完整word版EDA课程设计数字跑表.docx
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完整word版EDA课程设计数字跑表
燕山大学
EDA课程设计报告书
题目:
数字跑表
姓名:
班级:
08计算机科学2班
学号:
成绩:
(注:
此文件应以同学学号为文件名)
一、设计题目及要求
设计题目:
数字跑表
要求:
1具有暂停,启动功能。
2具有重新开始功能。
3用六个数码管分别显示百分秒,秒和分钟。
2、设计过程及内容
通过分析设计题目中数字跑表的功能,我查阅了相关书籍和资料,思考该题目所需完成的模块。
确定模块后进一步确定需要用到哪些器件。
首先,对于要实现的暂停、启动功能和重新开始功能,需要有一个控制模块完成相关控制。
然后由于需要获得一个100HZ的时钟脉冲,要用到一个分频模块。
将实验箱提供的频率转换为100HZ即数字跑表百分秒的频率。
然后是计时模块,完成跑表的百分秒、秒和分钟的计时功能。
接下来由于实验箱提供的数码显示是扫描显示,必然需要一个选时模块。
最后一部分则是显示模块。
以下详细讲解设计过程:
根据要求,将设计分成五个模块:
1、控制模块:
使跑表具有启动、暂停及重新开始的功能;
2、分频模块:
对实验箱所提供的频率转换为本设计所需要的为100HZ的时钟脉冲;
3、计时模块:
进行时间的计时,同时将当前时间输出给选时模块;
4、选时模块:
从计时器得到当前时间输出给显示模块;
5、显示模块:
时间显示。
总图如下:
第一个模块:
控制模块
RESET端为全局清零按钮,接到控制模块和计时模块的清零端,负责将计数器清零。
当RESET为低电平时,控制模块和总计数器模块清零,跑表重新开始工作。
与门可控制时钟信号是否被输出到下一级。
START_STOP为启动\暂停按钮,当跑表为START状态时CLK端为高电平,QA为1,时钟信号输出,当跑表为STOP状态时CLK端为低电平,QA为0,时钟信号不输出,从而实现开始和暂停的功能。
电路图如下:
仿真波形:
第二个模块:
分频模块
为了将实验箱提供的1465HZ进行转换,将74161接成15进制计数器,从而实现分频的功能,将给定的频率转换为我们需要的100HZ的近似时钟信号。
然后将输出的时钟接入到计时模块。
电路图如下:
仿真波形:
第三个模块:
计时模块
本模块由两个60进制计数器和一个100进制计数器构成,从而实现百分秒向秒、秒向分的计数功能需求。
60进制计数器及100进制计数器均采用两个74160,采用整体置数方式接成。
从60进制计数器和100进制计数器这三个输出端分别接出八个端口(秒、分、时的个位及十位分别由四个二进制代码表示),将当前时间编码传送给选时模块,以实现时间的选择和显示。
(秒个位:
S0A,S0B,S0C,S0D;秒十位:
S1A,S1B,S1C,S1D;分个位:
M0A,M0B,M0C,M0D;分十位:
M1A,M1B,M1C,M1D;百分秒个位:
H0A,H0B,H0C,H0D;百分秒十位:
H1A,H1B,H1C,H1D.)
电路图如下:
仿真波形:
100进制计数器(count100):
仿真波形:
60进制计数器(count60):
仿真波形:
第四个模块:
选时模块
本模块由四个八选一数据选择器74LS151和地址选择器74LS161构成。
地址选择器74LS161接入一个1465HZ的时钟信号,使能端和清零端接高电平,使其循环工作,产生一组循环地址码A、B、C,接到数码管的地址端,使其循环显示数字。
同时,地址选择器74LS161产生的一组循环地址码接入到四个八选一数据选择器74LS151上,使其对地址相同的一组数据进行选择,产生四个二进制数A0,A1,A2,A3,即为数码管所要显示的数字的编码。
第一个74LS151上的输入端为秒、分、百分秒个位及十位的四位二进制的最低位(S0A,S1A,M0A,M1A,H0A,H1A),第二个74LS151上的输入端为秒、分、百分秒个位及十位的四位二进制的次低位(S0B,S1B,M0B,M1B,H0B,H1B),第三个74LS151上的输入端为秒、分、百分秒个位及十位的四位二进制的第二位(S0C,S1C,M0C,M1C,H0C,H1C),第四个74LS151上的输入端为秒、分、百分秒个位及十位的四位二进制的第一位(S0D,S1D,M0D,M1D,H0D,H1D),通过这四个八位二进制数比较器74LS151选出同一组数(秒个位:
S0A,S0B,S0C,S0D;秒十位:
S1A,S1B,S1C,S1D;分个位:
M0A,M0B,M0C,M0D;分十位:
M1A,M1B,M1C,M1D;百分秒个位:
H0A,H0B,H0C,H0D;百分秒十位:
H1A,H1B,H1C,H1D.)作为输出A0,A1,A2,A3,接到显示模块输入端。
电路图如下:
仿真波形:
第五个模块:
显示模块
本模块采用BCD—七段显示译码器7448对实验板上数码管进行驱动。
由选时模块输出的显示数字编码A0,A1,A2,A3接至输入端A,B,C,D,使输出端产生七位译码连接到实验箱公共数据输入端ABCDEDG,从而进行数据的显示。
电路图如下:
仿真波形:
3、设计结论
两周的课程设计即将结束,虽然时间很短,但是获益匪浅。
这是我上大学以来第一次做这种由自己设计课程设计,所以我是带着好奇完成这次设计的。
我不仅学到了许多关于EDA的知识,认识到了EDA的强大功能,更重要的是增强了我的实践动手能力,使我深刻地认识到仅仅学习课本上的知识是远远不够的,必须要多多动手,多多实践,才能真正理解并掌握所学的知识,达到学以致用的目的,为以后的工作积累了宝贵的经验,同时我也深深地感受到严谨的态度对于科学研究的重要性。
由于在设计的过程中,一点点的失误都可能造成整个系统的瘫痪,所以每一个细节都要认真思考,认真操作,不能有丝百分的大意。
这使我认识到要想做一个科研工作者是多么的不易!
自己身上的缺点还有很多,要靠以后艰苦的努力来克服!
这次的EDA课程设计给了我一次非常重要也非常难得的实践机会,使我可以将平时课本上学习的理论知识应用于实际操作。
设计的过程是十分艰苦的,由于从未接触过类似的领域,所以刚开始的时候一片茫然,不知道该干些什么。
随着研究的逐渐深入,自己渐渐的摸出头绪,掌握了一些规律和方法,设计的成果也逐步成型,最终按照要求完成了设计。
在实际操作的过程中,碰到了许多的困难,但最终在老师的耐心指导和同学的热情帮助下,按时完成了任务。
在此对老师和同学们表示衷心的感谢!
最后感谢老师给与我这次宝贵的实践机会!
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