EDA课程设计——多功能数字钟设计.docx

EDA课程设计学院：电气信息学院专业年级:通信工程2013级姓名:学号课题：课程设计指导老师:日期：2016年7月6日第一章多功能数字钟的设计1、设计任务了解数字钟的工作原理，进一步熟识语言编写驱动七段数码管显示代码，并且驾驭用多进程的方式实现一个综合性的程序。最终实现硬件和软件多功能数字钟的设计。(1)显示的格式为小时一分钟秒钟，是24小时制，整点报时时间为5秒，级从整点前5秒钟起先进行报时提示，灯起先闪耀，过整点后，停止闪耀.(2)系统时钟选择时钟模块的10,要得到1时钟信号，必需对系统时钟进行100OO次分频.(3调整时间的按犍用按键模块的Sl和S2,SI调整小时，每按下次，小时增加一个小时，S2调整分钟，每按下次.分钟增加分钟，另外用S8按键作为系统时钟纪位，究位后全部显示O(HKH)0。2、方案设计2.1 软件设计方案用语言编写程序实现设计内容中须要实现的功能。将编写好的的程序加载到馁件电路中，从而驱动七段数码管时间，并用按键限制时间的改变，用软件仿或验证明验结果。2.2 硬件设计方案在软件方案实现的基础上，将已经运行胜利的程序，将结果烧制到硬件电路中，最终生成顶房电路原理图.3、设计的详细实现3.1 设计步骤3.1.1 打开软件，新建一个工程3.1.2建完工程之后，再新建一个，打开编辑器对话框：3.1.3依据自己设计方案，在编辑窗口编写程序：（程序见附录）3.1.4编写完程序后，保存在自己新建的文件夹在D盘的书目下：3.1.5对自己编写的程序进行编课仿真,对程序的错误进行修改，直到完全通过编译和仿真：3.1.6仿真无误后，依照按键开关、数码管、灯与的管脚连接表进行管脚安排。安排完成后，在进行编译一次，以使管脚安排生效：端口名运用模块信号对应管梆说明数字信号源C13时钟为IO按键开关SlP25询整小时按键开关S2P26网整分钟按键开关S8N25复位O灯模块IG13整点倒计时I灯模块2GI52灯模块3GI43灯模块4HI2O数码管A段F13时间显示1数码管B段FI42数码管C段FI53数码管D段EI54数码管E段FI65数码管F段FI76数码管G段E18O位选OGI81位选1GI72位选2GI631.7用下载电缆通过门将对应的文件加载到中，视察设计结果是否和自己的编程思想一样。HwckireSettingsJTAGSettingsSdectPtogemminghdtdwatesetupIoutewhenP(OggnVringdevicesThtprogamcringhardwaresetup却pSac*Mytothecu11enPCogSrrCnefVrtndOwCwOrselectedhardwareUS-8½ser(USB'O)FHardMareServe!PC<USBBlaster1.ocalUSB-OAvaibtehardwarefecu:AddHardwaieClos«4、设计的试验殴证结果4.1 在硬件电路板上，七段数码管显示的结果在附录中的数字时钟的源程序，当设计文件加载到目标器件后，将数字信号源模块的时钟选为10,数码换起先显示时间，从00：00：00起先。整点正在前5秒的时候。灯的模块15起先闪耀，一旦超过整点，停止显示。按动按键开关的SI、S2小时和分钟起先步进，步进起先调整，按下按键开关58,显示复原到000000从新起先显示时间。4.2 用软件的方法仿真验证明验结果4.2.1 用生成顶层原理图除入法的结果和分析4.2.2用软件仿真波形的仿真结果和分析在100的状况下，招、SkS2设置在高电平和低电平常，仿豆结果没有发生改变，因为时钟周期很长，所以无改变。5、心得体会通过本次课程设计对这门课程又有了更深化的了解和学习，特殊是对语言编写程序的驾驭进一步的加强了。在进行硬件调试的时候因为管脚安排错误的问题始终得不到正确的硬件仿式结果，也让我明白了做试验须要细致细致。6、参考文献1李景华,杜玉远,可编程逻轮器件与技术.沈阳:东北高校出版社,20002数字电路教程.北京：电子工业出版社，2()053曲伟建.技术在数字电子电路设计中的J用J1.电测与仪表.2(XM(OS)|4林若波.基于的有限状态机电路设HlJI.中国水运(理论版).2007(09)|5|康华光.电子技术基础(数字部分M.北京I高等教化出版社,2001.其次章交通信号灯限制器设计1、设计任务用设计一个简洁的交通灯限制器，具有如卜功能：（1）设计个交通信号灯限制器，由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、旋三色信号灯，红灯亮禁止通行，绿灯亮允许通行,黄灯亮则给行驶中的车辆有时间停在禁行线外。（2）用红、绿、黄发光二极管作信号灯，用传感器或逻辑开关作检测车辆是否到来的信号。（3）主干道处于常允许通行的状态，支干道有车来时才允许通行。主干道亮绿灯时，支干道亮红灯：支干道亮绿灯时，主干道亮红灯。主、支干道均有车时，两者交杵允许通行，主干道每次放行45秒，支干道每次放行25杪，设立45杪、25秒计时、显示电路。（4）在每次由绿灯亮到红灯亮的转换过程中，要亮5秒黄灯作为过渡，使行驶中的车辆有时间停到禁行线外，设立5杪计时、显示电路。2、方案设计2.1 设计思路（1） 主、支干道用传感器检测车辆到来状况，试的电路用逻辑开关代替。（2） 45秒、25秒、5秒定时信号可用顺计时,也可用倒计时,计时起始信号由主控电路给出，定时结束信号也输入到主控电路，由主控电路启、闭三色信号灯或后动另一计时电路.（3）主控电路是核心，这是一个时序电路，其输入信号为：车辆检测信号（A,B）：45秒、25杪、5秒定时信号（3D,E）。其状态转化图如下所示：图2-1状态转换图2.2 设计总体框图图2-2设计框图详细限制过程为支干道没有车来，主干道处于常允许通行的状态，此时主干道亮绿灯，支干道亮红灯，支干道有车来，即主、支干道均有车，两者交替允许通行，主干道杼次放行45秒，支干道每次放行25杪，且在每次由绿灯亮到红灯亮的转换过程中，要亮5秒黄灯作为过渡。由于主、支干道有45秒和25秒得放行时间，以及每次由绿灯亮到红灯亮的转换过程中，要亮5杪黄灯作为过渡，所以设计45秒、25秒和5秒计时电路,均采纳倒计时。考虑到显示的便利，每个计时电路又由计数器和码型转换电路组成。码型转换电路是把对应的二进制码干脆转换成数码管显示时的码字，采纳数码管的静态显示。2.3 状态分析表表27状态分析表主干道支干道指示灯亮灯时间指示灯亮灯时间红灯亮30s绿灯亮25s红灯亮黄灯亮OS绿灯亮45s红灯亮50s黄灯亮5s红灯亮2.4 电路原理图3、功能电路的设计3.1细化的设计总体框图依据设计要求和系统所具有功能，并参考相关的文献资料经行方案设计画出如下所示的十字路口交通灯限制器系统框图，及为设计的总体方案,框图如下图所示:3.2灯限制器电路设计由条主干道和条支干道汇合成十字路口，在每个入口处设四红、绿、黄、左拐允许四部信号灯，红灯亮禁止通行，绿灯亮允许通行，黄灯亮则给行驶中的车辆有时间停在禁行线外，左拐灯亮允许车辆向左拐弯.信号灯变换次序为:主支干道交替允许通行，主干道每次放行40S,亮5S红灯让行驶中的车辆有时间停到禁行线外，左拐放行15秒，亮5S红灯：支干道放行30S,亮5S黄灯，左拐放行15秒,亮5S红灯,其中主支干道的红黄绿灯表示如、。程序如下:1164;）；0；O45;C,)'O'O:1:x='O,<='O'<='l'<='<=<0'<='0'()='45<<0"0'<',1',()=,<'O"O'vTT;*><=O'<='<='O"<='1<='O<='O':5<'OmO'<,rr;*,><=1'<='O'<='O"<='O<='O'<='1'()=,1'25<'O"O':<,;,0,<,O"O,;<'*><='<='0'<='0"<='0<='<='0'5<'(0'<,rr;3.3计数器的设计45s、25s和5s,各部分采纳依据路上状况，设计各个显示计时部分，包括顺时计数方法。各模块如下：DOUT45V11.SSBDCX114iBTSC1.KENYCNTOS-：DOUT25M(?OjSBDOUT257,0SMC1.KEN2,rst2：DOUT57QjClKENOeMENoe8一C式3程序如下:451164;45S(45;4545(70);45S;45S6(50);(45)'O'6B<66I;(,)45=6B<61;45='0,6B<()61;(68)6B'OOOOOO',=>45M<="0100()101"45B<="01010000”;"(XX)(X)=>45M<=b01(XX)1(X),45B<=-0KX)1011""(MXX)10"=>45M<=,0l(XX)()lI"45B<="0l(X)HMX)""00()0Il"=>45M<="01(XXX)10"45B<="01(XX)IH""0O0l"=>45M<="01(XXX)O'45B<="01O()01l0""(XX)IO1"=>45MV="01(XX)(XX)'45BV="O100o10"(MX)I0"=>45M<="(X)l1100l"45B<="()I(XK)KX)""0l11"=>45M<=><0011100O-45B<="O1OOII""IO"=>45M<="001IOI11"45B<="O100OO1O""(X)I(X),=>45M<=,(X)1IOl10-45B<="01(XXXX)l""OOlOI0"=>45M<="00IIOlOl"45B<="01000000""10I,=>45M<三"00110100-45B<三"0lIO11""1100"=>45M<="1111"45B<="1110""001101">45M<="0010010"45B<="00110111""001110"=>45M<="001100Ol"45B<="001IOl10""III,=>45M<="00IlOOo(F45BV="OOIIOIOl",010000'=>45M<=',0010100,45B<="00IlO100":"010=>45M<="00101000,45B<="00110011""OI0010"=>45M<="00100111"45B<="00l10010""O100H"=>45M<="(X)IIl(45B<="lI(M)O,:,010l"=>45M<="001OolOl"45B<="OolI(X)OO""OlOIOl,=>45M<=,(X)I(X)I(X),45B<="(X)101(X)1""0101IO"=>45M<="(X)I(XX)I45B<="(X>1OI(MX;"OIOII=>45M<=,OOI(XX)IO-45B<="1I11""01l(XX)"=>45M<="l(XX)01"45B<="00100l10":"()1l()()'=>45M<="(X)l(XXX)0"45B<="(X)l(X)101""()11OIO"=>45M<="(XX)Il(X)r45B<="(X)100l(Xr；"01IOll"=>45M<=,000l100O"45B<="I(XX)II""011100-=>45M<="00010111"45B<="OO100O1O":"()111()=>45M<="(XM)IO110"45B<="(X)I(XXK)I":"()1111O"=>45M<="(XX)IO1OI"45B<="001(XXXX)""Olllll"=>45M<="0001Ol"45B<="000I100I""1000'=>45M<="0100H"45B<="(XX)i100()""I(X)(X),=>45M<=>,(XX)10010'45B<="(XX)1011K;"I(XX)10"=>45M<="(XM)1(XX)I"45B<="(XX)IOIIO""I(XX)H"=>45M<="(XX)100"45B<="(XX)IOIOI""100100,=>45M<="0000100,45B<="00010100":"1(X)1(),=>45M<=h(XXX)1(XX)-45B<="(XX)I(X)11"："100110"=>45M<=,'000001H"45B<="00010010":"llll"=>45M<=,>00000Il0"45B<="000IOI""101000,=>45M<="0000010,45B<="00010000"："lO10r=>45M<="00000l00"45B<="0OO01(X)I""1010l0"=>45M<="(XX)000H"45B<="00001000""IOIOH"=>45M<="OOO(X)OIO"45B<="OOOOO111""101100"=>45M<="OOOOOOOI"45B<="OOOOOI10":>45M<="00000000"45B<=,00000000"25.*1164：25S(25;2525(7O):25S5(4O);'O''O'5B<55kC)25=5B<5I;25='O'5B<55k(5B)5B"(X)0'=>25B<="00100lOI-25M<="00110000""00001"=>25B<="00100100-25M<="00101(X)1""(XM)IO"=>25B<="(X)1(XX)11-25M<="(X)101(MX)""0001,=>25B<="001OOOIO"25M<="OO100lH""(X)I"=>25B<="001(XXX)25M<="00100lIO""(X)101-=>25B<="(X)1()(XXX)-25M<="(X)1(K)10;"00110"=>25B<="00011001"25M<="00100100""l11"=>25B<="OOOIIO',25M<="OOI(XX)II""01OOO"=>25B<="OOOIO11'25M<="100OIO":"OI(X)l"=>25B<="00010110"25M<="00100001""O1OIO"=>25B<="OOOIOIO1"25M<="00100000"；"OIOI,=>25B<="OOOIO1OO"25M<="(XX)Ill""01100"=>25B<="000100I1"25M<="OOOI1000""01101"=>25B<="00010010"25M<="0(X)10111""01110"=>25B<="0001OOOI"25M<="00010IlO""0111'=>25B<="OOO100OO"25M<="OOO1OIO,;"10000,=>25B<="00001OOl"25M<="00010100":"1()(X)=>25B<="(XXX)I(X)25MV="(XX)IO1(X;"1()()IO"=>25B<="(XXX)I(XX)"25M<=,(XX)1(X)II""1001,=>25B<=,OO(XX)Il0"25M<="000IOI""101OO"=>25B<="OOOOO1O25M<="OOO10000",10101"=>25B<="00000100-25M<="00100;"10110"=>25B<="O(XX)OOH"25M<="00001000""10111"=>25B<="OOO(XX)10"25M<="00000111""11O"=>25B<="OO(XXXX)1"25M<="OOOOO110">25B<="(XXXXXXX)"25M<="(X)(XXX)(X)"1164;05S(0505;5(70);05S;05S3(2O);(O5O5B)053B<31:05'3B<31;05'0'3B<33I;(3B)3B"(XX)"=>5<="O(X)(X)I()1":"(X)I"=>5<="(XXMX)KM)'"OIO"=>5<="OOOO()OII""OH"=>5<="OO()(KK)IO""1(X),=>5<="O(XXXXX)1":>5<="(XMX)(XMX)"3.4显示限制部分设计依据从部件中检测到个路况.从而使不同路况显示不同的计数时间,模块如下：XSKZEN*5EN25ENO5UESOiBD0UTU(7SDOUTB(TO)AJM5W7.0AJ>44B73AJN25<7.0-AIN26p0AJN0617.0)>11stis程序如下:1164：(45250505;4545(70);252505(70);(70);(4525O5O5B)45='<45M(70)<45B(70);05,<05(70X05(70);25='<25M(7()<25B(70);05,<05(70X05(70);4、系统仿真及结论分析«00Ml，）。1图4-1灯限制器电路由图可以看出，当、为高电平常，主干道由黄灯转向红灯，支干道由红灯转向绿灯，符合设计基本要求MS<0?BaWJPUCDiJ«j100m一国窑岛寄国B»vuijru11rururrr1.r1.r1.nr1.r1.r1.r1.nJIr1.annnJmrU1.nJTr1.n>m*WXOX国win(2nm图米2全局仿典由图可以看出，当主干道由绿转黄时，支干道亮红灯，支干道由绿转黄时,主干道亮红灯。5、心得体会经过为其两周的课程设计，本人受益匪浅。这是我高校三年以来为数不多的自己动手设计的东西，同时这一次的课程设计让我懂得了理论的指导意义，同时也深深知道自己实际动手实力的缺乏，深深相识到加强自己的理论指导实践的实力的紧迫性和重要性。6、参考文献1通会生.?西安电子电子科技高校出版社,2004年2谶会生、阳遂春,技术综合应用实例与分析，西安电子科技高校，20013同石.数字电子技术基础（M北京市西地区:我等教化出版社.2008年12月4谢力美.电子线路设计试验测试亿.武汉:华中科技高校出版社.2006年9月5J郭照南电子技术与技术课程设计