基于FPGA樓道聲控?zé)粼O(shè)計(jì)

通信101，王奇（基于FPGA樓道聲控?zé)粼O(shè)計(jì)）PAGEIEDA課程設(shè)計(jì)項(xiàng)目名稱基于FPGA樓道聲控?zé)粼O(shè)計(jì)專業(yè)班級(jí)通信074學(xué)生姓名你個(gè)指導(dǎo)教師大力會(huì)學(xué)號(hào)20101320232013年5月17日摘要社會(huì)的進(jìn)一步發(fā)展各式各樣的燈層出不窮為了防止公物損壞節(jié)約用電設(shè)計(jì)了各種控制燈例如公共場(chǎng)所和居民居住區(qū)的公共樓道普遍使用機(jī)械手動(dòng)開關(guān),由于各種原因往往出現(xiàn)許多燈泡點(diǎn)亮長(zhǎng)明的現(xiàn)象,故使燈泡壽命短,浪費(fèi)電量,為國(guó)家、單位、個(gè)人造成經(jīng)濟(jì)損失。另外由于頻繁開關(guān)或其他人為因素墻壁開關(guān)的損壞率很高既增大了維修量、浪費(fèi)了資金又容易造成事故隱患。因此設(shè)計(jì)研制一種電路新穎、安全節(jié)電、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、安裝方便的聲控?zé)艄?jié)能自動(dòng)開關(guān)顯得相當(dāng)有必要。使公共場(chǎng)所和居民居住區(qū)的公共樓道燈在白天時(shí)不亮晚上聞聲自亮待人走后幾十秒后自動(dòng)關(guān)閉既方便又省電。所以制作了基于FPGA聲控?zé)?。關(guān)鍵詞：FPGA聲控開關(guān)控制省電ABSTRACTForthefurtherdevelopmentofawidevarietyoflightafteranother,inordertopreventdamagetopublicproperty,savingelectricity,hasdesignedvariouscontrollights,suchaspublicplacesandthosewhoarelivinginthepubliccorridorwidespreaduseofmechanicalmanualswitch,forvariousreasonsareoftenthereweremanylightbulbslitChangmingphenomenon,itistomakelamplifeisshort,awasteofelectricityforthecountry,unitsandindividualscausingeconomiclosses.Inaddition,duetofrequentswitching,orotherman-madefactors,thefailurerateofahighwallswitch,bothincreasingtheamountofmaintenance,wasteoffunds,butalsoeasilyleadtoaccidents.Therefore,thecircuitdesignanddevelopmentofanovel,safeenergy-saving,simplestructure,easytoinstallvoice-activatedenergy-savingautomaticswitchcorridorlightsappearedtobequitenecessary.TomakepublicplacesandthosewhoarelivinginthepubliccorridorlightsduringthedaywithoutlightatnightfromWenSheng-liang,treatpeopleleft,tensofsecondsautomaticallyshutdown,whichisconvenient,butalsoenergysaving.Thefollowingintroducestheprincipleofvoice-activatedswitch.Keywords:CircuitbordVoice-activatedswitchContro1Power摘要 IIABSTRACT 3第1章聲控?zé)艄ぷ髟?5第2章聲控?zé)舻闹谱?62.1設(shè)計(jì)方法 62.1.1直流供電電路 62.1.2控制電路控制電路 62.1.3延時(shí)電路 72.2元器件的介紹 72.2.1光敏電阻 72.2.2駐極體話筒 72.2.3NPN三極管 92.2.4可控硅 102.2.5cd4011 102.2.6555定時(shí)器 11第3章軟件介紹及設(shè)計(jì)過程 123.1QuartusII簡(jiǎn)介 123.2設(shè)計(jì)過程 123.2.1編寫程序代碼 123.2.2編譯執(zhí)行 143.2.3波形仿真 153.2.4仿真器件原理圖 16第4章實(shí)驗(yàn)結(jié)果 17結(jié)論 19參考文獻(xiàn) 20第1章聲控?zé)艄ぷ髟?20V交流電通過燈泡H及整流全橋后，變成直流脈動(dòng)電壓，作為正向偏壓，加在可控硅VS及R支路上。白天，亮度大于一定程度時(shí)，光敏二極管D呈現(xiàn)底阻狀態(tài)≤1KΩ，使三極管V截止，其發(fā)射極無電流輸出，單向可控硅VS因無觸發(fā)電流而阻斷。此時(shí)流過燈泡H的電流≤2.2mA,燈泡H不能發(fā)光。電阻R1和穩(wěn)壓二極管DW使三極管V偏壓不超過6.8V，對(duì)三極管起保護(hù)作用。夜晚，亮度小于一定程度時(shí)，光敏二極管D呈現(xiàn)高阻狀態(tài)≥100KΩ，使三極管V正向?qū)?，發(fā)射極約有0.8V的電壓，使可控硅VS觸發(fā)導(dǎo)通，燈泡H發(fā)光。RP是清晨或傍晚實(shí)現(xiàn)開關(guān)轉(zhuǎn)換的亮度選擇元件。由音頻放大器、選頻電路、延時(shí)開啟電路和可控硅電路組成。它提供了一種操作簡(jiǎn)便、靈活、抗干擾能力強(qiáng)，控制靈敏的聲控?zé)?，它采用人嘴發(fā)出約1秒的控制信號(hào)“嘶”聲，即可方便及時(shí)地打開和關(guān)閉聲控照明裝置，并有防誤觸發(fā)而具有的自動(dòng)延時(shí)關(guān)閉功能，并設(shè)有手動(dòng)開關(guān)，使其應(yīng)用更加方便。[1]就是因?yàn)槁暱責(zé)粼淼脑?，聲控?zé)粲幸环N有趣的現(xiàn)象，那就是光線充足時(shí)，任你發(fā)出多大的聲音都不亮；但在黑夜，輕輕一聲它就發(fā)出了亮光，這是為什么呢？原來聲控?zé)暨€光控電路，以使其在光線足夠的時(shí)候不工作，所以聲控?zé)舻目刂坪惺锹?、光同時(shí)控制的，在光亮度能達(dá)到的情況下，燈不會(huì)亮。你可以做一個(gè)小實(shí)驗(yàn)，你可以用手遮擋聲控開關(guān)的光控原件然后再發(fā)出聲音，燈就會(huì)亮了。第2章聲控?zé)舻闹谱?.1設(shè)計(jì)方法聲控?zé)糁饕牟糠蛛娐?，分別為：電源電路、光控電路、聲控延時(shí)電路、晶閘管開關(guān)電路，下面對(duì)其功能進(jìn)行逐一分析并確定電路結(jié)構(gòu)。電源電路主要為控制電路提供工作電壓，本設(shè)計(jì)采用傳統(tǒng)的電源電路設(shè)計(jì)方法，即降壓、整流、濾波、穩(wěn)壓，使電路輸出12V直流電壓供給控制電路。光控電路是根據(jù)光線的強(qiáng)弱來優(yōu)先決定電燈的亮滅。該電路可以對(duì)聲控延時(shí)電路進(jìn)行控制，在白天光線較強(qiáng)時(shí)，光控電路輸出低電平將聲控電路封鎖；在晚上光線較弱時(shí)，光控電路輸出高電平，則聲控功能打開。本設(shè)計(jì)采用光敏電阻和其他電阻組成的分壓電路來控制555定時(shí)器的觸發(fā)輸入端2腳，并且將555定時(shí)器的2腳和6腳連接在一起，通過一電容接地，555定時(shí)器的輸出去控制聲控電路中的555定時(shí)器的復(fù)位端。聲控延時(shí)電路該電路主要在光線較弱時(shí)起作用。這主要是通過光控電路的輸出來控制的。在白天，該電路在光控電路的控制作用下，處于關(guān)閉狀態(tài)，對(duì)任何聲音信號(hào)都不響應(yīng)；在晚上，光控電路將該電路的功能打開，使得該電路能根據(jù)外界聲音信號(hào)作出相應(yīng)的響應(yīng)。經(jīng)放大處理后的聲音信號(hào)控制處于單穩(wěn)工作模式的555定時(shí)器來實(shí)現(xiàn)聲控及延時(shí)功能。晶閘管開關(guān)電路?該電路受聲控電路555定時(shí)器輸出端的控制。當(dāng)其輸出低電平時(shí)，晶閘管截止，由于照明燈與晶閘管串聯(lián)，所以燈熄滅；當(dāng)其輸出高電平時(shí)，晶閘管導(dǎo)通，照明燈點(diǎn)亮。[2]單元電路設(shè)計(jì)及分析電路由直流供電電路、控制電路、延時(shí)電路三部分組成。2.1.1直流供電電路直流供電電路直流供電電路由D1-D4組成橋式整流電路。交流220V電壓經(jīng)橋式整流橋后變成脈動(dòng)的直流電，供后續(xù)電路工作。2.1.2控制電路控制電路控制電路控制電路由四與非門CD4011、駐極體話筒BM、光敏電阻R5、三極管9014、單向可控硅SCR等元器件組成。白天，由于光敏電阻R5阻值低，其兩端電壓低，CD4011的一腳為低電平，3腳即變成高電平，導(dǎo)致11腳為低電平，即單向可控硅控制極G為低電平，單向可控硅截止，燈泡不亮。夜晚，由于光敏電阻沒有受到陽光照射，其阻值很高，兩端電壓較高，即1腳變成高電平，此時(shí)3腳的狀態(tài)受2腳控制，若2腳為高電平，則3腳為低電平，若2腳為低電平，則3腳位高電平。當(dāng)駐極體接收到聲音信號(hào)后，經(jīng)C1的濾波作用，被三極管Q1放大，當(dāng)被放大的信號(hào)達(dá)到峰值時(shí)，此時(shí)2腳即便為高電平，3腳變?yōu)榈碗娖剑?1腳高電平，單向可控硅控制極變成高電平，單向可控硅導(dǎo)通，燈泡點(diǎn)亮。當(dāng)駐極體沒有接收到聲音信號(hào)時(shí)，2腳為低電平，燈泡不亮，工作原理類同白天情況。2.1.3延時(shí)電路由C3、R7組成，通過C3的充放電來維持燈泡的點(diǎn)亮狀態(tài)，延時(shí)的時(shí)間由C3的容量及R7的阻值來決定。2.2元器件的介紹2.2.1光敏電阻光敏電阻光敏電阻又稱光導(dǎo)管，常用的制作材料為硫化鎘，另外還有硒、硫化鋁、硫化鉛和硫化鉍等材料。這些制作材料具有在特定波長(zhǎng)的光照射下，其阻值迅速減小的特性。這是由于光照產(chǎn)生的載流子都參與導(dǎo)電，在外加電場(chǎng)的作用下作漂移運(yùn)動(dòng)，電子奔向電源的正極，空穴奔向電源的負(fù)極，從而使光敏電阻器的阻值迅速下降。1.組成光敏電阻器是利用半導(dǎo)體的光電導(dǎo)效應(yīng)制成的一種電阻值隨入射光的強(qiáng)弱而改變的電阻器，又稱為光電導(dǎo)探測(cè)器；入射光強(qiáng)，電阻減小，入射光弱，電阻增大。2.工作原理光敏電阻的工作原理是基于內(nèi)光電效應(yīng)。在半導(dǎo)體光敏材料兩端裝上電極引線，將其封裝在帶有透明窗的管殼里就構(gòu)成光敏電阻，為了增加靈敏度，兩電極常做成梳狀。用于制造光敏電阻的材料主要是金屬的硫化物、硒化物和碲化物等半導(dǎo)體。通常采用涂敷、噴涂、燒結(jié)等方法在絕緣襯底上制作很薄的光敏電阻體及梳狀歐姆電極，接出引線，封裝在具有透光鏡的密封殼體內(nèi)，以免受潮影響其靈敏度。入射光消失后，由光子激發(fā)產(chǎn)生的電子—空穴對(duì)將復(fù)合，光敏電阻的阻值也就恢復(fù)原值。在光敏電阻兩端的金屬電極加上電壓，其中便有電流通過，受到一定波長(zhǎng)的光線照射時(shí)，電流就會(huì)隨光強(qiáng)的增大而變大，從而實(shí)現(xiàn)光電轉(zhuǎn)換。光敏電阻沒有極性，純粹是一個(gè)電阻器件，使用時(shí)既可加直流電壓，也加交流電壓。半導(dǎo)體的導(dǎo)電能力取決于半導(dǎo)體導(dǎo)帶內(nèi)載流子數(shù)目的多少。[3]2.2.2駐極體話筒駐極體話筒具有體積小、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、電聲性能好、價(jià)格低的特點(diǎn)，廣泛用于盒式錄音機(jī)、無線話筒及聲控等電路中。屬于最常用的電容話筒。由于輸入和輸出阻抗很高，所以要在這種話筒外殼內(nèi)設(shè)置一個(gè)場(chǎng)效應(yīng)管作為阻抗轉(zhuǎn)換器，為此駐極體電容式話筒在工作時(shí)需要直流工作電壓。1.結(jié)構(gòu)原理駐極體話筒具有體積小，頻率范圍寬，高保真和成本低的特點(diǎn)，已在通訊設(shè)備，家用電器等電子產(chǎn)品中廣泛應(yīng)用。話筒的基本結(jié)構(gòu)由一片單面涂有金屬的駐極體薄膜與一個(gè)上面有若干小孔的金屬電極（背稱為背電極）構(gòu)成。駐極體面與背電極相對(duì)，中間有一個(gè)極小的空氣隙，形成一個(gè)以空氣隙和駐極體作絕緣介質(zhì)，以背電極和駐極體上的金屬層作為兩個(gè)電極構(gòu)成一個(gè)平板電容器。電容的兩極之間有輸出電極。由于駐極體薄膜上分布有自由電荷。當(dāng)聲波引起駐極體薄膜振動(dòng)而產(chǎn)生位移時(shí)；改變了電容兩極版之間的距離，從而引起電容的容量發(fā)生變化，由于駐極體上的電荷數(shù)始終保持恒定，根據(jù)公式：Q=CU所以當(dāng)C變化時(shí)必然引起電容器兩端電壓U的變化，從而輸出電信號(hào)，實(shí)現(xiàn)聲—電的變換。由于實(shí)際電容器的電容量很小，輸出的電信號(hào)極為微弱，輸出阻抗極高，可達(dá)數(shù)百兆歐以上。因此，它不能直接與放大電路相連接，必須連接阻抗變換器。通常用一個(gè)專用的場(chǎng)效應(yīng)管和一個(gè)二極管復(fù)合組成阻抗變換器。電容器的兩個(gè)電極接在柵源極之間，電容兩端電壓既為柵源極偏置電壓Ucs，Ucs變化時(shí)，引起場(chǎng)效應(yīng)管的源漏極之間Idc的電流變化，實(shí)現(xiàn)了阻抗變換。一般話筒經(jīng)變換后輸出電阻小于2千歐。2.駐極體話筒的正確使用機(jī)內(nèi)型駐極體話筒有四種連接方式對(duì)應(yīng)的話筒引出端分為兩端式和三端式兩種，圖中R是場(chǎng)效應(yīng)管的負(fù)載電阻，它的取值直接關(guān)系到話筒的直流偏置，對(duì)話筒的靈敏度等工作參數(shù)有較大的影響。二端輸出方式是將場(chǎng)效應(yīng)管接成漏極輸出電路，類似晶體三極管的共發(fā)射極放大電路。只需兩根引出線，漏極D與電源正極之間接一漏極電阻R，信號(hào)由漏極輸出有一定的電壓增益，因而話筒的靈敏度比較高，但動(dòng)態(tài)范圍比較小。市售的駐極體話筒大多是這種方式連接。（SONY用在MD上的話筒也是這類）三端輸出方式是將場(chǎng)效應(yīng)管接成源極輸出方式，類似晶體三極管的射極輸出電路，需要用三根引線。漏極D接電源正極，源極S與地之間接一電阻R來提供源極電壓，信號(hào)由源極經(jīng)電容C輸出。源極輸出的輸出阻抗小于2K，電路比較穩(wěn)定，動(dòng)態(tài)范圍大，但輸出信號(hào)比漏極輸出小。三端輸出式話筒市場(chǎng)上比較少見。無論何種接法，駐極體話筒必須滿足一定的偏置條件才能正常工作。（實(shí)際上就是保證內(nèi)置場(chǎng)效應(yīng)管始終處于放大狀態(tài)）3.工作原理駐極體話筒體積小，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，電聲性能好，價(jià)格低廉，應(yīng)用非常廣泛。高分子極化膜上生產(chǎn)時(shí)就注入了一定的永久電荷(Q)，由于沒有放電回路，這個(gè)電荷量是不變的，在聲波的作用下，極化膜隨著聲音震動(dòng)，因此和背極的距離也跟著變化，也就是鎖極化膜和背極間的電容是隨聲波變化。我們知道電容上電荷的公式是Q=C·U，反之U=Q/C也是成立的。駐極體總的電荷量是不變，當(dāng)極板在聲波壓力下后退時(shí)，電容量減小，電容兩極間的電壓就會(huì)成反比的升高，反之電容量增加時(shí)電容兩極間的電壓就會(huì)成反比的降低。最后再通過阻抗非常高的場(chǎng)效應(yīng)將電容兩端的電壓取出來，同時(shí)進(jìn)行放大，我們就可以得到和聲音對(duì)應(yīng)的電壓了。由于場(chǎng)效應(yīng)管是有源器件，需要一定的偏置和電流才可以工作在放大狀態(tài)，因此，駐極體話筒都要加一個(gè)直流偏置才能工作。2.2.3NPN三極管9014是非常常見的晶體三極管，在收音機(jī)以及各種放大電路中經(jīng)常看到它，應(yīng)用范圍很廣,它是npn型小功率三極管。下面介紹9014的引腳圖參數(shù)等資料，希望大家記住。1、發(fā)射極2、基極3、集電極。1.9014三極管參數(shù)集電極最大耗散功率PCM=0.4W（Tamb=25℃）集電極最大允許電流ICM=0.1A集電極基極擊穿電壓BVCBO=50V集電極發(fā)射極擊穿電壓BVCEO=45V發(fā)射極基極擊穿電壓BVEBO=5V集電極發(fā)射極飽和壓降VCE(sat)=0.3V(IC=100mA;IB=5mA)基極發(fā)射極飽和壓降VBE(sat)=1V(IC=100mA;IB=5mA)特征頻率fT=150MHzHFE：A=60~150;B=100~300;C=200~600;D=400~10002.主要用途作為低頻、低噪聲前置放大，應(yīng)用于電話機(jī)、VCD、DVD、電動(dòng)玩具等電子產(chǎn)品（與C9015互補(bǔ)）1）。3.識(shí)別方法(a)判定基極。用萬用表R×100或R×1k擋測(cè)量管子三個(gè)電極中每?jī)蓚€(gè)極之間的正、反向電阻值。當(dāng)用第一根表筆接某一電極，而第二表筆先后接觸另外兩個(gè)電極均測(cè)得低阻值時(shí)，則第一根表筆所接的那個(gè)電極即為基極b。這時(shí)，要注意萬用表表筆的極性，如果紅表筆接的是基極b。黑表筆分別接在其他兩極時(shí)，測(cè)得的阻值都較小，則可判定被測(cè)管子為PNP型三極管；如果黑表筆接的是基極b，紅表筆分別接觸其他兩極時(shí)，測(cè)得的阻值較小，則被測(cè)三極管為NPN型管如9013，9014,9018。(b)判定三極管集電極c和發(fā)射極e。(以PNP型三極管為例)將萬用表置于R×100或R×1K擋，紅表筆基極b，用黑表筆分別接觸另外兩個(gè)管腳時(shí)，所測(cè)得的兩個(gè)電阻值會(huì)是一個(gè)大一些，一個(gè)小一些。在阻值小的一次測(cè)量中，黑表筆所接管腳為集電極；在阻值較大的一次測(cè)量中，黑表筆所接管腳為發(fā)射極。2.2.4可控硅可控硅(SCR:SiliconControlledRectifier)是可控硅整流器的簡(jiǎn)稱。可控硅有單向、雙向、可關(guān)斷和光控幾種類型它具有體積小、重量輕、效率高、壽命長(zhǎng)、控制方便等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛用于可控整流、調(diào)壓、逆變以及無觸點(diǎn)開關(guān)等各種自動(dòng)控制和大功率的電能轉(zhuǎn)換的場(chǎng)合。單向可控硅是一種可控整流電子元件，能在外部控制信號(hào)作用下由關(guān)斷變?yōu)閷?dǎo)通，但一旦導(dǎo)通，外部信號(hào)就無法使其關(guān)斷，只能靠去除負(fù)載或降低其兩端電壓使其關(guān)斷。單向可控硅是由三個(gè)PN結(jié)PNPN組成的四層三端半導(dǎo)體器件與具有一個(gè)PN結(jié)的二極管相比，單向可控硅正向?qū)ㄊ芸刂茦O電流控制；與具有兩個(gè)PN結(jié)的三極管相比，差別在于可控硅對(duì)控制極電流沒有放大作用。1.工作原理可控硅導(dǎo)通條件：一是可控硅陽極與陰極間必須加正向電壓，二是控制極也要加正向電壓。以上兩個(gè)條件必須同時(shí)具備，可控硅才會(huì)處于導(dǎo)通狀態(tài)。另外，可控硅一旦導(dǎo)通后，即使降低控制極電壓或去掉控制極電壓，可控硅仍然導(dǎo)通?？煽毓桕P(guān)斷條件：降低或去掉加在可控硅陽極至陰極之間的正向電壓，使陽極電流小于最小維持電流以下。[4]2.2.5cd4011邏輯表達(dá)式：Y=A.B真值表A=Y.BXYQ動(dòng)作000禁止011設(shè)定100重置11不變無(1)當(dāng)X=0、Y=0時(shí)，將使兩個(gè)NAND門之輸出均為1，違反觸發(fā)器之功用，故禁止使用。如真值表第一列。(2)當(dāng)X=0、Y=1時(shí)，由于X=1導(dǎo)致NAND-A的輸出為”1”，使得NAND-B的兩個(gè)輸入均為”1”，因此NAND-B的輸出為”0”，如真值表第二列。(3)當(dāng)X=1、Y=0時(shí)，由于Y=0導(dǎo)致NAND-B的輸出為”1”，使得NAND-1的兩個(gè)輸入均為””1，因此NAND-A的輸出為”0”，如真值表第三列。(4)當(dāng)X=1、Y=1時(shí)，因?yàn)橐粋€(gè)””1不影響NAND門的輸出，所以兩個(gè)NAND門的輸出均不改變狀態(tài)，如真值表第四列。注：由于資料來源有限，請(qǐng)自行對(duì)應(yīng)邏輯符號(hào)。管腳功能：1A數(shù)據(jù)輸入端2A數(shù)據(jù)輸入端3A數(shù)據(jù)輸入端4A數(shù)據(jù)輸入端B數(shù)據(jù)輸入端2B數(shù)據(jù)輸入端3B數(shù)據(jù)輸入端4B數(shù)據(jù)輸入端VDD電源正VSS地1Y數(shù)據(jù)輸出端2Y數(shù)據(jù)輸出端3Y數(shù)據(jù)輸出端4Y數(shù)據(jù)輸出端VDD電壓范圍：－０.5Vto18Ｖ功耗：雙列普通封裝700mW小型封裝500mW工作溫度范圍：CD4011BM-55℃-+125℃CD4011BC-40℃-+85℃。2.2.6555定時(shí)器555定時(shí)器是一種模擬和數(shù)字功能相結(jié)合的中規(guī)模集成器件。一般用雙極型工藝制作的稱為555，用CMOS工藝制作的稱為7555，除單定時(shí)器外，還有對(duì)應(yīng)的雙定時(shí)器556/7556。555定時(shí)器的電源電壓范圍寬，可在4.5V~16V工作，7555可在3~18V工作，輸出驅(qū)動(dòng)電流約為200mA，因而其輸出可與TTL、CMOS或者模擬電路電平兼容。555定時(shí)器成本低，性能可靠，只需要外接幾個(gè)電阻、電容，就可以實(shí)現(xiàn)多諧振蕩器、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器及施密特觸發(fā)器等脈沖產(chǎn)生與變換電路。它也常作為定時(shí)器廣泛應(yīng)用于儀器儀表、家用電器、電子測(cè)量及自動(dòng)控制等方面。它內(nèi)部包括兩個(gè)電壓比較器，三個(gè)等值串聯(lián)電阻，一個(gè)RS觸發(fā)器，一個(gè)放電管T及功率輸出級(jí)。它提供兩個(gè)基準(zhǔn)電壓VCC/3和2VCC/3。555定時(shí)器的功能主要由兩個(gè)比較器決定。兩個(gè)比較器的輸出電壓控制RS觸發(fā)器和放電管的狀態(tài)。在電源與地之間加上電壓，當(dāng)5腳懸空時(shí)，則電壓比較器C1的反相輸入端的電壓為2VCC/3，C2的同相輸入端的電壓為VCC/3。若觸發(fā)輸入端TR的電壓小于VCC/3，則比較器C2的輸出為0，可使RS觸發(fā)器置1，使輸出端OUT=1。如果閾值輸入端TH的電壓大于2VCC/3，同時(shí)TR端的電壓大于VCC/3，則C1的輸出為0，C2的輸出為1，可將RS觸發(fā)器置0，使輸出為0電平。它的各個(gè)引腳功能如下：1腳：外接電源負(fù)端VSS或接地，一般情況下接地。2腳：低觸發(fā)端3腳：輸出端Vo4腳：是直接清零端。當(dāng)此端接低電平，則時(shí)基電路不工作，此時(shí)不論TR、TH處于何電平，時(shí)基電路輸出為“0”，該端不用時(shí)應(yīng)接高電平。5腳：VC為控制電壓端。若此端外接電壓，則可改變內(nèi)部?jī)蓚€(gè)比較器的基準(zhǔn)電壓，當(dāng)該端不用時(shí)，應(yīng)將該端串入一只0.01μF電容接地，以防引入干擾。6腳：TH高觸發(fā)端。7腳：放電端。該端與放電管集電極相連，用做定時(shí)器時(shí)電容的放電。8腳：外接電源VCC，雙極型時(shí)基電路VCC的范圍是4.5~16V，CMOS型時(shí)基電路VCC的范圍為3~18V。一般用5V。第3章軟件介紹及設(shè)計(jì)過程3.1QuartusII簡(jiǎn)介AlteraQuartusII作為一種可編程邏輯的設(shè)計(jì)環(huán)境,由于其強(qiáng)大的設(shè)計(jì)能力和直觀易用的接口，越來越受到數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)者的歡迎。當(dāng)前官方提供下載的最新版本是v12.1。AlteraQuartusII（3.0和更高版本）設(shè)計(jì)軟件是業(yè)界唯一提供FPGA和固定功能HardCopy器件統(tǒng)一設(shè)計(jì)流程的設(shè)計(jì)工具。工程師使用同樣的低價(jià)位工具對(duì)StratixFPGA進(jìn)行功能驗(yàn)證和原型設(shè)計(jì)，又可以設(shè)計(jì)HardCopyStratix器件用于批量成品。系統(tǒng)設(shè)計(jì)者現(xiàn)在能夠用QuartusII軟件評(píng)估HardCopyStratix器件的性能和功耗，相應(yīng)地進(jìn)行最大吞吐量設(shè)計(jì)。Altera的QuartusII可編程邏輯軟件屬于第四代PLD開發(fā)平臺(tái)。該平臺(tái)支持一個(gè)工作組環(huán)境下的設(shè)計(jì)要求，其中包括支持基于Internet的協(xié)作設(shè)計(jì)。Quartus平臺(tái)與Cadence、ExemplarLogic、MentorGraphics、Synopsys和Synplicity等EDA供應(yīng)商的開發(fā)工具相兼容。改進(jìn)了軟件的LogicLock模塊設(shè)計(jì)功能，增添了FastFit編譯選項(xiàng)，推進(jìn)了網(wǎng)絡(luò)編輯性能，而且提升了調(diào)試能力。3.2設(shè)計(jì)過程本設(shè)計(jì)采用QuartusII編寫程序代碼、編譯、執(zhí)行、波形仿真來實(shí)現(xiàn)本設(shè)計(jì)。完成以上工作會(huì)得到器件原理圖。3.2.1編寫程序代碼代碼如下：moduleyjyj(sk,gk,clk,sk_out,gk_out);inputclk;inputsk;inputgk;outputsk_out;outputgk_out;regsk_out;reggk_out;regled_out;always@(posedgeclk)beginif(!sk)beginsk_out<=0;en