数字电路综合实验报告

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1、数字电路综合实验报告设计并实现一个具有声光显示的电子节拍器班级：班内序号:学号：:设计课题的任务要求设计并实现一个具有声光显示的电子节拍器。基本要求：1、速度在40〜120次/分钟范围内连续可调，通过2个按键进行速度调节，一个用来增加，一个川来减少，当长按按键吋，按5次/秒的速度连续增加或减少，川3个数码管显示当前速度。2、节拍有1/4、2/4、3/4、4/4、3/8、6/8可选，通过一个按键选择，用2个数码管显示。3、通过一个按键开始和停止打节拍，开始后按照设賈好的节拍和速度打节拍。4、要求有声音和灯光提示，声音要有强弱区

2、别，灯光可用不同颜色的发光二极管表示强弱。提高要求：1、通过一个按键选择时值（节奏类型），并在用点阵显示，如下图。2、自拟其他功能。二：系统设计1、设计思路：首先根据设计要求，在输入端有三个部分，即开关、速度选择和节拍选择，其屮速度选择又分为加速和减速。开关可由一个按键设置；速度的没置范围为40-120次/分钟，加速和减速可各设置一个按键，短按变化1，松按变化5;节拍可由一个按键设置，按一下变化一个节拍。输岀则要有数码管的显示，LED的示，以及蜂鸣器。LED和蜂鸣器状态的判定条件相同，即选择的节拍和速度。由乐理知识，节拍分为

3、强、次强、弱三个状态，力表示区分，用频率不相同的三个声调do、re、mi來表示，LED灯则用三种颜色的灯來区分。需要注意的时，在设置速度长按变化时，要注意防抖部分的设置。2、系统框图：3、分块设计:(1)速度选择：输入端分为加速、减速、复位、时钟输入端。输入端输入长按或短按两种信号(如tmpl、tmpl_l),输出端S作为速度的变化W:传输给下个模块。该模块实现的功能为：当没有按键输出时，速度为初始状态；当短按一下加速按键，S加1,;当长按加速按键，若此时S小于75,S加5,若S大于75,S等于80。减速同理。状态转移图如图

4、所示tmpl_l=0,短按=S+5(2)节拍选择:输入端按键输入由SR表示，SR=1时表示有按键输入，clear•为复位端，elk为时钟输入端，j为三位二进制变量分别表示节拍。该模块实现的功能为：刚开始没有按键输入时默认节拍1/4,即＞001。每当有按键输入，变化一个节拍，j=j+l。当显示节拍6/8,即SR=1且J=110,下一个节拍变为1/4,即J=001u状态转移图如图所示：11001(3)显不判定—-spwdV1—•tre输入端为时钟模块输出的speed,节拍模块输出的节拍Lclear为复位端。输出端VI代表强，V2

5、代表次强，V3代表弱。此模块实现的功能为：节拍1/4为强，间隔为2时间分量：2/4拍为强、弱，间隔为2时间分董；3/4拍为强、弱、弱，间隔为2时间分量；4/4拍为强、弱、次强、弱，间隔为2时间分量；3/8拍为强、弱、弱，间隔为1时间分量；6/8拍为强、弱、弱、次强、弱、弱，间隔为1时间分量(4)分频模块：:f»«p

6、块实现的功能为：将判定模块输出的状态分频输出，即将输出的信号规定一定的频率范围再输出，超过范围则赋值0并将时钟翻转。(5)吋钟模块:.;dock••■•1CB(dearS(O..O)ftpwdoutdcout••1I••I>••I»•I?nst10•►•■參输入端为总体外部时钟elk，速度模块的输出S,clear为复位端。输出的SPEED作为模式判定模块的速度输入，elkout作为速度模块和节拍选择模块的时钟输入。(6)数码管显示模块：•••CkdearJJ2.0]卻0】c*t(5..O]t(eo)•»•••♦>•1•r»t

7、嚳此模块显示速度和节拍，速度部分在初始状态a示为40。三：仿真波形及波形分析减速的波形如图所示揃两倍1^21^3t>7subclttr•S⑷-S(3]-S[2]S[l)LS(0)拙为0Vdut0i可以看出，当CLEAR为1且到达时钟边沿时，速度的变化才会增加，到达不再增加，减速同理，到达1后不再减少。当长按按键时，速度直接加5或减5.2、节拍选择模块:）时波形如图所示：由波形可以看出，由一个按键输入SW控制，节拍由001到110循环变化。3、模式判定模块:波形如图所示客输出•期•J[l】•JIO]VIV2V3Vd«t1565

8、15S5(oT0m6400os9600m1.28UJimnnnnnnnfiiiiifiniiiniiiifMniifiim刖fifiiurannnnnnnnn强弱叫is2»us2.»w32u3S?u384b,151U卜<48us4.8w(orliJ四：源程序总原理图:rmin_nnnrji