数字系统课程设计讲解课件.ppt

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1、数字系统课程设计数字系统课程设计5/30/20231数字系统课程设计安排数字系统课程设计安排1 1、时间安排：、时间安排：、时间安排：、时间安排：全体：第全体：第全体：第全体：第1717周周周周周周周周1 1上午上午上午上午 周周周周2 2下午下午下午下午 周周周周3 3周周周周4 4上午上午上午上午 周周周周5 5全天全天全天全天 电路仿真设计电路仿真设计电路仿真设计电路仿真设计5/30/20232数字系统课程设计安排数字系统课程设计安排2 2、地点：、地点：、地点：、地点：仿真实验：学院实验室仿真实验：学院实验室仿真实验：学院实验室仿真实验：学院实验室506506机房机房机房机房数字实验：

2、中区采矿楼数字实验室数字实验：中区采矿楼数字实验室数字实验：中区采矿楼数字实验室数字实验：中区采矿楼数字实验室模拟实验：中区采矿楼模拟实验室模拟实验：中区采矿楼模拟实验室模拟实验：中区采矿楼模拟实验室模拟实验：中区采矿楼模拟实验室5/30/20233数字系统课程设计安排数字系统课程设计安排3 3、指导教师：、指导教师：、指导教师：、指导教师：1 1班：廖丽娟班：廖丽娟班：廖丽娟班：廖丽娟2 2班：武淑红班：武淑红班：武淑红班：武淑红5/30/20234数字系统课程设计目的数字系统课程设计目的 数字系统课程设计是在学习了模拟电子技术、数字系统课程设计是在学习了模拟电子技术、数字系统课程设计是在学

3、习了模拟电子技术、数字系统课程设计是在学习了模拟电子技术、数字电子技术或电子技术课程之后进行的一个重数字电子技术或电子技术课程之后进行的一个重数字电子技术或电子技术课程之后进行的一个重数字电子技术或电子技术课程之后进行的一个重要的实践环节，目的在于将模拟和数字这两部分要的实践环节，目的在于将模拟和数字这两部分要的实践环节，目的在于将模拟和数字这两部分要的实践环节，目的在于将模拟和数字这两部分课程的理论和实践联系起来，在老师的指导下对课程的理论和实践联系起来，在老师的指导下对课程的理论和实践联系起来，在老师的指导下对课程的理论和实践联系起来，在老师的指导下对某一设计课题进行电路设计和实践。某一设

4、计课题进行电路设计和实践。某一设计课题进行电路设计和实践。某一设计课题进行电路设计和实践。5/30/20235数字系统课程设计选题数字系统课程设计选题模拟部分模拟部分模拟部分模拟部分：小型直流稳压电源：小型直流稳压电源：小型直流稳压电源：小型直流稳压电源数字部分数字部分数字部分数字部分：以下四个选项之一：以下四个选项之一：以下四个选项之一：以下四个选项之一 数字电子钟设计数字电子钟设计数字电子钟设计数字电子钟设计 3 3位数字显示计时定时器的设计位数字显示计时定时器的设计位数字显示计时定时器的设计位数字显示计时定时器的设计 十字路口交通灯控制器的设计十字路口交通灯控制器的设计十字路口交通灯控制

5、器的设计十字路口交通灯控制器的设计 拔河游戏机拔河游戏机拔河游戏机拔河游戏机 5/30/20236小型直流稳压电源的设计要求小型直流稳压电源的设计要求（1 1）输出电压可在）输出电压可在）输出电压可在）输出电压可在5V5V到到到到15V15V之间连续可调之间连续可调之间连续可调之间连续可调（2 2）当电网电压在）当电网电压在）当电网电压在）当电网电压在220V220V上下波动上下波动上下波动上下波动15%,15%,输出电流在输出电流在输出电流在输出电流在080mA080mA范围内变化时，均可正常稳压，输出电压的范围内变化时，均可正常稳压，输出电压的范围内变化时，均可正常稳压，输出电压的范围内变

6、化时，均可正常稳压，输出电压的变化不超过变化不超过变化不超过变化不超过0.3V0.3V。（3 3）在保证正常稳压的前提下，尽量减小功率。）在保证正常稳压的前提下，尽量减小功率。）在保证正常稳压的前提下，尽量减小功率。）在保证正常稳压的前提下，尽量减小功率。（4 4）具有过流保护功能。）具有过流保护功能。）具有过流保护功能。）具有过流保护功能。（5 5）画出设计电路图，标出电路参数）画出设计电路图，标出电路参数）画出设计电路图，标出电路参数）画出设计电路图，标出电路参数（6 6）测试所设计电路的性能指标。）测试所设计电路的性能指标。）测试所设计电路的性能指标。）测试所设计电路的性能指标。设计指导

7、参看附录设计指导参看附录5/30/20237数字电子钟的设计要求数字电子钟的设计要求1.用用用用6 6个数码管显示时、分、秒（如个数码管显示时、分、秒（如个数码管显示时、分、秒（如个数码管显示时、分、秒（如23 59 23 59 5959）2.能实现对能实现对能实现对能实现对“时时时时”、“分分分分”、“秒秒秒秒”的校时。的校时。的校时。的校时。5/30/202383位数字显示计时定时器设计要求位数字显示计时定时器设计要求 1.计时功能，能随意控制计时器的启动和停止，保计时功能，能随意控制计时器的启动和停止，保计时功能，能随意控制计时器的启动和停止，保计时功能，能随意控制计时器的启动和停止，保

8、持计时显示结果，可清零。持计时显示结果，可清零。持计时显示结果，可清零。持计时显示结果，可清零。2.最大计时显示时间为最大计时显示时间为最大计时显示时间为最大计时显示时间为9 9分分分分5959秒。秒。秒。秒。3.具备定时功能，可设置初值。具备定时功能，可设置初值。具备定时功能，可设置初值。具备定时功能，可设置初值。4.计时和定时时间要求精确到秒。计时和定时时间要求精确到秒。计时和定时时间要求精确到秒。计时和定时时间要求精确到秒。5/30/20239十字路口交通灯控制器的设计十字路口交通灯控制器的设计 由一条主干道和一条支干道的汇合点形成十字由一条主干道和一条支干道的汇合点形成十字由一条主干道

9、和一条支干道的汇合点形成十字由一条主干道和一条支干道的汇合点形成十字交叉路口交叉路口交叉路口交叉路口 ，每个入口处设置了红、黄、绿三色信，每个入口处设置了红、黄、绿三色信，每个入口处设置了红、黄、绿三色信，每个入口处设置了红、黄、绿三色信号灯号灯号灯号灯 ，如图所示：，如图所示：，如图所示：，如图所示：主干道主干道主干道主干道支干道支干道支干道支干道5/30/202310十字路口交通灯控制器的设计十字路口交通灯控制器的设计 要求：要求：要求：要求：1.主、支干道交替通行，主干道每次放行主、支干道交替通行，主干道每次放行主、支干道交替通行，主干道每次放行主、支干道交替通行，主干道每次放行1515

10、秒，秒，秒，秒，支干道每次放行支干道每次放行支干道每次放行支干道每次放行1010秒；每次绿灯变红灯前，黄秒；每次绿灯变红灯前，黄秒；每次绿灯变红灯前，黄秒；每次绿灯变红灯前，黄灯先亮灯先亮灯先亮灯先亮5 5秒，此时另一干道上红灯不变秒，此时另一干道上红灯不变秒，此时另一干道上红灯不变秒，此时另一干道上红灯不变 态态态态序序序序主干道主干道主干道主干道支干道支干道支干道支干道时间时间时间时间1 1 1 1绿绿绿绿灯亮灯亮灯亮灯亮 允允允允许许许许通行通行通行通行红红红红灯亮灯亮灯亮灯亮 不不不不许许许许通行通行通行通行15s15s15s15s2 2 2 2黄灯亮黄灯亮黄灯亮黄灯亮 红红红红灯亮灯

11、亮灯亮灯亮 不不不不许许许许通行通行通行通行5s5s5s5s3 3 3 3红红红红灯亮灯亮灯亮灯亮 不不不不许许许许通行通行通行通行绿绿绿绿灯亮灯亮灯亮灯亮 允允允允许许许许通行通行通行通行10s10s10s10s4 4 4 4红红红红灯亮灯亮灯亮灯亮 不不不不许许许许通行通行通行通行黄灯亮黄灯亮黄灯亮黄灯亮5s5s5s5s5/30/202311十字路口交通灯控制器的设计十字路口交通灯控制器的设计 2.主干道黄灯亮时，支干道红灯以主干道黄灯亮时，支干道红灯以主干道黄灯亮时，支干道红灯以主干道黄灯亮时，支干道红灯以1Hz1Hz的频率闪烁；的频率闪烁；的频率闪烁；的频率闪烁；支干道黄灯亮时，主干道

12、红灯以支干道黄灯亮时，主干道红灯以支干道黄灯亮时，主干道红灯以支干道黄灯亮时，主干道红灯以1Hz1Hz的频率闪烁。的频率闪烁。的频率闪烁。的频率闪烁。3.主、支干道各信号灯亮时，需配合有时间提示，以主、支干道各信号灯亮时，需配合有时间提示，以主、支干道各信号灯亮时，需配合有时间提示，以主、支干道各信号灯亮时，需配合有时间提示，以数字显示出来，方便行人与机动车观察，主、支干数字显示出来，方便行人与机动车观察，主、支干数字显示出来，方便行人与机动车观察，主、支干数字显示出来，方便行人与机动车观察，主、支干道各信号灯亮的时间均以每秒减道各信号灯亮的时间均以每秒减道各信号灯亮的时间均以每秒减道各信号灯

13、亮的时间均以每秒减“1”1”的计数方式的计数方式的计数方式的计数方式工作，直到减到工作，直到减到工作，直到减到工作，直到减到“0”0”后主支干道各信号灯自动转后主支干道各信号灯自动转后主支干道各信号灯自动转后主支干道各信号灯自动转换换换换 5/30/202312拔河游戏机拔河游戏机 1.设计一个设计一个模拟拔河游戏比赛的逻辑电路。模拟拔河游戏比赛的逻辑电路。模拟拔河游戏比赛的逻辑电路。模拟拔河游戏比赛的逻辑电路。2.2.电路使用电路使用电路使用电路使用7 7个（或个（或个（或个（或9 9个）发光二极管，开机后只有在个）发光二极管，开机后只有在个）发光二极管，开机后只有在个）发光二极管，开机后只

14、有在拔河绳子中间的发光二极管亮。拔河绳子中间的发光二极管亮。拔河绳子中间的发光二极管亮。拔河绳子中间的发光二极管亮。3.3.比赛双方各持一个按钮，快速不断地按动按钮，产比赛双方各持一个按钮，快速不断地按动按钮，产比赛双方各持一个按钮，快速不断地按动按钮，产比赛双方各持一个按钮，快速不断地按动按钮，产生脉冲，谁按得快，发光的二极管就向谁的方向移动，生脉冲，谁按得快，发光的二极管就向谁的方向移动，生脉冲，谁按得快，发光的二极管就向谁的方向移动，生脉冲，谁按得快，发光的二极管就向谁的方向移动，每按一次，发光二极管移动一位。每按一次，发光二极管移动一位。每按一次，发光二极管移动一位。每按一次，发光二极

15、管移动一位。4.4.亮的发光二极管移到任一方的终点时，该方就获胜，亮的发光二极管移到任一方的终点时，该方就获胜，亮的发光二极管移到任一方的终点时，该方就获胜，亮的发光二极管移到任一方的终点时，该方就获胜，此后双方的按钮都应无作用，状态保持，只有当裁判此后双方的按钮都应无作用，状态保持，只有当裁判此后双方的按钮都应无作用，状态保持，只有当裁判此后双方的按钮都应无作用，状态保持，只有当裁判按动复位后，在拔河绳子中间的发光二极管重新亮按动复位后，在拔河绳子中间的发光二极管重新亮按动复位后，在拔河绳子中间的发光二极管重新亮按动复位后，在拔河绳子中间的发光二极管重新亮5.5.用七段数码管显示双方的获胜盘

16、数。用七段数码管显示双方的获胜盘数。用七段数码管显示双方的获胜盘数。用七段数码管显示双方的获胜盘数。5/30/202313设计方法设计方法 一、一般的方法一、一般的方法一、一般的方法一、一般的方法 在在在在“模拟电子技术基础模拟电子技术基础模拟电子技术基础模拟电子技术基础”与与与与“数字电子技术数字电子技术数字电子技术数字电子技术基础基础基础基础”课程中，通常只介绍单元电路的设计、集成课程中，通常只介绍单元电路的设计、集成课程中，通常只介绍单元电路的设计、集成课程中，通常只介绍单元电路的设计、集成芯片的特性功能等，而一个实用的电子系统通常是芯片的特性功能等，而一个实用的电子系统通常是芯片的特性

17、功能等，而一个实用的电子系统通常是芯片的特性功能等，而一个实用的电子系统通常是由多个单元电路组成的。因此，进行电子系统设计由多个单元电路组成的。因此，进行电子系统设计由多个单元电路组成的。因此，进行电子系统设计由多个单元电路组成的。因此，进行电子系统设计时，不但要考虑系统总体功能的实际，还要考虑系时，不但要考虑系统总体功能的实际，还要考虑系时，不但要考虑系统总体功能的实际，还要考虑系时，不但要考虑系统总体功能的实际，还要考虑系统各部分电路的选择、设计以及它们之间的相互连统各部分电路的选择、设计以及它们之间的相互连统各部分电路的选择、设计以及它们之间的相互连统各部分电路的选择、设计以及它们之间的

18、相互连接。在系统方案确定后，除少数电路参数需要设计接。在系统方案确定后，除少数电路参数需要设计接。在系统方案确定后，除少数电路参数需要设计接。在系统方案确定后，除少数电路参数需要设计计算外，大部分只需根据框图各部分要求正确选用计算外，大部分只需根据框图各部分要求正确选用计算外，大部分只需根据框图各部分要求正确选用计算外，大部分只需根据框图各部分要求正确选用模拟和数字集成电路的芯片进行连接就可以了模拟和数字集成电路的芯片进行连接就可以了模拟和数字集成电路的芯片进行连接就可以了模拟和数字集成电路的芯片进行连接就可以了。5/30/202314设计方法设计方法 二、一般的过程：二、一般的过程：二、一般

19、的过程：二、一般的过程：选择总体方案框图、单元电路设计选择总体方案框图、单元电路设计选择总体方案框图、单元电路设计选择总体方案框图、单元电路设计与选择、电子元器件的选择、单元电路与选择、电子元器件的选择、单元电路与选择、电子元器件的选择、单元电路与选择、电子元器件的选择、单元电路之间的连接、对电子系统进行电路进行之间的连接、对电子系统进行电路进行之间的连接、对电子系统进行电路进行之间的连接、对电子系统进行电路进行仿真和搭试、对方案及单元电路进行修仿真和搭试、对方案及单元电路进行修仿真和搭试、对方案及单元电路进行修仿真和搭试、对方案及单元电路进行修改、绘制总体电路，最后写出设计报告。改、绘制总体

20、电路，最后写出设计报告。改、绘制总体电路，最后写出设计报告。改、绘制总体电路，最后写出设计报告。5/30/202315数字钟设计指导数字钟设计指导时计数器时计数器时计数器时计数器分计数器分计数器分计数器分计数器秒计数器秒计数器秒计数器秒计数器译码显示器译码显示器译码显示器译码显示器校时控制电路校时控制电路校时控制电路校时控制电路.秒信号秒信号操作开关操作开关三、设计指导三、设计指导三、设计指导三、设计指导1 1、总体框图、总体框图、总体框图、总体框图5/30/202316数字钟设计指导数字钟设计指导2 2、单元电路设计：、单元电路设计：、单元电路设计：、单元电路设计：（1 1）计数器单元电路设

21、计）计数器单元电路设计）计数器单元电路设计）计数器单元电路设计 根据计时要求，时、分、秒计数器应根据计时要求，时、分、秒计数器应根据计时要求，时、分、秒计数器应根据计时要求，时、分、秒计数器应分别为分别为分别为分别为2424进制、进制、进制、进制、6060进制、进制、进制、进制、6060进制计数器。进制计数器。进制计数器。进制计数器。为了将来便于应用为了将来便于应用为了将来便于应用为了将来便于应用84218421码进行译码显示，码进行译码显示，码进行译码显示，码进行译码显示，秒计数器可考虑用两个十进制计数器的集秒计数器可考虑用两个十进制计数器的集秒计数器可考虑用两个十进制计数器的集秒计数器可考

22、虑用两个十进制计数器的集成片组成（如成片组成（如成片组成（如成片组成（如74LS9074LS90，74LS160)74LS160)，然后，然后，然后，然后反馈归零实现反馈归零实现反馈归零实现反馈归零实现6060进制计数。分计数器和时进制计数。分计数器和时进制计数。分计数器和时进制计数。分计数器和时计数也与此相同。计数也与此相同。计数也与此相同。计数也与此相同。5/30/202317数字钟设计指导数字钟设计指导（2 2）校时控制电路）校时控制电路）校时控制电路）校时控制电路 通常可以有两种校时的方法，一通常可以有两种校时的方法，一通常可以有两种校时的方法，一通常可以有两种校时的方法，一是手动校时

23、，二是利用秒脉冲自动校时。是手动校时，二是利用秒脉冲自动校时。是手动校时，二是利用秒脉冲自动校时。是手动校时，二是利用秒脉冲自动校时。这样可以考虑使用若干个开关来完成校这样可以考虑使用若干个开关来完成校这样可以考虑使用若干个开关来完成校这样可以考虑使用若干个开关来完成校时操作、正常计时和停止计时的操作控时操作、正常计时和停止计时的操作控时操作、正常计时和停止计时的操作控时操作、正常计时和停止计时的操作控制。制。制。制。需要进行控制的操作状态有如下需要进行控制的操作状态有如下需要进行控制的操作状态有如下需要进行控制的操作状态有如下8 8种：正常计时、手动校秒、自动校秒、种：正常计时、手动校秒、自

24、动校秒、种：正常计时、手动校秒、自动校秒、种：正常计时、手动校秒、自动校秒、手动校分、自动校分、手动校时、自动手动校分、自动校分、手动校时、自动手动校分、自动校分、手动校时、自动手动校分、自动校分、手动校时、自动校时、停止计时。校时、停止计时。校时、停止计时。校时、停止计时。5/30/202318数字钟设计指导数字钟设计指导（2 2）校时控制电路）校时控制电路）校时控制电路）校时控制电路 通常可以有两种校时的方法，一是手动校通常可以有两种校时的方法，一是手动校通常可以有两种校时的方法，一是手动校通常可以有两种校时的方法，一是手动校时，二是利用秒脉冲自动校时。这样可以考虑时，二是利用秒脉冲自动校

25、时。这样可以考虑时，二是利用秒脉冲自动校时。这样可以考虑时，二是利用秒脉冲自动校时。这样可以考虑使用若干个开关来完成校时操作、正常计时和使用若干个开关来完成校时操作、正常计时和使用若干个开关来完成校时操作、正常计时和使用若干个开关来完成校时操作、正常计时和停止计时的操作控制。停止计时的操作控制。停止计时的操作控制。停止计时的操作控制。需要进行控制的操作状态有如下需要进行控制的操作状态有如下需要进行控制的操作状态有如下需要进行控制的操作状态有如下8 8种：正常种：正常种：正常种：正常计时、手动校秒、自动校秒、手动校分、自动计时、手动校秒、自动校秒、手动校分、自动计时、手动校秒、自动校秒、手动校分

26、、自动计时、手动校秒、自动校秒、手动校分、自动校分、手动校时、自动校时、停止计时。校分、手动校时、自动校时、停止计时。校分、手动校时、自动校时、停止计时。校分、手动校时、自动校时、停止计时。控制产生的输出有三个：控制产生的输出有三个：控制产生的输出有三个：控制产生的输出有三个：CPCP时、时、时、时、CPCP分和分和分和分和CPCP秒秒秒秒输入的脉冲类型有四种：输入的脉冲类型有四种：输入的脉冲类型有四种：输入的脉冲类型有四种：C C分进位、分进位、分进位、分进位、C C秒进位、秒进位、秒进位、秒进位、C C秒和秒和秒和秒和C C手手手手5/30/202319真值表真值表真值表真值表K2K2 K

27、1K1 K0K0CPCP时时时时CPCP分分分分 CPCP秒秒秒秒功能功能功能功能0 00 00 00 00 00 0停止计时停止计时停止计时停止计时0 00 01 1C C分进位分进位分进位分进位C C秒进位秒进位秒进位秒进位C C秒秒秒秒正常计数正常计数正常计数正常计数0 01 10 0C C分进位分进位分进位分进位C C秒进位秒进位秒进位秒进位C C手手手手手动校秒手动校秒手动校秒手动校秒0 01 11 1C C分进位分进位分进位分进位C C秒进位秒进位秒进位秒进位C C秒秒秒秒自动校秒自动校秒自动校秒自动校秒1 10 00 0C C分进位分进位分进位分进位C C手手手手C C秒秒秒秒手

28、动校分手动校分手动校分手动校分1 10 01 1C C分进位分进位分进位分进位C C秒秒秒秒C C秒秒秒秒自动校分自动校分自动校分自动校分1 11 10 0C C手手手手C C秒进位秒进位秒进位秒进位C C秒秒秒秒手动校时手动校时手动校时手动校时1 11 11 1C C秒秒秒秒C C秒进位秒进位秒进位秒进位C C秒秒秒秒自动校时自动校时自动校时自动校时数字钟设计指导数字钟设计指导5/30/202320 由真值表可以画出卡诺图由真值表可以画出卡诺图,写表达式。这里以写表达式。这里以CP秒秒为例来加以说明为例来加以说明C C秒秒秒秒C C秒秒秒秒C C秒秒秒秒C C秒秒秒秒C C手手手手C C秒秒

29、秒秒C C秒秒秒秒0k2k1k00001111001可得表达式：可得表达式：CP秒秒=K0C秒秒+K2C秒秒+K2K1K0C手手数字钟设计指导数字钟设计指导5/30/202321数字钟设计指导数字钟设计指导（3 3）译码显示电路）译码显示电路）译码显示电路）译码显示电路 译码显示电路的功能是将时、分、秒译码显示电路的功能是将时、分、秒译码显示电路的功能是将时、分、秒译码显示电路的功能是将时、分、秒计数器输出的计数器输出的计数器输出的计数器输出的4 4位二进制进行翻译后显示位二进制进行翻译后显示位二进制进行翻译后显示位二进制进行翻译后显示出相应的十进制数字。出相应的十进制数字。出相应的十进制数字

30、。出相应的十进制数字。设计时，要注意译码驱动器要与数码设计时，要注意译码驱动器要与数码设计时，要注意译码驱动器要与数码设计时，要注意译码驱动器要与数码管的类型匹配。管的类型匹配。管的类型匹配。管的类型匹配。3 3、画出总逻辑连线图，在仿真软件中验、画出总逻辑连线图，在仿真软件中验、画出总逻辑连线图，在仿真软件中验、画出总逻辑连线图，在仿真软件中验证功能。证功能。证功能。证功能。4 4、硬件联调、硬件联调、硬件联调、硬件联调 5 5、总结报告、总结报告、总结报告、总结报告5/30/2023223 3位数字显示计时定时器位数字显示计时定时器设计指导设计指导1 1、总体框图、总体框图、总体框图、总体

31、框图分计数器分计数器分计数器分计数器秒高位秒高位秒高位秒高位计数器计数器计数器计数器秒低位秒低位秒低位秒低位计数器计数器计数器计数器译码显示器译码显示器译码显示器译码显示器秒信号秒信号控制开关控制开关计数器控制电路计数器控制电路计数器控制电路计数器控制电路计时控制计时控制定时控制定时控制.复位复位/置位信号置位信号CP5/30/2023233 3位数字显示计时定时器设计指导位数字显示计时定时器设计指导2 2、单元电路设计：、单元电路设计：、单元电路设计：、单元电路设计：（1 1）计数器单元电路设计）计数器单元电路设计）计数器单元电路设计）计数器单元电路设计 根据计时要求，分、秒计数器应分根据计

32、时要求，分、秒计数器应分根据计时要求，分、秒计数器应分根据计时要求，分、秒计数器应分别为别为别为别为9 9进制、进制、进制、进制、6060进制加计数器。另外当需进制加计数器。另外当需进制加计数器。另外当需进制加计数器。另外当需要进行定时操作时，应该考虑使用减法计要进行定时操作时，应该考虑使用减法计要进行定时操作时，应该考虑使用减法计要进行定时操作时，应该考虑使用减法计数。为了将来便于应用数。为了将来便于应用数。为了将来便于应用数。为了将来便于应用84218421码进行译码码进行译码码进行译码码进行译码显示，计数器可考虑用可逆十进制计数器显示，计数器可考虑用可逆十进制计数器显示，计数器可考虑用可

33、逆十进制计数器显示，计数器可考虑用可逆十进制计数器的集成片组成。的集成片组成。的集成片组成。的集成片组成。5/30/2023243 3位数字显示计时定时器设计指导位数字显示计时定时器设计指导（2 2）计数器控制电路）计数器控制电路）计数器控制电路）计数器控制电路 计数器控制电路的作用是，通过开关状态的不计数器控制电路的作用是，通过开关状态的不计数器控制电路的作用是，通过开关状态的不计数器控制电路的作用是，通过开关状态的不同实现加计数控制同实现加计数控制同实现加计数控制同实现加计数控制C C，减计数控制，减计数控制，减计数控制，减计数控制C C、计数、计数、计数、计数/停停停停止止止止cpcp、

34、(复位复位复位复位/置位置位置位置位)预置控制预置控制预置控制预置控制LDLD的控制输出作用。的控制输出作用。的控制输出作用。的控制输出作用。可考虑两个（或多个）开关可考虑两个（或多个）开关可考虑两个（或多个）开关可考虑两个（或多个）开关K1,K2K1,K2来控制来控制来控制来控制k1k2C+/C_CPLD功能功能0001保持保持010CP秒秒1计时计时101CP秒秒1定时定时11CP秒秒0置数置数5/30/2023253 3位数字显示计时定时器设计指导位数字显示计时定时器设计指导（3 3）显示译码电路：略）显示译码电路：略）显示译码电路：略）显示译码电路：略3 3、画出总逻辑连线图，在仿真软

35、件中验证功能。、画出总逻辑连线图，在仿真软件中验证功能。、画出总逻辑连线图，在仿真软件中验证功能。、画出总逻辑连线图，在仿真软件中验证功能。4 4、硬件联调、硬件联调、硬件联调、硬件联调 5 5、总结报告、总结报告、总结报告、总结报告5/30/202326十字路口交通灯控制器的设计十字路口交通灯控制器的设计 1 1、总体框图、总体框图、总体框图、总体框图5/30/202327定时计数模块态序如右定时计数模块态序如右图所示，图所示，15进制计数使进制计数使能有效由满度值开始减能有效由满度值开始减计数，当减为计数，当减为0时，产时，产生计时时间到的信号，生计时时间到的信号，停止计数，另一方面触停止

36、计数，另一方面触发主干道黄灯亮，且发主干道黄灯亮，且5进制计数使能有效启动进制计数使能有效启动减计数减计数依次循环依次循环2 2、单元电路设计：、单元电路设计：、单元电路设计：、单元电路设计：（1 1）定时计数模块）定时计数模块）定时计数模块）定时计数模块5/30/202328十字路口交通灯控制器的设计十字路口交通灯控制器的设计（2 2）状态控制器设计）状态控制器设计）状态控制器设计）状态控制器设计 信号灯四种不同的状态分别用信号灯四种不同的状态分别用信号灯四种不同的状态分别用信号灯四种不同的状态分别用S0S0（主绿灯亮、（主绿灯亮、（主绿灯亮、（主绿灯亮、支红灯亮）、支红灯亮）、支红灯亮）、

37、支红灯亮）、S1S1（主黄灯亮、支红灯闪烁）、（主黄灯亮、支红灯闪烁）、（主黄灯亮、支红灯闪烁）、（主黄灯亮、支红灯闪烁）、S2S2（主红灯亮、支绿灯亮）、（主红灯亮、支绿灯亮）、（主红灯亮、支绿灯亮）、（主红灯亮、支绿灯亮）、S3S3（主红灯闪烁、支黄灯（主红灯闪烁、支黄灯（主红灯闪烁、支黄灯（主红灯闪烁、支黄灯亮）表示，其状态编码及状态转换图如下。亮）表示，其状态编码及状态转换图如下。亮）表示，其状态编码及状态转换图如下。亮）表示，其状态编码及状态转换图如下。5/30/202329十字路口交通灯控制器的设计十字路口交通灯控制器的设计 显然，可用显然，可用2位二进制计数器来实现这四种状位二进

38、制计数器来实现这四种状态的控制输出。态的控制输出。（3）状态译码器状态译码器状态译码器状态译码器 主、支干道上红、黄、绿信号灯的状态主要取主、支干道上红、黄、绿信号灯的状态主要取主、支干道上红、黄、绿信号灯的状态主要取主、支干道上红、黄、绿信号灯的状态主要取决于状态控制器的输出状态。它们之间的关系见真决于状态控制器的输出状态。它们之间的关系见真决于状态控制器的输出状态。它们之间的关系见真决于状态控制器的输出状态。它们之间的关系见真值表值表值表值表5/30/202330十字路口交通灯控制器的设计十字路口交通灯控制器的设计 据此，可列出据此，可列出据此，可列出据此，可列出R,Y,G,r,y,gR,

39、Y,G,r,y,g的函数关系。的函数关系。的函数关系。的函数关系。另外，根据设计要求，当黄灯亮时，红灯应按另外，根据设计要求，当黄灯亮时，红灯应按另外，根据设计要求，当黄灯亮时，红灯应按另外，根据设计要求，当黄灯亮时，红灯应按1HZ 1HZ 频率闪烁。从状态译码器真值表中看出，黄灯频率闪烁。从状态译码器真值表中看出，黄灯频率闪烁。从状态译码器真值表中看出，黄灯频率闪烁。从状态译码器真值表中看出，黄灯亮时，亮时，亮时，亮时，Q1 Q1 必为高电平；而红灯点亮信号与必为高电平；而红灯点亮信号与必为高电平；而红灯点亮信号与必为高电平；而红灯点亮信号与Q1 Q1 无无无无关。因此可以利用关。因此可以利

40、用关。因此可以利用关。因此可以利用Q1 Q1 信号去控制与非门，当信号去控制与非门，当信号去控制与非门，当信号去控制与非门，当Q1 Q1 为为为为高电平时，将秒信号脉冲引到驱动红灯的与非门的高电平时，将秒信号脉冲引到驱动红灯的与非门的高电平时，将秒信号脉冲引到驱动红灯的与非门的高电平时，将秒信号脉冲引到驱动红灯的与非门的输入端，使红灯在黄灯亮期间闪烁；输入端，使红灯在黄灯亮期间闪烁；输入端，使红灯在黄灯亮期间闪烁；输入端，使红灯在黄灯亮期间闪烁；反之将其隔离，反之将其隔离，反之将其隔离，反之将其隔离，红灯信号不受黄灯信号的影响。红灯信号不受黄灯信号的影响。红灯信号不受黄灯信号的影响。红灯信号不

41、受黄灯信号的影响。5/30/202331拔河游戏机的设计拔河游戏机的设计裁判控制裁判控制整整形形电电路路可可逆逆计计数数器器译译码码器器取取胜胜计计数数取取胜胜显显示示电子绳电子绳按键按键A按键按键B5/30/202332实验室可提供的集成电路芯片实验室可提供的集成电路芯片最好选择以下芯片设计，方便最后的电路调试。最好选择以下芯片设计，方便最后的电路调试。最好选择以下芯片设计，方便最后的电路调试。最好选择以下芯片设计，方便最后的电路调试。74LS00,74LS01,74LS02,74LS03,74LS04,74LS0574LS00,74LS01,74LS02,74LS03,74LS04,74L

42、S05,74LS08,74LS10,74LS11,74LS14,74LS20,74LS2,74LS08,74LS10,74LS11,74LS14,74LS20,74LS21,74LS27,74LS30,74LS32,74LS47,74LS48,74LS1,74LS27,74LS30,74LS32,74LS47,74LS48,74LS54,74LS74,74LS76,74LS82,74LS83,74LS85,74L54,74LS74,74LS76,74LS82,74LS83,74LS85,74LS86,74LS90,74LS93,74LS112,74LS123,74LS138,S86,74LS9

43、0,74LS93,74LS112,74LS123,74LS138,74LS139,74LS147,74LS148,74LS151,74LS153,774LS139,74LS147,74LS148,74LS151,74LS153,74LS154,74LS157,74LS160,74LS161,74LS162,744LS154,74LS157,74LS160,74LS161,74LS162,74LS163,74LS164,74LS173,74LS190,74LS191,74LLS163,74LS164,74LS173,74LS190,74LS191,74LS192,74LS193,74LS194,

44、74LS244,74LS245,74LSS192,74LS193,74LS194,74LS244,74LS245,74LS247,74LS248,74LS373,CD4013,CD4017,CD4085247,74LS248,74LS373,CD4013,CD4017,CD40855/30/202333准备工作以及时间安排准备工作以及时间安排 序号序号序号序号内容内容内容内容要求要求要求要求天数天数天数天数1 1 1 1收集技收集技收集技收集技术资术资术资术资料料料料理解理解理解理解设计设计设计设计任任任任务务务务、查阅查阅查阅查阅相关相关相关相关资资资资料料料料1.51.51.51.52 2

45、 2 2确定确定确定确定总总总总体体体体设计设计设计设计思想思想思想思想方案方案方案方案论证论证论证论证比比比比较较较较、确定、确定、确定、确定总总总总体体体体设设设设计计计计方案方案方案方案1 1 1 13 3 3 3单单单单元元元元电电电电路路路路设计设计设计设计设计单设计单设计单设计单元元元元电电电电路、路、路、路、选择选择选择选择元器件、元器件、元器件、元器件、计计计计算参数算参数算参数算参数2 2 2 24 4 4 4EDAEDAEDAEDA仿真仿真仿真仿真利用利用利用利用EDAEDAEDAEDA仿真仿真仿真仿真软软软软件件件件验证设计验证设计验证设计验证设计方方方方案的可行性案的可

46、行性案的可行性案的可行性,修改其中修改其中修改其中修改其中错误错误错误错误。3.03.03.03.05 5 5 5电电电电路路路路调试调试调试调试根据已确定无根据已确定无根据已确定无根据已确定无误误误误的方案的方案的方案的方案进进进进行行行行安装安装安装安装调试调试调试调试，验证验证验证验证各各各各项项项项功能和功能和功能和功能和技技技技术术术术指指指指标标标标。2 2 2 26 6 6 6书书书书写写写写设计报设计报设计报设计报告告告告按照按照按照按照课课课课程程程程设计报设计报设计报设计报告的要求，告的要求，告的要求，告的要求，编编编编写写写写设计报设计报设计报设计报告告告告0.50.50

47、.50.55/30/202334课程设计报告课程设计报告1 1课程设计报告文稿要求书面整洁、内容完整，课程设计报告文稿要求书面整洁、内容完整，课程设计报告文稿要求书面整洁、内容完整，课程设计报告文稿要求书面整洁、内容完整，语句通顺，正文不少于语句通顺，正文不少于语句通顺，正文不少于语句通顺，正文不少于5 5页。页。页。页。2 2每位学生交一份课程设计报告（打印稿），不每位学生交一份课程设计报告（打印稿），不每位学生交一份课程设计报告（打印稿），不每位学生交一份课程设计报告（打印稿），不许复印、拷贝，否则成绩为不合格。每组提交可运许复印、拷贝，否则成绩为不合格。每组提交可运许复印、拷贝，否则成绩

48、为不合格。每组提交可运许复印、拷贝，否则成绩为不合格。每组提交可运行的系统仿真电路图行的系统仿真电路图行的系统仿真电路图行的系统仿真电路图(一份一份一份一份)和项目报告和项目报告和项目报告和项目报告(每人每人每人每人)，以，以，以，以班为单位刻录光盘。班为单位刻录光盘。班为单位刻录光盘。班为单位刻录光盘。3 3课程设计报告要求以班为单位（按照学号顺序课程设计报告要求以班为单位（按照学号顺序课程设计报告要求以班为单位（按照学号顺序课程设计报告要求以班为单位（按照学号顺序）收齐连同光盘交课程设计指导教师。）收齐连同光盘交课程设计指导教师。）收齐连同光盘交课程设计指导教师。）收齐连同光盘交课程设计指

49、导教师。4 4所有资料在第所有资料在第所有资料在第所有资料在第2020周前提交。周前提交。周前提交。周前提交。课程设计报告格式见附录课程设计报告格式见附录课程设计报告格式见附录课程设计报告格式见附录5/30/202335课程设计考核课程设计考核 1 1可两人或三人一组进行自由组合，每组选择可两人或三人一组进行自由组合，每组选择可两人或三人一组进行自由组合，每组选择可两人或三人一组进行自由组合，每组选择一个题目进行设计，每位学生独立进行电路设计，一个题目进行设计，每位学生独立进行电路设计，一个题目进行设计，每位学生独立进行电路设计，一个题目进行设计，每位学生独立进行电路设计，每组学生可相互分工合

50、作。每组学生可相互分工合作。每组学生可相互分工合作。每组学生可相互分工合作。2 2在学生完成课程设计时，现场对每组学生进在学生完成课程设计时，现场对每组学生进在学生完成课程设计时，现场对每组学生进在学生完成课程设计时，现场对每组学生进行质疑。行质疑。行质疑。行质疑。3 3根据课程设计报告、质疑成绩以及学生在课根据课程设计报告、质疑成绩以及学生在课根据课程设计报告、质疑成绩以及学生在课根据课程设计报告、质疑成绩以及学生在课程设计过程中的表现，由指导教师按优、良、中、程设计过程中的表现，由指导教师按优、良、中、程设计过程中的表现，由指导教师按优、良、中、程设计过程中的表现，由指导教师按优、良、中、