課程設(shè)計數(shù)字跑表

1、一、設(shè)計題目及要求設(shè)計題目：數(shù)字跑表要求：1 具有暫停，啟動功能； 2 具有重新開始功能； 3 用六個數(shù)碼管分別顯示百分秒，秒和分鐘。二、設(shè)計過程及內(nèi)容總體設(shè)計：第一，對于要實現(xiàn)的暫停、啟動和重新開始功能，需要有一個控制模塊完成相關(guān)控制。第二由題意可知需要一個分頻模塊，將實驗箱提供的頻率轉(zhuǎn)換為100HZ即數(shù)字跑表百分秒的頻率。第三是計時模塊，完成跑表的百分秒、秒和分鐘的計時功能。第四由于實驗箱提供的數(shù)碼顯示是掃描顯示，這就需要一個選時模塊。第五部分則是顯示模塊。詳細(xì)設(shè)計過程：根據(jù)要求，將設(shè)計分成五個模塊：1、控制模塊：使跑表具有啟動、暫停及重新開始的功能；2、分頻模塊：將實驗箱所提供的頻率轉(zhuǎn)換

2、為設(shè)計題目所需要的100HZ的時鐘脈沖；3、計時模塊：進行百分秒、秒、分的計時，并且將當(dāng)前時間輸出給選時模塊；4、選時模塊：從計時器得到當(dāng)前時間輸出給顯示模塊；5、顯示模塊：通過數(shù)碼管顯示時間?？倛D如下：仿真波形：第一個模塊：控制模塊控制模塊主要運用了兩個D觸發(fā)器，輸入到觸發(fā)器的時鐘信號CLK1頻率為2.86Hz，對電路起到了防抖的功能。START/STOP為啟動暫停按鈕，當(dāng)跑表為START狀態(tài)時CLK端為高電平，Q為1，時鐘信號輸出，當(dāng)跑表為STOP狀態(tài)時CLK端為低電平，Q為0，時鐘信號不輸出，從而實現(xiàn)開始和暫停的功能。與門可控制時鐘信號是否被輸出到下一級。RESET端為全局清零按鈕，接到

3、控制模塊和計時模塊的清零端，負(fù)責(zé)將計數(shù)器清零。當(dāng)RESET為低電平時，控制模塊和總計數(shù)器模塊清零，跑表重新開始工作。電路圖如下：仿真波形：第二個模塊：分頻模塊為了將實驗箱提供的1465HZ轉(zhuǎn)換成實驗需要的100HZ，我將74161接成15進制計數(shù)器，實現(xiàn)分頻的功能，轉(zhuǎn)換為100HZ的近似時鐘信號。然后將輸出的時鐘接入到計時模塊。電路圖如下：仿真波形：第三個模塊：計時模塊計時模塊由一個100進制計數(shù)器和兩個60進制計數(shù)器構(gòu)成，從而實現(xiàn)百分秒向秒、秒向分的計數(shù)功能需求。100進制計數(shù)器和60進制計數(shù)器均采用兩個74160，100進制采用并行進位方式，60進制采用整體置數(shù)方式。從100進制計數(shù)器和6

4、0進制計數(shù)器這三個輸出端分別接出八個端口（百分秒、秒、分的個位及十位分別由四個二進制代碼表示），將當(dāng)前時間代碼輸送給選時模塊，以實現(xiàn)時間的選擇和顯示。(百分秒個位：H0A,H0B,H0C,H0D;百分秒十位：H1A,H1B,H1C,H1D；秒個位：S0A,S0B,S0C,S0D;秒十位：S1A,S1B,S1C,S1D;分個位：M0A,M0B,M0C,M0D;分十位：M1A,M1B,M1C,M1D.)電路圖如下：仿真波形：100進制計數(shù)器（count100）：仿真波形：60進制計數(shù)器（count60）：仿真波形：第四個模塊：選時模塊選時模塊由四個八選一數(shù)據(jù)選擇器74LS151和一個地址選擇器74

5、LS161構(gòu)成。地址選擇器74LS161接入一個1465 HZ的時鐘信號，使能端和清零端接高電平，使其循環(huán)工作，產(chǎn)生的一組循環(huán)地址碼接入到四個八選一數(shù)據(jù)選擇器74LS151上，使其對地址相同的一組數(shù)據(jù)進行選擇，產(chǎn)生四個二進制數(shù)CA,CB,CC,CD，即為數(shù)碼管所要顯示的數(shù)字的編碼。同時，地址選擇器74LS161產(chǎn)生一組循環(huán)地址碼a、b、c，接到數(shù)碼管的地址端，使其循環(huán)顯示數(shù)字。第一個74LS151上的輸入端為百分秒、秒、分個位及十位的四位二進制的最低位（ H0A, H1A ,S0A,S1A, M0A, M1A）, 第二個74LS151上的輸入端為百分秒、秒、分個位及十位的四位二進制的次低位（H

6、0B,H1B ,S0B,S1B,M0B,M1B）, 第三個74LS151上的輸入端為百分秒、秒、分個位及十位的四位二進制的第二位（H0C,H1C ,S0C,S1C,M0C,M1C）, 第四個74LS151上的輸入端為百分秒、秒、分個位及十位的四位二進制的第一位（H0D,H1D ,S0D,S1D,M0D,M1D），通過這四個八位二進制數(shù)比較器74LS151選出同一組數(shù)(百分秒個位：H0A,H0B,H0C,H0D;百分秒十位：H1A,H1B,H1C,H1D;秒個位:S0A,S0B,S0C,S0D;秒十位：S1A,S1B,S1C,S1D;分個位：M0A,M0B,M0C,M0D;分十位：M1A,M1B

7、,M1C,M1D)作為輸出CA,CB,CC,CD，接到顯示模塊輸入端。電路圖如下：仿真波形：第五個模塊：顯示模塊顯示模塊采用BCD七段顯示譯碼器7448對實驗板上數(shù)碼管進行驅(qū)動。由選時模塊輸出的顯示數(shù)字編碼CA,CB,CC,CD接至輸入端A,B,C,D，使輸出端產(chǎn)生七位譯碼連接到實驗箱公共數(shù)據(jù)輸入端ABCDEDG，從而顯示出數(shù)據(jù)。電路圖如下：仿真波形：三、設(shè)計結(jié)論兩周的課程設(shè)計很快就結(jié)束了，雖然時間很短，但是收獲頗豐。通過這次課程設(shè)計，我學(xué)到了許多關(guān)于EDA的知識，學(xué)習(xí)到了很多EDA的實用功能，更重要的是鍛煉了我的實踐動手能力，使我深刻地認(rèn)識到僅僅學(xué)習(xí)課本上的知識是遠遠不夠的，要多思考，多實踐

8、，才能真正把學(xué)到的知識用到實際中，而且我也深刻認(rèn)識到通信專業(yè)在各個領(lǐng)域是多么有用武之地，更加使我有了學(xué)習(xí)深造的動力。在設(shè)計的過程中遇到諸多問題，一個接一個，總結(jié)下來還是軟件沒有學(xué)深刻，出了問題也不知道如何排查，波形圖一直找不到自己想看到的，后來經(jīng)過問同學(xué)和自己的總結(jié)才知道這個仿真的時間要足夠長，才能看到自己所需要的部分。讓我知道做一件事之前的準(zhǔn)備工作是多么重要，同時在設(shè)計的過程中發(fā)現(xiàn)了自己的不足之處，對以前所學(xué)過的知識理解得不夠深刻，掌握得不夠牢固。遇到問題才去翻書查資料，這些都是我以后要改進的地方。這次的EDA課程設(shè)計給了我一次非常重要也非常難得的實踐機會，使我可以將平時課本上學(xué)習(xí)的理論知識應(yīng)用于實際操作。設(shè)計過程多于我這個專業(yè)知識還不牢固的很困難