EDA技术课程设计

发布 2022-09-30 21:27:28 阅读 7260

课程设计要求:

1、《eda技术》课程设计成绩为《eda技术》理论课成绩一部分,课程设计不合格者,理论课成绩为不及格;

2、每个设计课题可从给定设计中任选一题,由1~3人组成,;

3、课程设计格式要求见本文档后面附录部分;

4、课程设计成绩=文档内容、格式成绩(50%)+答辩成绩(50%);

5、每个设计课题组**员均须参加答辩;

6、课程设计上交、答辩时间为本学期第15周。

7、指导老师:王小虎(tel:152***

1、多功能数字钟的设计。

1、设计要求

设计一个能进行时、分、秒计时的十二小时制或二十四小时制的数字钟,并具有定时与钟功能,能在设定的时间发出闹铃音,能非常方便地对小时、分钟和秒进行手动调节以校时间,每逢整点,产生报时音报时。系统框图如图 1-1 所示:

图1-1 数字钟系统框图。

2、设计提示。

此设计问题可分为主控电路、计数器模块和扫描显示三大部分,其中计数器部分的设计是已经非常熟悉的问题,只要掌握六十进制、十二进制的计数规律,用同步计数或异步计数都可以实现,扫描显示模块在第一章中也已经介绍,所以主控电路中各种特殊功能的实现是这个设计问题的关键。

用两个电平信号a、b进行模式选择,其中,ab=00为模式0,系统为计时状态:ab=01为模式1,系统为手动校时状态:ab=10为模式2,系统为闹钟设置状态。

设置一个turn信号,当turn=0时,表示在手动校时对时,选择调整分钟部分:当turn=1时,表示在手动对时,选择调整小时部分。

设置一个change信号,在手动校时或闹钟设置模式下,每按一次,计数器加1.

设置一个reset信号,当reset=0时,整个系统复位;当reset=1时,系统进行计时或其它特殊功能操作。

设置一个关闹铃信号reset1,当reset1=0时,关闭闹铃信号;当reset1=1时,可对闹铃进行设置。

设置状态显示信号(发光管):ld_alert提示是否设置了闹铃功能;ld_h指示当前调整的是小时信号;ld_m指示当前调整的是分钟信号。

当闹铃功能设置后(ld_alert=1),系统应启动一比较电路,当计时与预设闹铃时间相等时,启动闹铃声,直到关闭闹铃信号有效。

整点报时由分和秒计时同时为0(或60)启动,与闹铃声共用一个扬声器驱动信号out。

系统计时时钟为clk=1hz,选择另一时钟clk_1k=1024hz作为产生闹铃声、报时音的时钟信号。

主控电路状态表如表1-1所示。硬件系统示意图如图1-2所示。

表1-1 数字钟主控电路状态图。

图 4-1-2 数字钟硬件系统示意图。

2、数字式竞赛抢答器

1、 设计要求。

设计一个可容纳四组参賽的数字式抢答器,每组设一个按钮供抢答使用。抢答器具有第一信号鉴别和锁存功能,使除第一抢答者外的按钮不起作用;设置一个主持人“复位”按钮,主持人复位后,开始抢答,第一信号鉴别锁存电路得到信号后,用指示灯显示抢答组别,扬。

声器发出2-3秒的蜂鸣。

设置犯规电路,对提前抢答和超时答题(例如 3 分钟)的组别鸣笛示警,并由组别显示电路显示出犯规组别。

设置一个计分电路,每组开始预置10分,由主持人记分,答对一次加1分,答错一次。

减1分。 系统框图如图 2-1 所示。

图2-1 抢答器系统框图。

3、设计提示。

此设计问题可分为第一信号鉴别锁存模块、答题计时模块、计分电路模块和扫描显示模。

块四部分。

第一信号鉴别锁存模块的关键是准确判断出第一抢答者并将其锁存,在得到第一信号后。

将输入端封锁,使其它组的抢答信号无效,可以用触发器或锁存器实现。设置抢答按钮 k1、

k2、k3、k4,主持人复位信号 reset,扬声器驱动信号 out。

reset=0 时,第一信号鉴别锁存电路、答题计时电路复位,此状态下,若有抢答按钮按。

下,鸣笛示警并显示犯规组别;reset=1 时,开始抢答,由第一信号鉴别锁存电路形成第一。

抢答信号,进行组别显示,控制扬声器发出音响,并启动答题计时电路,若计时时间到主持。

人复位信号还没有按下,则由扬声器发出犯规示警声。

计分电路是一个相对独立的模块,采用十进制加/减计数器、数码管数码扫描显示,设。

置复位信号 reset1、加分信号 up、减分信号 down,reset1=0 时,所有得分回到起始分(10

分),且加分、减分信号无效;reset1=1 时,由第一信号鉴别锁存电路的输出信号选择进行。

减分的组别,每按一次 up,第一抢答组加一分;每按一次 down,第一抢答组组减一分。

硬件系统示意图如图 2-2 所示。

图2-2 抢答器硬件系统示意图。

3、数字频率计。

1、设计要求。

设计一个能测量方波信号频率的频率计,测量结果用十进制数显示,测量的频率范围是。

1100khz,分成两个频段,即 1999hz,1khz100khz,用三位数码管显示测量频率,用led 显示表示单位,如亮绿灯表示 hz,亮红灯表示 khz。

具有自动校验和测量两种功能,即能用标准时钟校验测量精度。

具有超量程报警功能,在超出目前量程档的测量范围时,发出灯光和音响信号。

系统框图如图 3-1 所示。

图3-1 频率计系统框图。

2、设计提示。

脉冲信号的频率就是在单位时间内所产生的脉冲个数,其表达式f =n/t,f 为被测信号。

的频率,n 为计数器所累计的脉冲个数,t 为产生 n 个脉冲所需的时间,所以在 1 秒时间内计数器所记录的结果,就是被测信号的频率。

此设计问题可分为测量/校验选择模块、计数器模块、送存选择报警模块、锁存模块和。

扫描显示模块几部分。

测量/校验选择模块的输入信号为:选择信号selet、被测信号meas、测试信号test,输出信号为cp1,当selet=0 时,为测量状态,cp1=meas;当selet=1 时,为校验状态,cp1=test。

校验与测量共用一个电路,只是被测信号cp1不同而已。

计数器对cp1信号进行计数,在 1 秒定时结束后,将计数器结果送锁存器锁存,同时将计数器清零,为下一次采样测量做好准备。

设置 1 秒定时信号(周期为 2 秒),在 1 秒定时时间内的所有被测信号送计数器输入端。

设置量程档控制开关 k,单位显示信号 y,当 k=0 时,为 1999hz 量程档,数码管显示的数值为被测信号频率值,y 显示绿色,即单位为 hz;当 k=1 时,为 1khz100khz 量程档,被测信号频率值为数码管显示的数值乘 1000,y 显示红色,即单位为 khz。

设置超出量程档测量范围示警信号 alert。计数器由四级十进制计数构成(带进位 c)。

若被测信号频率小于 1khz(k=0),则计数器只进行**十进制计数,最大显示值为 如果被测信号频率超过此范围,示警信号驱动灯光、扬声器报警;若被测信号为。

1khz100khz(k=1),计数器进行四位十进制计数,取高三位显示,最大显示值为 99.9khz,如果被测信号频率超过此范围,报警。

送存选择、报警电路状态表如表 4-3-1 所列。

表3-1 送存选择、报警电路状态表。

硬件系统示意图案如图 3-2 所示。

图3-2 数字频率计硬件系统示意图

4、拔河游戏机。

1、设计要求

设计一个能进行拔河游戏的电路。电路使用 15 个(或 9 个)发光二极管表示拔河的“电子绳”,开机后只有中间一个发亮,此即拔河的中心点。游戏甲乙双方各持一个按钮,迅速地、不断地按动产生脉冲,谁按得快,亮点向谁方向移动,每按一次,亮点移动一次。

亮点移到任一方终端二极管,这一方就获胜,此时双方按钮均无作用,输出保持,只有复位后才使亮点恢复到中心。

由裁判下达比赛开始命令后,甲乙双方才能输入信号,否则,输入信号无效。

用数码管显示获胜者的盘数,每次比赛结束自动给获胜方加分。

系统框图如图 4-1 所示。

图 4-1 拔河游戏机系统框图

2、设计提示。

此设计问题可以分为加/减计数器、译码器和甲乙双方的得分计数显示电路几部分。

设置参赛双方输入脉冲信号 in1、in2,用可逆计数器的加、减计数输入端分别接受两路按钮脉冲信号。

设置裁判员“开始”信号 begin,begin 有效后,可逆计数器才接受 in1、in2 信号。

用一个四线-十六线译码器,输出接 15 个(或 9 个)发光二极管,设置一个复位信号 reset,比赛开始,reset 信号使译码器输入为 1000,译码后中心处二极管点亮,当计数器进行加法。

计数时,亮点向右移,减法计数时,亮点向左移。

当亮点移到任一方终端时,由控制电路产生一个信号使计数器停止接受计数脉冲。

将双方终端二极管“点亮”信号分别接两个得分计数显示电路,当一方取胜时,相应的得分计数器进行一次得分计数,这样得到双方取胜次数的显示。

设置一个记分计数器复位信号 reset1,使双方得分可以清零。

硬件系统示意图如图 4-2 所示。

图 4-2 拔河游戏机硬件系统示意图。

5、洗衣机控制器。

1、设计要求。

计一个洗衣机洗涤程序控制器,控制洗衣机的电机作如下规律运**

图 5-1 洗衣机控制器控制要求。

用两位数码管预置洗涤时间(分钟数),洗涤过程在送入预置时间后开始运转,洗涤中。

按倒计时方式对洗涤过程作计时显示,用 led 表示电机的正、反转,如果定时时间到,则停机并发出音响信号。

系统框图如图 5-2 所示。

图 5-2 洗衣机控制器系统框图。

2、设计提示。

此设计问题可分为洗涤预置时间编码模块、减法计数显示、时序电路、译码驱动模块四。

大部分。 设置预置信号 ld,ld 有效后,可以对洗涤时间计数器进行预置数,用数据开关 k1k10分别代表数字,用编码器对数据开关 k1k10 的电平信号进行编码,编码器真值表如表 5-1 所列,编码后的数据寄存。

设置洗涤开始信号 start,start 有效则洗涤时间计数器进行倒计数,并用数码管显示,同时启动时序电路工作。

时序电路中含有 20 秒定时信号,10 秒定时信号,设为 a、b,a、b 为“0”表示定时时间未到,a、b 为“1”表示定时时间到。

时序电路状态表如表 5-2 所列。

表 5-1 编码器真值表

表 5-2 时序电路状态表

EDA技术课程设计

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