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1、可編程邏輯器件實(shí)驗(yàn) 電子表設(shè)計(jì)精82 蔡暻煊 2008010535一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?) 學(xué)習(xí)用Quartus開發(fā)系統(tǒng)對(duì)可編程邏輯器件編程的方法;(2) 學(xué)習(xí)數(shù)字實(shí)驗(yàn)箱的使用方法以及把文件下載到CPLD芯片中的方法。二、 實(shí)驗(yàn)任務(wù)要求設(shè)計(jì)數(shù)字時(shí)鐘1、輸入:(1)時(shí)鐘源:1Hz-24MHz自選 ;(2)開關(guān): S8=0時(shí)為正常模式,S8=1時(shí)為校時(shí)模式;(3)按鈕校時(shí)模式下:K5小時(shí)數(shù)增加,K6分鐘數(shù)增加;正常模式下:K5、K6無作用。2、輸出 :(1)LED:校時(shí)模式下,D8亮 ;(2)數(shù)碼管 :使用實(shí)驗(yàn)箱左上角的數(shù)碼管, BCD編碼輸入使用6個(gè)數(shù)碼管,前兩位表示小時(shí),中間兩位表示分鐘,最后兩位

2、表示秒。三、 實(shí)驗(yàn)步驟分功能塊完成1、設(shè)計(jì)兩個(gè)60進(jìn)制計(jì)數(shù)器(帶進(jìn)位信號(hào))2、設(shè)計(jì)一個(gè)24進(jìn)制計(jì)數(shù)器3、將以上三個(gè)模塊拼合成一個(gè)數(shù)字時(shí)鐘4、添加小時(shí)和分鐘校時(shí)功能 四、電路工作原理電路主要分為三個(gè)部分 1、時(shí)、分、秒計(jì)時(shí)、顯示電路。 這部分由兩個(gè)六十進(jìn)制計(jì)數(shù)器(帶進(jìn)位)和一個(gè)二十四進(jìn)制計(jì)數(shù)器串級(jí)而成。計(jì)數(shù)器輸出接數(shù)碼管,最大顯示值為23小時(shí)59分59秒,顯示上述值后再輸入一個(gè)秒脈沖,顯示回零并重新開始計(jì)時(shí)。24進(jìn)制計(jì)數(shù)器(1)24進(jìn)制計(jì)數(shù)器: 輸入為時(shí)鐘信號(hào)CP,輸出為個(gè)位0D0A,十位1D1A。內(nèi)部結(jié)構(gòu)主要由兩片74LS90組成: (a)每個(gè)74LS90構(gòu)成8421碼十進(jìn)制計(jì)數(shù)器,即CLKA

3、接受時(shí)鐘信號(hào),CLKB接QA輸出。 (b)個(gè)位和十位的級(jí)聯(lián)通過個(gè)位CLKA接時(shí)鐘信號(hào),十位CLKA接個(gè)位QD輸出信號(hào)實(shí)現(xiàn)。 (c)24進(jìn)制通過反饋清零。當(dāng)?shù)?4個(gè)時(shí)鐘信號(hào)到來時(shí)(下降沿),1D1A=0010,0D0A=0100,通過將1B和0C的”1”信號(hào)反饋到CLRA和CLRB達(dá)到清零的目的。六十進(jìn)制計(jì)數(shù)器(2)60進(jìn)制計(jì)數(shù)器: 和24進(jìn)制計(jì)數(shù)器類似,輸入為時(shí)鐘信號(hào)CP,輸出為個(gè)位0D0A,十位1D1A以及進(jìn)位信號(hào)C0。內(nèi)部結(jié)構(gòu)主要由兩片74LS90組成: (a)每個(gè)74LS90構(gòu)成8421碼十進(jìn)制計(jì)數(shù)器,即CLKA接受時(shí)鐘信號(hào),CLKB接QA輸出。 (b)個(gè)位和十位的級(jí)聯(lián)通過個(gè)位CLKA接

4、時(shí)鐘信號(hào),十位CLKA接個(gè)位QD輸出信號(hào)實(shí)現(xiàn)。 (c)60進(jìn)制通過反饋清零。當(dāng)?shù)?0個(gè)時(shí)鐘信號(hào)到來時(shí)(下降沿),1D1A=0110通過將1B和1C的”1”信號(hào)反饋到CLRA和CLRB達(dá)到清零的目的。 (d)進(jìn)位信號(hào):當(dāng)?shù)?0個(gè)時(shí)鐘信號(hào)到達(dá)時(shí),7490將清零,同時(shí)在Q3上產(chǎn)生一個(gè)下降沿作為進(jìn)位信號(hào)。主電路主電路包括 5路輸入:秒脈沖CP,選通信號(hào)select,防抖模塊47kHz時(shí)鐘信號(hào),小時(shí)、分鐘校準(zhǔn)信號(hào)。 25路輸出:其中24路用于接6個(gè)數(shù)碼管,分別顯示時(shí)、分、秒,1路接LED,用于指示校準(zhǔn)模式。 (1) 秒計(jì)數(shù)用60進(jìn)制計(jì)數(shù)器實(shí)現(xiàn),輸入秒脈沖,1D0A輸出接2個(gè)數(shù)碼管,進(jìn)位信號(hào)MCLK接74

5、LS153的SCLK端。 (2) 分計(jì)數(shù)用60進(jìn)制計(jì)數(shù)器實(shí)現(xiàn),輸入信號(hào)由74LS153輸出端2Y提供,M00M13輸出接2個(gè)數(shù)碼管,進(jìn)位信號(hào)MCLK接74LS153的1C0端。 (3) 小時(shí)計(jì)數(shù)用24進(jìn)制計(jì)數(shù)器實(shí)現(xiàn),輸入信號(hào)由74LS153輸出端1Y提供,S00S13輸出接2個(gè)數(shù)碼管。 (4) 小時(shí)、分鐘校準(zhǔn)信號(hào)分別經(jīng)過防抖模塊接74LS153的1C1、2C1端。 (5) 選通信號(hào)MODE經(jīng)防抖模塊接74LS153的A端,B端接地。通過改變A的電平高低,使“BA”在00和01之間轉(zhuǎn)換。 當(dāng)BA=00時(shí),1Y=1C0,2Y=2C0。時(shí)鐘處于正常計(jì)時(shí)狀態(tài)??梢詫?shí)現(xiàn)進(jìn)位功能。 當(dāng)BA=01時(shí),1Y=1C1,2Y=2C1。時(shí)鐘處于校準(zhǔn)狀態(tài)。按小時(shí)校準(zhǔn)和分校準(zhǔn)按鈕,1Y、2Y會(huì)產(chǎn)生一個(gè)脈沖,使得小時(shí)計(jì)數(shù)器和分計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)加1。此時(shí)不存在進(jìn)位關(guān)系。 (6) 在小時(shí)、分鐘校準(zhǔn)信號(hào)和74LS153之間添加非門可以消除模式切換時(shí)分計(jì)數(shù)器和小時(shí)計(jì)數(shù)器的進(jìn)位變化。 如果不加非門,在正常計(jì)時(shí)狀態(tài),小時(shí)、分鐘校準(zhǔn)按鈕不按下的時(shí)候?yàn)楦唠娖剑?C1=2C1=”1”,而進(jìn)位信號(hào)1C0、2C0一般為”0”,如

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