杨秀才数电电路CAD电子线路实习报告模板 2.docx
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杨秀才数电电路CAD电子线路实习报告模板 2.docx
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杨秀才数电电路CAD电子线路实习报告模板2
北华大学
数字电子实习报告
汽车尾灯控制器的设计
姓名:
杨秀才
班级:
网络12—2班
学号:
20121703010230
院系:
计算机科学技术学院
指导教师:
郑娜
实习日期:
2014年5月10日
目录
一、实习目的和任务……………………………………….…..…1
二、软件介绍……………………………………………..……..…1
三、电路设计……………………………………………..……..…2
四、原理图与仿真结果……………………………………………4
五、实习体会………………………………………………………9
六、参考文献………………………………………………………9
七、教师评语………………………………………………………10
一、实习目的和任务
1.实习目的
掌握现代数字系统的设计方法;
学会使用Max+plusII软件设计数字电路系统并进行仿真和分析;
熟悉数字电路系统及FPGA实验箱的硬件调试方法。
2.设计任务
本课题要求设计一个汽车尾灯的控制电路。
该电路是用于反映汽车在运行时的状态。
汽车尾灯控制电路是很常用的工作电路,在日常的生活中有着很广泛的应用,汽车尾部左右两侧各有3个指示灯。
汽车行驶时,会出现正常行驶、左转弯、右转弯、刹车四种情况。
针对这四种情况可以设计出汽车尾灯的控制电路来表示这四种状态。
2、软件介绍
2MAXPLUS2软件介绍
本次实习用到的Max+plusII(或写成Maxplus2,或MP2) 软件是Altera公司推出的的第三代PLD开发系统(Altera第四代PLD开发系统被称为:
QuartusII,主要用于设计新器件和大规模CPLD/FPGA).使用Max+plusII的设计者不需精通器件内部的复杂结构。
设计者可以用自己熟悉的设计工具(如原理图输入或硬件描述语言)建立设计,Max+plusII把这些设计转自动换成最终所需的格式。
其设计速度非常快。
对于一般几千门的电路设计,使用Max+plusII,从设计输入到器件编程完毕,用户拿到设计好的逻辑电路,大约只需几小时。
设计处理一般在数分钟内内完成。
特别是在原理图输入等方面,Max+plusII被公认为是最易使用,人机界面最友善的PLD开发软件,特别适合初学者使用。
Max+plusⅡ开发系统的特点:
1、开放的界面
Max+plusⅡ支持与Cadence,Exemplarlogic,Mentor Graphics,Synplicty,Viewlogic和其它公司所提供的EDA工具接口。
2、与结构无关
Max+plusⅡ系统的核心Complier支持Altera公司的FLEX10K、FLEX8000、
FLEX6000、MAX9000、MAX7000、MAX5000和Classic可编程逻辑器件,提供了世界上唯一真正与结构无关的可编程逻辑设计环境。
3、完全集成化
Max+plusⅡ的设计输入、处理与较验功能全部集成在统一的开发环境
下,这样可以加快动态调试、缩短开发周期。
4、丰富的设计库
Max+plusⅡ提供丰富的库单元供设计者调用,其中包括74系列的全部
器件和多种特殊的逻辑功能(Macro-Function)以及新型的参数化的兆功能(Mage-Function)。
5、模块化工具
设计人员可以从各种设计输入、处理和较验选项中进行选择从而使设
计环境用户化。
6、硬件描述语言(HDL)
Max+plusⅡ软件支持各种HDL设计输入选项,包括VHDL、Verilog HDL
和Altera自己的硬件描述语言AHDL。
7、Opencore特征
Max+plusⅡ软件具有开放核的特点,允许设计人员添加自己认为有价值的宏函数。
使用Max+plusII的步骤,可简化为:
1.设计输入 ;
2. 设计编译 ;
3. 设计仿真;
4.下载。
EDA实验箱编程下载通用性强,主板含FPGA/CPLD通用下载编程模块,可对Altera、Lattice、Xilinx等多家国际知名公司几乎所有的CPLD/FPGA进行在系统编程下载,并支持对不同工作电压CPLD/FPGA的编程,且在编程中无须做任何跳线切换即能自动识别主系统上的芯片,安全可靠。
实验箱是一个开放的平台,不仅开放了主板中所有的I/O口,采用了有连线和免连线相结合的操作方式,还可实现实验箱之间级联以构成更复杂的实验系统,学生在完成基本实验的基础上,还可以进行扩展开发,可以构成主板+CPLD/FPGA+单片机、主板+DSP+单片机、主板+CPLD/FPGA+DSP等多重系统。
可在MAX+plusII、QuartusII两种开发环境下完成全部实验(提供两种开发环境下的全部代码),用户可自主选择。
3、汽车尾灯设计要求
3.1.1、汽车尾灯和汽车运行状态表
汽车尾灯和汽车运行状态表1
开关控制
汽车运行状态
右转尾灯
左转尾灯
CLR
R0R1R2
L0L1L2
000
正常运行
灯全灭
灯全灭
001
右转弯
按R0R1R2顺序循环点亮
灯全灭
010
左转弯
灯全灭
按L0L1L2顺序循环点亮
011
临时刹车
所有尾灯同时点亮
100
停车
所有灯同时闪
设计一个汽车尾灯控制器,实现对汽车尾灯显示状态的控制。
在汽车尾部左右两侧各有3个指示灯,根据汽车的运行情况,指示灯具有4种不同的显示模式:
①汽车正常运行时两侧指示灯全灭;当刹车时,尾部两侧指示灯全亮。
②右转弯时,右侧3个指示灯按R0R1R2循环顺序点亮,左侧灯全灭,左转弯时,左侧3个指示灯也按同样的循环顺序L0L1L2点亮,右侧灯全灭。
③在转弯刹车时,想转弯这侧的三个尾灯按以上循环顺序R0R1R2(或L0L1L2)点亮,另一侧的灯全灭。
输入信号分为三个:
R为右转弯控制输入,L左转弯控制输入,C为刹车控制输入。
其电路系统原理图如下所示(即顶层文件),分为转弯控制模块和循环灯显示模块。
转弯控制模块的输出有:
左侧灯按循环顺序点亮控制ML和全亮控制ZL;右侧灯按循环顺序点亮控制MR和全亮控制ZR。
循环灯显示模块是由两个元件库函数74195分别组成左、右两侧尾灯显示电路。
3.1.2、电路设计
图1汽车尾灯控制电路设计总体框图
3.2系统总体设计方案
3.2.1总体设计方案
汽车尾灯电路有左转、右转、刹车、误动作四种状态,所以用一片74138译码器来产生四种控制状态;右转灯一共有三盏,而且工作时是按从左往右的顺序亮的,所以用一片74160产生不同的频率,分别控制每盏灯。
左转电路与右转电路类似。
3.2.2方案特点
电路用的器件都为常规器件,只需与门和非门,电路简单。
电路工作稳定,功耗低。
控制电路主要由一片74138组成,分别产生置零、左转、右转、报警和刹车五种信号;计数电路由两片74160组成,左右分别有一片,74160接成4进制,并用预置数端置零,产生的00、01、10、11四种信号分别通过与门和非门的组合来控制三盏灯按要求亮。
信号从74138到74160再到各个灯。
3.3控制电路设计
74138的ABC端分别接右转、左转、刹车控制信号,输出端Y0产生置零信号,Y1产生右转信号,Y2产生左转信号,Y3产生误动作报警信号,Y4~Y7产生刹车信号,此时不管左转和右转控制开关处于什么状态,刹车信号都控制灯亮。
图2总体控制电路设计图
3.4计数电路设计
右转电路设计如下图
图3右转电路设计图
左转电路与右转电路基本一致,不再累述。
4、原理图与仿真结果
4.1系统总体电路设计
图4系统总体设计图
4.2电路调试
将电路都连好后,加上时钟信号,置right端为高电平,其他两个端为低电平,则右转的三盏灯按从左往右的顺序亮。
仿真波形如下图5所示。
4.2.1右转过程调试
图5右转过程仿真波形
左转与右转相似不做叙述。
4.2.2刹车过程调试
置break端为高电平,其他两个端无论为高或低电平,则六盏灯同时亮。
仿真波形如下图6所示。
图6刹车过程仿真波形
4.2.3报警过程调试
置right和left端同时为高电平,break为低电平,则尾灯不亮,报警灯亮
仿真波形如下图7所示。
图7报警过程仿真波形
4.2.4进行试验箱模拟
将设计图下载到试验箱中进行实际仿真测试
各引脚设置如引脚设置图1及引脚设置图2所示
图8引脚设置图1
图9引脚设置图2
图10设置成功
运行菜单命令MAX+plusII→Programmer进行编程下载。
由于计算机未与编程器硬件连接,所以不能进行下载。
图11编程下载
5、实习体会
紧张的一周的数电实习结束了,虽然很紧张很累,但是我觉得很充实学到了很多东西。
通过这一周的实习,我学会了数字电子电路系统的设计方法,巩固了是上个学期所学的数字电子技术基础,经过老师的教导和自己的努力,掌握了Max+plusⅡ的使用方法,了解了数字电子的更多用处,这让我更好的去了解生活中的一些东西;在这我还学会了使用数电实验箱FPGA芯片来进行数字电路系统的实现,这些都为我们以后更好的学习数电打下了良好的基础。
Max+plusⅡ是Altera公司上一代的PLD开发软件,提供的FPGA/CPLD开发集成环境,Altera是世界上最大可编程逻辑器件的供应商之一。
Max+plusⅡ界面友好,使用便捷,被誉为业界最易用易学的EDA软件。
在Max+plusⅡ上可以完成设计输入、元件适配、时序仿真和功能仿真、编程下载整个流程,它提供了一种与结构无关的设计环境,使设计者能方便地进行设计输入、快速处理和器件编程。
有了Max+plusⅡ软件为我们提供了很大的方便。
从设计到调时仿真都可以很快的完成,为我们的理论学习提供了时间的平台。
在实习过程中,我感受到了很多东西,有些东西,你稍微不注意老师讲,要自己弄会要花很大的功夫,没一个环节都要考虑到,每一个环节都要认真去研究,稍微有那么一点的错就得不到你想要的结果,这些东西培养了我们认真对待科学的精神。
教会我我们对待科学要必须得认真、谨慎、创新。
同样也教会了我们在生活中要认真的对待每一件事,因为生活不是实习,没有重复的做,一步一个脚印,虽然也有可以重头再来的说法,但是那是良妃了我们的青春。
这次实习对我的影响很深,希望以后还有着样的实习的机会,这样我会更好的去对待,更努力的去学习我需要学的东西,让我们自己设计自己的创造,完成自己想要的效果,生产自救的产品。
六、参考文献
1.《数字电子技术基础》(第2版)杨志忠高等教育出版社2009年;
2.《数字系统设计》邹彦航空工业出版社,2007年;
3.《电子技术实验教程》周维芳《西南交通大学出版社》2009年。
七、教师评语
教师评语:
成绩:
教师签字:
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