串行口数据传输

1、题目串行口数据传输的仿真及硬件实现赵一超2015年9月28日电路综合实验课时讲义+课本分组时间：9.28-10.14每天：8:00-17:30讲义：串行口数据传输的仿真及硬件实现课本：数字电路与逻辑设计第二版两人一组实验，实验中分组不可更改关于实验实验讲义班级上课地点7班2-3218班2-328爱护设备示波器、稳压电源等设备，不允许自行插拔注意环境卫生不乱动电源注意水杯，避免漏水不随意插拔电脑的插线基本要求Ps:每天中午至少留一组同学照看教室，教室中午不锁门，便与同学们继续实验。当天值日的同学负责教室当天的卫生。 串行口数据传输是数字系统中常用的一种数据传输方式。本实验要求学生综合数字逻辑电路

2、和串行口通信的知识，独立设计完成一个简单的串行口数据传输系统，用Quartus 软件进行仿真，然后进行硬件实现。 涉及知识：电路分析数字电路与逻辑设计仿真软件： Quartus 实验目的实验仪器+芯片仪器数量双踪示波器 1台直流稳压电源 1台面包板 1块实验工具1套芯片数量74LS系列芯片若干晶体1Mhz1块电阻150欧若干数码管1个串行口数据传输系统框图如下：同步字符、结束字符、发生器信息码时钟电路串/并转换同步字符检测电路控制电路锁存电路显示电路分频！ 系统分为发送端，接收端两部分，发送端主要是同步字、信号发生器和时钟电路。接收端包括串/并转换电路，字符检测电路，控制电路，锁存接收和显示电

3、路。要求：将以上电路分别进行设计，然后相互连接、总体调试。实验内容硬件设计：1、设计时钟电路2、设计信息码（包括同步码）发生电路3、设计串并转换电路4、设计同步字符检测电路5、设计控制电路6、设计锁存接收电路7、设计显示电路8、总体连接、联调用示波器检查硬件设计的输出波形是否符合设计要求。设计任务 软件仿真： 用Quartus进行原理图的仿真。1、根据要求，做出状态转移表2、根据状态转移表，做出以现在状态为输入，下一状态为输出的卡诺图，从卡诺图中求出电路的状态方程。同时，做出电路的输出卡诺图，求输出方程。3、由状态方程直接求出触发器的输入激励方程，完成触发器输入逻辑的设计。4、根据设计结果，画

4、出状态转移图，将所有状态的转移关系表示清楚。检查是否自启动，若不能自启动，还要重新修改某个触发器的激励方程。5、根据激励方程和输出方程，选择期间，完成具体的逻辑设计。画出最后的逻辑图。参考数字电路与逻辑设计一书“常用时序电路的设计”章节。常用时序逻辑电路设计步骤具体要求1、发送端信息码：111100010011010，此信息码形成电路实现。2、同步码：1111000，信息码的前七位为同步码，要求电路在加电后先显示同步码。3、同步码及其它串行码要求在数码管上显示出来。4、用数码管显示同步码和其它串行码时，应将信号频率降低到2Hz，这样才能看到正确的显示结果。5、注意，设计难点在于同步字符检测电路

5、及控制电路。实验步骤1、软件仿真实现总体功能设计。2、按照总体电路图的设计，在面包板上连接电路 晶振部署在面包板的左上角，因为晶振具有辐射，避免影响其他芯片产生的波形。 面包板的电源线及地线应尽量保持“E”字形。 直流电压不要过高，容易烧坏芯片（要求电压为5V）。3、功能阶段性测试，便于问题的排查和解决4、打印输出波形（示波器）5、画出数码管显示的同步码及其他串行码实验步骤晶振部署在面包板的左上角，因为晶振具有辐射，避免影响其他芯片产生的波形。 面包板的电源线及地线应尽量保持“E”字形。直流电压不要过高，容易烧坏芯片（要求电压为5V）。电源线晶振地线1、报告中有总体方案的框图。2、报告总有系统

6、中每一部分的硬件设计过程及结果图，图上要标明各芯片的管脚。3、报告中含有总体原理图设计的电路，在图上要标明各芯片的管脚（用Quartus软件实现）。4、每一功能的仿真结果。5、示波器上观察的硬件波形。（主时钟波形、信息吗波形、串/并转换输入/输出波形、同步字符检测输出波形、控制电路的输入/输出波形、锁存接收电路的输入/输出波形）。实验报告（1）报告：电子版时间：学委在10月18日，刻成光盘提交到老师处。要求：1、每组同学一个文件夹，内包含实验报告及仿真的全部工程文件。2、命名方式：班级-组号-姓名-电路综合实验。3、报告有封皮、目录、实验内容、设计要求、系统设计仿真等部分，实验过程遇到的问题及实验心得（每组两位同学均写心得）。实验及报告（2）1、完成串行检测方法后，再实现并