广工彩灯循环控制器花型A 数电课程设计报告书 最新.docx
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广工彩灯循环控制器花型A 数电课程设计报告书 最新.docx
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广工彩灯循环控制器花型A数电课程设计报告书最新
课程设计
课程名称数字电子技术课程设计
题目名称彩灯循环控制器(花型A)
学生学院材料与能源学院
专业班级
学号
学生姓名
指导教师潘运红
2015年6月9日
广东工业大学课程设计任务书
题目名称
彩灯循环控制器(A型)
学生学院
材料与能源学院
专业班级
13电材1班
姓名
张宏俊
学号
3113007322
一、课程设计的内容
完成彩灯循环控制器的设计任务。
二、课程设计的要求与数据
设计要求包括:
1.10路彩灯分别用10个发光二极管L0、L1…..L9模拟。
2.要求显示2种不同的花型:
1)10路彩灯按照L0、L1…..L9的顺序轮流点亮。
2)10路彩灯按照L0L9、L1L8、L2L7、L3L6、L4L5的顺序依次点亮,然后按相反的顺序依次灭掉。
以上2种花型一直反复循环显示。
3.该控制电路设有启动和复位按钮。
按下复位按钮,全部灯灭。
按下启动按钮,彩灯开始按上述规律变化。
三、课程设计应完成的工作
1.利用各种电子器件设计彩灯循环控制器;
2.利用DE2板对所设计的电路进行验证;
3.总结电路设计结果,撰写课程设计报告。
四、课程设计进程安排
序号
设计各阶段内容
地点
起止日期
1
QuartusII入门学习,熟悉设计流程
实2-214,212
11.12
2
进一步学习QuartusII,讲解各设计任务及其要求,分配设计任务
实2-214,212
11.12
3
通过查阅资料,独立完成电路设计,提交纸质电路原理图草稿
实2-214,212
11.13
4
在QuartusII和DE2板上实现设计
实2-214,212
11.14-16
5
演示和验收
实2-214,212
11.15-16
6
完成设计报告
11.16-18
摘要
本设计是这次的课程设计主要是用计数器来实现的,这个彩灯循环控制电路的实质就是要产生一系列有规律的组合顺序,然后通过一个数码管将数字显示出来。
这里的方法是列出每个输出所需要的各个阶段的脉冲,把这些脉冲信号写成二进制数再列出真值表,最后转化成电路图。
而这次的内容还包括分电路图的整合,使这个彩灯循环显示器能够按照要求依次输出所需花型。
为了实现这个花型交替循环转换的功能,在设计的时候巧妙地应用了JK触发器,以每十个脉冲一次翻转来实现花型的转换。
。
关键词:
彩灯循环计数器译码器触发器
目录
1设计任务目的与要求1
1.1设计的目的2
1.2设计的要求2
2模块及其原理介绍2
2.1时钟发生器2
2.2计数器2
2.3译码器2
2.4显示器2
2.5控制器2
3设计方案3
3.1设计思想和方案3
3.2原理框图3
3.3设计的流程图3
4实验结果与数据分析4
4.1测试步骤及实验现象4
5结论与问题讨论5
5.1完成设计要求的程度5
5.2遇到的问题及解决方法5
5.3存在的不足及改进思路5
5.4心得体会5
参考文献6
附录(总电路图)6
1设计任务目的与要求
1.1设计的目的
通过这次课程设计,锻炼学生独立设计数字逻辑的能力和独立解决问题的能力,并使学生熟悉EDA开发的流程,为以后学习、工作打下基础,以及提供设计开发的宝贵经验。
在DE2板上进行开发,可充分的发挥自己的创新能力。
1.2设计的要求
一:
要求学生独立分析并完成整个任务,包括设计方案、仿真修改、演示和验收。
1.要求显示2种不同的花型,并且使之一直反复循环显示:
1)10路彩灯按照L0、L1…..L9的顺序轮流点亮。
2)10路彩灯按照L0L9、L1L8、L2L7、L3L6、L4L5的顺序依次点亮,然后按相反的顺序依次灭掉。
2.要求该控制电路设有启动和复位按钮。
按下复位按钮,全部灯灭。
按下启动按钮,彩灯开始按上述规律变化。
二:
对本次设计要有个总结,提交报告说明书。
此有利于提高学生的条理性,并能增强学生的整理、总结设计的能力,
2模块及其原理介绍
2.1时钟发生器:
利用DE2板上50MHz的时钟,用计数器74292作分频器对系统时钟进行分频,产生100Hz的脉冲。
2.2计数器:
用74160十进制计数器和JK触发器构成二十进制计数器。
2.3译码器:
用2个7445四线-十线译码器对脉冲进行译码输出到显示单元中。
2.4显示器:
用10个LED灯把输出的花型在DE2板上展示出来。
2.5控制器:
控制模块由一个启动开关和一个复位按钮组成,用来完成电路的启动以及复位功能。
3设计方案
3.1设计思想与方案
(1)用74292把时钟信号分频使之成为100Hz。
(2)用74160十进制计数器和一个JK触发器组合成二十进制计数器。
(3)用2个4线-10线译码器对计数器的输出进行译码。
为了让彩灯展示出所要求的花型,可以列出如下表格
LED灯编号
每次循环时使灯亮的脉冲
0
第1、11-19个脉冲
1
第2、12-18个脉冲
2
第3、13-17个脉冲
3
第4、14-16个脉冲
4
第5、15个脉冲
5
第6、15个脉冲
6
第7、14-16个脉冲
7
第8、13-17个脉冲
8
第9、12-18个脉冲
9
第10、11-19个脉冲
最后将对应的信号接入十盏LED灯既能使之完成花型彩灯的展示。
3.1原理框图
3.1设计的流程图
4实验结果与数据分析
4.1测试步骤与实验现象
1)按下启动按钮,10路彩灯按照顺序依次亮起,一个循环(即十个脉冲后),10路彩灯按照L0L9、L1L8、L2L7、L3L6、L4L5的顺序依次点亮,然后按相反的顺序依次灭掉。
再次按下启动按钮,彩灯停止在当前状态。
再次按下启动按钮彩灯继续刚才状态运行。
2)按下复位按钮,全灯灭,脉冲清零,彩灯重新开始按照上述花型循环。
5结论与问题讨论
5.1完成设计要求的程度
本设计完成了基本要求的所有功能。
5.2遇到的问题及解决方法
1)使用大量的逻辑门导致布线繁多,容易眼花看错。
解决方法:
每个芯片间留足够大的空间,用来放置导线,避免导线交叉重合。
2)4线-10线译码器没有像74138这样的G1、G2,控制2片4线-10线译码器成了问题。
解决方法:
把4线-10线译码器的输出和JK触发器的输出用或非门连接起来,利用JK触发器的两个输出来控制4线-10线译码器,巧妙的改成二十进制
5.3存在的不足及改进思路
存在的不足:
逻辑门使用过多而导致线路繁多,在没有解释的情况下不容易看出电路的原理框架。
改进思路:
如果用3线-8线的74138能使逻辑门减少一些,但需要四个译码器才能完成电路。
可以尝试找一下带有G1、G2的4线-10线或4线-16线译码器,就能使芯片少,线路简单。
5.4心得体会
在这次的课程设计中,不仅检验了我所学习的知识,也培养我从计划、理论、试验、检验、总结这几个角度去完成一件事。
在设计过程中,我和同学们相互探讨,相互学习,相互监督。
学会了合作,学会了理解。
课程设计是我们专业课程知识综合应用的实践训练,从理论方案到实际验证,必须掌握了系统设计理念与方法。
通过这次彩灯循环控制器的电路设计,本人在多方面都有所提高,同时各科相关的课程都有了全面的复习,独立思考的能力也有了提高。
在这次设计过程中,体现出自己单独设计电路的能力以及综合运用知识的能力,体会了学以致用、突出自己劳动成果的喜悦心情,从中发现自己平时学习的不足和薄弱环节,从而加以弥补。
数电课程设计,不仅让我们的知识更加牢固,还让我意识到我们所学的知识可以与生活紧密的联系起来。
这让我对自己有了更多的信心,在学习真正对我们的生活有帮助的知识和能力。
而且我学会了遇到问题不慌不乱,理性面对,寻找解决方法,并且保持思路清晰,采用合理的工作方式。
参考文献
[1]阎石等.数字电路技术基础.北京:
高等教育出版社.2006:
215-346.
[2]彭端等.电工与电子技术实验教程.武汉:
武汉大学出版社.2011:
205-214.
附录(总电路图)
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- 关 键 词:
- 广工 彩灯循环控制器花型A 数电课程设计报告书 最新 彩灯 循环 控制器 课程设计 报告书