电气XXXX班学号:XXXXXX姓名:XXXXXX指导教师:XXX完成日期: 2012.XXXX总目录第一部分:任务书第二部分:课程设计报告第一部分任务书《数字电子技术基础》课程设计任务书一、课程设计的目的本课程是在学完《数字电子技术基础》、《数字电子技术实验》之后,集中两周时间,进行的复杂程度较高、综合性较强的设计课题的实做训练。
主要包括:方案论证、系统电路分析、单元功能电路设计、元器件选择、安装调试、计算机辅助设计、系统综合调试与总结等。
使学生在《数字电子技术》基本知识、实践能力和综合素质、创新意识、水平诸方面得到全面提高,为后续课程的学习,为培养应用型工程技术人才打下重要基础。
通过本课程设计可培养和提高学生的科研素质、工程意识和创新精神。
真正实现了理论和实际动手能力相结合的教学改革要求。
二、课程设计的要求1、加强对电子技术电路的理解,学会查寻资料、方案比较,以及设计计算等环节,进一步提高分析解决实际问题的能力。
2、独立开展电路实验,锻炼分析、解决电子电路问题的实际本领,真正实现由知识向技能的转化。
3、独立书写课程设计报告,报告应能正确反映设计思路和原理,反映安装、调试中解决各种问题。
三、课程设计进度安排1、方案设计;(一天)根据设计任务书给定的技术指导和条件,进行调查研究、查阅参考文献,进行反复比较和可行性论证,确定出方案电路,画出主要单元电路,数据通道,输入、输出及重要控制信号概貌的框图。
2、学习EDA开发工具:(半天)学习MUXPLUS开发工具,学习CPLD器件的开发方法。
3、各单元电路设计:(一天半)根据方案设计框图,用原理图法或者VHDL语言设计个单元模块,并进行仿真测试。
4、用Top to Down的方法完成系统顶层原理图的设计:(1天)用Top to Down的方法完成系统顶层原理图的设计,并进行系统整体功能的仿真。
5、电路制作:(半天)熟悉试验系统,完成对CPLD器件的编程下载,根据设计的电路完成硬件电路的搭接,调试实验。
6、总结鉴定:(半天)考核样机是否全面达到现定的技术指标,能否长期可靠地工作,并写出设计总结报告。
四、设计题目及内容智力竞赛抢答器(1)、抢答器为四路;(2)、显示出最先抢答器的号码;(3)、带裁判员启动控制按钮;(4)、裁判员启动后,30秒后无组抢答,抢答器停止工作(应显示30秒递减时间)。
五、设计要求1、用可编程器件(FPGA/CPLD)设计出所要求的电路;2、在EDA编程实验箱上编程、调试出所设计的电路。
3、写出设计、调试、总结报告。
六、使用仪器设备1、稳压电源(±5V,±15V);2、实验电路箱;3、低频信号发生器;4、示波器5、PC机(装有MAX+PLUSII软件);6、YDND1型数字电子综合实验系统等。
七、参考文献1、“模拟电子技术基础”和“数字电子技术基础”教材;2、有关“电子技术课程设计指导书”;3、“集成电路特性应用手册”;7、EDA技术使用教程8、其他。
八、设计总结报告主要内容1、任务及要求;2、系统整体框图及方案特点;3、可编程器件概述;4、各单元模块的设计(原理图设计或者VHDL程序设计)及仿真结果说明(应结合系统整体框图写);5、顶层原理图的设计及说明;6、顶层原理图的仿真结果及说明;7、CPLD器件的编程下载;8、硬件电路的实现;9、实验结果分析(给出必要的波形,进行测量精度和误差分析);10、设计、调试中出现问题的解决;11、改进意见及收获体会等。
第二部分课程设计报告目录1 设计任务及要求 (19)2 系统总体设计方案 (19)2.1 总体设计方案 (19)2.2 方案特点 (20)3 控制电路设计 (20)3.1 控制电路基本原理 (20)3.2 参数计算 (22)3.3 器件选型 (22)4 振荡电路设计 (22)4.1振荡电路设计基本原理 (22)5 计数电路器设计 (22)5.1计数电路器设计基本原理 (22)5.2参数计算 (23)5.3器件选型 (23)6 译码显示电路设计 (23)6.1译码显示电路工作原理 (23)6.2参数计算 (24)6.3器件选型 (24)7系统整体电路设计 (24)7.1电路说明 (24)8 电路调试 (25)8.1振荡电路调试及实验结果分析 (25)8.2 计数电路调试及实验结果分析 (25)8.3 系统联调及其结果分析 (25)9 改进意见及收获体会 (26)10 器件明细清单 (26)参考文献 (27)附录 (28)设计成果展示 (28)1 设计任务及要求该电路的根本任务时准确的判断出第一抢答者的信号并将其锁存。
实现这一功能可用触发器和锁存器等。
在得到第一信号后应立即将电路的输入封锁,即使其他组再次发出抢答信号也无效。
同时还必须注意,第一抢答信号应该在主持人发出抢答命令之后才有效。
当电路形成第一抢答信号之后,用编码、译码及数码显示电路显示出抢答者的组别,也可以用发光二级管直接指示出组别。
1 . 基本功能(1)抢答器同时供4名选手或4个代表队比赛,分别用4个按钮S0 ~ S3表示。
(2)设置一个系统清除和抢答控制开关S,该开关由主持人控制。
用来控制系统清零(编号显示数码管灭灯)和抢答的开始。
(3)抢答器具有锁存与显示功能。
即抢答开始后,选手按动按钮,锁存相应的编号,并在编号显示器上显示该编号。
同时封锁输入编码电路,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除为止。
(4)抢答器具有定时抢答功能。
要求定时器开始倒计时,并用定时显示器显示倒计时时间。
参赛选手在设定时间30秒内抢答,抢答有效,同时定时器停止倒计时,编号显示器上显示选手的编号,定时显示器上显示剩余抢答时间,并保持到主持人将系统清零为止。
(5)如果定时抢答时间已到,却没有选手抢答时,本次抢答无效。
系统扬声器报警,并封锁输入编码电路,禁止选手超时后抢答,时间显示器显示0。
2 系统总体设计方案2.1 总体设计方案系统组成框图图一系统组成框图2.2 方案特点定时抢答器的总体框图如图所示,它由主体电路和扩展电路两部分组成。
主体电路完成基本的抢答功能,即开始抢答后,当选手按动抢答键时,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。
扩展电路完成定时抢答的功能。
图中所示的定时抢答器的工作过程是:接通电源时,节目主持人将开关置于“清除”位置,抢答器处于禁止工作状态,编号显示器灭灯,定时显示器显示设定的时间,当节目主持人宣布抢答题目后,说一声“抢答开始”,同时将控制开关拨到“开始”位置,扬声器给出声响提示,抢答器处于工作状态,定时器倒计时。
当定时时间到,却没有选手抢答时,系统报警,并封锁输入电路,禁止选手超时后抢答。
当选手在定时时间内按动抢答键时,抢答器要完成以下四项工作:优先编码电路立即分辨出抢答者的编号,并由锁存器进行锁存,然后由译码显示电路显示编号;扬声器发出短暂声响,提醒节目主持人注意;控制电路要对输入编码电路进行封锁,避免其他选手再次进行抢答;控制电路要使定时器停止工作,时间显示器上显示剩余的抢答时间,并保持到主持人将系统清零为止。
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。
3 控制电路设计3.1 控制电路基本原理图2 抢答锁存电路图二中的抢答部分由4个D触发器组成,CLK分别作为四位选手的抢答控制端,每一个D触发器D输入端与另外3个的输出非端经过与门后相接,构成抢答锁存功能,即每当四个开光中有一个开关打开时,就会有一个上升沿脉冲,使得输出非端为低电平,从而使得其余3个的输入端均为低电平。
图三的译码电路将输入的抢答信号转换为数码管可以识别显示的信号,即:将抢答输出:“1000”转换为“0001”,“0100”转换为“0010”,“0010”转换为“0100”,“0001”转换为“1000”。
3.2 参数计算此次课程设计课题都由开关控制无相关计算内容。
3.3 器件选择一个EPM7128SLC84-6可下载集成块,三个数码管及其三个七段译码器,一个蜂鸣器,五个开关。
4 振荡电路设计4.1 振荡电路工作原理此次振荡电路信号由实验箱上的2Hz频率信号代替。
5 计数电路设计5.1 计数电路工作原理图四30进制减法计数电路图四中g1_g4为个位输出端,s1-s4为视为输出端,co端为十进制的进位输出端,caipan端为主持人控制复位端,jishumaichong端为脉冲信号输入端。
5.2 参数计算此次课程设计课题都由开关控制无相关计算内容。
5.3 器件选择2个同步十进制可逆加减计数器74192,2个数码管6 译码显示电路设计6.1 译码显示电路工作原理图五译码电路图五的译码电路将输入的抢答信号转换为数码管可以识别显示的信号,即:将抢答输出:“1000”转换为“0001”,“0100”转换为“0010”,“0010”转换为“0100”,“0001”转换为“1000”。
其中qdq为抢答锁存电路生成的模块。
6.2 参数计算由输入输出逻辑关系得:a=A1A2’A3’A4’+A1A2A3’A4’b= A1’A2A3’A4’+A1A2A3’A4’c= A1’A2’A3’A4d=0n= A1+A2+A3+A46.3 器件选型4个4输入与门2个2输入或门一个4输入或门7 总体电路设计图6 总体电路7.1电路说明(1)Zhchr 为主持人控制输入端,1,2,3,4为四位选手输入控制端,Qianda为抢答锁存以及译码电路生成的模块,30为30进制减法计数器电路生成的模块Fmqi为蜂鸣器控制电路生成的模块,Zhdq为2KHz振荡信号输入端,a1,a2,a3为显示抢答信号选手号码的数码管连接端,b1,b2,b3,b4为显示个位数码管连接端,c1,c2,c3,c4为显示十位数码管连接端(2)当主持人启动系统时计数器开始30倒计时,如果选手抢答则显示抢答选手号码,计数器停止并保持显示抢答时间,另外,蜂鸣器发出滴滴的响声提示有人抢答:如果没人抢答,则计数器到00时,蜂鸣器发出滴滴的响声,抢答系统终止抢答。
(3)每次抢答结束后,主持人重新复位开关,再次启动后才可以进行抢答。
8 电路调试8.1振荡电路调试及实验结果分析此次课程设计中振荡信号使用的是实验箱上的固定2KHz频率信号。
8.2 计数电路调试及实验结果分析图七计数仿真波形此电路仿真波形正常8.3 系统联调及其结果分析图八总电路仿真波形总电路在测试调整仿真中一切正常,与预计的效果及其功能相符合。
当主持人启动系统时计数器开始30倒计时,如果选手抢答则显示抢答选手号码,计数器停止并保持显示抢答时间,另外,蜂鸣器发出滴滴的响声提示有人抢答:如果没人抢答,则计数器到00时,蜂鸣器发出滴滴的响声,抢答系统终止抢答。