数字电路综合实验报告

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1、数字电路与逻辑设计综合实验实验报告实验名称：班级：班内序号：姓名：学号：数电设计综合实验—微波炉控制器一、设计课题的任务要求设计制作一个简易微波炉控制器。基本要求：1、微波炉的火力有大、中、小三档可选。用一个按键实现火力的选择，用点阵显示火力档位，点阵的显示随着按键的按下次数而变化,没有选择时默认的火力为大。2、微波加热时间在0-59分59秒之间可选。用4个按键分别设置加热时间各位的长度，用数码管显示加热时间。3、设置一个开始键，按下此键后开始加热。加热过程中，用数码管倒计时显示剩余时间。4、加热过程中，不能修改火力和加热时间。5、加热完成后蜂鸣器至少鸣响两声以提醒使

2、用者加热已结束，加热结束后回到等待状态。6、设置复位键，任何时候按下复位键可以取消加热，回到等待状态，只有在等待状态下才可以修改火力和加热时间。提高要求：1、用8个LED灯作为加热进度显示条，随着加热时间的增加匀速增加点亮LED灯的个数，无论加热时间是多长，最后都必须将8个LED灯全部点亮。2、增加烧烤功能，用一个键选择微波或烧烤功能，用一个数码管指示当前处于微波还是烧烤功能。3、烧烤火力和加热时间要求与微波功能相同。二、系统设计基本思想【设计过程】1）审题，初步确定思路。2）用VHDL语言进行编程。3）适时对程序进行修改。4）编译成功后，进行仿真，观察波形图。5）将

3、程序下载到实验板上，调试各功能。6）通过计算机仿真和下载调试，发现问题，返回原程序进行修改。7）进行总体的调试。【设计思路】电路由模式选择模块、火力选择模块、时间设置模块、计数器模块、报警模块、LED灯指示模块以及译码驱动电路和数字显示电路模块、分频器模块等模块组成。1、模式选择模块微波和烧烤两种模式可供用户选择，模式选择模块将用户的选择信息传递到控制模块。2、火力选择模块火力有“大”“中”“小”三种模式可供用户选择，模式选择模块将用户的选择信息传递到控制模块。3、时间设置模块通过四个按键，用户可以对加热时间进行设置，可设为00分00秒~59分59秒4、减计数计数器模

4、块计数器微波炉以倒计时模块的方式提示用户当前剩余的加热时间，该计数器能读取不同的模值进行计数。计时单位为一秒钟。5、报警模块当倒计时结束时，蜂鸣器将会报警。6、LED灯指示模块在加热过程中，LED的八盏灯会逐渐亮起，显示加热进度。7、译码和数码显示电路译码和数码显示电路是将计时状态直观清晰地反映出来，被人们的视觉器官所接受。显示器件选用LED七段数码管。在译码显示电路输出的驱动下，显示出清晰、直观的数字符号。8、分频器模块模式选择蜂鸣器数码管显示火力选择时间设置复位开始时钟点阵显示LED灯控制器供电输入输出框图：将系统时钟分频，设计一个大小合适的分频器使得系统能够正确

5、的实现一秒的计时以及数码管和点阵显示扫描的扫描时钟。微波炉逻辑划分方块图：时间计数器控制器时间设置译码时间显示点阵显示复位模式选择火力选择开始分频器系统时钟倒计时结束蜂鸣器鸣响时间设置是否复位等待命令启动倒计时火力选择模式选择开始分钟个位调节秒钟十位调节秒钟个位调节分钟十位调节流程图：设置状态倒计时状态开始倒计时结束/复位时间设置/模式选择/火力选择状态转移图:一、仿真波形及波形分析：通过仿真软件QUATUSII进行仿真。考虑到本实验比较复杂，我先将各个模块分开，逐个细致测试，最后再组合测试。1)时间设置模块set0，set1，set2，set3分别为秒数的个位、十位

6、，分钟数的个位、十位，当按键按下set0，set1，set2，set3时，相对应的num0，num1，num2，num3会加一，因为num0，num2对应个位，取值为0~9，num1，num3对应十位，取值为0~5。最后num0~num3会对应数码管的相应输出。num0从0~9变化，num1从0~5变化num2从0~9变化，num3从0~5变化2）倒计时模块clk-time为倒计时的时钟，频率为1Hz。当时钟下降沿到来时，倒计时减一，为了使仿真图像更加完整，当按下reset（复位）键时，从59分59秒开始倒计时，此处为同步复位，因为各个模块都是分别编程仿真，所以在综合

7、的程序中复位为异步，及不考虑时钟沿，直接复位，且恢复00分00秒的初始值，此处设计只是为了给时间设初始值，使倒计时更完整。秒数个位从9~0秒数十位从5~03）点阵显示模块lev表示用户选择的火力大小，根据用户的选择将用点阵显示出“大”“中”“小”三个字，此处仿真波形图不易看出效果，另附电路板实际操作时的照片4)数码管显示模块根据时间设置模块传出的num0，num1，num2，num3值，在数码管中显示出来，此处仿真波形图不易看出效果，另附电路板实际操作时的照片模式为最左边，显示‘1’，右边四位为时间，此时显示12分34秒5）总体波形图四、源程序及注释