数字逻辑课程设计

1、数字逻辑课程设计,北京邮电大学 计算机科学与技术学院系统结构实验室 2006年10月,课题1 简单频率计设计,实验目的： 掌握较复杂逻辑的设计、调试。 掌握用VHDL语言设计数字逻辑电路。 熟悉ispLEVER软件的使用方法。 熟悉ISP器件的使用。 了解频率计的初步知识。,2,计算机科学与技术学院系统结构实验室,课题1 简单频率计设计,实验器件和设备： PLCC封装的ispLSI1032芯片; TEC-5数字电路实验系统； TDS 1001 40MHZ数字存储示波器； 微机及ispLEVER软件。,3,计算机科学与技术学院系统结构实验室,课题1 简单频率计设计,实验任务和要求： 设计一个简易

2、的频率计，用于测量1MHz以下数字脉冲信号的频率。闸门只有1S一档，测量结果在数码管上显示出来，不测信号脉宽，用一片ISP芯片实现此设计，并在实验台上完成调试，建议设计使用VHDL语言编写。,4,计算机科学与技术学院系统结构实验室,课题1 简单频率计设计,实验提示: (1) 频率计的基本工作原理如下：首先产生一系列准确闸门信号，例如1ms，0.1ms和1s等，然后利用这些闸门信号控制一个计数器对被测脉冲信号进行计数，最后将结果显示出来，如果闸门信号是1s，那么1s内计数的结果就是被测信号的频率。如果闸门信号是 1ms， 那么计数结果是被测信号的千分之一，或者说结果是以 kHz为单位的频率值。,

3、5,计算机科学与技术学院系统结构实验室,课题1 简单频率计设计,（2）频率计中，最原始的时基信号准确度一定要高，所以使用实验台上100kHz 时钟信号做原始时基信号。 （3）1s的闸门信号由100kHz时钟经5次10分频，再经2分频产生，这样产生的闸门信号脉宽是1s，占空比是50%。1s用于计数， 1s用于显示结果。,6,计算机科学与技术学院系统结构实验室,课题1 简单频率计设计,（4）用于被测信号计数的计数器应采用十进制，测得的结果可直接送实验台上的6个数码管显示，每次对被测信号计数前，计数器应清零。,7,计算机科学与技术学院系统结构实验室,课题1 简单频率计设计,实验报告要求: 用VHDL

4、语言写出电子琴设计方案，注释要详细； 写出调试过程中发生的问题和解决办法。 简要写出测量数字信号脉宽的方法。,8,计算机科学与技术学院系统结构实验室,课题2 交通灯控制器设计,实验目的： 掌握状态机的测试、调试。 掌握用VHDL语言设计状态机。 熟悉ispLEVER软件的使用方法。 熟悉ISP器件的使用。,9,计算机科学与技术学院系统结构实验室,课题2 交通灯控制器设计,实验器件和设备： PLCC封装的ispLSI1032芯片; TEC-5数字电路实验系统； TDS 1001 40MHZ数字存储示波器； 微机及ispLEVER软件。,10,计算机科学与技术学院系统结构实验室,课题2 交通灯控制

5、器设计,实验任务和要求： 以实验台上的4个红色电平指示灯、4个绿色电平指示灯和4个黄色电平指示灯模仿路口的东、西、南、北4个方向的红、绿、黄交通灯。控制这些指示灯，使它们按下列规律亮、灭： 1.初始状态为4个方向的红灯全亮，时间为1秒。,11,计算机科学与技术学院系统结构实验室,课题2 交通灯控制器设计,2.东、西方向绿灯亮，南、北方向红灯亮。东、西方向通车。时间为5秒。 3.东、西方向黄灯闪烁，南、北方向红灯亮。时间2秒。 4.东、西方向红灯亮，南、北方向绿灯亮。南北方向通车。时间5秒。 5.东、西方向红灯亮，南、北方向黄灯闪烁。时间2秒。,12,计算机科学与技术学院系统结构实验室,课题2

6、交通灯控制器设计,6.返回2，继续运行。 7.如果发生紧急事件，例如救护车、警车通过，则按下单脉冲按钮，使得东、西、南、北四个方向红灯亮，紧急事件结束后，松开单脉冲按钮，恢复到被打断的状态继续运行。,13,计算机科学与技术学院系统结构实验室,课题2 交通灯控制器设计,实验提示: 这是一个典型的时序状态机，共有6个大的状态。 黄灯闪烁可通过使其连续亮0.2秒，灭0.2秒实现。 将实验台上的可调频率时钟1KHz作为设计中的初始时钟，以减少需要的分频数； 紧急事件发生时，要注意保存必要的信息，以备紧急事件结束后，恢复到原状态继续运行使用。,14,计算机科学与技术学院系统结构实验室,课题2 交通灯控制

7、器设计,实验报告要求: 写出交通灯设计方案，注释要详细； 写出调试过程中发生的问题和解决办法。 简要叙述状态机设计的特点。,15,计算机科学与技术学院系统结构实验室,课题3 电子钟设计,实验目的： 掌握较复杂逻辑的设计、调试。 学习用原理图设计数字逻辑电路。 学习数字电路模块层次设计。 学习ispLEVER软件的使用方法。 熟悉ISP器件的使用。,16,计算机科学与技术学院系统结构实验室,课题3 电子钟设计,实验器件和设备： PLCC封装的ispLSI1032芯片; TEC-5数字电路实验系统； TDS 1001 40MHZ数字存储示波器； 微机及ispLEVER软件。,17,计算机科学与技术

8、学院系统结构实验室,课题3 电子钟设计,实验任务和要求： 1.设计并用isp1032，实现一个电子钟。电子钟具有以下功能： （1）实验台上的6个数码管显示时、分、秒。 （2）能使电子钟复位（清零）。 （3）能启动或者停止电子钟运行。,18,计算机科学与技术学院系统结构实验室,课题3 电子钟设计,（4）在电子钟停止运行状态下，能够修改时、分、秒的值。 （5）具有报时功能，整点时喇叭鸣叫。 2.要求整个设计分为若干模块，顶层模块用原理图设计，低层模块用VHDL语言设计。 3.在TEC-5实验台上调试设计。,19,计算机科学与技术学院系统结构实验室,课题3 电子钟设计,实验报告要求: 用原理图和VH

9、DL语言描述整个设计。 写出调试过程中发生的问题及解决办法。 写出模块层次设计的体会。 比较原理图和VHDL语言设计的特点。,20,计算机科学与技术学院系统结构实验室,课题4 生产线药片装瓶显示系统设计,实验目的： 掌握较复杂逻辑的设计、调试。 采用VHDL语言、或原理图+VHDL语言设计数字系统。 学习数字系统设计方法。 掌握ispLEVER软件的使用方法。 熟悉ISP器件的使用。,21,计算机科学与技术学院系统结构实验室,课题4 生产线药片装瓶显示系统设计,实验器件和设备： PLCC封装的ispLSI1032芯片; TEC-5数字电路实验系统； TDS 1001 40MHZ数字存储示波器；

10、 微机及ispLEVER软件。,22,计算机科学与技术学院系统结构实验室,课题4 生产线药片装瓶显示系统设计,23,计算机科学与技术学院系统结构实验室,课题4 生产线药片装瓶显示系统设计,实验台上的5个数码管作为显示输出，显示每瓶药片及总药片数。 发光二极管模拟对机电装置的输出，绿灯表示启动，装瓶进行中；红灯表示装瓶完成，机电装置关闭。 输入子系统包括BCD码每瓶装药数输入与装瓶开始脉冲输入，设计要求每瓶最大药片数50粒，最多18瓶。 启动装瓶开始脉冲后，如果输入超出设计要求或者为零，要求显示系统输出告警提示。 漏斗感应器送来的药片装瓶信号用2s信号模拟，可用实验台提供的5KHz时钟分频产生。

11、 在实验台上调试设计。,24,计算机科学与技术学院系统结构实验室,课题4 生产线药片装瓶显示系统设计,实验报告要求: 用原理图和VHDL语言描述整个设计。 写出设计调试过程中出现的问题、解决办法、验收结果。 写出模块层次设计的体会。,25,计算机科学与技术学院系统结构实验室,课题5 自选研究性课题,实验目的： 掌握较复杂逻辑的设计、调试。 采用VHDL语言、或原理图+VHDL语言设计数字系统。 学习数字系统设计方法。 掌握ispLEVER软件的使用方法。 熟悉ISP器件的使用。,26,计算机科学与技术学院系统结构实验室,课题5 自选研究性课题,实验器件和设备： PLCC封装的ispLSI1032芯片; TEC-5数字电路实验系统； TDS 1001 40MHZ数字存储示波器； 微机及ispLEVER软件。,27,计算机科学与技术学院系统结构实验室,课题5 自选研究性课题,实验内容： 自选研究性课题，以具有一定应用需求的数字系统设计为背景，实现在系统可编程器件（ISP）的设计应用。,28,计算机科学与技术学院系统结构实验室,课题5 自选研究性课题,实验报告要求: 用原理图和VHDL语言描述整个设计。