邏輯電路課 程 設(shè) 計(jì) 報(bào) 告

1、課 程 設(shè) 計(jì) 報(bào) 告課程設(shè)計(jì)名稱：數(shù)字邏輯電路 系 ： 學(xué)生姓名： 班 級(jí)： 學(xué) 號(hào)： 成 績(jī)： 指導(dǎo)教師： 開(kāi)課時(shí)間： 2011-2012 學(xué)年第一學(xué)期緒 論數(shù)字邏輯電路課程設(shè)計(jì)是繼數(shù)字邏輯電路課程之后開(kāi)出的實(shí)踐環(huán)節(jié)課程，其目的是訓(xùn)練我們綜合運(yùn)用學(xué)過(guò)的數(shù)字電路的基本知識(shí)，獨(dú)立設(shè)計(jì)比較復(fù)雜的數(shù)字電路的能力。培養(yǎng)我們勤奮認(rèn)真、獨(dú)立分析故障、解決問(wèn)題的能力。通過(guò)本次課程設(shè)計(jì)，我們要能掌握使用EDA（電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化）工具設(shè)計(jì)數(shù)字電路的方法，包括設(shè)計(jì)輸入、編譯、軟件仿真、下載和硬件仿真等全過(guò)程。 汽車尾燈在汽車信號(hào)燈具中占據(jù)重要地位，它們的信號(hào)能讓汽車及其他交通工具的行駛狀態(tài)發(fā)生改變，而且對(duì)交通安全

2、也肩負(fù)著相當(dāng)大的責(zé)任。 因此，我選擇了汽車尾燈控制電路設(shè)計(jì)課程，一方面可以借此機(jī)會(huì)對(duì)汽車尾燈的控制有更深的理解，另一方面，我又能通過(guò)實(shí)踐把課本上的理論知識(shí)弄透。該設(shè)計(jì)建立在硬件和軟件兩個(gè)平臺(tái)的基礎(chǔ)上。硬件平臺(tái)是可編程邏輯器件，所選的器件可保證在一片芯片上設(shè)計(jì)出題目要求的數(shù)字電路。軟件平臺(tái)是MULTISIM 和MAX+PLUSII軟件以及Quartus II 8.1軟件。第一章 課程題目及內(nèi)容要求概括一、汽車尾燈控制電路設(shè)計(jì)二、主要內(nèi)容及功能要求假設(shè)汽車尾部左右兩側(cè)各有3個(gè)指示燈（可用實(shí)驗(yàn)箱上的電平指示二極管模擬）1) 汽車正常運(yùn)行時(shí)指示燈全滅。2）右轉(zhuǎn)彎時(shí)，右側(cè)3個(gè)指示燈按右循環(huán)順序點(diǎn)亮。3）

3、左轉(zhuǎn)彎時(shí)左側(cè)3個(gè)指示燈按左循環(huán)順序點(diǎn)亮4）臨時(shí)剎車時(shí)所有指示燈同時(shí)閃爍三具體要求1、對(duì)所設(shè)計(jì)電路的功能明確2、熟悉軟件的基本操作3、報(bào)告中課題總體設(shè)計(jì)功能復(fù)合第二章 具體方案設(shè)計(jì)內(nèi)容一、 總體設(shè)計(jì)方案由于汽車左右轉(zhuǎn)彎時(shí)，三個(gè)指示燈循環(huán)點(diǎn)亮，所以用三進(jìn)制計(jì)數(shù)器控制譯碼器電路順序輸出低電平，從而控制尾燈按要求點(diǎn)亮。由此得出在每種運(yùn)行狀態(tài)下，各指示燈與各給定條件（S0、S1、CP、Q0、Q1）的關(guān)系，即邏輯功能表如下表3所示（表中0表示燈滅狀態(tài)，1表示燈亮狀態(tài)）。下圖1為總體設(shè)計(jì)框架圖，表2為尾燈與汽車運(yùn)行時(shí)狀態(tài)關(guān)系表。 三進(jìn)制計(jì)數(shù)器譯碼電路顯示、驅(qū)動(dòng)電路尾燈電路開(kāi)關(guān)控制燈S0 S1 圖1：總體框架

4、圖表2 尾燈與汽車運(yùn)行狀態(tài)關(guān)系表開(kāi)關(guān)控制運(yùn)行狀態(tài)左尾燈右尾燈S0 S1D6 D5 D4D1 D2 D3 0 0正常運(yùn)行燈滅燈滅 0 1右轉(zhuǎn)彎燈滅按D1D2D3順序循環(huán)點(diǎn)亮 1 0 左轉(zhuǎn)彎按D6D5D4順序循環(huán)點(diǎn)亮燈滅 1 1臨時(shí)剎車所有尾燈隨時(shí)鐘CP同時(shí)閃爍 表3 邏輯功能表開(kāi)關(guān)控制三進(jìn)制計(jì)數(shù)器六 個(gè) 指 示 燈S0 S1Q0 Q1D6 D5 D4 D3 D2 D10 0 X X 0 0 0 0 0 00 1 0 0 0 1 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 11 0 0 0 0 1 1 0 0 0 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 0 0

5、0 0 0 1 1 X X CP CP CP CP CP CP 根據(jù)以上設(shè)計(jì)分析與功能描述，可得出整個(gè)電路可由模式控制電路、三進(jìn)制計(jì)數(shù)器、譯碼、顯示驅(qū)動(dòng)電路以及尾燈狀態(tài)顯示幾部分組成。 由此可得出設(shè)計(jì)過(guò)程中可能要用的原件：3-8譯碼器（74LS138）、74LS00（2輸入四與非門）、74LS04（反相器）、74LS10（3輸入3與非門）、74LS86（2輸入四異或門）、74161計(jì)數(shù)器、74112（JK觸發(fā)器）等。二、單元電路設(shè)計(jì)1 計(jì)數(shù)器電路設(shè)計(jì)計(jì)數(shù)器工作原理 74161計(jì)數(shù)器實(shí)現(xiàn)三進(jìn)制計(jì)數(shù)的功能，當(dāng)S0=0,輸入由100-101-110 時(shí)，譯碼器對(duì)應(yīng)的輸出端依次為0有效，及反相器的輸出

6、端也依次為0，所以指示燈按順序點(diǎn)亮示意汽車右轉(zhuǎn)彎。同理可得，左轉(zhuǎn)彎時(shí)指示器的顯示；當(dāng)G（S0異或S1）等于0，A等于1時(shí)，譯碼器輸出端全為1，G6G1的輸出端也為1，指示燈全滅；當(dāng)G=0，A=CP時(shí)，指示燈隨脈沖的頻率閃爍。計(jì)數(shù)器單元電路設(shè)計(jì)圖Multisim平臺(tái)QuartusII 平臺(tái) 2汽車尾燈譯碼顯示電路設(shè)計(jì) 顯示驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)原理 顯示驅(qū)動(dòng)電路由6個(gè)發(fā)光二極管和6個(gè)反相器構(gòu)成，如圖： Multisim平臺(tái)QuartusII 平臺(tái)（作為輸出顯示）譯碼電路工作原理和設(shè)計(jì)譯碼電路由3-8譯碼器74LS138和6個(gè)與非門構(gòu)成。74LS138的三個(gè)輸入端A2、A1、A0分別接S1、Q1、Q0，而Q

7、1、Q0是三進(jìn)制計(jì)數(shù)器的輸出端。 汽車尾燈譯碼顯示電路設(shè)計(jì)圖 Multisim平臺(tái)QuartusII 平臺(tái) 3控制電路設(shè)計(jì)控制電路工作原理設(shè)74LS138和顯示驅(qū)動(dòng)電路的使能端信號(hào)分別為G和A，根據(jù)總體邏輯功能表分析及組合得G、A與給定條件的真值表，如圖所示：開(kāi)關(guān)控制C P使能信號(hào)S1 S0G A0 0*0 10 1*1 11 0*1 11 1CP0 CP控制電路設(shè)計(jì)圖Multisim平臺(tái)QuartusII 平臺(tái)總體電路圖Multisim平臺(tái)QuartusII 平臺(tái)第三章 調(diào)試與結(jié)果總體電路軟件仿真調(diào)試過(guò)程及步驟開(kāi)始調(diào)試 編譯 編譯中。 調(diào)試成功（2個(gè)警告） 開(kāi)始配置引腳引腳配置成功 保存開(kāi)始

8、仿真編譯編譯成功方波圖如下選擇硬件芯片和配置管腳后總體電路下載驗(yàn)證結(jié)果如下： 開(kāi)關(guān) k7、k8第四章 心得體會(huì)本次課程設(shè)計(jì)，讓我學(xué)到了不少東西。在整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程中，我通過(guò)這個(gè)方案設(shè)計(jì)了一套電路原理和電路連接圖，和芯片上的選擇。這個(gè)方案用到了很多芯片，過(guò)程中還自己配引腳，感覺(jué)這在理論課程上是不會(huì)有這樣的機(jī)會(huì)的。平時(shí)上課老師講理論，我們聽(tīng)課，看課本。頂多知道哪種芯片是干嘛用的，但究竟它怎么用，用在哪里，我們并不知道。而這次的課程設(shè)計(jì)解決了我在課堂上的所有疑惑。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，經(jīng)常會(huì)遇到這樣那樣的情況，就是心里老想著這樣的接法可以行得通，但實(shí)際接上電路，總是實(shí)現(xiàn)不了，因此耗費(fèi)在這上面的時(shí)間用去很多。這時(shí)

9、候，老師跟同學(xué)的幫助是少不了的。在整個(gè)過(guò)程中，我看到老師在下面為大家解決各種難題，手把手地教大家，同學(xué)之間也互相幫忙，你不懂的他懂，他不懂的你告訴他，這種感覺(jué)甚好。經(jīng)過(guò)一個(gè)半星期的課程設(shè)計(jì)，過(guò)程曲折可謂一語(yǔ)難盡。但它的的確確加強(qiáng)了我動(dòng)手、思考和解決問(wèn)題的能力。通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)也使我懂得了理論與實(shí)際相結(jié)合是很重要的，只有理論知識(shí)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，只有把所學(xué)的理論知識(shí)與實(shí)踐相結(jié)合起來(lái)，從理論中得出結(jié)論，才能真正為社會(huì)服務(wù)，從而提高自己的實(shí)際動(dòng)手能力和獨(dú)立思考的能力。有問(wèn)題不可怕，可怕的是你躲開(kāi)它，不去解決它。在老師的身上我學(xué)到很多實(shí)用的知識(shí)，在此我表示感謝！同時(shí)，對(duì)給過(guò)我?guī)椭乃型瑢W(xué)再次表示忠心的感

10、謝！感謝朱老師的細(xì)心指導(dǎo)，也同樣謝謝所有同學(xué)的無(wú)私幫助！參考文獻(xiàn)： 數(shù)字電子技術(shù)教程 數(shù)字邏輯電路實(shí)驗(yàn)及課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書 EDA實(shí)驗(yàn)講義EDA實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書附件1：表2-1J1與芯片引腳名對(duì)應(yīng)表J1引腳信號(hào)信號(hào)名稱兼容信號(hào)名對(duì)應(yīng)器件引腳號(hào)和引腳名EP1K100QC208-3EPM7128SLC84-15引腳號(hào)引腳名引腳號(hào)引腳名1VCC2VCC3運(yùn)行模式開(kāi)關(guān)CLK(+SP)183CLK83GCLK4擴(kuò)展J1-4184INPUT5點(diǎn)陣0列8I/O25I/O6點(diǎn)陣1列9I/O24I/O7點(diǎn)陣2列11I/O21I/O8點(diǎn)陣3列12I/O20I/O9點(diǎn)陣4列13I/O18I/O10點(diǎn)陣5列14I/O17I/O

11、11點(diǎn)陣6列15I/O16I/O12點(diǎn)陣7列17I/O15I/O13點(diǎn)陣8列18I/O12I/O14點(diǎn)陣9列24I/O11I/O15點(diǎn)陣10列25I/O10I/O16點(diǎn)陣11列26I/O9I/O17點(diǎn)陣12列27I/O8I/O18點(diǎn)陣13列28I/O6I/O19點(diǎn)陣14列29I/O5I/O20點(diǎn)陣15列30I/O4I/O21擴(kuò)展J1-2131I/O22CLK078INPUT23擴(kuò)展J1-23L036I/O81I/O24擴(kuò)展J1-24L137I/O80I/O25擴(kuò)展J1-25L238I/O79I/O26擴(kuò)展J1-26L339I/O77I/O27擴(kuò)展J1-27L440I/O76I/O28擴(kuò)展J1-

12、28L541I/O75I/O29擴(kuò)展J1-29L644I/O74I/O30擴(kuò)展J1-30L745I/O73I/O31VGA1L846I/O70I/O32VGA2L947I/O69I/O33VGA3L1053I/O68I/O34VGA4L1154I/O67I/O35VGA655I/O27I/O36擴(kuò)展J1-3656I/O22I/O37擴(kuò)展J1-3757I/O38擴(kuò)展J1-3858I/O84OE1n39擴(kuò)展J1-3960I/O1CLRn40CLK79GCLK12OE2n表2-2J2與芯片引腳名對(duì)應(yīng)表J2引腳序號(hào)信號(hào)名稱兼容信號(hào)名對(duì)應(yīng)器件引腳號(hào)和引腳名EP1K100QC208-3EPM7128S引腳

13、號(hào)引腳名引腳號(hào)引腳名12液晶C/DFMIN（PS/1）169I/O28I/O3液晶/WR168I/O29I/O42764 OE167I/O30I/O50809 ADD-AK0163I/O31I/O60809 ADD-BK1160I/O33I/O70809 ADD-CK2150I/O34I/O82764 A0K3149I/O35I/O92764 A1K4148I/O36I/O102764 A2K5147I/O37I/O112764 A3K6144I/O39I/O122764 A4K7143I/O40I/O132764 A5K8142I/O41I/O142764 A6K9141I/O44I/O15

14、2764 A7K10140I/O45I/O162764 A8K11139I/O46I/O172764 A9136I/O48I/O18KL0135I/O49I/O19KL1134I/O50I/O20KL2133I/O51I/O21擴(kuò)展J2-21132I/O52I/O22擴(kuò)展J2-22131I/O54I/O23擴(kuò)展J2-23128I/O55I/O24擴(kuò)展J2-24127I/O56I/O25擴(kuò)展J2-25126I/O57I/O26擴(kuò)展J2-26125I/O58I/O27擴(kuò)展J2-27122I/O60I/O28擴(kuò)展J2-28121I/O61I/O290809 STA（PS/5）120I/O63I/O3

15、00809 EOC（JUMP）119I/O64I/O310809 Enable（/WR）116I/O31I/O32擴(kuò)展J2-32115I/O33擴(kuò)展J2-33114I/O34擴(kuò)展J2-34113I/O35擴(kuò)展J2-35112I/O363.3V37/RST80INPUT38RST182INPUT392.5V/1.8V40GND表2-3其它擴(kuò)展口與芯片引腳名對(duì)應(yīng)表（擴(kuò)展的8芯排針標(biāo)字符的一端為1腳，EP1K100QC208-3）信號(hào)名稱引腳號(hào)引腳名信號(hào)名稱引腳號(hào)引腳名信號(hào)名稱引腳號(hào)引腳名JA1-161I/OJA2-171I/OJA3-188I/OJA1-263I/OJA2-273I/OJA3-28

16、9I/OJA1-364I/OJA2-374I/OJA3-390I/OJA1-465I/OJA2-475I/OJA3-492I/OJA1-567I/OJA2-583I/OJA3-596I/OJA1-668I/OJA2-685I/OJA3-694I/OJA1-769I/OJA2-786I/OJA3-795I/OJA1-870I/OJA2-887I/OJA3-896I/OJA4-197I/OJA5-1156I/OJA6-1170I/OJA4-299I/OJA5-2157I/OJA6-2172I/OJA4-3100I/OJA5-3158I/OJA6-3173I/OJA4-4101I/OJA5-4159I/OJA6-4174I/OJA4-5102I/OJA5-5161I/OJA6-5175I/OJA4-6103I/OJA5-6162I/OJA6-6176I/OJA4-7104I/OJA5-7164I/OJA6-7177I/OJA4-8111I/OJA5-8166I/OJA6-8179I/OJA7-1187I/OJA8