时序比较器课程设计1

目录第一章技术指标第二章整体电路设计2.2.2ASM图2.3建立处理器明细表﹑分析﹑结论第三章顶层图 第四章试验小结和心得体会 第一章技术指标现代工业控制和微机系统中离不开数据处理器。时序比拟器是数据处理器的一个局部，它能将输入的8421BCD码存储并进行比拟，最终以十进制数显示其大小。时序比拟器的功能是，用同一组输入端口分两次送入两组数据，经过比拟显示出数值大的一组数据值。〔1〕数据输入采用并行送数，系统先后收到两组8421BCD码后比拟其大小，将大数输出，用十进制数显示出来。〔2〕显示时间5S～10S，显示结束电路自动清零，进入初始状态。〔3〕仅在开机后人工操作RESET开关，使RESET=0整机清零，整机立即进入工作状态；LED1点亮表示允许输入第一组数据Xa。〔4〕按一次AJ键，表示输入一脉冲信号，Xa被确认后LED2点亮，表示允许输入第二组数据Xa。〔5〕再按一次AJ键，Xb被确认,电路立即比拟大小，输出显示大数。〔6〕比照拟结果：Xa>Xb，Xa=Xb或Xa<Xb,应有LED显示。Xa>Xb时，LED1闪亮；Xa<Xb时,LED2闪亮；Xa=Xb时，两灯交替闪亮。〔7〕系统设计要求采用ASM图法。 〔1〕电源条件，直流稳压电源输出+5V。〔2〕必须采用ASM图法进行设计，否那么设计无效。〔3〕可供选择foundation3.1开发软件的库提供的元件器件:第二章整体电路设计〔1〕输入数据进行存放，比拟数据大小，选择比拟结果。〔2〕大数送显示存放器，通过译码器显示大数。同时比拟器将结果送组合电路驱动两只发光二极管。〔1〕开机后接收RESET键的复位信号,使控制器处于初始状态。〔2〕确认按键送来的单脉冲信号使控制器由初始状态进入工作状态。〔3〕控制器根据自身工作状态来控制数据存放器，接收输入数据和将存放器中的数据比拟结果显示出来。显示电路二—十进制译码器电路输入数据为二进制码，显示为十进制数。二进制码转换为十进制数的电路，需要加修正电路，列出二—十进制数转换的真值表，找出其修正电路的特点。十进制数转换的真值表，找出其修正电路的特点。其参考电路见“课题十六数字式电缆对线器”中的“二、电路设计提示”。2.2.2ASM图2.3建立处理器明细表首先根据明细表可知，处理器有三个存放器，即：A存放器、B存放器和C存放器；其次处理器有比拟器、数据选择器和译码器。(1)A存放器的功能1.保持、置数和清零。根据分析A存放器的功能，选取74194芯片实现其三个功能比拟器。从74194功能表可知，它有两个功能控制端M1M0，即：功能控制端的功能表如表3所示。同时74194芯片清零为异步清零。2.A存放器的控制信号：RESET74194清零M1M0SETXa11所以M1M0=SETXaCR=RESET+T0电路图：仿真：结论:电路仿真结果完全符合设计要求。B存放器的功能1.从处理器明细表可知有3个功能：清零、保持和置数。同样采用74194实现。那么M1=M0=SETXb,CR=RESET+T02.电路图：3.仿真:4.结论：电路仿真结果完全符合设计要求。(3)CNT存放器的功能1.从处理器明细表可知,它主要是作为定时器使用。定时长度为：8s,即为M=9的加法计数器。从处理器明细表可知,它主要是作为定时器使用。定时长度为：8s,即为M=9的加法计数器。当控制器进入T3状态时，计数器开始计数；当所计的数为“9”时，计数器停止计数并清零返回到初始状态。因此，CNT存放器的功能有3个：清零、计数和预置零。根据以上分析CNT存放器可选用74161芯片来实现它的3个功能，即：P=T=SETPT，CR=RESET+T0D3=D2=D1=D0=0(4)总结：三个存放器的命令(1)A存放器(74194)的命令:CR=RESET+T0，SETXa=T1AJ(2)B存放器(74194)的命令:CR=RESET+T0,SETXb=T2AJ(3)CNT存放器(74161)的命令:CR=RESET+T0,SETPT=T3.选择7485芯片1.(A=B〕i=1,〔A<B〕i=0,〔A>B〕i=0;2.A3～A0接A存放器的Q3～Q0;3.B3～B0接B存放器的Q3～Q0;4.输出FA＞B、FA＜B、FA=B；A3～A0=B3～B0，那么FA=B=1，FA＞B=FA＜B=0A3～A0＞B3～B0，那么FA＞B=1，FA=B=FA＜B=0A3～A0＜B3～B0，那么FA＜B=1，FA=B=FA＞B=0c.电路图：d.仿真：e.结论：电路仿真结果完全符合设计要求。根据题目技术要求选出大数，即从A和B两数中选出大数。可选用二选一数据选择器。由于A和B为四位而二进制数，那么选用74157四个二选一数据选择器。〔1〕二选一数据选择器的地址控制端和数据端连接。从ASM图和处理器明细表可知，输出端输出大数，地址A端连接到FA〈B。数据端D1接B存放器的Q端；数据端D0接A存放器的Q端当A=FA〈B=1时，选择D1数据输出〔Y=B，B为大数〕。当A=FA〈B=0时，A〉B，选择D0数据输出〔Y=A，A为大数〕A=B，选择D0数据输出〔Y=A，选A输出〕〔2〕二选一数据选择器的使能端控制命令当E=1，Y=0时，数据选择器不工作；当E=0，Y输出取决于地址A。因此，从ASM图和处理器明细表可知：E=T3当T3=0时，E=1，Y=0时，数据选择器不工作；当T3=1时，E=0，数据选择器工作。电路图：仿真：结论：电路仿真结果完全符合设计要求。显示管：共阴极译码管：方案选择——用VHDL硬件描述语言描述，编译成所需的逻辑器件.〔连线方便，效率高〕电路图：仿真：结论：电路仿真结果完全符合设计要求。实验箱上提供2KHz振荡信号，通过1000分频可获的2Hz振荡信号。电路图：仿真：结论：电路仿真结果完全符合设计要求。控制器采用每态一个D触发器实现。由于ASM图中有四个状态，所以需要4个D触发器。如图.4.2求鼓励函数:2.4.6控制器电路图：合成的芯片图：﹑分析﹑结论1.A数大于B数,LED1亮2.A数等于B数,LED1，LED2交替闪亮3.A数小于B数,LED2亮结论：以上电路仿真结果完全符合设计要求。第三章总图3.1.1处理器=A存放器+B存放器+CNT存放器+MUX数据选择器+比拟器分析：RESET=1,T1=T2=T3=0,置数器清零RESET=0,T1=1,T2=T3=0,X3-X0=0110,置数A，GG=1RESET=0,T2=1,T1=T3=0,X3-X0=1000,置数B，LL=1RESET=0,T3=1,T1=T2=0,置数器比拟，A-G输出大数11111111〔8〕，CNT=8时全部清零3.1.3结论：以上电路仿真结果完全符合设计要求。3.2.1控制器=控制器+LED1+LED2 3.2.2仿真：AJ=0,T1=1,T2=T3=0,LED1=1,置数AAJ=1,T2=1,T1=T3=0,LED1=1,置数BAJ=1,T3=1,T2=T3=0,LED1,LED2交替闪烁,比拟结果：A=BCNT8=1,回到状态11.RESET=1,清零2.AJ=0,T1=1,T2=T3=0,LED1=1,置数A3.AJ=1,T2=1,T1=T3=0,LED1=1,置数B4.AJ=1,T3=1,T2=T3=0,LED1交替闪烁,比拟结果：A>B5.CNT8=1,回到状态11.RESET=1,清零2.AJ=0,T1=1,T2=T3=0,LED1=1,置数A3.AJ=1,T2=1,T1=T3=0,LED1=1,置数B4.AJ=1,T3=1,T2=T3=0,LED2交替闪烁,比拟结果：A<B5.CNT8=1,回到状态13.2.3总结：以上电路仿真结果完全符合设计要求。总图=处理器+控制器+分频器a.置数器清零T1=1,T2=T3=0,置数A，LED1亮 T2=1,T1=T3=0,置数B，LED2亮T3=1,T2=T1=0，LED1，LED2交替闪亮，比拟结果：A=BCNT8=1,回到状态1b.2.T1=1,T2=T3=0,置数A，LED1亮 3.T2=1,T1=T3=0,置数B，LED2亮4.T3=1,T2=T1=0，LED1闪亮，比拟结果：A>B5.CNT8=1,回到状态1c.2.T1=1,T2=T3=0,置数A，LED1亮 3.T2=1,T1=T3=0,置数B，LED2亮4.T3=1,T2=T1=0，LED2闪亮，比拟结果：A<B5.CNT8=1,回到状态1结论：下载烧录芯片，实物验证完全符合设计要求。3.4电路图第四章试验小结和心得体会课程概况简介1.实验名称为：时序比拟器2.课程名称为：电子电路课程设计〔32学时，两周〕3.课程性质为：必修〔2学分〕4.使用教材为:《电子电路课程设计》张豫滇编5.教学目的为：a.提高模拟电路、数字电路理论和实验的综合能力b.掌握综合型电子电路的设计、装配和调测方法为期两周的课程设计实验已经结束，我们本次实验的题目是时序比拟器。实验中运用到了很多我们以前所学的数字电路以及电子实验的知识，可以说是数字电路和实验课课程的一次结合应用。我们的实验主要是建立在软件foundation3.1的根底上。在老师提供的大纲以及指标下，我们从简单到复杂，从局部到整体，从构思到草图，从纸面到实物有方案地经过理论学习，整体设计，局部设计，各局部仿真，整体仿真，实物验证等步骤，最终完成设计指标要求。在实验中，我们也遇到了很