数电实验设计实验报告.docx
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数电实验设计实验报告
数电实验课程设计
实践报告
指导老师:
李绍鹏
学院:
电子信息学院
专业:
电子信息工程
学号:
1140302110
姓名:
陈广林
江苏科技大学
2013.9
课题一 数字电子钟
任务:
用文本法或图形法设计一个能显示时、分、秒的数字电子钟。
要求:
1.设计由20mhz有源晶振电路产生标准信号的单元电路;
2.时为00~23六十进制计数器,分、秒为00~59六十进制计数器;
3.能够显示出时、分、秒;
4.具有清零,调节分钟的功能;
5.模拟钟摆功能;
6.具有整点报时功能,整点报时的同时声响电路会发出叫声;
7.对时、分、秒单元电路进行仿真并纪录;
8.选作部分:
具有定时闹钟功能,可在任意设定一时间,到时自动提醒,通过声响电路发出叫声。
设计思路:
1.设计一个分频器对提供的20mhz脉冲信号进行分频,在头文件中进行调用,根据输入的初值不同得到不同的频率信号;
2.用计数器对1hz的脉冲信号进行计数得到秒,用译码器对其译码用数字管就能显示时间了,分与时也采用相同的办法得到;
3.输入一个脉冲信号对分计数进行控制就可以调节分钟了;
4.用LED灯对1HZ的信号进行间隙闪烁模拟钟摆功能;
5.当时间为整点时用LED亮来模拟声响电路。
20MHZ的脉冲1HZ脉冲信号分脉冲信号调节分钟
8HZ脉冲信号时脉冲信号
250HZ
1000HZ脉冲信号
数字钟系统框图
分频器:
分频器电路图
分频器仿真波形图
分析:
对输入的脉冲进行同步计数,根据需要输入不同的d值可得到不同频率的脉冲信号,为了更合理的脉冲占空比对脉冲采用了二分频得到占空比为50%的脉冲信号,本系统中用到的有1000HZ,250HZ,8HZ,1HZ的信号脉冲。
计数器:
分析:
采用同步计数器根据输入的C的不同实现不同的计数,计满一个周期后产生一个进位脉冲,本系统用到了一个24计数器和2个60计数器分别表示时分秒。
计数器电路图
计数器电路图
译码器:
moduleyima(in,out1,out0);
input[5:
0]in;//in为输入的时,分,秒.
output[3:
0]out1,out0;//out1表示十位,out0表示个位.
reg[3:
0]out1,out0;
always@(in)
begin
case(in)
6'b000000:
begin
out0=4'b0000;out1=4'b0000;end//00
6'b000001:
begin
out0=4'b0001;out1=4'b0000;end//01
6'b000010:
begin
out0=4'b0010;out1=4'b0000;end//02
6'b000011:
begin
out0=4'b0011;out1=4'b0000;end//03
6'b000100:
begin
out0=4'b0100;out1=4'b0000;end//04
6'b000101:
begin
out0=4'b0101;out1=4'b0000;end//05
6'b000110:
begin
out0=4'b0110;out1=4'b0000;end//06
6'b000111:
begin
out0=4'b0111;out1=4'b0000;end//07
6'b001000:
begin
out0=4'b1000;out1=4'b0000;end//08
6'b001001:
begin
out0=4'b1001;out1=4'b0000;end//09
6'b001010:
begin
out0=4'b0000;out1=4'b0001;end//10
6'b001011:
begin
out0=4'b0001;out1=4'b0001;end//11
6'b001100:
begin
out0=4'b0010;out1=4'b0001;end//12
6'b001101:
begin
out0=4'b0011;out1=4'b0001;end//13
6'b001110:
begin
out0=4'b0100;out1=4'b0001;end//14
6'b001111:
begin
out0=4'b0101;out1=4'b0001;end//15
6'b010000:
begin
out0=4'b0110;out1=4'b0001;end//16
6'b010001:
begin
out0=4'b0111;out1=4'b0001;end//17
6'b010010:
begin
out0=4'b1000;out1=4'b0001;end//18
6'b010011:
begin
out0=4'b1001;out1=4'b0001;end//19
6'b010100:
begin
out0=4'b0000;out1=4'b0010;end//20
6'b010101:
begin
out0=4'b0001;out1=4'b0010;end//21
6'b010110:
begin
out0=4'b0010;out1=4'b0010;end//22
6'b010111:
begin
out0=4'b0011;out1=4'b0010;end//23
6'b011000:
begin
out0=4'b0100;out1=4'b0010;end//24
6'b011001:
begin
out0=4'b0101;out1=4'b0010;end//25
6'b011010:
begin
out0=4'b0110;out1=4'b0010;end//26
6'b011011:
begin
out0=4'b0111;out1=4'b0010;end//27
6'b011100:
begin
out0=4'b1000;out1=4'b0010;end//28
6'b011101:
begin
out0=4'b1001;out1=4'b0010;end//29
6'b011110:
begin
out0=4'b0000;out1=4'b0011;end//30
6'b011111:
begin
out0=4'b0001;out1=4'b0011;end//31
6'b100000:
begin
out0=4'b0010;out1=4'b0011;end//32
6'b100001:
begin
out0=4'b0011;out1=4'b0011;end//33
6'b100010:
begin
out0=4'b0100;out1=4'b0011;end//34
6'b100011:
begin
out0=4'b0101;out1=4'b0011;end//35
6'b100100:
begin
out0=4'b0110;out1=4'b0011;end//36
6'b100101:
begin
out0=4'b0111;out1=4'b0011;end//37
6'b100110:
begin
out0=4'b1000;out1=4'b0011;end//38
6'b100111:
begin
out0=4'b1001;out1=4'b0011;end//39
6'b101000:
begin
out0=4'b0000;out1=4'b0100;end//40
6'b101001:
begin
out0=4'b0001;out1=4'b0100;end//41
6'b101010:
begin
out0=4'b0010;out1=4'b0100;end//42
6'b101011:
begin
out0=4'b0011;out1=4'b0100;end//43
6'b101100:
begin
out0=4'b0100;out1=4'b0100;end//44
6'b101101:
begin
out0=4'b0101;out1=4'b0100;end//45
6'b101110:
begin
out0=4'b0110;out1=4'b0100;end//46
6'b101111:
begin
out0=4'b0111;out1=4'b0100;end//47
6'b110000:
begin
out0=4'b1000;out1=4'b0100;end//48
6'b110001:
begin
out0=4'b1001;out1=4'b0100;end//49
6'b110010:
begin
out0=4'b0000;out1=4'b0101;end//50
6'b110011:
begin
out0=4'b0001;out1=4'b0101;end//51
6'b110100:
begin
out0=4'b0010;out1=4'b0101;end//52
6'b110101:
begin
out0=4'b0011;out1=4'b0101;end//53
6'b110110:
begin
out0=4'b0100;out1=4'b0101;end//54
6'b110111:
begin
out0=4'b0101;out1=4'b0101;end//55
6'b111000:
begin
out0=4'b0110;out1=4'b0101;end//56
6'b111001:
begin
out0=4'b0111;out1=4'b0101;end//57
6'b111010:
begin
out0=4'b1000;out1=4'b0101;end//58
6'b111011:
begin
out0=4'b1001;out1=4'b0101;end//59
default:
begin
out0=4'bz;out1=4'bz;end
endcase
end
endmodule
译码器仿真波形图
译码器电路图
分析:
对输入的时分秒进行译码,译码管能显示16进制数,故采用4位二进制数表示,个位十位分别用一个译码管显示。
模拟钟摆:
模拟钟摆仿真波形图
模拟钟摆电路图
分析:
用5盏LED灯来模拟钟摆功能,用8HZ的信号脉冲在一秒钟让灯闪一个来回。
报时电路:
报时电路仿真波形图
分析:
在分为59,秒为56,57,58,59时让a为1,其他时间为0,a与1000HZ的信号相与,整点时让b为1,其他时间为0,b与250HZ的信号相与,实现四短一长的报时。
报时电路电路图
数字钟源代码:
数字钟编译报告
数字钟总电路图
数字钟仿真波形图
数字钟引脚图
课题二:
交通灯控制逻辑电路设计
任务:
用CPLD设计路口交通灯控制器。
要求:
1.满足如下时序要求:
南北方向红灯亮,东西方向绿灯亮;南北方向绿灯亮,东西方向红灯亮;
2.每一方向的红(绿)黄灯总共维持30秒;
3.十字路口要有时间显示,具体为:
当某一方向绿灯亮时,置显示器为30秒,然后以每秒减1计数方式工作,直至减到数为4秒时,红绿灯熄灭,黄灯开始间隙闪耀4秒,减到0时,红绿灯交换,一次工作循环结束,进入下一步另一方向的工作循环;
4.红绿黄灯均采用发光二极管;
5.设计由晶振电路产生1Hz标准秒信号的单元电路
6.要求对整体电路进行仿真,观察并纪录下仿真波形;
7.选作部分:
可以手动调整和自动控制,夜间为黄灯闪耀;
8.选作部分:
东西方向或南北方向上的绿灯亮变为红灯亮,中间需插入黄灯闪耀4秒过渡,而从红灯亮变为绿灯亮,不需要黄灯过渡,直接由红灯变为绿灯。
设计思路:
1.用分频器对20MHZ的脉冲信号分频得到1HZ的信号做秒脉冲,用来做计数和显示时间所需的脉冲信号;
2.用译码器对红绿灯的时间变为十进数进行显示;
3.采用状态机来描述南北,东西方向的红绿灯转换,用LED灯来显示灯的状态,根据需要输入不同的a0,a1值可控制南北,东西方向的红绿灯亮的时间;
4.用一控制端可让系统进入紧急状态,在这状态下东西,南北方向都是黄灯亮,当控制端不起作用时让系统回到初态。
5.对程序进行编译仿真成功后,下载调试。
输入RE可让系统回到初态输入a0控制绿灯亮的时间
20MHZ的时钟
脉冲信号1HZ
对各种
状态下的时间进行译码
输入KEY可让系统进入紧急状态
输入a1控制
东西方向的绿灯时间
交通灯系统框图
交通灯系统框图
分频器:
分频器电路图
分频器仿真波形图
分析:
用同步时序电路对20MHZ的脉冲信号进行分频得到2HZ的信号,再对2HZ的信号进行二分频得到占空比为50%的1HZ的信号做秒脉冲。
译码器:
moduleyima(in,out1,out0);
input[5:
0]in;//in为输入的时,分,秒.
output[3:
0]out1,out0;//out1表示十位,out0表示个位.
reg[3:
0]out1,out0;
always@(in)
begin
case(in)
6'b000000:
begin
out0=4'b0000;out1=4'b0000;end//00
6'b000001:
begin
out0=4'b0001;out1=4'b0000;end//01
6'b000010:
begin
out0=4'b0010;out1=4'b0000;end//02
6'b000011:
begin
out0=4'b0011;out1=4'b0000;end//03
6'b000100:
begin
out0=4'b0100;out1=4'b0000;end//04
6'b000101:
begin
out0=4'b0101;out1=4'b0000;end//05
6'b000110:
begin
out0=4'b0110;out1=4'b0000;end//06
6'b000111:
begin
out0=4'b0111;out1=4'b0000;end//07
6'b001000:
begin
out0=4'b1000;out1=4'b0000;end//08
6'b001001:
begin
out0=4'b1001;out1=4'b0000;end//09
6'b001010:
begin
out0=4'b0000;out1=4'b0001;end//10
6'b001011:
begin
out0=4'b0001;out1=4'b0001;end//11
6'b001100:
begin
out0=4'b0010;out1=4'b0001;end//12
6'b001101:
begin
out0=4'b0011;out1=4'b0001;end//13
6'b001110:
begin
out0=4'b0100;out1=4'b0001;end//14
6'b001111:
begin
out0=4'b0101;out1=4'b0001;end//15
6'b010000:
begin
out0=4'b0110;out1=4'b0001;end//16
6'b010001:
begin
out0=4'b0111;out1=4'b0001;end//17
6'b010010:
begin
out0=4'b1000;out1=4'b0001;end//18
6'b010011:
begin
out0=4'b1001;out1=4'b0001;end//19
6'b010100:
begin
out0=4'b0000;out1=4'b0010;end//20
6'b010101:
begin
out0=4'b0001;out1=4'b0010;end//21
6'b010110:
begin
out0=4'b0010;out1=4'b0010;end//22
6'b010111:
begin
out0=4'b0011;out1=4'b0010;end//23
6'b011000:
begin
out0=4'b0100;out1=4'b0010;end//24
6'b011001:
begin
out0=4'b0101;out1=4'b0010;end//25
6'b011010:
begin
out0=4'b0110;out1=4'b0010;end//26
6'b011011:
begin
out0=4'b0111;out1=4'b0010;end//27
6'b011100:
begin
out0=4'b1000;out1=4'b0010;end//28
6'b011101:
begin
out0=4'b1001;out1=4'b0010;end//29
6'b011110:
begin
out0=4'b0000;out1=4'b0011;end//30
6'b011111:
begin
out0=4'b0001;out1=4'b0011;end//31
6'b100000:
begin
out0=4'b0010;out1=4'b0011;end//32
6'b100001:
begin
out0=4'b0011;out1=4'b0011;end//33
6'b100010:
begin
out0=4'b0100;out1=4'b0011;end//34
6'b100011:
begin
out0=4'b0101;out1=4'b0011;end//35
6'b100100:
begin
out0=4'b0110;out1=4'b0011;end//36
6'b100101:
begin
out0=4'b0111;out1=4'b0011;end//37
6'b100110:
begin
out0=4'b1000;out1=4'b0011;end//38
6'b100111:
begin
out0=4'b1001;out1=4'b0011;end//39
6'b101000:
begin
out0=4'b0000;out1=4'b0100;end//40
6'b101001:
begin
out0=4'b0001;out1=4'b0100;end//41
6'b101010:
begin
out0=4'b0010;out1=4'b0100;end//42
6'b101011:
begin
out0=4'b0011;out1=4'b0100;end//43
6'b101100:
begin
out0=4'b0100;out1=4'b0100;end//44
6'b101101:
begin
out0=4'b0101;out1=4'b0100;end//45
6'b101110:
begin
out0=4'b0110;out1=4'b0100;end//46
6'b101111:
begin
out0=4'b0111;out1=4'b0100;end//47
6'b110000:
begin
out0=4'b1000;out1=4'b0100;end//48
6'b110001:
begin
out0=4'b1001;out1=4'b0100;end//49
6'b110010:
begin
out0=4'b0000;out1=4'b0101;end//50
6'b110011:
begin
out0=4'b0001;out1=4'b0101;end//51
6'b110100:
begin
out0=4'b0010;out1=4'b0101;end//52
6'b110101:
begin
out0=4'b0011;out1=4'b0101;end//53
6'b110110:
begin
out0=4'b0100;out1=4'b0101;end//54
6'b110111:
begin
out0=4'b0101;out1=4'b0101;end//55
6'b111000:
begin
out0=4'b0110;out1=4'b0101;end//56
6'b111001:
begin
out0=4'b0111;out1=4'b0101;end//57
6'b111010:
begin
out0=4'b1000;out1=4'b0101;end//58
6'b111011:
begin
out0=4'b1001;out1=4'b0101;end//59
default:
begin
out0=4'bz;out1=4'bz;end
endcase
end
endmodule
译码器仿真波形图
译码器电路图
分析:
对输入的红绿灯时间进行译码,译码管能显示16进制数,故采用4位二进制数表示,个位十位分别用一个译码管显示。
交通灯状态机源代码:
交通灯编译报告
交通灯总电路图
交通灯状态图
交通灯仿真波形图
交通灯引脚图
实验小结:
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 实验设计 实验 报告