EDA课程设计---数字跑表.doc

eda课程设计报告书题目： 数字跑表 姓名： 班级：08计算机科学2班 学号： 成绩： 一、设计题目及要求设计题目：数字跑表要求：1 具有暂停，启动功能。 2 具有重新开始功能。 3 用六个数码管分别显示百分秒，秒和分钟。2、 设计过程及内容通过分析设计题目中数字跑表的功能，我查阅了相关书籍和资料，思考该题目所需完成的模块。确定模块后进一步确定需要用到哪些器件。首先，对于要实现的暂停、启动功能和重新开始功能，需要有一个控制模块完成相关控制。然后由于需要获得一个100hz的时钟脉冲，要用到一个分频模块。将实验箱提供的频率转换为100hz即数字跑表百分秒的频率。然后是计时模块，完成跑表的百分秒、秒和分钟的计时功能。接下来由于实验箱提供的数码显示是扫描显示，必然需要一个选时模块。最后一部分则是显示模块。以下详细讲解设计过程：根据要求，将设计分成五个模块：1、控制模块：使跑表具有启动、暂停及重新开始的功能；2、分频模块：对实验箱所提供的频率转换为本设计所需要的为100hz的时钟脉冲；3、计时模块：进行时间的计时，同时将当前时间输出给选时模块；4、选时模块：从计时器得到当前时间输出给显示模块；5、显示模块：时间显示。总图如下：第一个模块：控制模块reset端为全局清零按钮，接到控制模块和计时模块的清零端，负责将计数器清零。当reset为低电平时，控制模块和总计数器模块清零，跑表重新开始工作。与门可控制时钟信号是否被输出到下一级。start_stop为启动暂停按钮，当跑表为start状态时clk端为高电平，qa为1，时钟信号输出，当跑表为stop状态时clk端为低电平，qa为0，时钟信号不输出，从而实现开始和暂停的功能。电路图如下：仿真波形：第二个模块：分频模块为了将实验箱提供的1465hz进行转换，将74161接成15进制计数器，从而实现分频的功能，将给定的频率转换为我们需要的100hz的近似时钟信号。然后将输出的时钟接入到计时模块。电路图如下：仿真波形：第三个模块：计时模块本模块由两个60进制计数器和一个100进制计数器构成，从而实现百分秒向秒、秒向分的计数功能需求。60进制计数器及100进制计数器均采用两个74160，采用整体置数方式接成。从60进制计数器和100进制计数器这三个输出端分别接出八个端口（秒、分、时的个位及十位分别由四个二进制代码表示），将当前时间编码传送给选时模块，以实现时间的选择和显示。(秒个位：s0a,s0b,s0c,s0d;秒十位：s1a,s1b,s1c,s1d;分个位：m0a,m0b,m0c,m0d;分十位：m1a,m1b,m1c,m1d;百分秒个位：h0a,h0b,h0c,h0d;百分秒十位：h1a,h1b,h1c,h1d.)电路图如下：仿真波形：100进制计数器（count100）：仿真波形：60进制计数器（count60）：仿真波形：第四个模块：选时模块本模块由四个八选一数据选择器74ls151和地址选择器74ls161构成。地址选择器74ls161接入一个1465 hz的时钟信号，使能端和清零端接高电平，使其循环工作，产生一组循环地址码a、b、c，接到数码管的地址端，使其循环显示数字。同时，地址选择器74ls161产生的一组循环地址码接入到四个八选一数据选择器74ls151上，使其对地址相同的一组数据进行选择，产生四个二进制数a0,a1,a2,a3，即为数码管所要显示的数字的编码。第一个74ls151上的输入端为秒、分、百分秒个位及十位的四位二进制的最低位（s0a,s1a, m0a, m1a, h0a, h1a）, 第二个74ls151上的输入端为秒、分、百分秒个位及十位的四位二进制的次低位（s0b,s1b,m0b,m1b,h0b,h1b）, 第三个74ls151上的输入端为秒、分、百分秒个位及十位的四位二进制的第二位（s0c,s1c,m0c,m1c,h0c,h1c）, 第四个74ls151上的输入端为秒、分、百分秒个位及十位的四位二进制的第一位（s0d,s1d,m0d,m1d,h0d,h1d），通过这四个八位二进制数比较器74ls151选出同一组数(秒个位：s0a,s0b,s0c,s0d;秒十位：s1a,s1b,s1c,s1d;分个位：m0a,m0b,m0c,m0d;分十位：m1a,m1b,m1c,m1d;百分秒个位：h0a,h0b,h0c,h0d;百分秒十位：h1a,h1b,h1c,h1d.)作为输出a0,a1,a2,a3，接到显示模块输入端。电路图如下：仿真波形：第五个模块：显示模块本模块采用bcd七段显示译码器7448对实验板上数码管进行驱动。由选时模块输出的显示数字编码a0,a1,a2,a3接至输入端a,b,c,d，使输出端产生七位译码连接到实验箱公共数据输入端abcdedg，从而进行数据的显示。电路图如下：仿真波形：3、 设计结论两周的课程设计即将结束，虽然时间很短，但是获益匪浅。这是我上大学以来第一次做这种由自己设计课程设计，所以我是带着好奇完成这次设计的。我不仅学到了许多关于eda的知识，认识到了eda的强大功能，更重要的是增强了我的实践动手能力，使我深刻地认识到仅仅学习课本上的知识是远远不够的，必须要多多动手，多多实践，才能真正理解并掌握所学的知识，达到学以致用的目的，为以后的工作积累了宝贵的经验，同时我也深深地感受到严谨的态度对于科学研究的重要性。由于在设计的过程中，一点点的失误都可能造成整个系统的瘫痪，所以每一个细节都要认真思考，认真操作，不能有丝百分的大意。这使我认识到要想做一个科研工作者是多么的不易！自己身上的缺点还有很多，要靠以后艰苦的努力来克服！这次的eda课程设计给了我一次非常重要也非常难得的实践机会，使我可以将平时课本上学习的理论知识应用于实际操作。设计的过程是十分艰苦的，由于从未接触过类似的领域，所以刚开始的时候一片茫然，不知道该干些什么。随着研究的逐渐深入，自