【正文】 ……………………………………………………………8 LED動(dòng)態(tài)顯示模塊……………………………………………………………10 鬧鈴模塊 ……………………………………………………………………12 萬(wàn)年歷模塊 …………………………………………………………………15 開(kāi)關(guān)復(fù)用的邏輯控制 ………………………………………………………21 各子模塊調(diào)試及聯(lián)調(diào)設(shè)計(jì) ……………………………………………………23 各子模塊下載調(diào)試 …………………………………………………………23 各子模塊聯(lián)調(diào)思想設(shè)計(jì) ……………………………………………………254 系統(tǒng)設(shè)計(jì)及調(diào)試中的問(wèn)題………………………………………………………265 心得與體會(huì)………………………………………………………………………27結(jié)論 …………………………………………………………………………………29致謝 …………………………………………………………………………………29參考文獻(xiàn) ……………………………………………………………………………291 引言隨著大規(guī)模集成電路技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展在涉及通信、國(guó)防、工業(yè)自動(dòng)化、計(jì)算機(jī)應(yīng)用儀器儀表等領(lǐng)域的電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)工作中，,電子產(chǎn)品、集成電路、電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)的發(fā)展而發(fā)展起來(lái)的，現(xiàn)今電子設(shè)計(jì)是以大規(guī)?？删幊踢壿嬈骷樵O(shè)計(jì)載體，硬件描述語(yǔ)言為系統(tǒng)邏輯描述，以計(jì)算機(jī)、大規(guī)模可編程邏輯器件的開(kāi)發(fā)軟件及實(shí)驗(yàn)開(kāi)發(fā)系統(tǒng)為設(shè)計(jì)工具，通過(guò)有關(guān)的開(kāi)發(fā)軟件,運(yùn)用自頂而下的層次化設(shè)計(jì)方法完成用軟件方式設(shè)計(jì)的電子系統(tǒng)到硬件系統(tǒng)的邏輯編譯、邏輯化簡(jiǎn)、邏輯分割、邏輯綜合及優(yōu)化，邏輯布局布線(xiàn)、邏輯仿真、直至對(duì)特定芯片的適配編譯、邏輯映射編程下載等，要求能夠充分利用EDA技術(shù)，使用計(jì)算機(jī)仿真軟件對(duì)電路、信號(hào)與系統(tǒng)進(jìn)行輔助分析，優(yōu)化電路設(shè)計(jì)，自頂而下的層次化設(shè)計(jì)方法，運(yùn)用Quartus軟件進(jìn)行系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與調(diào)試，提高了設(shè)計(jì)的效率，縮短了設(shè)計(jì)時(shí)間。從下面的分析可以得知系統(tǒng)工作所需要的所有頻率為1Hz,2Hz,2000Hz,4000Hz。具體的工作過(guò)程如下：1． 有具體的分頻電路分的所需要的所有頻率。6． 若為萬(wàn)年歷功能，則切換顯示日期。所以我們需要進(jìn)行最多48000000分頻，在48000000分頻的過(guò)程中進(jìn)行其他要求分頻數(shù)比較小的功能，這樣就能比較好的實(shí)現(xiàn)所有頻率的獲得。具體的電路設(shè)計(jì)如下：下面是1000分頻的設(shè)計(jì)，考慮到經(jīng)過(guò)12分頻后頻率有所下降，并且通過(guò)三個(gè)模10計(jì)數(shù)器實(shí)現(xiàn)1000分頻的最后輸出端的持續(xù)高電平的時(shí)間也不是很短，計(jì)數(shù)值從8099都是高電平，所以后級(jí)電路還是可以捕捉到經(jīng)過(guò)1000分頻后的脈沖的。4. 1Hz的設(shè)計(jì)將2Hz頻率用T觸發(fā)器2分頻就可直接獲得1Hz頻率的脈沖，并且最后獲得的1Hz的脈沖其實(shí)本身已經(jīng)是方波了，因?yàn)門(mén)觸發(fā)器是反轉(zhuǎn)觸發(fā)器，它的輸出結(jié)果肯定是方波，從而可以借助于T觸發(fā)器實(shí)現(xiàn)最終輸出結(jié)果是方波的要求，利用后面計(jì)數(shù)的準(zhǔn)確性。使用2個(gè)74160芯片進(jìn)行級(jí)聯(lián)，構(gòu)成模60的計(jì)數(shù)器，個(gè)位本身就是模10計(jì)數(shù)的，所以無(wú)需設(shè)計(jì)模六十的個(gè)位，高位使用異步清零的方式，來(lái)實(shí)現(xiàn)模6的設(shè)計(jì)。清零信號(hào)更是非常的簡(jiǎn)單，只要將每個(gè)計(jì)數(shù)器的清零端在模塊封裝時(shí)，引出來(lái)就行了，當(dāng)開(kāi)關(guān)為0時(shí)，計(jì)數(shù)器正常計(jì)數(shù)，當(dāng)開(kāi)關(guān)位于1時(shí)，就將開(kāi)關(guān)輸出并聯(lián)的所有計(jì)數(shù)器清零。其次必須保證秒的十位是5，這其實(shí)只有保證下面的邏輯是1，即可實(shí)現(xiàn)接下來(lái)就是秒的各位進(jìn)行一些簡(jiǎn)單的邏輯運(yùn)算而言，首先將各為可能的情況列舉如下通過(guò)分析可知，要求個(gè)位在0011,0101,0111產(chǎn)生一個(gè)邏輯控制信號(hào)來(lái)控制2000Hz的頻率，在個(gè)位1001時(shí)產(chǎn)生一個(gè)邏輯控制信號(hào)來(lái)控制4000Hz。綜上所述，首先先用74160構(gòu)成一個(gè)模6計(jì)數(shù)器，來(lái)控制數(shù)據(jù)的選項(xiàng)和74138譯碼器，并且模6的計(jì)數(shù)器的時(shí)鐘脈沖必須比較大，這里選自4000Hz，然后將選通的數(shù)據(jù)進(jìn)行輸出值7447進(jìn)行譯碼，最后輸出至LED管子的段碼出進(jìn)行顯示?；镜乃枷刖褪牵紫韧ㄟ^(guò)開(kāi)關(guān)切換到鬧鈴的設(shè)定界面，然后轉(zhuǎn)換到計(jì)數(shù)模塊，該計(jì)數(shù)模塊其實(shí)和正常時(shí)鐘的計(jì)數(shù)模塊是一樣的，只不過(guò)只有計(jì)時(shí)和計(jì)分模塊，秒為始終是0，并且該計(jì)數(shù)器的計(jì)算脈沖采用2Hz的頻率為計(jì)數(shù)脈沖。2． 鬧鈴界面顯示模塊其實(shí)該界面的顯示和基本的時(shí)鐘計(jì)數(shù)功能顯示是一樣的，下面直接給出該顯示電路圖。28計(jì)數(shù)規(guī)則是2月31計(jì)數(shù)規(guī)則是1,3,5,7,8,10,12月30計(jì)數(shù)規(guī)則是4,6,9,11月所以必須設(shè)計(jì)一種控制邏輯依據(jù)不同的月來(lái)選擇不同的模計(jì)數(shù)器，直觀的想法就是通過(guò)月數(shù)判斷出來(lái)的邏輯來(lái)使能各個(gè)計(jì)數(shù)器，使得當(dāng)是2月的時(shí)候，日計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)模數(shù)是28，當(dāng)月數(shù)是4,6,9,11時(shí)，日計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)模數(shù)是30，當(dāng)月數(shù)是1,3,5,7,8,10,12時(shí)，日計(jì)數(shù)的模數(shù)是31。其設(shè)計(jì)的思想其實(shí)和上述所有設(shè)計(jì)模計(jì)數(shù)器的實(shí)現(xiàn)完全一致。電路圖如下 3 不同模數(shù)邏輯控制電路為了實(shí)現(xiàn)不同月數(shù)對(duì)應(yīng)不同的日計(jì)數(shù)模數(shù)，必須產(chǎn)生對(duì)應(yīng)的控制邏輯，我采用的是00控制選擇模30,01控制選擇模31,10或11控制選擇模28，將上述轉(zhuǎn)換完的二進(jìn)制數(shù)用數(shù)據(jù)選擇器來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)應(yīng)月輸出不同的邏輯信號(hào)。最后給出這個(gè)模塊的最終電路圖 開(kāi)關(guān)復(fù)用的邏輯控制這個(gè)模塊設(shè)計(jì)的實(shí)現(xiàn)其實(shí)還是非常的重要的，因?yàn)閷?shí)驗(yàn)板上只能提供8個(gè)開(kāi)關(guān)，主要實(shí)現(xiàn)上述的三大模塊的設(shè)計(jì)，將三大模塊融合在一起，這就需要對(duì)開(kāi)關(guān)進(jìn)行一定的邏輯控制，并且各個(gè)模塊之間要不能相互影響。 各子模塊下載調(diào)試1 24分頻測(cè)試在進(jìn)行時(shí)鐘分頻的設(shè)計(jì)中，48000000次分頻是很難通過(guò)仿真波形看出來(lái)的，只能通過(guò)實(shí)際的系統(tǒng)的LED燈才能看出來(lái)，為此首先進(jìn)行24分頻的測(cè)試，仿真波形如下：2 模24計(jì)數(shù)測(cè)試基于各個(gè)計(jì)數(shù)的實(shí)現(xiàn)其實(shí)都是一致的，這里主要給出模24的仿真波形3 BCD轉(zhuǎn)換Binary測(cè)試為測(cè)試轉(zhuǎn)換是否正確，進(jìn)行仿真，仿真波形如下，從下面可以看出，12仿真結(jié)果是非常正確的?；?