序列信號發(fā)生器的設(shè)計—畢業(yè)設(shè)計

1、編號： 本科畢業(yè)論文（設(shè)計）題目：序列信號發(fā)生器的設(shè)計 學(xué) 院 物理與電子科學(xué)學(xué)院 專 業(yè) 電子信息科學(xué)與技術(shù) 學(xué) 號 姓名 xxx 指導(dǎo)教師 xxx 職稱：教授 完成日期 2011-4-23 誠 信 承 諾我謹(jǐn)在此承諾：本人所寫的畢業(yè)論文序列信號發(fā)生器的設(shè)計均系本人獨立完成，沒有抄襲行為，凡涉及其他作者的觀點和材料，均作了注釋，若有不實，后果由本人承擔(dān)。 承諾人（簽名）： 年 月 日序列信號發(fā)生器的設(shè)計姓名：xxxx 學(xué)號： 200741430211 指導(dǎo)老師： xxxx摘要:序列信號發(fā)生器一般是用組合邏輯電路和時序邏輯電路的方法設(shè)計，電路的設(shè)計相對來講是比較簡單的。本文主要是用計數(shù)器和數(shù)據(jù)

2、選擇器來產(chǎn)生一個16位的序列信號。同時介紹了ewb5.0電子仿真平臺，分析了ewb5.0電子電路仿真軟件的特點和功能，闡述了用ewb5.0仿真軟件進(jìn)行輔助實驗的方法和步驟。關(guān)鍵詞：ewb5.0 軟件的應(yīng)用 序列信號發(fā)生器design of serial signal generatorabstract: sequence using a trigger signal generator plus general combinational logic circuits and sequential logic circuits designed, circuit design and impl

3、ementation more complex. this article is the counter and the data selector to produce a sequence of 16-bit signal. ewb5.0 also introduced electronic simulation platform to analyze the ewb5.0 electronic circuit simulation software features and functions, described simulation software assisted by ewb5

4、.0 experimental methods and procedures.keywords: ewb5.0 application software sequence generator目錄1.緒論52.ewb軟件的簡介52.1 ewb軟件的概述52.2 ewb軟件的操作界面 62.2.1元件庫欄62.2.2主窗口72.3 ewb軟件基本操作方法介紹82.3.1創(chuàng)建電路82.3.1.1元件選擇82.3.1.2導(dǎo)線的操作82.3.2使用儀器82.3.2.1示波器82.3.2.2邏輯分析儀 93.序列信號發(fā)生器原理 93.1序列信號發(fā)生器的設(shè)計 103.1.1計數(shù)器的介紹 10 3.1.2 7

5、4160的功能表格 103.2數(shù)據(jù)選擇器 103.3設(shè)計過程 114.序列信號發(fā)生器的ewb設(shè)計和仿真實現(xiàn)12 4.1 電路基本原理 12 4.2 ewb操作步驟 124.3 仿真數(shù)據(jù)及結(jié)論124.3.1電路圖 124.3.2仿真結(jié)果及分析 125結(jié)束語 13致謝14參考文獻(xiàn)151緒論 在當(dāng)今信息非常發(fā)達(dá)的社會，軟件更新周期變的越來越短，在電子線路設(shè)計方面，eda仿真和設(shè)計是電子線路設(shè)計中的一個非常重要環(huán)節(jié)。在許多的電子設(shè)計自動化技術(shù)軟件中，ewb5.0軟件以其巨大的電路設(shè)計和仿真的功能，深受廣大使用者的熱愛。例如在大學(xué)生學(xué)習(xí)和設(shè)計電路中都得到了非常廣泛的應(yīng)用。ewb5.0軟件及其仿真應(yīng)用對于

6、提高大學(xué)生的實踐能力、加深對理論知識的理解都有一定的幫助。 ewb5.0軟件，最好的特點就是用戶的界面非常好，關(guān)于搭建電路時用到的器件以及集成芯片都非常的豐富，特別是它的直觀虛擬儀表是ewb5.0軟件的一大亮點。ewb5.0軟件用的是非常直觀的顯示界面來搭建電路圖：然后通過計算機(jī)來模擬實際的工作試驗臺，畫電路圖時用到的所有器件以及電路仿真時用到的所有測試儀器都可以直接從軟件器件庫中找到。 這次畢業(yè)論文主要目的是讓大家熟悉和了解ewb5.0軟件的應(yīng)用以及其怎么通過這個軟件來模擬和仿真電路，并且來驗證理論是否正確。2. ewb軟件的簡介2.1 ewb軟件的概述 由于電子計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，電子產(chǎn)品已

7、經(jīng)與計算機(jī)密不可分，電子產(chǎn)品的功能越來越完美，并且電路的集成度也有了很大的提高，從而使產(chǎn)品的更新周期變得很短。電子設(shè)計自動化（eda）技術(shù)，讓電子線路的設(shè)計工作人員可以在電腦上通過軟件來完成電路設(shè)計，使用起來非常的方便。電子設(shè)計自動化技術(shù)與以前的cad軟件比較，eda軟件的自動化程度變得更加高、功能也更加完善、運(yùn)行的速度也非?？?，并且操作界面也非常好看、有非常好的數(shù)據(jù)互換性和開發(fā)性。這個軟件有許多好的特點：（1） 用非常直觀的顯示界面來搭建好電路圖：在電腦上來模擬和模仿實際的實驗室工作臺，畫電路圖所用的所有器件以及電路仿真所用到的測試器件都可以直接從軟件器件庫上找到。（2） ewb5.0這個軟

8、件的控制面板的外部形狀以及操作方式都與真實物體非常相似，可以比較清楚的顯示測量的結(jié)果。（3） ewb5.0有很多的器件庫，非常方便我們進(jìn)行電路的設(shè)計和仿真。（4） ewb5.0作為一門設(shè)計電路的工具，它有其他軟件不能具有的特點，那就是它還可以與其他設(shè)計軟件來交換數(shù)據(jù)信息。（5） ewb5.0軟件也是一個非常難得的電子設(shè)計有效的訓(xùn)練工具，它為我們提供了虛擬儀器，我們可以在這個軟件上來搭建電路，讓我們可以在實驗室中以更靈活的方式來進(jìn)行電路的模擬和仿真，使我們工作起來非常方便。2.2 ewb5.0軟件的操作界面2.2.1器件庫欄信號源庫：圖1 各種信號源圖二極管庫： 圖2 各種二極管圖集成電路庫：圖

9、3 各種集成電路圖儀器庫：圖4 儀器庫圖2.2.2主窗口圖5 主窗口圖2.3 ewb5.0軟件基本操作簡介2.3.1創(chuàng)建電路2.3.1.1元件選擇首先打開器件庫欄，把鼠標(biāo)移動到所需要的的器件圖上單擊左鍵，將器件圖拖到工作區(qū)。2.3.1.2導(dǎo)線的使用說明主要包括：兩種元器件之間的導(dǎo)線連接、導(dǎo)線連接好之后的調(diào)整、導(dǎo)線顏色的改變等等。連接：首先將鼠標(biāo)放在一個器件的端點，待有了一個小圓點后單擊鼠標(biāo)左鍵并拖動導(dǎo)線到另外一個器件的端點，出現(xiàn)別一個小圓點后就可以放開鼠標(biāo)的左鍵。刪除和改動：選定一個導(dǎo)線，然后點擊鼠標(biāo)的右鍵，在出現(xiàn)的菜單中點擊delete按鈕，就可以刪去了。2.3.2使用儀器由于這個軟件用到的

10、儀器非常多，再這里就不再一一介紹。舉例說明如下：2.3.2.1示波器：圖6 示波器原理圖time base 時基控制 trigger觸發(fā)控制expand 面板擴(kuò)展按鈕position軸偏置2.3.2.2邏輯分析儀的簡介：邏輯分析儀可以顯示16路邏輯信號，也可以記錄邏輯信號，還可以對數(shù)字信號做時序分析和高速采集，它是設(shè)計數(shù)字電路的非常好的工具。圖7 邏輯分析儀圖3. 序列信號發(fā)生器的原理介紹 在數(shù)字電路設(shè)計中，有些時候需用一組非常特殊的數(shù)字信號。一般情況下我們就將這種特殊的串行數(shù)字信號叫做序列信號。生成這樣的一組特定序列信號的電路叫做序列信號發(fā)生器。序列信號發(fā)生器的設(shè)計方法有很多。下面介紹一種簡

11、單的方法就是用計數(shù)器和數(shù)據(jù)選擇器來設(shè)計序列信號發(fā)生器。例如要設(shè)計一個16位的序列信號0100100010000100，則可以用兩個74160芯片和一個8選1的數(shù)據(jù)選擇器以及與門非門。當(dāng)clk信號連續(xù)不斷地加到計數(shù)器上時，qd2qdqcqbqa的狀態(tài)進(jìn)行16位的循環(huán)。只要令d3=dd=d6=d7=0,d0=qbqa,d1=qbqa,d2= qbqa,d4=qbqa。時，就可以在輸出端產(chǎn)生這樣的一組（0100100010000100）序列。如果要改變要產(chǎn)生的序列信號時，我們只用改變d0d7的電平值，并不需要對設(shè)計電路做任何變動。設(shè)計序列信號發(fā)生器的另外一種方法就是用到移位寄存器。這樣設(shè)計序列信號發(fā)

12、生器時，有一點就是序列信號位數(shù)為p，移位寄存器的位數(shù)為a，則應(yīng)取2的a次方大于等于p。如果要生成00010111這樣一組特別的8位數(shù)字序列信號，可以用3位移位寄存器外加反饋邏輯電路就可以得到你想要的序列信號發(fā)生器。3.1序列信號發(fā)生器的設(shè)計的介紹3.1.1計數(shù)器的介紹在設(shè)計數(shù)字電路時用的比較多時序電路可能就是計數(shù)器。它不僅可以用于對時鐘脈沖計數(shù)，也可以用于分頻、節(jié)拍脈沖以及脈沖序列還有就是進(jìn)行數(shù)字運(yùn)算?？傊梅ǚ浅５膹V泛，計數(shù)器的種類非常繁多。計數(shù)器可以分為同步計數(shù)器和異步計數(shù)器這樣2種。在同步計數(shù)器中，當(dāng)時鐘脈沖輸入時觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)是同步發(fā)生的。然而在異步計數(shù)器中，觸發(fā)器的翻轉(zhuǎn)有先后順序，不是在

13、同一時間發(fā)生的。另外計數(shù)器還有三種。隨著計數(shù)脈沖的不斷輸入而作增加計數(shù)的叫做加法計數(shù)器，做減少計數(shù)的叫做減法計數(shù)器，可以增加也可以減少的叫做可逆計數(shù)器。3.1.2 74160的功能表格表1 74160的功能表輸入輸出cr的反ld的反etepclkd0d1d2d3q0q1q2q30000010d0d1d2d3d0d1d2d31111計數(shù)110觸發(fā)器保持，co=01110保持3.2數(shù)據(jù)選擇器在數(shù)字電路的設(shè)計過程中，有時候我們要從一組輸入數(shù)據(jù)中選出一個出來，這個時候我們就要用到數(shù)據(jù)選擇器。常見的數(shù)據(jù)選擇器有四類型。4選1、2選1、8選1、16選1，這四種類型。就8選1數(shù)據(jù)選擇器而言，它有三個地址段a

14、、b、c，8個數(shù)據(jù)端，一個輸出端。8選1數(shù)據(jù)選擇器：d0,d1,d2,d3,d4,d5,d6,d7為數(shù)據(jù)輸入端a2,a1,a0為地址信號輸入端，y為輸出端數(shù)據(jù)選擇器的真值表：表2 數(shù)據(jù)選擇器的真值表3.3設(shè)計過程 首先按照設(shè)計要求列出真值表，再由真值表算出輸出的表達(dá)式。然后與數(shù)據(jù)選擇器的表達(dá)式相比較，確定d0-d7到值，就可以得到您所想要的序列信號。表3 真值表qd2qdqcqbqay000000000011000100000110001001001010001100001110010001010010100000100010100100100111101000101010y=qd2qdqcq

15、bqa+qd2qdqcqbqa+qd2qdqcqbqa+qd2qdqcqbqa又因為數(shù)據(jù)選擇器y=qd2qdqcd0+qd2qdqcd1+qd2qdqcd2+qd2qdqcd3+qd2qdqcd4+qd2qdqcd5+qd2qdqcd6+qd2qdqcd7所以兩式比較可得d3=dd=d6=d7=0,d0=qbqa,d1=qbqa,d2= qbqa,d4=qbqa。4.序列信號發(fā)生器的設(shè)計和仿真4.1 電路基本原理 序列信號發(fā)生器是生成人們所想要的序列，也可以說成是滿足特定規(guī)律一組串行序列信號。我是用計數(shù)器和數(shù)據(jù)選擇器來設(shè)計要的序列信號。用計數(shù)器產(chǎn)生16位的循環(huán)，然后用數(shù)據(jù)選擇器輸出16位的序列

16、信號（即0100100010000100）。4.2 ewb操作步驟 用計數(shù)器74160和八選一數(shù)據(jù)選擇器來設(shè)計我所想要的序列信號發(fā)生器。計數(shù)器的狀態(tài)輸出端qd2、qd、qc接在數(shù)據(jù)選擇器的地址輸入端c、b、a，然后在數(shù)據(jù)選擇器的輸出端接led燈，打開開關(guān)，觀察燈的亮滅的情況。4.3 仿真數(shù)據(jù)及結(jié)論 設(shè)計序列信號發(fā)生器圖路如下。在時鐘信號的作用下，產(chǎn)生0100100010000100序列。4.3.1電路圖圖八 序列信號發(fā)生器4.3.2仿真結(jié)果及分析在ewb5.0軟件中搭建好電路后，隨后進(jìn)行電路的仿真。仿真結(jié)果如下：5結(jié)束語本文主要討論了ewb軟件的應(yīng)用以及運(yùn)用該軟件設(shè)計序列信號發(fā)生器，然后運(yùn)用該

17、軟件進(jìn)行仿真。熟悉和了解一門電子設(shè)計仿真軟件對我們的今后學(xué)習(xí)非常重要，不僅可以加深我們學(xué)生對理論知識的理解，又可以加強(qiáng)學(xué)生們對實際應(yīng)用的認(rèn)識，培養(yǎng)實際動手能力，并且能進(jìn)一步的培養(yǎng)學(xué)生的綜合設(shè)計能力，分析以及排查錯誤的能力，從而可以進(jìn)一步加強(qiáng)學(xué)生們的創(chuàng)新能力。致謝本次畢業(yè)設(shè)計的整個過程是在我的指導(dǎo)老師趙發(fā)勇副教授的細(xì)心指導(dǎo)下完成的，在整個設(shè)計階段，趙老師除了給我提出解決問題的方案，也給我主動解決問題的空間，使我很好的鍛煉了自己的能力。畢業(yè)設(shè)計本身就是一個將理論和實際工作相結(jié)合的演習(xí)，是趙老師的指導(dǎo)和幫助教會我獨立思考，主動分析和解決問題，為我們今后走出校門邁向工作崗位奠定了堅實的基礎(chǔ)。在此非常感謝我的老師。同時還要感謝給我?guī)椭耐瑢W(xué)們，他們在我做設(shè)計時給予我很多的幫助，如果沒有大家的幫助，我將無法順利完成我的設(shè)計，再次熱衷的感謝他們。參考文獻(xiàn)1 顧斌.數(shù)字電路eda 設(shè)計m.西安：西安電子科技大學(xué)出版社，2004.2