EDA課程設(shè)計—汽車速度表

1、燕 山 大 學(xué)EDA課程設(shè)計報告書題目： 汽車速度表 姓名： 班級： 學(xué)號： 成績： 一、設(shè)計題目及要求1.設(shè)計題目：汽車速度表2.設(shè)計要求：（1）能顯示汽車速度，單位Km/h，最高時速小于360Km/h；（2）車輪每轉(zhuǎn)一圈，有一傳感脈沖，每個脈沖代表1m的距離（用適當(dāng)頻率的時鐘信號代替即可）；（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)點后邊兩位。二、設(shè)計過程及內(nèi)容汽車速度表的設(shè)計與構(gòu)建主要包括四個方面，所以它的電路圖總體分為四個部分：單位轉(zhuǎn)換電路，10秒周期采樣電路，計數(shù)電路，掃描顯示電路。首先應(yīng)設(shè)計一個單位轉(zhuǎn)換電路，實現(xiàn)m/s轉(zhuǎn)化為km/h的電路，同時實現(xiàn)題目要求顯

2、示到小數(shù)點后面兩位的功能。其次，設(shè)計一個10秒定時電路，實現(xiàn)采樣周期為10秒。然后設(shè)計一個計數(shù)電路，記錄轉(zhuǎn)換電路中輸出的脈沖，即速度。最后設(shè)計一個掃描電路，驅(qū)動數(shù)碼管顯示速度。1.單位轉(zhuǎn)換電路：單位轉(zhuǎn)換電路的作用是實現(xiàn)m/s到km/h的轉(zhuǎn)換。題目指出車輪每轉(zhuǎn)一圈，有一傳感脈沖，每個脈沖代表1m，則可用n Hz的脈沖代表車輪每秒轉(zhuǎn)過n圈，即汽車速度為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。計數(shù)電路通過計量10s內(nèi)通過的脈沖數(shù)來確定汽車的速度。汽車的速度為計數(shù)器輸出的脈沖數(shù)需要除以10，為了讓顯示器

3、上直接顯示汽車的速度可以使輸入輸出的脈沖數(shù)之比1:36。先用兩個74160接成36進(jìn)制的計數(shù)器，再在此基礎(chǔ)上實現(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74160并行進(jìn)位方式連接成366進(jìn)制計數(shù)器，其中clk輸入為366HZ的頻率，實現(xiàn)輸出為1HZ的脈沖。366進(jìn)制計數(shù)器后接一個74161做成的11進(jìn)制計數(shù)器，得到周期為11s的脈沖，其中低電平時長為10s,實現(xiàn)采樣周期為十秒，構(gòu)成十秒定時器。D觸發(fā)器的功能為消除競爭冒險，用來減小輸入端的輸入信號受干擾的程度。十秒周期采樣電路原理圖如下：仿真波形圖如下：3.計數(shù)電路：電路原理圖由五個74160計數(shù)器組成，其

4、中根據(jù)速度的要求把最后一個計數(shù)器接成一個三進(jìn)制的,第二個計數(shù)器接成六進(jìn)制。五個計數(shù)器的輸出端分別用D觸發(fā)器接成儲蓄電路儲存輸出信號，儲存輸出用十秒定時器控制。十秒定時器前10秒輸出為低電平，D觸發(fā)器不工作，五個74160記入輸入的脈沖數(shù)。當(dāng)?shù)?0秒時，上升沿觸發(fā)，D觸發(fā)器記錄此時的速度，10秒后定時器輸出為高電平，D觸發(fā)器將此時的速度傳給掃描電路，同時五個74160計數(shù)器清零。遇到10s周期采樣電路下一個周期的上升沿時D觸發(fā)器更新數(shù)據(jù)。計數(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8選1的數(shù)據(jù)選擇器和一個7449數(shù)碼管顯示器組成，選擇器控制信號由一個5進(jìn)制計數(shù)器輸出，

5、選擇器的輸入信號為計數(shù)器的輸出信號。因為8個數(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)計一個電路，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)點按照順序顯示。題目要求顯示兩位小數(shù)，用一譯碼門輸出dp端控制小數(shù)點，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)計結(jié)論及感想 我們通過電路實現(xiàn)了汽車速度的顯示，以一個適當(dāng)頻率的時鐘信號模擬汽車車輪的的轉(zhuǎn)速，通過單位轉(zhuǎn)換電路，實現(xiàn)汽車速度以Km/h表示，最高時速小于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始做了，在我們快完成時，重新閱讀題目，對比后發(fā)現(xiàn)我們的思路出現(xiàn)了問題，我們得重新設(shè)計，我們都瞬間覺得無從下手，通過查找資料、互相討論，并向老師請教，重新確定模塊。在這個過程中，我們遇到的最大困難是單位轉(zhuǎn)換電路，我們一開始設(shè)計的是三十六分頻電路，后來在老師的提醒下，我們發(fā)現(xiàn)分頻不能解決問題，在苦思無果的情況下向老師請教，經(jīng)過了老師的耐心指導(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，采用一種類倍頻的方案，在輸入一個汽車脈沖的同時，可以輸出三十六個脈沖，實現(xiàn)了單位轉(zhuǎn)換，解決了設(shè)計過程中最大的難題。在設(shè)計過程中有幾次感覺快要成功了，就會發(fā)現(xiàn)新的問題，于是又開始新的探索，在思路局限，問題無法解決時，老師的一句點撥都會給設(shè)計帶來新的靈感。由于與元件、連線較多，設(shè)計過程中一定要認(rèn)真仔細(xì)。有時候，仿真波形圖根本就不是我們所預(yù)想的，所以又要回過頭來，重新修改電路圖。還有就是在把各個模塊組合時也會出現(xiàn)問題。EDA課設(shè)很重要，我們希望以后可以更多的機(jī)會來實驗室設(shè)計一些東西和接受老師的指導(dǎo)，在課設(shè)過程中，老師的指導(dǎo)必不可少。同時，我們感覺課設(shè)的時間有點短，如果時間多點的話，我