時(shí)序比較器課程設(shè)計(jì)1

目錄第一章技術(shù)指標(biāo)第二章整體電路設(shè)計(jì)2.2.2ASM圖2.3建立處理器明細(xì)表﹑分析﹑結(jié)論第三章頂層圖 第四章試驗(yàn)小結(jié)和心得體會(huì) 第一章技術(shù)指標(biāo)現(xiàn)代工業(yè)控制和微機(jī)系統(tǒng)中離不開數(shù)據(jù)處理器。時(shí)序比擬器是數(shù)據(jù)處理器的一個(gè)局部，它能將輸入的8421BCD碼存儲(chǔ)并進(jìn)行比擬，最終以十進(jìn)制數(shù)顯示其大小。時(shí)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。〔1〕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(jìn)制數(shù)顯示出來?！?〕顯示時(shí)間5S～10S，顯示結(jié)束電路自動(dòng)清零，進(jìn)入初始狀態(tài)?！?〕僅在開機(jī)后人工操作RESET開關(guān)，使RESET=0整機(jī)清零，整機(jī)立即進(jìn)入工作狀態(tài)；LED1點(diǎn)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(hào)，Xa被確認(rèn)后LED2點(diǎn)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(rèn),電路立即比擬大小，輸出顯示大數(shù)。〔6〕比照擬結(jié)果：Xa>Xb，Xa=Xb或Xa<Xb,應(yīng)有LED顯示。Xa>Xb時(shí)，LED1閃亮；Xa<Xb時(shí),LED2閃亮；Xa=Xb時(shí)，兩燈交替閃亮。〔7〕系統(tǒng)設(shè)計(jì)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(jìn)行設(shè)計(jì)，否那么設(shè)計(jì)無效。〔3〕可供選擇foundation3.1開發(fā)軟件的庫(kù)提供的元件器件:第二章整體電路設(shè)計(jì)〔1〕輸入數(shù)據(jù)進(jìn)行存放，比擬數(shù)據(jù)大小，選擇比擬結(jié)果?！?〕大數(shù)送顯示存放器，通過譯碼器顯示大數(shù)。同時(shí)比擬器將結(jié)果送組合電路驅(qū)動(dòng)兩只發(fā)光二極管。〔1〕開機(jī)后接收RESET鍵的復(fù)位信號(hào),使控制器處于初始狀態(tài)?！?〕確認(rèn)按鍵送來的單脈沖信號(hào)使控制器由初始狀態(tài)進(jìn)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(jié)果顯示出來。顯示電路二—十進(jìn)制譯碼器電路輸入數(shù)據(jù)為二進(jìn)制碼，顯示為十進(jìn)制數(shù)。二進(jìn)制碼轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制數(shù)的電路，需要加修正電路，列出二—十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換的真值表，找出其修正電路的特點(diǎn)。十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換的真值表，找出其修正電路的特點(diǎn)。其參考電路見“課題十六數(shù)字式電纜對(duì)線器”中的“二、電路設(shè)計(jì)提示”。2.2.2ASM圖2.3建立處理器明細(xì)表首先根據(jù)明細(xì)表可知，處理器有三個(gè)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(shí)現(xiàn)其三個(gè)功能比擬器。從74194功能表可知，它有兩個(gè)功能控制端M1M0，即：功能控制端的功能表如表3所示。同時(shí)74194芯片清零為異步清零。2.A存放器的控制信號(hào)：RESET74194清零M1M0SETXa11所以M1M0=SETXaCR=RESET+T0電路圖：仿真：結(jié)論:電路仿真結(jié)果完全符合設(shè)計(jì)要求。B存放器的功能1.從處理器明細(xì)表可知有3個(gè)功能：清零、保持和置數(shù)。同樣采用74194實(shí)現(xiàn)。那么M1=M0=SETXb,CR=RESET+T02.電路圖：3.仿真:4.結(jié)論：電路仿真結(jié)果完全符合設(shè)計(jì)要求。(3)CNT存放器的功能1.從處理器明細(xì)表可知,它主要是作為定時(shí)器使用。定時(shí)長(zhǎng)度為：8s,即為M=9的加法計(jì)數(shù)器。從處理器明細(xì)表可知,它主要是作為定時(shí)器使用。定時(shí)長(zhǎng)度為：8s,即為M=9的加法計(jì)數(shù)器。當(dāng)控制器進(jìn)入T3狀態(tài)時(shí)，計(jì)數(shù)器開始計(jì)數(shù)；當(dāng)所計(jì)的數(shù)為“9”時(shí)，計(jì)數(shù)器停止計(jì)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(gè)：清零、計(jì)數(shù)和預(yù)置零。根據(jù)以上分析CNT存放器可選用74161芯片來實(shí)現(xiàn)它的3個(gè)功能，即：P=T=SETPT，CR=RESET+T0D3=D2=D1=D0=0(4)總結(jié)：三個(gè)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(jié)論：電路仿真結(jié)果完全符合設(shè)計(jì)要求。根據(jù)題目技術(shù)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(jìn)制數(shù)，那么選用74157四個(gè)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(xì)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(dāng)A=FA〈B=1時(shí)，選擇D1數(shù)據(jù)輸出〔Y=B，B為大數(shù)〕。當(dāng)A=FA〈B=0時(shí)，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(dāng)E=1，Y=0時(shí)，數(shù)據(jù)選擇器不工作；當(dāng)E=0，Y輸出取決于地址A。因此，從ASM圖和處理器明細(xì)表可知：E=T3當(dāng)T3=0時(shí)，E=1，Y=0時(shí)，數(shù)據(jù)選擇器不工作；當(dāng)T3=1時(shí)，E=0，數(shù)據(jù)選擇器工作。電路圖：仿真：結(jié)論：電路仿真結(jié)果完全符合設(shè)計(jì)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(jié)論：電路仿真結(jié)果完全符合設(shè)計(jì)要求。實(shí)驗(yàn)箱上提供2KHz振蕩信號(hào)，通過1000分頻可獲的2Hz振蕩信號(hào)。電路圖：仿真：結(jié)論：電路仿真結(jié)果完全符合設(shè)計(jì)要求。控制器采用每態(tài)一個(gè)D觸發(fā)器實(shí)現(xiàn)。由于ASM圖中有四個(gè)狀態(tài)，所以需要4個(gè)D觸發(fā)器。如圖.4.2求鼓勵(lì)函數(shù):2.4.6控制器電路圖：合成的芯片圖：﹑分析﹑結(jié)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(jié)論：以上電路仿真結(jié)果完全符合設(shè)計(jì)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(shí)全部清零3.1.3結(jié)論：以上電路仿真結(jié)果完全符合設(shè)計(jì)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(jié)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(jié)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(jié)果：A<B5.CNT8=1,回到狀態(tài)13.2.3總結(jié)：以上電路仿真結(jié)果完全符合設(shè)計(jì)要求?？倛D=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(jié)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(jié)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(jié)果：A<B5.CNT8=1,回到狀態(tài)1結(jié)論：下載燒錄芯片，實(shí)物驗(yàn)證完全符合設(shè)計(jì)要求。3.4電路圖第四章試驗(yàn)小結(jié)和心得體會(huì)課程概況簡(jiǎn)介1.實(shí)驗(yàn)名稱為：時(shí)序比擬器2.課程名稱為：電子電路課程設(shè)計(jì)〔32學(xué)時(shí)，兩周〕3.課程性質(zhì)為：必修〔2學(xué)分〕4.使用教材為:《電子電路課程設(shè)計(jì)》張?jiān)サ峋?.教學(xué)目的為：a.提高模擬電路、數(shù)字電路理論和實(shí)驗(yàn)的綜合能力b.掌握綜合型電子電路的設(shè)計(jì)、裝配和調(diào)測(cè)方法為期兩周的課程設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)已經(jīng)結(jié)束，我們本次實(shí)驗(yàn)的題目是時(shí)序比擬器。實(shí)驗(yàn)中運(yùn)用到了很多我們以前所學(xué)的數(shù)字電路以及電子實(shí)驗(yàn)的知識(shí)，可以說是數(shù)字電路和實(shí)驗(yàn)課課程的一次結(jié)合應(yīng)用。我們的實(shí)驗(yàn)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(biāo)下，我們從簡(jiǎn)單到復(fù)雜，從局部到整體，從構(gòu)思到草圖，從紙面到實(shí)物有方案地經(jīng)過理論學(xué)習(xí)，整體設(shè)計(jì)，局部設(shè)計(jì)，各局部仿真，整體仿真，實(shí)物驗(yàn)證等步驟，最終完成設(shè)計(jì)指標(biāo)要求。在實(shí)驗(yàn)中，我們也遇到了很