課程設(shè)計數(shù)字跑表

1、一、設(shè)計題目及要求設(shè)計題目：數(shù)字跑表要求： 1 具有暫停，啟動功能；2 具有重新開始功能；3 用六個數(shù)碼管分別顯示百分秒，秒和分鐘。 二、設(shè)計過程及內(nèi)容 總體設(shè)計：第一，對于要實現(xiàn)的暫停、啟動和重新開始功能，需要有一個控制模 塊完成相關(guān)控制。 第二由題意可知需要一個分頻模塊， 將實驗箱提供的頻 率轉(zhuǎn)換為 100HZ 即數(shù)字跑表百分秒的頻率。第三是計時模塊，完成跑表 的百分秒、 秒和分鐘的計時功能。 第四由于實驗箱提供的數(shù)碼顯示是掃描 顯示，這就需要一個選時模塊。第五部分則是顯示模塊。 詳細(xì)設(shè)計過程：根據(jù)要求，將設(shè)計分成五個模塊：1、控制模塊：使跑表具有啟動、暫停及重新開始的功能；2、分頻模塊：

2、將實驗箱所提供的頻率轉(zhuǎn)換為設(shè)計題目所需要的 100HZ 的時鐘脈沖；3、計時模塊：進(jìn)行百分秒、秒、分的計時，并且將當(dāng)前時間輸出給 選時模塊；4、選時模塊：從計時器得到當(dāng)前時間輸出給顯示模塊；5、顯示模塊：通過數(shù)碼管顯示時間?？倛D如下：仿真波形：第一個模塊：控制模塊控制模塊主要運用了兩個 D 觸發(fā)器，輸入到觸發(fā)器的時鐘信號 CLK1 頻率為 2.86Hz，對電路起到了防抖的功能。START/STOP為啟動 暫停按鈕，當(dāng)跑表為 START 狀態(tài)時 CLK 端為高 電平，Q為 1，時鐘信號輸出，當(dāng)跑表為 STOP狀態(tài)時 CLK 端為低電平， Q為 0，時鐘信號不輸出，從而實現(xiàn)開始和暫停的功能。與門可

3、控制時鐘 信號是否被輸出到下一級。RESET 端為全局清零按鈕， 接到控制模塊和計時模塊的清零端， 負(fù)責(zé) 將計數(shù)器清零。當(dāng) RESET 為低電平時，控制模塊和總計數(shù)器模塊清零， 跑表重新開始工作。電路圖如下 ：仿真波形：第二個模塊：分頻模塊為了將實驗箱提供的 1465HZ 轉(zhuǎn)換成實驗需要的 100HZ，我將 74161 接成 15進(jìn)制計數(shù)器，實現(xiàn)分頻的功能，轉(zhuǎn)換為 100HZ 的近似時鐘信號。 然后將輸出的時鐘接入到計時模塊。 電路圖如下：仿真波形：第三個模塊：計時模塊計時模塊由一個 100進(jìn)制計數(shù)器和兩個 60 進(jìn)制計數(shù)器構(gòu)成，從而實 現(xiàn)百分秒向秒、秒向分的計數(shù)功能需求。 100 進(jìn)制計數(shù)器

4、和 60 進(jìn)制計數(shù) 器均采用兩個 74160，100進(jìn)制采用并行進(jìn)位方式， 60 進(jìn)制采用整體置數(shù) 方式。從 100 進(jìn)制計數(shù)器和 60 進(jìn)制計數(shù)器這三個輸出端分別接出八個端 口（百分秒、秒、分的個位及十位分別由四個二進(jìn)制代碼表示） ，將當(dāng)前 時間代碼輸送給選時模塊，以實現(xiàn)時間的選擇和顯示。（百分秒個位：H0A,H0B,H0C,H0D; 百 分 秒 十 位 ： H1A,H1B,H1C,H1D ； 秒 個 位 ： S0A,S0B,S0C,S0D; 秒 十 位 ： S1A,S1B,S1C,S1D; 分 個 位 ： M0A,M0B,M0C,M0D; 分十位： M1A,M1B,M1C,M1D.） 電路

5、圖如下：仿真波形：100 進(jìn)制計數(shù)器( count100)：仿真波形：60 進(jìn)制計數(shù)器( count60)：第四個模塊：選時模塊選時模塊由四個八選一數(shù)據(jù)選擇器 74LS151 和一個地址選擇器 74LS161 構(gòu)成。地址選擇器 74LS161 接入一個 1465 HZ 的時鐘信號，使能端和清零 端接高電平，使其循環(huán)工作， 產(chǎn)生的一組循環(huán)地址碼接入到四個八選一數(shù) 據(jù)選擇器 74LS151 上，使其對地址相同的一組數(shù)據(jù)進(jìn)行選擇，產(chǎn)生四個 二進(jìn)制數(shù) CA,CB,CC,CD ，即為數(shù)碼管所要顯示的數(shù)字的編碼。同時，地 址選擇器 74LS161 產(chǎn)生一組循環(huán)地址碼 a、b、c，接到數(shù)碼管的地址端， 使其

6、循環(huán)顯示數(shù)字。第一個 74LS151 上的輸入端為百分秒、秒、分個位及十位的四位二 進(jìn)制的最低位( H0A, H1A ,S0A,S1A, M0A, M1A ), 第二個 74LS151 上 的輸入端為百分秒、秒、分個位及十位的四位二進(jìn)制的次低位 (H0B,H1B ,S0B,S1B,M0B,M1B ), 第三個 74LS151 上的輸入端為百分秒、 秒、分個位及十位的四位二進(jìn)制的第二位 (H0C,H1C ,S0C,S1C,M0C,M1C), 第四個 74LS151 上的輸入端為百分秒、秒、分個位及十位的四位二進(jìn)制 的第一位( H0D,H1D ,S0D,S1D,M0D,M1D )，通過這四個八位二

7、進(jìn)制數(shù)比 較器 74LS151 選出同一組數(shù) (百分秒個位： H0A,H0B,H0C,H0D; 百分秒十 位 ： H1A,H1B,H1C,H1D; 秒 個 位 :S0A,S0B,S0C,S0D; 秒 十 位 ： S1A,S1B,S1C,S1D; 分 個 位 ： M0A,M0B,M0C,M0D; 分 十 位 ： M1A,M1B,M1C,M1D) 作為輸出 CA,CB,CC,CD ，接到顯示模塊輸入端。 電路圖如下：仿真波形：第五個模塊：顯示模塊顯示模塊采用 BCD 七段顯示譯碼器 7448 對實驗板上數(shù)碼管進(jìn)行驅(qū) 動。由選時模塊輸出的顯示數(shù)字編碼 CA,CB,CC,CD 接至輸入端 A,B,C,

8、D ， 使輸出端產(chǎn)生七位譯碼連接到實驗箱公共數(shù)據(jù)輸入端 ABCDEDG ，從而顯 示出數(shù)據(jù)。電路圖如下：仿真波形：三、設(shè)計結(jié)論兩周的課程設(shè)計很快就結(jié)束了，雖然時間很短，但是收獲頗豐。通過 這次課程設(shè)計，我學(xué)到了許多關(guān)于 EDA 的知識，學(xué)習(xí)到了很多 EDA 的實 用功能，更重要的是鍛煉了我的實踐動手能力， 使我深刻地認(rèn)識到僅僅學(xué) 習(xí)課本上的知識是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，要多思考，多實踐，才能真正把學(xué)到的知 識用到實際中，而且我也深刻認(rèn)識到通信專業(yè)在各個領(lǐng)域是多么有用武之 地，更加使我有了學(xué)習(xí)深造的動力。在設(shè)計的過程中遇到諸多問題， 一個接一個， 總結(jié)下來還是軟件沒有 學(xué)深刻，出了問題也不知道如何排查，波形圖一直找不到自己想看到的， 后來經(jīng)過問同學(xué)和自己的總結(jié)才知道這個仿真的時間要足夠長， 才能看到 自己所需要的部分。 讓我知道做一件事之前的準(zhǔn)備工作是多么重要， 同時 在設(shè)計的過程中發(fā)現(xiàn)了自己的不足之處， 對以前所學(xué)過的知識理解得不夠 深刻，掌握得不夠牢固。遇到問題才去翻書查資料，這些都是我以后要改 進(jìn)的地方。這次的 EDA 課程設(shè)計給了我一次非常重要也非常難得的實踐機(jī)會， 使我可以將平時課本上學(xué)習(xí)的理論知識應(yīng)用于實際操作。 設(shè)計過程多于我 這個專業(yè)知識還不牢固的