一、基本要求。
1)按学号顺序选课题号,并在规定的时间内独自完成相关课题的vhdl源程序编写、电路调整和运行;
2)按本任务书的要求,按附录的要求编写《课程设计报告》(word文档格式)。并用a4的复印纸打印并装订;
(3)在2012 年7月3日之前,请班学习委员收齐课程设计报告,交乔汇东老师,联系**:132***
一、设计内容与设计要求。
1.设计内容:
见附录。2.设计要求:
1).设计正确,方案合理。
2).程序精炼,结构清晰。
3).设计报告以上,含程序设计说明,用户使用说明,源程序清单及程序框图。
4).实现功能,完成调试。
二、进度安排。
第二十周课题讲解,编程,上机调试、修改程序、完善程序、答辩,撰写课程设计报告。
三、答辩与评分标准:
1、完成基本功能:40分;
2、设计报告及使用说明书:40分;
3、设置错误或者按照要求改变结果:10分;
4、回答问题:10分。
附:选题方案:
所选题目根据学生学号确定,学号模4+1,即(学号%4+1)。如你的学号为17,则所选题目号为:17%4+1==(题目2)。
附录:设计课题一:出租车计费器的设计。
一、问题描述:
出租车计费器一般都是按公里计费,通常是起步价xx 元(xx 元可以行走x公里),然后再是xx 元/公里。要完成一个出租车计费器,就要有两个计数单位,一个用来计公里,另外一个用来计费用。通常在出租车的轮子上都有传感器,用来记录车轮转动的圈数,而车轮子的周长是固定的,所以知道了圈数自然也就知道了里程。
在这个实验中,就要模拟出租车计费器的工作过程,用直流电机模拟出租车轮子,通过传感器,可以得到电机每转一周输出一个脉冲波形。 (上机时需进一步完成:显示用8 个七段码管,前四个显示里程,后四个显示费用。
)二、功能要求:
本实验要完成的任务就是设计一个简单的出租车计费器,要求是起步价3 元,开行1 公里,以后1 元/公里。时钟输入为一个1khz的系统时钟,直流电机模块每转一圈输出一个脉冲信号给cpu,另外用按键模块的s1 来作为整个系统的复位按钮,每复位一次,计费器从头开始计费。直流电机模块用来模拟出租车的车轮子,每转动一圈认为是行走1 米,所以每旋转1000 圈,认为车子前进1 公里。
系统设计是需要检测电机的转动情况,每转一周,计米计数器增加1。
三、测试。1、完成时序**。
2、完成**到机箱的**。
设计课题二:交通灯控制电路设计。
一、问题描述:
交通灯的显示有很多方式,如十字路口、丁字路口等,而对于同一个路口又有很多不同的显示要求,比如十字路口,车辆如果只要东西和南北方向通行就很简单,而如果车子可以左右转弯的通行就比较复杂,本实验仅针对最简单的南北和东西直行的情况。
二、功能要求:
要完成本实验,首先必须了解交通路灯的燃灭规律。依人们的交通常规,“红灯停,绿灯行,黄灯提醒”。其交通灯的燃灭规律为:
初始态是两个路口的红灯全亮,之后,东西路口的绿灯亮,南北路口的红灯亮,东西方向通车,延时一段时间后,东西路口绿灯灭,黄灯开始闪烁。闪烁若干次后(如三次),东西路口红灯亮,而同时南北路口的绿灯亮,南北方向开始通车,延时一段时间后,南北路口的绿灯灭,黄灯开始闪烁。闪烁若干次后,再切换到东西路口方向,重复上述过程。
系统要求实现对2组交通灯控制信号的模拟输出,其控制规律为如上所述,同时要完成等待时间模拟的输出,即红绿灯的持续时间倒数输出。系统时钟输入为一个1khz的系统时钟。
设计课题三:数字钟的设计。
多功能数字钟应该具有的功能有:显示时-分-秒、整点报时、小时和分钟可调等基本功能。首先要知道钟表的工作机理,整个钟表的工作应该是在1hz 信号的作用下进行,这样每来一个时钟信号,秒增加1 秒,当秒从59 秒跳转到00秒时,分钟增加1 分,同时当分钟从59 分跳转到00 分时,小时增加1 小时,但是需要注意的是,小时的范围是从0~23 时。
二、功能要求:
在一个1khz系统时钟的驱动下完成整个电路的输出,电路要能正确的输出时、分、秒,并且根据用户的设定来改变时钟和分钟的值,这里假定有两个按键输入信号s1,s0,可以分别用来改变时钟和分钟的值以达到时间设定的目的。同时在整点时分都应该输出一个整点报时信号,信号规律为1秒钟一个脉冲,持续5秒。
设计课题四:16*16点阵显示。
一、问题描述:
本实验主要完成汉字字符在led 上的显示,16*16 扫描led 点阵的工作原理与8 位扫描数码管类似,只是显示的方式与结果不一样而已。下面就本实验系统的16*16 点阵的工件原理做一些简单的说明。16*16 点阵由此256 个led 通过排列组合而形成16 行*16 列的一个矩阵式的led 阵列,俗称16*16 点阵。
单个的led 的电路如下图11-1 所示:
图11-1 单个led 电路图。
由上图可知,对于单个led 的电路图当rn 输入一个高电平,同时cn 输入一个低电平时,电路形成一个回路,led 发光。也就是led 点阵对应的这个点被点亮。16*16 点阵也就是由16 行和16 列的led 组成,其中每一行的所有16 个led的rn 端并联在一起,每一列的所有16 个led 的cn 端并联在一起。
通过给rn 输入一个高电平,也就相当于给这一列所有led 输入了一个高电平,这时只要某个led 的cn 端输入一个低电平时,对应的led 就会被点亮。具体的电路如下图11-2所示:
图11-2 16*16 点阵电路原理图。
在点阵上显示一字符是根据其字符在点阵上的显示的点的亮灭来表示的,如下图11-3 所示:
图11-3 字符在点阵上的显示。
在上图中,显示的是一个“汉”字,只要将被“汉”字所覆盖的区域的点点亮,则在点阵中就会显示一个“汉”字。根据前面我们所介绍的点阵显示的原理,当我们选中第一列后,根据要显示汉字的第一列中所需要被点亮的点对应的rn置为高电平,则在第一列中需要被点亮的点就会被点亮。依此类推,显示第二列、第三列……第n 列中需要被点亮的点。
然后根据人眼的视觉原理,将每一列显示的点的间隔时间设为一定的值,那么我们就会感觉显示一个完整的不闪烁的汉字。同时也可以按照这个原理来显示其它的汉字。下图11-4 是一个汉字显示所需要的时序图:
图11-4 显示时序图。
二、功能描述:
本实验的示例程序依次显示的是“湖南工程学院”,要求每隔一秒换下一个字显示。
附:课程设计报告装订顺序:封面、任务书、目录、正文、附件(a4大小的图纸及程序清单)、评分表。
正文的格式:一级标题用3号黑体,二级标题用四号宋体加粗,正文用五号宋体;行距为22。
正文的内容:一、课题的主要功能;二、课题的功能模块的划分(要求画出模块图);三、主要功能的实现(包含各功能模块的相信解释);四、程序调试与**过程;五、总结与体会;六、附件(所有程序的源**,要求对程序写出必要的注释)。
正文总字数要求在以上(不含程序源**)。
注:在编辑**阶段和**阶段,所有输入输出信号先自行设定,如课题一,可参考实体定义为:
entity dev is
port(clk : in std_logic; 外部时钟输入口。
meter : in std_logic; 外部转圈信号输入,假定每个上升沿视为车轮转一圈。
s1 : in std_logic; 外部按键输入复位信号,假定低电平表示按键被按下,高电平表示按键未按下。
cost1,cost2,cost3 : out std_logic_vector (4 downto 0); 输出计费值个位十位百味。
dist1,dist2,dist3 : out std_logic_vector (4 downto 0); 输出公里数小数点后一位,个位,十位。end
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