EDA課程設(shè)計(jì)—汽車(chē)速度表

1、燕 山 大 學(xué)EDA課程設(shè)計(jì)報(bào)告書(shū)題目： 汽車(chē)速度表 姓名： 班級(jí)： 學(xué)號(hào)： 成績(jī)： 一、設(shè)計(jì)題目及要求1.設(shè)計(jì)題目：汽車(chē)速度表2.設(shè)計(jì)要求：（1）能顯示汽車(chē)速度，單位Km/h，最高時(shí)速小于360Km/h；（2）車(chē)輪每轉(zhuǎn)一圈，有一傳感脈沖，每個(gè)脈沖代表1m的距離（用適當(dāng)頻率的時(shí)鐘信號(hào)代替即可）；（3）采樣周期設(shè)為10秒；（4）用5位數(shù)碼管顯示速度，要顯示到小數(shù)點(diǎn)后邊兩位。二、設(shè)計(jì)過(guò)程及內(nèi)容汽車(chē)速度表的設(shè)計(jì)與構(gòu)建主要包括四個(gè)方面，所以它的電路圖總體分為四個(gè)部分：?jiǎn)挝晦D(zhuǎn)換電路，10秒周期采樣電路，計(jì)數(shù)電路，掃描顯示電路。首先應(yīng)設(shè)計(jì)一個(gè)單位轉(zhuǎn)換電路，實(shí)現(xiàn)m/s轉(zhuǎn)化為km/h的電路，同時(shí)實(shí)現(xiàn)題目要求顯

2、示到小數(shù)點(diǎn)后面兩位的功能。其次，設(shè)計(jì)一個(gè)10秒定時(shí)電路，實(shí)現(xiàn)采樣周期為10秒。然后設(shè)計(jì)一個(gè)計(jì)數(shù)電路，記錄轉(zhuǎn)換電路中輸出的脈沖，即速度。最后設(shè)計(jì)一個(gè)掃描電路，驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管顯示速度。1.單位轉(zhuǎn)換電路：?jiǎn)挝晦D(zhuǎn)換電路的作用是實(shí)現(xiàn)m/s到km/h的轉(zhuǎn)換。題目指出車(chē)輪每轉(zhuǎn)一圈，有一傳感脈沖，每個(gè)脈沖代表1m，則可用n Hz的脈沖代表車(chē)輪每秒轉(zhuǎn)過(guò)n圈，即汽車(chē)速度為n m/s。由轉(zhuǎn)換關(guān)系知1 m/s=3.6km/h,即0.01×360km/h。脈沖數(shù)量上體現(xiàn)為輸入輸出脈沖數(shù)目之比為1:360。計(jì)數(shù)電路通過(guò)計(jì)量10s內(nèi)通過(guò)的脈沖數(shù)來(lái)確定汽車(chē)的速度。汽車(chē)的速度為計(jì)數(shù)器輸出的脈沖數(shù)需要除以10，為了讓顯示器

3、上直接顯示汽車(chē)的速度可以使輸入輸出的脈沖數(shù)之比1:36。先用兩個(gè)74160接成36進(jìn)制的計(jì)數(shù)器，再在此基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)單位轉(zhuǎn)換功能。單位轉(zhuǎn)換電路原理圖如下：仿真波形圖如下：2.十秒采樣電路：用三個(gè)74160并行進(jìn)位方式連接成366進(jìn)制計(jì)數(shù)器，其中clk輸入為366HZ的頻率，實(shí)現(xiàn)輸出為1HZ的脈沖。366進(jìn)制計(jì)數(shù)器后接一個(gè)74161做成的11進(jìn)制計(jì)數(shù)器，得到周期為11s的脈沖，其中低電平時(shí)長(zhǎng)為10s,實(shí)現(xiàn)采樣周期為十秒，構(gòu)成十秒定時(shí)器。D觸發(fā)器的功能為消除競(jìng)爭(zhēng)冒險(xiǎn)，用來(lái)減小輸入端的輸入信號(hào)受干擾的程度。十秒周期采樣電路原理圖如下：仿真波形圖如下：3.計(jì)數(shù)電路：電路原理圖由五個(gè)74160計(jì)數(shù)器組成，其

4、中根據(jù)速度的要求把最后一個(gè)計(jì)數(shù)器接成一個(gè)三進(jìn)制的,第二個(gè)計(jì)數(shù)器接成六進(jìn)制。五個(gè)計(jì)數(shù)器的輸出端分別用D觸發(fā)器接成儲(chǔ)蓄電路儲(chǔ)存輸出信號(hào)，儲(chǔ)存輸出用十秒定時(shí)器控制。十秒定時(shí)器前10秒輸出為低電平，D觸發(fā)器不工作，五個(gè)74160記入輸入的脈沖數(shù)。當(dāng)?shù)?0秒時(shí)，上升沿觸發(fā)，D觸發(fā)器記錄此時(shí)的速度，10秒后定時(shí)器輸出為高電平，D觸發(fā)器將此時(shí)的速度傳給掃描電路，同時(shí)五個(gè)74160計(jì)數(shù)器清零。遇到10s周期采樣電路下一個(gè)周期的上升沿時(shí)D觸發(fā)器更新數(shù)據(jù)。計(jì)數(shù)電路原理圖如下：仿真波形圖如下：4.掃描顯示電路：掃描顯示電路由4個(gè)8選1的數(shù)據(jù)選擇器和一個(gè)7449數(shù)碼管顯示器組成，選擇器控制信號(hào)由一個(gè)5進(jìn)制計(jì)數(shù)器輸出，

5、選擇器的輸入信號(hào)為計(jì)數(shù)器的輸出信號(hào)。因?yàn)?個(gè)數(shù)碼管從左到右其地址碼的十進(jìn)制表示為32107654，而題目要求顯示五位數(shù)，此處選用07654。因此設(shè)計(jì)一個(gè)電路，使地址控制輸入端S2、S1、S0正好使速度的百位到百分位及小數(shù)點(diǎn)按照順序顯示。題目要求顯示兩位小數(shù)，用一譯碼門(mén)輸出dp端控制小數(shù)點(diǎn)，dp高電平有效，使地址碼為6處的dp 端始終為高電平。掃描顯示電路原理圖如下：仿真波形圖如下：5.總電路圖如下：仿真波形圖如下：三、設(shè)計(jì)結(jié)論及感想 我們通過(guò)電路實(shí)現(xiàn)了汽車(chē)速度的顯示，以一個(gè)適當(dāng)頻率的時(shí)鐘信號(hào)模擬汽車(chē)車(chē)輪的的轉(zhuǎn)速，通過(guò)單位轉(zhuǎn)換電路，實(shí)現(xiàn)汽車(chē)速度以Km/h表示，最高時(shí)速小于360Km/h，并采取十

6、秒采樣，能夠不斷更新速度，我們使用5位數(shù)碼管顯示速度，并顯示到小數(shù)點(diǎn)后邊兩位。拿到這道題之后，我們都認(rèn)為這道題很容易，我們查了一些資料后就開(kāi)始做了，在我們快完成時(shí)，重新閱讀題目，對(duì)比后發(fā)現(xiàn)我們的思路出現(xiàn)了問(wèn)題，我們得重新設(shè)計(jì)，我們都瞬間覺(jué)得無(wú)從下手，通過(guò)查找資料、互相討論，并向老師請(qǐng)教，重新確定模塊。在這個(gè)過(guò)程中，我們遇到的最大困難是單位轉(zhuǎn)換電路，我們一開(kāi)始設(shè)計(jì)的是三十六分頻電路，后來(lái)在老師的提醒下，我們發(fā)現(xiàn)分頻不能解決問(wèn)題，在苦思無(wú)果的情況下向老師請(qǐng)教，經(jīng)過(guò)了老師的耐心指導(dǎo)和傳教講解，我們明白了許多，又有了新思路，我們重新設(shè)計(jì)，采用一種類(lèi)倍頻的方案，在輸入一個(gè)汽車(chē)脈沖的同時(shí)，可以輸出三十六個(gè)脈沖，實(shí)現(xiàn)了單位轉(zhuǎn)換，解決了設(shè)計(jì)過(guò)程中最大的難題。在設(shè)計(jì)過(guò)程中有幾次感覺(jué)快要成功了，就會(huì)發(fā)現(xiàn)新的問(wèn)題，于是又開(kāi)始新的探索，在思路局限，問(wèn)題無(wú)法解決時(shí)，老師的一句點(diǎn)撥都會(huì)給設(shè)計(jì)帶來(lái)新的靈感。由于與元件、連線(xiàn)較多，設(shè)計(jì)過(guò)程中一定要認(rèn)真仔細(xì)。有時(shí)候，仿真波形圖根本就不是我們所預(yù)想的，所以又要回過(guò)頭來(lái)，重新修改電路圖。還有就是在把各個(gè)模塊組合時(shí)也會(huì)出現(xiàn)問(wèn)題。EDA課設(shè)很重要，我們希望以后可以更多的機(jī)會(huì)來(lái)實(shí)驗(yàn)室設(shè)計(jì)一些東西和接受老師的指導(dǎo)，在課設(shè)過(guò)程中，老師的指導(dǎo)必不可少。同時(shí)，我們感覺(jué)課設(shè)的時(shí)間有點(diǎn)短，如果時(shí)間多點(diǎn)的話(huà)，我們可