時序比較器課程設計1

目錄第一章技術指標第二章整體電路設計2.2.2ASM圖2.3建立處理器明細表﹑分析﹑結論第三章頂層圖 第四章試驗小結和心得體會 第一章技術指標現(xiàn)代工業(yè)控制和微機系統(tǒng)中離不開數(shù)據(jù)處理器。時序比擬器是數(shù)據(jù)處理器的一個局部，它能將輸入的8421BCD碼存儲并進行比擬，最終以十進制數(shù)顯示其大小。時序比擬器的功能是，用同一組輸入端口分兩次送入兩組數(shù)據(jù)，經(jīng)過比擬顯示出數(shù)值大的一組數(shù)據(jù)值?！?〕數(shù)據(jù)輸入采用并行送數(shù)，系統(tǒng)先后收到兩組8421BCD碼后比擬其大小，將大數(shù)輸出，用十進制數(shù)顯示出來?！?〕顯示時間5S～10S，顯示結束電路自動清零，進入初始狀態(tài)?！?〕僅在開機后人工操作RESET開關，使RESET=0整機清零，整機立即進入工作狀態(tài)；LED1點亮表示允許輸入第一組數(shù)據(jù)Xa。〔4〕按一次AJ鍵，表示輸入一脈沖信號，Xa被確認后LED2點亮，表示允許輸入第二組數(shù)據(jù)Xa?！?〕再按一次AJ鍵，Xb被確認,電路立即比擬大小，輸出顯示大數(shù)?！?〕比照擬結果：Xa>Xb，Xa=Xb或Xa<Xb,應有LED顯示。Xa>Xb時，LED1閃亮；Xa<Xb時,LED2閃亮；Xa=Xb時，兩燈交替閃亮?！?〕系統(tǒng)設計要求采用ASM圖法。 〔1〕電源條件，直流穩(wěn)壓電源輸出+5V?！?〕必須采用ASM圖法進行設計，否那么設計無效?！?〕可供選擇foundation3.1開發(fā)軟件的庫提供的元件器件:第二章整體電路設計〔1〕輸入數(shù)據(jù)進行存放，比擬數(shù)據(jù)大小，選擇比擬結果。〔2〕大數(shù)送顯示存放器，通過譯碼器顯示大數(shù)。同時比擬器將結果送組合電路驅(qū)動兩只發(fā)光二極管?！?〕開機后接收RESET鍵的復位信號,使控制器處于初始狀態(tài)?！?〕確認按鍵送來的單脈沖信號使控制器由初始狀態(tài)進入工作狀態(tài)?！?〕控制器根據(jù)自身工作狀態(tài)來控制數(shù)據(jù)存放器，接收輸入數(shù)據(jù)和將存放器中的數(shù)據(jù)比擬結果顯示出來。顯示電路二—十進制譯碼器電路輸入數(shù)據(jù)為二進制碼，顯示為十進制數(shù)。二進制碼轉(zhuǎn)換為十進制數(shù)的電路，需要加修正電路，列出二—十進制數(shù)轉(zhuǎn)換的真值表，找出其修正電路的特點。十進制數(shù)轉(zhuǎn)換的真值表，找出其修正電路的特點。其參考電路見“課題十六數(shù)字式電纜對線器”中的“二、電路設計提示”。2.2.2ASM圖2.3建立處理器明細表首先根據(jù)明細表可知，處理器有三個存放器，即：A存放器、B存放器和C存放器；其次處理器有比擬器、數(shù)據(jù)選擇器和譯碼器。(1)A存放器的功能1.保持、置數(shù)和清零。根據(jù)分析A存放器的功能，選取74194芯片實現(xiàn)其三個功能比擬器。從74194功能表可知，它有兩個功能控制端M1M0，即：功能控制端的功能表如表3所示。同時74194芯片清零為異步清零。2.A存放器的控制信號：RESET74194清零M1M0SETXa11所以M1M0=SETXaCR=RESET+T0電路圖：仿真：結論:電路仿真結果完全符合設計要求。B存放器的功能1.從處理器明細表可知有3個功能：清零、保持和置數(shù)。同樣采用74194實現(xiàn)。那么M1=M0=SETXb,CR=RESET+T02.電路圖：3.仿真:4.結論：電路仿真結果完全符合設計要求。(3)CNT存放器的功能1.從處理器明細表可知,它主要是作為定時器使用。定時長度為：8s,即為M=9的加法計數(shù)器。從處理器明細表可知,它主要是作為定時器使用。定時長度為：8s,即為M=9的加法計數(shù)器。當控制器進入T3狀態(tài)時，計數(shù)器開始計數(shù)；當所計的數(shù)為“9”時，計數(shù)器停止計數(shù)并清零返回到初始狀態(tài)。因此，CNT存放器的功能有3個：清零、計數(shù)和預置零。根據(jù)以上分析CNT存放器可選用74161芯片來實現(xiàn)它的3個功能，即：P=T=SETPT，CR=RESET+T0D3=D2=D1=D0=0(4)總結：三個存放器的命令(1)A存放器(74194)的命令:CR=RESET+T0，SETXa=T1AJ(2)B存放器(74194)的命令:CR=RESET+T0,SETXb=T2AJ(3)CNT存放器(74161)的命令:CR=RESET+T0,SETPT=T3.選擇7485芯片1.(A=B〕i=1,〔A<B〕i=0,〔A>B〕i=0;2.A3～A0接A存放器的Q3～Q0;3.B3～B0接B存放器的Q3～Q0;4.輸出FA＞B、FA＜B、FA=B；A3～A0=B3～B0，那么FA=B=1，F(xiàn)A＞B=FA＜B=0A3～A0＞B3～B0，那么FA＞B=1，F(xiàn)A=B=FA＜B=0A3～A0＜B3～B0，那么FA＜B=1，F(xiàn)A=B=FA＞B=0c.電路圖：d.仿真：e.結論：電路仿真結果完全符合設計要求。根據(jù)題目技術要求選出大數(shù)，即從A和B兩數(shù)中選出大數(shù)?？蛇x用二選一數(shù)據(jù)選擇器。由于A和B為四位而二進制數(shù)，那么選用74157四個二選一數(shù)據(jù)選擇器?！?〕二選一數(shù)據(jù)選擇器的地址控制端和數(shù)據(jù)端連接。從ASM圖和處理器明細表可知，輸出端輸出大數(shù)，地址A端連接到FA〈B。數(shù)據(jù)端D1接B存放器的Q端；數(shù)據(jù)端D0接A存放器的Q端當A=FA〈B=1時，選擇D1數(shù)據(jù)輸出〔Y=B，B為大數(shù)〕。當A=FA〈B=0時，A〉B，選擇D0數(shù)據(jù)輸出〔Y=A，A為大數(shù)〕A=B，選擇D0數(shù)據(jù)輸出〔Y=A，選A輸出〕〔2〕二選一數(shù)據(jù)選擇器的使能端控制命令當E=1，Y=0時，數(shù)據(jù)選擇器不工作；當E=0，Y輸出取決于地址A。因此，從ASM圖和處理器明細表可知：E=T3當T3=0時，E=1，Y=0時，數(shù)據(jù)選擇器不工作；當T3=1時，E=0，數(shù)據(jù)選擇器工作。電路圖：仿真：結論：電路仿真結果完全符合設計要求。顯示管：共陰極譯碼管：方案選擇——用VHDL硬件描述語言描述，編譯成所需的邏輯器件.〔連線方便，效率高〕電路圖：仿真：結論：電路仿真結果完全符合設計要求。實驗箱上提供2KHz振蕩信號，通過1000分頻可獲的2Hz振蕩信號。電路圖：仿真：結論：電路仿真結果完全符合設計要求?？刂破鞑捎妹繎B(tài)一個D觸發(fā)器實現(xiàn)。由于ASM圖中有四個狀態(tài)，所以需要4個D觸發(fā)器。如圖.4.2求鼓勵函數(shù):2.4.6控制器電路圖：合成的芯片圖：﹑分析﹑結論1.A數(shù)大于B數(shù),LED1亮2.A數(shù)等于B數(shù),LED1，LED2交替閃亮3.A數(shù)小于B數(shù),LED2亮結論：以上電路仿真結果完全符合設計要求。第三章總圖3.1.1處理器=A存放器+B存放器+CNT存放器+MUX數(shù)據(jù)選擇器+比擬器分析：RESET=1,T1=T2=T3=0,置數(shù)器清零RESET=0,T1=1,T2=T3=0,X3-X0=0110,置數(shù)A，GG=1RESET=0,T2=1,T1=T3=0,X3-X0=1000,置數(shù)B，LL=1RESET=0,T3=1,T1=T2=0,置數(shù)器比擬，A-G輸出大數(shù)11111111〔8〕，CNT=8時全部清零3.1.3結論：以上電路仿真結果完全符合設計要求。3.2.1控制器=控制器+LED1+LED2 3.2.2仿真：AJ=0,T1=1,T2=T3=0,LED1=1,置數(shù)AAJ=1,T2=1,T1=T3=0,LED1=1,置數(shù)BAJ=1,T3=1,T2=T3=0,LED1,LED2交替閃爍,比擬結果：A=BCNT8=1,回到狀態(tài)11.RESET=1,清零2.AJ=0,T1=1,T2=T3=0,LED1=1,置數(shù)A3.AJ=1,T2=1,T1=T3=0,LED1=1,置數(shù)B4.AJ=1,T3=1,T2=T3=0,LED1交替閃爍,比擬結果：A>B5.CNT8=1,回到狀態(tài)11.RESET=1,清零2.AJ=0,T1=1,T2=T3=0,LED1=1,置數(shù)A3.AJ=1,T2=1,T1=T3=0,LED1=1,置數(shù)B4.AJ=1,T3=1,T2=T3=0,LED2交替閃爍,比擬結果：A<B5.CNT8=1,回到狀態(tài)13.2.3總結：以上電路仿真結果完全符合設計要求。總圖=處理器+控制器+分頻器a.置數(shù)器清零T1=1,T2=T3=0,置數(shù)A，LED1亮 T2=1,T1=T3=0,置數(shù)B，LED2亮T3=1,T2=T1=0，LED1，LED2交替閃亮，比擬結果：A=BCNT8=1,回到狀態(tài)1b.2.T1=1,T2=T3=0,置數(shù)A，LED1亮 3.T2=1,T1=T3=0,置數(shù)B，LED2亮4.T3=1,T2=T1=0，LED1閃亮，比擬結果：A>B5.CNT8=1,回到狀態(tài)1c.2.T1=1,T2=T3=0,置數(shù)A，LED1亮 3.T2=1,T1=T3=0,置數(shù)B，LED2亮4.T3=1,T2=T1=0，LED2閃亮，比擬結果：A<B5.CNT8=1,回到狀態(tài)1結論：下載燒錄芯片，實物驗證完全符合設計要求。3.4電路圖第四章試驗小結和心得體會課程概況簡介1.實驗名稱為：時序比擬器2.課程名稱為：電子電路課程設計〔32學時，兩周〕3.課程性質(zhì)為：必修〔2學分〕4.使用教材為:《電子電路課程設計》張豫滇編5.教學目的為：a.提高模擬電路、數(shù)字電路理論和實驗的綜合能力b.掌握綜合型電子電路的設計、裝配和調(diào)測方法為期兩周的課程設計實驗已經(jīng)結束，我們本次實驗的題目是時序比擬器。實驗中運用到了很多我們以前所學的數(shù)字電路以及電子實驗的知識，可以說是數(shù)字電路和實驗課課程的一次結合應用。我們的實驗主要是建立在軟件foundation3.1的根底上。在老師提供的大綱以及指標下，我們從簡單到復雜，從局部到整體，從構思到草圖，從紙面到實物有方案地經(jīng)過理論學習，整體設計，局部設計，各局部仿真，整體仿真，實物驗證等步驟，最終完成設計指標要求。在實驗中，我們也遇到了很