串行口數(shù)據(jù)傳輸

1、題目串行口數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆抡婕坝布崿F(xiàn)趙一超2015年9月28日電路綜合實驗課時講義+課本分組時間：9.28-10.14每天：8:00-17:30講義：串行口數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆抡婕坝布崿F(xiàn)課本：數(shù)字電路與邏輯設計第二版兩人一組實驗，實驗中分組不可更改關(guān)于實驗實驗講義班級上課地點7班2-3218班2-328愛護設備示波器、穩(wěn)壓電源等設備，不允許自行插拔注意環(huán)境衛(wèi)生不亂動電源注意水杯，避免漏水不隨意插拔電腦的插線基本要求Ps:每天中午至少留一組同學照看教室，教室中午不鎖門，便與同學們繼續(xù)實驗。當天值日的同學負責教室當天的衛(wèi)生。 串行口數(shù)據(jù)傳輸是數(shù)字系統(tǒng)中常用的一種數(shù)據(jù)傳輸方式。本實驗要求學生綜合數(shù)字邏輯電路

2、和串行口通信的知識，獨立設計完成一個簡單的串行口數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，用Quartus 軟件進行仿真，然后進行硬件實現(xiàn)。 涉及知識：電路分析數(shù)字電路與邏輯設計仿真軟件： Quartus 實驗目的實驗儀器+芯片儀器數(shù)量雙蹤示波器 1臺直流穩(wěn)壓電源 1臺面包板 1塊實驗工具1套芯片數(shù)量74LS系列芯片若干晶體1Mhz1塊電阻150歐若干數(shù)碼管1個串行口數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)框圖如下：同步字符、結(jié)束字符、發(fā)生器信息碼時鐘電路串/并轉(zhuǎn)換同步字符檢測電路控制電路鎖存電路顯示電路分頻！ 系統(tǒng)分為發(fā)送端，接收端兩部分，發(fā)送端主要是同步字、信號發(fā)生器和時鐘電路。接收端包括串/并轉(zhuǎn)換電路，字符檢測電路，控制電路，鎖存接收和顯示電

3、路。要求：將以上電路分別進行設計，然后相互連接、總體調(diào)試。實驗內(nèi)容硬件設計：1、設計時鐘電路2、設計信息碼（包括同步碼）發(fā)生電路3、設計串并轉(zhuǎn)換電路4、設計同步字符檢測電路5、設計控制電路6、設計鎖存接收電路7、設計顯示電路8、總體連接、聯(lián)調(diào)用示波器檢查硬件設計的輸出波形是否符合設計要求。設計任務 軟件仿真： 用Quartus進行原理圖的仿真。1、根據(jù)要求，做出狀態(tài)轉(zhuǎn)移表2、根據(jù)狀態(tài)轉(zhuǎn)移表，做出以現(xiàn)在狀態(tài)為輸入，下一狀態(tài)為輸出的卡諾圖，從卡諾圖中求出電路的狀態(tài)方程。同時，做出電路的輸出卡諾圖，求輸出方程。3、由狀態(tài)方程直接求出觸發(fā)器的輸入激勵方程，完成觸發(fā)器輸入邏輯的設計。4、根據(jù)設計結(jié)果，畫

4、出狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖，將所有狀態(tài)的轉(zhuǎn)移關(guān)系表示清楚。檢查是否自啟動，若不能自啟動，還要重新修改某個觸發(fā)器的激勵方程。5、根據(jù)激勵方程和輸出方程，選擇期間，完成具體的邏輯設計。畫出最后的邏輯圖。參考數(shù)字電路與邏輯設計一書“常用時序電路的設計”章節(jié)。常用時序邏輯電路設計步驟具體要求1、發(fā)送端信息碼：111100010011010，此信息碼形成電路實現(xiàn)。2、同步碼：1111000，信息碼的前七位為同步碼，要求電路在加電后先顯示同步碼。3、同步碼及其它串行碼要求在數(shù)碼管上顯示出來。4、用數(shù)碼管顯示同步碼和其它串行碼時，應將信號頻率降低到2Hz，這樣才能看到正確的顯示結(jié)果。5、注意，設計難點在于同步字符檢測電路

5、及控制電路。實驗步驟1、軟件仿真實現(xiàn)總體功能設計。2、按照總體電路圖的設計，在面包板上連接電路 晶振部署在面包板的左上角，因為晶振具有輻射，避免影響其他芯片產(chǎn)生的波形。 面包板的電源線及地線應盡量保持“E”字形。 直流電壓不要過高，容易燒壞芯片（要求電壓為5V）。3、功能階段性測試，便于問題的排查和解決4、打印輸出波形（示波器）5、畫出數(shù)碼管顯示的同步碼及其他串行碼實驗步驟晶振部署在面包板的左上角，因為晶振具有輻射，避免影響其他芯片產(chǎn)生的波形。 面包板的電源線及地線應盡量保持“E”字形。直流電壓不要過高，容易燒壞芯片（要求電壓為5V）。電源線晶振地線1、報告中有總體方案的框圖。2、報告總有系統(tǒng)

6、中每一部分的硬件設計過程及結(jié)果圖，圖上要標明各芯片的管腳。3、報告中含有總體原理圖設計的電路，在圖上要標明各芯片的管腳（用Quartus軟件實現(xiàn)）。4、每一功能的仿真結(jié)果。5、示波器上觀察的硬件波形。（主時鐘波形、信息嗎波形、串/并轉(zhuǎn)換輸入/輸出波形、同步字符檢測輸出波形、控制電路的輸入/輸出波形、鎖存接收電路的輸入/輸出波形）。實驗報告（1）報告：電子版時間：學委在10月18日，刻成光盤提交到老師處。要求：1、每組同學一個文件夾，內(nèi)包含實驗報告及仿真的全部工程文件。2、命名方式：班級-組號-姓名-電路綜合實驗。3、報告有封皮、目錄、實驗內(nèi)容、設計要求、系統(tǒng)設計仿真等部分，實驗過程遇到的問題及實驗心得（每組兩位同學均寫心得）。實驗及報告（2）1、完成串行檢測方法后，再實現(xiàn)并