EDA课程设计汽车速度表.docx

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EDA课程设计汽车速度表

燕山大学

EDA课程设计报告书

题目：

汽车速度表

姓名：

班级：

学号：

成绩：

一、设计题目及要求

1.设计题目：

汽车速度表

2.设计要求：

（1）能显示汽车速度，单位Km/h，最高时速小于360Km/h；

（2）车轮每转一圈，有一传感脉冲，每个脉冲代表1m的距离（用适当频率的时钟信号代替即可）；

（3）采样周期设为10秒；

（4）用5位数码管显示速度，要显示到小数点后边两位。

二、设计过程及内容

汽车速度表的设计与构建主要包括四个方面，所以它的电路图总体分为四个部分：

单位转换电路，10秒周期采样电路，计数电路，扫描显示电路。

首先应设计一个单位转换电路，实现m/s转化为km/h的电路，同时实现题目要求显示到小数点后面两位的功能。

其次，设计一个10秒定时电路，实现采样周期为10秒。

然后设计一个计数电路，记录转换电路中输出的脉冲，即速度。

最后设计一个扫描电路，驱动数码管显示速度。

1.单位转换电路：

单位转换电路的作用是实现m/s到km/h的转换。

题目指出车轮每转一圈，有一传感脉冲，每个脉冲代表1m，则可用nHz的脉冲代表车轮每秒转过n圈，即汽车速度为nm/s。

由转换关系知1m/s=3.6km/h,即0.01×360km/h。

脉冲数量上体现为输入输出脉冲数目之比为1:

360。

计数电路通过计量10s内通过的脉冲数来确定汽车的速度。

汽车的速度为计数器输出的脉冲数需要除以10，为了让显示器上直接显示汽车的速度可以使输入输出的脉冲数之比1:

36。

先用两个74160接成36进制的计数器，再在此基础上实现单位转换功能。

单位转换电路原理图如下：

仿真波形图如下：

2.十秒采样电路：

用三个74160并行进位方式连接成366进制计数器，其中clk输入为366HZ的频率，实现输出为1HZ的脉冲。

366进制计数器后接一个74161做成的11进制计数器，得到周期为11s的脉冲，其中低电平时长为10s,实现采样周期为十秒，构成十秒定时器。

D触发器的功能为消除竞争冒险，用来减小输入端的输入信号受干扰的程度。

十秒周期采样电路原理图如下：

仿真波形图如下：

3.计数电路：

电路原理图由五个74160计数器组成，其中根据速度的要求把最后一个计数器接成一个三进制的,第二个计数器接成六进制。

五个计数器的输出端分别用D触发器接成储蓄电路储存输出信号，储存输出用十秒定时器控制。

十秒定时器前10秒输出为低电平，D触发器不工作，五个74160记入输入的脉冲数。

当第10秒时，上升沿触发，D触发器记录此时的速度，10秒后定时器输出为高电平，D触发器将此时的速度传给扫描电路，同时五个74160计数器清零。

遇到10s周期采样电路下一个周期的上升沿时D触发器更新数据。

计数电路原理图如下：

仿真波形图如下：

4.扫描显示电路：

扫描显示电路由4个8选1的数据选择器和一个7449数码管显示器组成，选择器控制信号由一个5进制计数器输出，选择器的输入信号为计数器的输出信号。

因为8个数码管从左到右其地址码的十进制表示为32107654，而题目要求显示五位数，此处选用07654。

因此设计一个电路，使地址控制输入端S2、S1、S0正好使速度的百位到百分位及小数点按照顺序显示。

题目要求显示两位小数，用一译码门输出dp端控制小数点，dp高电平有效，使地址码为6处的dp端始终为高电平。

扫描显示电路原理图如下：

仿真波形图如下：

5.总电路图如下：

仿真波形图如下：

三、设计结论及感想

我们通过电路实现了汽车速度的显示，以一个适当频率的时钟信号模拟汽车车轮的的转速，通过单位转换电路，实现汽车速度以Km/h表示，最高时速小于360Km/h，并采取十秒采样，能够不断更新速度，我们使用5位数码管显示速度，并显示到小数点后边两位。

拿到这道题之后，我们都认为这道题很容易，我们查了一些资料后就开始做了，在我们快完成时，重新阅读题目，对比后发现我们的思路出现了问题，我们得重新设计，我们都瞬间觉得无从下手，通过查找资料、互相讨论，并向老师请教，重新确定模块。

在这个过程中，我们遇到的最大困难是单位转换电路，我们一开始设计的是三十六分频电路，后来在老师的提醒下，我们发现分频不能解决问题，在苦思无果的情况下向老师请教，经过了老师的耐心指导和传教讲解，我们明白了许多，又有了新思路，我们重新设计，采用一种类倍频的方案，在输入一个汽车脉冲的同时，可以输出三十六个脉冲，实现了单位转换，解决了设计过程中最大的难题。

在设计过程中有几次感觉快要成功了，就会发现新的问题，于是又开始新的探索，在思路局限，问题无法解决时，老师的一句点拨都会给设计带来新的灵感。

由于与元件、连线较多，设计过程中一定要认真仔细。

有时候，仿真波形图根本就不是我们所预想的，所以又要回过头来，重新修改电路图。

还有就是在把各个模块组合时也会出现问题。

EDA课设很重要，我们希望以后可以更多的机会来实验室设计一些东西和接受老师的指导，在课设过程中，老师的指导必不可少。

同时，我们感觉课设的时间有点短，如果时间多点的话，我们可以学到更多的知识。

最后我们很感谢这次课程设计带给我们的所有，感谢专业老师给我们的悉心指导，感谢能有这次机会能让我们的思考能力，创新能力还有动手能力得到锻炼，巩固已学知识。

我们今后一定还会在其他课程设计中继续努力！