燕山大学EDA课程设计报告数码管显示控制器.doc

燕 山 大 学EDA课程设计报告书题目： 数码管显示控制器 姓名： 班级： 学号： 成绩： （注：此文件应以同学学号为文件名）一、设计题目及要求题目：数码管显示控制器要求：1能自动一次显示出数字 0、1、2、3、4、5、6、7、8、9（自然数列），1、3、5、7、9(奇数列)， 0、2、4、6、8（偶数列），0、1、2、3、4、5、6、7、0、1(音乐符号序列)；然后再从头循环；2打开电源自动复位，从自然数列开始显示。二、设计过程及内容（包括总体设计的文字描述，即由哪几个部分构成的，各个部分的功能及如何实现方法；主要模块比较详尽的文字描述，并配以必要的图片加以说明，但图片数量无需太多）本实验的总体电路由调频电路，计数器，地址转换电路和数码管显示电路四个模块组成。：模块一 分频电路由于时钟频率比较大，会使数码管显示数字速度较快。为了使实验结果更便于观察，在电路中加入了分频电路。选用实验箱上732Hz的时钟信号，把732Hz的时钟信号作为计数器的输入，并用74160接成366进制计数器，在计数器的进位输出端接一个T触发器，得到周期为1s的脉冲作为下一模块的时钟信号，通过这种模式从而起到分频的作用。分频器的电路图如下图所示：其仿真波形为： 模块二 计数器根据题目要求，数码管显示的是一个包含30个数的循环，为使这些状态能够循环显示，我采用2片74161以置数的方式接成30进制，设计了30进制的计数器，并将第五位的输出O1O5作为下一模块的输入。使计数器的每一个计数状态与对应显示的数字建立一种一一对应关系，从而实现数列的循环显示。设置rd始能端来控制是否启动计数器。仿真波形为： 模块三 地址转换电路由于前一步骤中计数器的输出是五个端，而七段显示译码器只有四个输入端，因此在计数器与显示译码器之间加入了地址转换电路。在这一模块中，应用组合逻辑电路的知识，将029这三十个状态与显示的数字的显示译码器的编码一一对应，并画出卡诺图，进行化简，写出相应输出端的表达式，画出逻辑图即可得到地址转换电路。这里将计数器输出的五个端看成总线，将显示译码器的每一个输入端的转换电路作为一个模块，分别连接到计数器的五个输出地址线上，这样将计数器的5个输出端转换成4个输出端。为了消除毛刺，在这4个输出端上分别加入D触发器，并给D触发器较大的脉冲频率。由029这三十个状态与数字的显示编码的对应关系，得到输出状态Q4Q3Q2Q1的卡诺图如下。(ABCED分别对应计数器的五个输出端O5O1) CDEAB00000101101011011110110000000000010011001001100111010101000110001001001100011001000001110101110100010101110110000100001000100100100001100010001100010000 通过对各个状态卡诺图化简，得到各个输出端的状态方程。Q4=ABCDBCDE+ABCDEQ3=ABC+ACD+ACDE+ACDE+ABCQ2=ABD+ACDE+ABCDE+ABCE+BCD+ABDQ1=ABE+ABCD+ABDE+ BCE+BCE+CDE四个输出端转换电路如下：Q1转换电路为： Q2转换电路为：Q3转换电路为：Q4转换电路为：这里将计数器加入到地址转换电路中了。便于仿真转换出来的显示编码。地址转换电路图如下所示：仿真波形如图：模块四 数码管显示电路将前一模块的四个地址输入端接到7448的输入端上，接好其它控制端，即组成了显示电路。为了消除毛刺，在显示电路的每个输出端加入D触发器，给D触发器较大的时钟脉冲。显示电路如下：模块五 总电路将上述设计好模块的相应端接好，如下图所示：仿真图：三、设计结论（包括设计过程中出现的问题；对EDA课程设计感想、意见和建议）硬件设计方案在MAX+PlusII中设置好各输入输出端口对应芯片的引脚，连接好实验电路，将下载电缆通过计算机的并口将计算机和实验箱连接起来，然后打开实验箱电源。将编译无误地程序下载到实验箱上，观察试验结果。开始时数码管的有一段始终不亮，经检查是连接那一段的导线有问题，换了一根导线后，得到的最终实验结果与预期要求完全吻合。四、总结随着社会的进步与发展，电子技术在当今社会中的应用越来越多，为了满足更好的适应社会，学校对我们进行EDA课程设计培训，虽然短短的两周，但在此次课程设计中使我熟悉EDA一些基本知识，培养我的独立思考、动手能力和创新思维，为以后电子设计积累了经验。当初刚拿到题目时，感觉很简单，但在实际做的时候，因为本次实验可编程芯片是用图形化编程语言实现的，做起来感到很茫然。经过一番思考，有了设计思路，将题目要求通过卡诺图化简转换成组合和时序电路进行仿真。在用软件仿真的过程中出现了许多错误，通过分析各个模块找出错误原因所在，使我在实践中积累了许多经验，使我更容易的发现错误。最终在不断的改进与调试后，看到自己的劳动成果与题目一致，感到非常欣喜。 在这两周的EDA课程设计中，我深深地体会到动手实践的重要。通过动手设计电路，使我对数字电子技术的相关知识和时序逻辑电路的设计有了更深的理解，我深刻的体会到，作为工科学生，只学会课本上的一些最基本的理论知识是远远不够的，而要想对所学知识真正的掌握是需要亲自动手实践的。此次课程设计让我认识到高新技术的快速发展和应用，让我看到了EDA技术功能的