数字逻辑电路课程设计报告数字电子技术报告.doc

课 程 设 计 报 告课程设计名称：数字逻辑电路系 别 ： 学生姓名： 班 级： 学 号： 成 绩： 指导教师： 开课时间： 2012-2013 学年第一学期l 目录¡ 1 设计任务及要求¡ 2 总体设计方案 ¡ 3 控制电路设计 l 3.1 控制电路工作原理l 3.2控制电路设计过程¡ 4 倒计时电路设计l 4.1具有同步置数功能的十进制减法计数器设计l 4.2主干道和支干道倒计时电路设计¡ 5 译码显示电路设计l 5.1动态显示工作原理l 5.2动态显示及译码电路设计¡ 6 总体电路设计l 6.1总体电路¡ 7 电路仿真调试l 7.1控制电路仿真调试l 7.2倒计时电路仿真调试l 7.3译码显示电路仿真调试l 7.4总体电路仿真调试，下载验证¡ 8 改进意见及收获体会 ¡ 参考文献 一 设计任务及要求1)设计一个交通信号灯控制器，由一条主干道和一条支干道汇合成十字路口，在每个入口处设置红绿黄LED做信号灯，用传感器或逻辑开关作检测车辆是否到来的信号。2） 主干道每次放行45秒，支干道每次放行25秒，设立45秒、25秒计时、显示电路3）每次由绿灯转换为红灯时，要亮5秒黄灯作为过度，使行驶中的车辆有时间停到禁行线外，设立5秒计时、显示电路。二 总体设计方案 时钟 控制器倒计时计数器显示扫描.译码 红绿灯 数码管交通灯控制器的功能框图 三 控制电路设计 2.1 控制电路工作原理设主干道绿灯、黄灯、红灯分别为G1、Y1、R1；支干道绿灯、黄灯、红灯分别为G2、Y2、R2，并且均用0表示灭，1表示亮，则交通灯有如下四种输出状态：状态QBQAG1Y1R1G2Y2R2S000100001S101010001S210001100S311001010主干道和支干道信号灯的实现采用4位二进制计数器74161实现控制器的四个状态循环。当倒计时计数值为01时T1=1，作为74161的计数使能信号。S0S1S3S2 T1=1T1=1 T1=1 T1=1 T1=0T1=0T1=0 T1=0 由状态表主干道T1支干道T1161的EN主干道倒计时显示： 60ÞÞ01Þ05ÞÞ01Þ50ÞÞ06Þ05ÞÞ01支干道倒计时显示： 65ÞÞ06Þ05ÞÞ01Þ45ÞÞ01Þ05ÞÞ01 S0 | S1 | S2 | S3通过以上观察可发现： 当主干道或者支干道的倒计时计数值为01时，控制器将从当前状态转入下一个状态。因此，计数值01可作为控制器状态转换的条件，同时也可产生同步置数信号，将下一状态的计数初值置入计数器。四倒计时电路1具有同步置数功能的十进制减法计数器设计LDN=1时：通过卡诺图分别求解驱动方程D3D2D1D0LDN=0时：D3D2D1D0=DCBA现态次态CPLDNQ3Q2Q1Q0Q3Q2Q1Q0(D3D2D1D0)1100110001000011101110110011001010101010001000011001100100010000100010000000010010XXXXDCBA 如图：同步置数功能的十进制减法计数器将两片级联实现2位十进制减法计数器。当主干道或支干道减法计数器值为01时，产生同步置数信号，将下一状态计数初值置入。S0000000010100000101S1010101000001000101S2100000010100000101S3110110000001100101五译码显示电路设计5.1动态显示工作原理EDA实验板上一共有8个数码管，如果按照传统的数码管驱动方式，则需要8个七段译码器和64个I/O口进行驱动，这样就会浪费大量的资源。所以最常见的数码管驱动电路为动态扫描显示。数码扫描显示原理：利用人眼的视觉暂留效应，把多个数码管按一定顺序进行点亮（显示）。当点亮的频率（即扫描频率）不大时，人眼看到的是数码管一个个的依次点亮，然而扫描频率足够大时，看到的不再是一个一个的点亮，而是全部同时点亮。具体电路为：六设计总电路图七. 电路仿真调试1控制电路仿真调试控制电路仿真图2. 倒计时电路仿真调试八改进意见及收获体会 本次课程设计基本上是按照书上的内容做的，所以还有很多敌法需要改进，所以倒计时时间有些不对，让时间能和现实中显示的一样就完美了所以还需改善。收获体会通过本次的课程设计我知道了自己的理论知识不太扎实，设计过程中这个不懂那个不懂，后来看看书才基本搞懂。但是当我真正做起来的时候却只知道画图，还是不懂得原理，这让我很纠结，后来问了问同学才搞懂，当我把图都画起来的时候，拿到老师那运行时有出现了问题，后来自己仔细看看才找出问题所在，在设计的过程中所谓困难重重、一波三折。但最终把他搞定了。本次课程设计我收获了很多自己没有见识过的实验仪器，并基本弄懂了它们的原理，在此，感谢老师的细心指导，让我解决了设计过程中的问题。参考文献1. EDA数字系统设计案例实践 黄科等编著 清华大学出版社 2010.12. 数字电子技术（第2版） 郭永贞 主编 东南大学出版社 2011.1