EDA課程設(shè)計方案一個彩燈控制器

1、第一部分：Quartusll設(shè)計報告 一、本階段設(shè)計任務(wù)描述 設(shè)計一個彩燈控制器，滿足設(shè)計條件： 1 、有八只LED燈LO、L1L7 2 、顯示方式 （1） 先奇數(shù)燈依次亮 （2） 再偶數(shù)燈依次亮 （3）再由L0到L7依次亮 二、題目分析與設(shè)計思路 分析：根據(jù)題目要求，可以得到一個燈亮?xí)r的顯示順序表，如圖 序號 L0 L1 L2 L3 L4 L5 L6 L7 1 0 1 r 0 0 0 0 0 1 0 2 0 0 0 1 0 0 0 0 3 0 0 0 0 0 1 0 0 4 0 0 r 0 0 0 0 0 1 1 5 1 0 0 0 0 0 0 0 6 0 0 1 0 0 0 0 0 7 0

2、 0 r 0 0 1 0 0 n 0 8 0 0 0 0 0 0 1 0 9 1 0 :0 0 0 0 0 1 0 10 0 1 0 0 0 0 0 0 11 0 0 1 0 0 0 0 0 12 0 0 :0 1 0 0 0 1 0 13 0 0 0 0 1 0 0 0 14 0 0 0 0 0 1 0 0 15 0 0 :0 0 0 0 1 ” 0 16 0 0 0 0 0 0 0 1 由圖可得，第五次與第九次時 L0燈亮，第一次與第十次時 L1燈亮，其余以此類推。 而且小燈一共有16個狀態(tài)，因此，我選用了一片16進(jìn)制計數(shù)器74161和一片4線-16線譯 碼器74154、8片與非門設(shè)計電路

3、。 思路： 將74161的四位輸入端 A B C D接地，LDN與工作狀態(tài)控制端接高電平， 四位輸 出端接入74154的A B C D四個輸入端，74154的輸出端04N和08N通過一個二輸入與 非門接入小燈L0。O0N和 O9N通過一個二輸入與非門接入小燈 L1。依次類推，以下的小燈 如圖為功能仿真波形圖，因周期大無法顯示全部，但電路圖已達(dá)到預(yù)期效果，完全符合題 目要求。 四、設(shè)計、仿真、調(diào)試過程中出現(xiàn)的問題及解決辦法 設(shè)計電路過程中用八個輸出端代替了八個 LED燈。仿真過程中，時序仿真中有延時, 因此改用功能仿真更能體現(xiàn) LED燈的16個狀態(tài)。 第二部分： Proteus設(shè)計報告 、本階段

4、設(shè)計任務(wù) 按要求的顯示順序接入余下的小燈上。從而實(shí)現(xiàn) 8只LED燈按照題目要求的順序亮 三、系統(tǒng)總電路設(shè)計 四、電路仿真結(jié)果及分析 自動打鈴器電路設(shè)計 基本要求： 1 有數(shù)字鐘功能；（不包括校時等功能） 2可設(shè)置一個時間，定時打鈴； 3 響鈴一分鐘。 4. 定時時間可調(diào)。 5. 設(shè)計合適的時鐘產(chǎn)生電路。 二、題目分析與系統(tǒng)總體設(shè)計 根據(jù)題目要求，我們把自動打鈴器電路分成了 3個模塊 一、 數(shù)字鐘電路、顯示電路模塊。 二、 時間設(shè)定及時間可調(diào)電路模塊。 三、 響鈴電路模塊。 下圖是自動打鈴器流程圖 三、各模塊電路設(shè)計 （1）模塊1 :數(shù)字鐘電路、顯示電路模塊 負(fù)責(zé)人：陸欣 六十進(jìn)制計數(shù)器： 利用

5、兩片74160級聯(lián)實(shí)現(xiàn)60進(jìn)制計數(shù)器（異步清零） 功能：在1HZ時鐘脈沖的作用下實(shí)現(xiàn)從0到59的狀態(tài)轉(zhuǎn)換。 部分?jǐn)?shù)字鐘功能的實(shí)現(xiàn)需要接入數(shù)碼管將 60進(jìn)制計數(shù)器的轉(zhuǎn)換過程顯示出來，將兩 片74160的Q3Q（從左到右分別接到兩個數(shù)碼管 7SEG_BC的引腳上 就實(shí)現(xiàn)了秒電路的顯 示功能。 二十四進(jìn)制計數(shù)器 分電路與秒電路相同 Win U1B US：A 74LSQ U1 li 0 D 1 Q2 口 3 RCD 3 ENT CLKi U19 K 13 11 15 QO ai Q2 Q3 RCO DO DI 2 D3 ENP ENT CLT：4 LOAD MR 741 00 ENP ENT *CLK

6、 LOAD MIR 741 B0 LOAD hd冃 D- I ? 3 o Q Q Q c 雷麗 ML 5 DO D1 QO ai Q2 數(shù)字鐘電路、顯示電路模塊將秒電路的U3輸出端連線接入分電路中兩片 74160的CLK上， 作為時鐘信號輸入分電 路， 同理，將分電路的U8輸出端連線接入時電路中兩片 74160的CLK上，作為時鐘信號輸 入時電路。最終結(jié)果即為帶顯示功能的數(shù)字鐘電路。 （2）模塊2 :時間設(shè)定及時間可調(diào)電路模塊 負(fù)責(zé)人：段小芳 定時狀態(tài)時 將所需定時的時間以二進(jìn)制方式表達(dá)的數(shù)字對應(yīng)到電路中用反相器與單刀 雙擲開關(guān)來達(dá)到響鈴。 定時時間可調(diào)是通過改變開關(guān)的狀態(tài)來實(shí)現(xiàn)的，想要訂哪一

7、個時間，就將相應(yīng)的開 關(guān)打到不是非門的一側(cè)，等數(shù)字鐘電路到達(dá)定時的點(diǎn)數(shù)后，相應(yīng)數(shù)碼管引腳輸出為一，數(shù) 碼管其他的引腳沒有符合條件，輸出為零，但是經(jīng)過一個非門后，狀態(tài)相反，即為一，使 四輸入與非門輸出為一，給小燈一個有效信號，小燈亮。 (3)模塊3 :響鈴電路模塊 負(fù)責(zé)人：潘亞丹 功能：在時鐘脈沖的作用下實(shí)現(xiàn)響鈴 60秒。 元件：一個74LS160計數(shù)器、兩個74160計數(shù)器、兩個雙輸入與非門、兩個數(shù)碼管一 個LED燈同上，先用兩片74160用異步清零法級聯(lián)實(shí)現(xiàn)60進(jìn)制計數(shù)器，達(dá)到響鈴 60秒的 功能，從高位片的 Q1、Q2端連線接入第二個雙輸入與非門，并將其輸出端接入一片 74LS160計數(shù)器

8、U16的異步復(fù)位端 MR上， 將U16的預(yù)置狀態(tài)輸入端 D3D0接地，LOAD ENR ENT接高電平，Q0接LED燈，可控制小燈變亮，當(dāng) U16的CLK端有時鐘信號輸入時， 小燈亮60秒。U1 U2 1HZ 3 ,4 14 13 11 15 QU Q1 Q2 Q3 RCO DU D1 D2 D3 ENP ENT CLK LOAD MR i_5_ 10 I 10 DU D1 D2 D3 ENP ENT CLK LOAD MR QU Q1 Q2 Q3 RCO 14 13 11 15 3 2 14 12 _11 15 D2 AJUI 總電路 四、仿真過程中出現(xiàn)的問題及解決辦法 仿真過程中，有的原件

9、有許多型號，使用不同型號的元件時會出現(xiàn)理論上可行但只有 使用特定的門電路才會出現(xiàn)預(yù)期的結(jié)果。因此需要不斷更換元件來調(diào)試電路，以達(dá)到預(yù)期 結(jié)果。 第三部分：Protel設(shè)計報告 、本階段設(shè)計任務(wù) 彩燈控制器 二、電路原理圖 H| 三、PCB設(shè)計結(jié)果 四、設(shè)計過程中出現(xiàn)的問題及解決辦法 原理圖中小燈要使用LEDQ在PCB板連線前要規(guī)劃好各元件擺放位置，設(shè)置好規(guī)則，再 開始連線。 第四部分：整個課程設(shè)計環(huán)節(jié)的總結(jié)與心得體會 在整整兩個星期的 EDA課程設(shè)計中，我不但鞏固了以前的學(xué)過的知識，還學(xué)的到很多 很新的東西，也深刻的體會到將理論知識運(yùn)用到實(shí)踐中的不易。 在Quartusll設(shè)計中，你首先要能做

10、出符合題目要求的原理圖，然后將所學(xué)到的理論 知識應(yīng)用到實(shí)際中去，會出現(xiàn)各種各樣的問題。我們需要解決這些問題，才能得到最終結(jié) 果。 Proteus工程設(shè)計是團(tuán)隊合作工程，需要團(tuán)隊中每個人同心協(xié)力，互相幫助，我們在明 確分工后不僅僅是獨(dú)立完成自己的哪一部分，還要在電路整體調(diào)試時一起分析整個電路中 哪個環(huán)節(jié)出了問題，進(jìn)行調(diào)試和修改，最終得到一個完整的電路。在這個過程中，我學(xué)會 了隊友之間的通力合作，并且認(rèn)識到了團(tuán)隊合作的重要性。為此我將會更加努力。 Protel是整個課程中最考驗(yàn)?zāi)托牡囊徊糠?，從挑選到合適的元器件，再到原理圖的創(chuàng) 作，最后實(shí)現(xiàn)PCB板上復(fù)雜的連線。無論是那一步出錯，最后都將功虧一簣，從頭再來， 非常考驗(yàn)