数字电子技术基础实验课件之四

数字电子技术基础实验,哈尔滨工程大学,电工电子实验教学中心,课程介绍,1,2,3,4,本课程共16学时，此为本学期第4次实验,集成门电路的逻辑功能及应用,组合逻辑电路的设计与测试,时序逻辑电路的设计与测试,综合逻辑电路的设计与测试,实验目的,掌握简单数字系统的分析和设计方法 熟练合理的选用集成电路器件 提高电路布局、布线及检查和排除故障能力,实验说明,以下给出若干参考设计选题，题目的详细要求参见数字电子技术实践教程 难度等级：3个；加权系数：0.9、1和1.1 电路设计实现采用： QuartusII 7.1以上版本 数字电路教学实验箱ZXS-1 从以下选题中选择1个完成,实验内容,1. 彩灯控制器（难度等级0.9） 用适当中小规模集成电路设计一个12路彩灯控制器 控制器在时钟信号的作用下依次点亮红、黄、绿三种颜色共计12个发光二极管 将设计下载到实验箱并进行硬件功能测试 要求 12路彩灯顺时针匀速一次点亮，每个彩灯点亮时间1s 12路彩灯可以顺时针、逆时针两个方向依次点亮，转动速度手动或自动可调 参见数字电子技术实践教程第189页 1.,实验内容,2. 累加器（难度等级0.9） 用 中规模十进制计数器和适当门电路设计一个可控的多进制计数器 实现五进制、十五进制、二十五进制加法计数器切换 将设计下载到实验箱并进行硬件功能测试 要求 用1Hz连续脉冲作为计数器的时钟输入 用2个数码管显示计数状态，小数点显示进位输出 用另2个数码管显示计数容量（进制数） 参见数字电子技术实践教程第162页 5.,实验内容,2. 1 累加器设计提示 累加结果超过99溢出报警 输入的四位二进制数为8421BCD码 可以对多个任意十进制数累加求和 累加器的两个数据输出都必须是8421BCD码才能用数码管正常显示 累加器输出数据的十位计数器的时钟脉冲触发沿要先于个位寄存器触发沿到达 所需要的各种频率脉冲由50MHz主时钟经分频模块得到,实验内容,2. 2 消抖电路的提示 累加控制脉冲由单步脉冲经消抖电路后提供,实验内容,2. 3 累加电路提示,实验内容,2. 4 动态显示电路设计提示,实验内容,3. m序列发生器（难度等级0.9） 用适当的中小规模集成电路设计一个周期为7的m序列发生器 m序列串行输出频率为1Hz 将设计下载到实验箱并进行硬件功能测试 要求 利用串并转换原理将m序列串行输出转换成七位并行数据显示在彩灯上 参见数字电子技术实践教程第189页 3.,实验内容,4. 点阵显示控制器（难度等级1） 设计一个点阵显示控制器 将设计下载到实验箱并进行硬件功能测试 要求 在16X16点阵屏上实现4个汉字或图形的滚动显示 滚动速度为1Hz 参见数字电子技术实践教程第190页 4.,实验内容,4. 1 点阵显示示例 利用lpm_rom自己描点汉字,实验内容,5. 乘法器（难度等级1） 利用移位相加原理和适当的中规模电路设计一个4位二进制乘法器 完成对主要模块的仿真 将设计下载到实验箱并进行硬件功能测试 要求 用8个开关分别作为2个4位输入数据 参见数字电子技术实践教程第190页 5.,实验内容,6. 数字钟（难度等级1.1） 设计一个具有显示时、分、秒的数字钟 可以用按键调节时间 可以整点报时，可以设置闹钟时间，到达设定时间以声响方式提示 将设计下载到实验箱并进行硬件功能测试 要求 用6个数码管显示，用按键调节时间 用开关切换“时钟模式” 与“闹钟模式” 参见数字电子技术实践教程第190页 6.,实验内容,7. 简单计算器（难度等级1） 利用lpm例化元件和适当的中小规模时序、组合门电路设计一个4位简易计算器 实现2个4位二进制数的加、减、乘、除运算 完成主要模块的波形仿真 将设计下载到实验箱并进行硬件功能测试 要求 用8个开关分别作为2个4为输入数据 运算结果用数码管显示 参见数字电子技术实践教程第190页 7.,实验内容,8. 交通灯自动控制器（难度等级1.1） 通常情况下，大道的交通灯绿灯亮，小道红灯亮 若小道来车，大道经6s变黄灯，再经4s大道变红灯，同时小道由红灯变绿灯 小道绿灯后，若大道来车不足3辆 ，25s后小道绿灯变黄灯，再过4s后黄灯变红灯，同时大道红灯变绿灯 小道变绿灯后，若大道来车超过3辆，小道应立即绿灯变黄灯，再过4s后黄灯变红灯，同时大道红灯变绿灯 要求 大、小道来车用按键模拟，时间用2位LED显示 参见数字电子技术实践教程第190页 8.,实验内容,9. 自动售票机（难度等级1.1） 自动售票机只出售1角、2角、5角和1元4种车票 只接收1角、5角和1元硬币，每次只能出售1张车票 若投入钱数不够，将硬币退出并报警，报警时长3s 若投币足够，送出车票，若有余额自动找零 自动售票机具有累加销售额的功能 要求 所有币额用数码管显示 投入3种硬币用按键模拟 4种车票送出用4个不同位置发光二极管模拟,实验内容,10. 用硬件描述语言设计综合逻辑电路 从上述题目中选择一个，用VHDL或VerilogHDL完成选题的逻辑设计 完成对逻辑设计的波形仿真 将设计下载到实验箱并进行硬件功能测试 难度等级与所选题目一致 要求 源程序应具有完整的注释 参见数字电子技术实践教程第191页 11.,实验指导,参考哈工程大学出版社数字电子技术实践教程2011版 如