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?shí)現(xiàn)趙一超2015年9月28日電路綜合實(shí)驗(yàn)課時(shí)講義+課本分組時(shí)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?shí)現(xiàn)課本：數(shù)字電路與邏輯設(shè)計(jì)第二版兩人一組實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)中分組不可更改關(guān)于實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)講義班級(jí)上課地點(diǎn)7班2-3218班2-328愛護(hù)設(shè)備示波器、穩(wěn)壓電源等設(shè)備，不允許自行插拔注意環(huán)境衛(wèi)生不亂動(dòng)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(xué)照看教室，教室中午不鎖門，便與同學(xué)們繼續(xù)實(shí)驗(yàn)。當(dāng)天值日的同學(xué)負(fù)責(zé)教室當(dāng)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(shí)驗(yàn)要求學(xué)生綜合數(shù)字邏輯電路

2、和串行口通信的知識(shí)，獨(dú)立設(shè)計(jì)完成一個(gè)簡單的串行口數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，用Quartus 軟件進(jìn)行仿真，然后進(jìn)行硬件實(shí)現(xiàn)。 涉及知識(shí)：電路分析數(shù)字電路與邏輯設(shè)計(jì)仿真軟件： Quartus 實(shí)驗(yàn)?zāi)康膶?shí)驗(yàn)儀器+芯片儀器數(shù)量雙蹤示波器 1臺(tái)直流穩(wěn)壓電源 1臺(tái)面包板 1塊實(shí)驗(yàn)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(gè)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(shí)鐘電路串/并轉(zhuǎn)換同步字符檢測(cè)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(hào)發(fā)生器和時(shí)鐘電路。接收端包括串/并轉(zhuǎn)換電路，字符檢測(cè)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(jìn)行設(shè)計(jì)，然后相互連接、總體調(diào)試。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容硬件設(shè)計(jì)：1、設(shè)計(jì)時(shí)鐘電路2、設(shè)計(jì)信息碼（包括同步碼）發(fā)生電路3、設(shè)計(jì)串并轉(zhuǎn)換電路4、設(shè)計(jì)同步字符檢測(cè)電路5、設(shè)計(jì)控制電路6、設(shè)計(jì)鎖存接收電路7、設(shè)計(jì)顯示電路8、總體連接、聯(lián)調(diào)用示波器檢查硬件設(shè)計(jì)的輸出波形是否符合設(shè)計(jì)要求。設(shè)計(jì)任務(wù) 軟件仿真： 用Quartus進(jìn)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(shí)，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(lì)方程，完成觸發(fā)器輸入邏輯的設(shè)計(jì)。4、根據(jù)設(shè)計(jì)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(dòng)，若不能自啟動(dòng)，還要重新修改某個(gè)觸發(fā)器的激勵(lì)方程。5、根據(jù)激勵(lì)方程和輸出方程，選擇期間，完成具體的邏輯設(shè)計(jì)。畫出最后的邏輯圖。參考數(shù)字電路與邏輯設(shè)計(jì)一書“常用時(shí)序電路的設(shè)計(jì)”章節(jié)。常用時(shí)序邏輯電路設(shè)計(jì)步驟具體要求1、發(fā)送端信息碼：111100010011010，此信息碼形成電路實(shí)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(shí)，應(yīng)將信號(hào)頻率降低到2Hz，這樣才能看到正確的顯示結(jié)果。5、注意，設(shè)計(jì)難點(diǎn)在于同步字符檢測(cè)電路

5、及控制電路。實(shí)驗(yàn)步驟1、軟件仿真實(shí)現(xiàn)總體功能設(shè)計(jì)。2、按照總體電路圖的設(shè)計(jì)，在面包板上連接電路 晶振部署在面包板的左上角，因?yàn)榫д窬哂休椛?，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(yīng)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(cè)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(shí)驗(yàn)步驟晶振部署在面包板的左上角，因?yàn)榫д窬哂休椛?，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(yīng)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(bào)告中有總體方案的框圖。2、報(bào)告總有系統(tǒng)

6、中每一部分的硬件設(shè)計(jì)過程及結(jié)果圖，圖上要標(biāo)明各芯片的管腳。3、報(bào)告中含有總體原理圖設(shè)計(jì)的電路，在圖上要標(biāo)明各芯片的管腳（用Quartus軟件實(shí)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(shí)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(cè)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(shí)驗(yàn)報(bào)告（1）報(bào)告：電子版時(shí)間：學(xué)委在10月18日，刻成光盤提交到老師處。要求：1、每組同學(xué)一個(gè)文件夾，內(nèi)包含實(shí)驗(yàn)報(bào)告及仿真的全部工程文件。2、命名方式：班級(jí)-組號(hào)-姓名-電路綜合實(shí)驗(yàn)。3、報(bào)告有封皮、目錄、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、設(shè)計(jì)要求、系統(tǒng)設(shè)計(jì)仿真等部分，實(shí)驗(yàn)過程遇到的問題及實(shí)驗(yàn)心得（每組兩位同學(xué)均寫心得）。實(shí)驗(yàn)及報(bào)告（2）1、完成串行檢測(cè)方法后，再實(shí)現(xiàn)并