邏輯電路課 程 設 計 報 告

1、課 程 設 計 報 告課程設計名稱：數字邏輯電路 系 ： 學生姓名： 班 級： 學 號： 成 績： 指導教師： 開課時間： 2011-2012 學年第一學期緒 論數字邏輯電路課程設計是繼數字邏輯電路課程之后開出的實踐環(huán)節(jié)課程，其目的是訓練我們綜合運用學過的數字電路的基本知識，獨立設計比較復雜的數字電路的能力。培養(yǎng)我們勤奮認真、獨立分析故障、解決問題的能力。通過本次課程設計，我們要能掌握使用EDA（電子設計自動化）工具設計數字電路的方法，包括設計輸入、編譯、軟件仿真、下載和硬件仿真等全過程。 汽車尾燈在汽車信號燈具中占據重要地位，它們的信號能讓汽車及其他交通工具的行駛狀態(tài)發(fā)生改變，而且對交通安全

2、也肩負著相當大的責任。 因此，我選擇了汽車尾燈控制電路設計課程，一方面可以借此機會對汽車尾燈的控制有更深的理解，另一方面，我又能通過實踐把課本上的理論知識弄透。該設計建立在硬件和軟件兩個平臺的基礎上。硬件平臺是可編程邏輯器件，所選的器件可保證在一片芯片上設計出題目要求的數字電路。軟件平臺是MULTISIM 和MAX+PLUSII軟件以及Quartus II 8.1軟件。第一章 課程題目及內容要求概括一、汽車尾燈控制電路設計二、主要內容及功能要求假設汽車尾部左右兩側各有3個指示燈（可用實驗箱上的電平指示二極管模擬）1) 汽車正常運行時指示燈全滅。2）右轉彎時，右側3個指示燈按右循環(huán)順序點亮。3）

3、左轉彎時左側3個指示燈按左循環(huán)順序點亮4）臨時剎車時所有指示燈同時閃爍三具體要求1、對所設計電路的功能明確2、熟悉軟件的基本操作3、報告中課題總體設計功能復合第二章 具體方案設計內容一、 總體設計方案由于汽車左右轉彎時，三個指示燈循環(huán)點亮，所以用三進制計數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亮。由此得出在每種運行狀態(tài)下，各指示燈與各給定條件（S0、S1、CP、Q0、Q1）的關系，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為總體設計框架圖，表2為尾燈與汽車運行時狀態(tài)關系表。 三進制計數器譯碼電路顯示、驅動電路尾燈電路開關控制燈S0 S1 圖1：總體框架

4、圖表2 尾燈與汽車運行狀態(tài)關系表開關控制運行狀態(tài)左尾燈右尾燈S0 S1D6 D5 D4D1 D2 D3 0 0正常運行燈滅燈滅 0 1右轉彎燈滅按D1D2D3順序循環(huán)點亮 1 0 左轉彎按D6D5D4順序循環(huán)點亮燈滅 1 1臨時剎車所有尾燈隨時鐘CP同時閃爍 表3 邏輯功能表開關控制三進制計數器六 個 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 根據以上設計分析與功能描述，可得出整個電路可由模式控制電路、三進制計數器、譯碼、顯示驅動電路以及尾燈狀態(tài)顯示幾部分組成。 由此可得出設計過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計數器、74112（JK觸發(fā)器）等。二、單元電路設計1 計數器電路設計計數器工作原理 74161計數器實現三進制計數的功能，當S0=0,輸入由100-101-110 時，譯碼器對應的輸出端依次為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亮示意汽車右轉彎。同理可得，左轉彎時指示器的顯示；當G（S0異或S1）等于0，A等于1時，譯碼器輸出端全為1，G6G1的輸出端也為1，指示燈全滅；當G=0，A=CP時，指示燈隨脈沖的頻率閃爍。計數器單元電路設計圖Multisim平臺QuartusII 平臺 2汽車尾燈譯碼顯示電路設計 顯示驅動電路設計原理 顯示驅動電路由6個發(fā)光二極管和6個反相器構成，如圖： Multisim平臺QuartusII 平臺（作為輸出顯示）譯碼電路工作原理和設計譯碼電路由3-8譯碼器74LS138和6個與非門構成。74LS138的三個輸入端A2、A1、A0分別接S1、Q1、Q0，而Q

7、1、Q0是三進制計數器的輸出端。 汽車尾燈譯碼顯示電路設計圖 Multisim平臺QuartusII 平臺 3控制電路設計控制電路工作原理設74LS138和顯示驅動電路的使能端信號分別為G和A，根據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：開關控制C P使能信號S1 S0G A0 0*0 10 1*1 11 0*1 11 1CP0 CP控制電路設計圖Multisim平臺QuartusII 平臺總體電路圖Multisim平臺QuartusII 平臺第三章 調試與結果總體電路軟件仿真調試過程及步驟開始調試 編譯 編譯中。 調試成功（2個警告） 開始配置引腳引腳配置成功 保存開始

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證結果如下： 開關 k7、k8第四章 心得體會本次課程設計，讓我學到了不少東西。在整個設計過程中，我通過這個方案設計了一套電路原理和電路連接圖，和芯片上的選擇。這個方案用到了很多芯片，過程中還自己配引腳，感覺這在理論課程上是不會有這樣的機會的。平時上課老師講理論，我們聽課，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。而這次的課程設計解決了我在課堂上的所有疑惑。在設計過程中，經常會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，但實際接上電路，總是實現不了，因此耗費在這上面的時間用去很多。這時

9、候，老師跟同學的幫助是少不了的。在整個過程中，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，這種感覺甚好。經過一個半星期的課程設計，過程曲折可謂一語難盡。但它的的確確加強了我動手、思考和解決問題的能力。通過這次課程設計也使我懂得了理論與實際相結合是很重要的，只有理論知識是遠遠不夠的，只有把所學的理論知識與實踐相結合起來，從理論中得出結論，才能真正為社會服務，從而提高自己的實際動手能力和獨立思考的能力。有問題不可怕，可怕的是你躲開它，不去解決它。在老師的身上我學到很多實用的知識，在此我表示感謝！同時，對給過我?guī)椭乃型瑢W再次表示忠心的感

10、謝！感謝朱老師的細心指導，也同樣謝謝所有同學的無私幫助！參考文獻： 數字電子技術教程 數字邏輯電路實驗及課程設計指導書 EDA實驗講義EDA實驗指導書附件1：表2-1J1與芯片引腳名對應表J1引腳信號信號名稱兼容信號名對應器件引腳號和引腳名EP1K100QC208-3EPM7128SLC84-15引腳號引腳名引腳號引腳名1VCC2VCC3運行模式開關CLK(+SP)183CLK83GCLK4擴展J1-4184INPUT5點陣0列8I/O25I/O6點陣1列9I/O24I/O7點陣2列11I/O21I/O8點陣3列12I/O20I/O9點陣4列13I/O18I/O10點陣5列14I/O17I/O

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

12、28L541I/O75I/O29擴展J1-29L644I/O74I/O30擴展J1-30L745I/O73I/O31VGA1L846I/O70I/O32VGA2L947I/O69I/O33VGA3L1053I/O68I/O34VGA4L1154I/O67I/O35VGA655I/O27I/O36擴展J1-3656I/O22I/O37擴展J1-3757I/O38擴展J1-3858I/O84OE1n39擴展J1-3960I/O1CLRn40CLK79GCLK12OE2n表2-2J2與芯片引腳名對應表J2引腳序號信號名稱兼容信號名對應器件引腳號和引腳名EP1K100QC208-3EPM7128S引腳

13、號引腳名引腳號引腳名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擴展J2-21132I/O52I/O22擴展J2-22131I/O54I/O23擴展J2-23128I/O55I/O24擴展J2-24127I/O56I/O25擴展J2-25126I/O57I/O26擴展J2-26125I/O58I/O27擴展J2-27122I/O60I/O28擴展J2-28121I/O61I/O290809 STA（PS/5）120I/O63I/O3

15、00809 EOC（JUMP）119I/O64I/O310809 Enable（/WR）116I/O31I/O32擴展J2-32115I/O33擴展J2-33114I/O34擴展J2-34113I/O35擴展J2-35112I/O363.3V37/RST80INPUT38RST182INPUT392.5V/1.8V40GND表2-3其它擴展口與芯片引腳名對應表（擴展的8芯排針標字符的一端為1腳，EP1K100QC208-3）信號名稱引腳號引腳名信號名稱引腳號引腳名信號名稱引腳號引腳名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