EDA 与数字系统设计 第2版 教学课件 作者 李国丽 等编著ch4.ppt

《EDA 与数字系统设计 第2版 教学课件 作者 李国丽 等编著ch4.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第4章数字系统设计题目4数字系统设计题目4．1多功能数字钟的设计4．2数字式竞赛抢答器4．3数字频率计4．4拔河游戏机4．5洗衣机控制器4．6电子密码锁4．7脉冲按键电话按键显示器4．8乘法器4．9乒乓球比赛游戏机4．10具有四种信号灯的交通灯控制器4．11出租车自动计费器4．12自动售邮票机4．13电梯控制器4．1多功能数字钟的设计4.1.1设计要求设计一个能进行时、分、秒计时的十二小时制或二十四小时制的数字钟，并具有定时与闹钟功能，能在设定的时间发出闹铃音，能非常方便地对小时、分钟和秒进行手动调节以校准时间，每逢整点

2、，产生报时音报时。4．1多功能数字钟的设计系统框图：图4-1-1数字钟系统框图4．1多功能数字钟的设计4.1.2设计提示此设计问题可分为主控电路、计数器模块和扫描显示三大部分，主控电路中各种特殊功能的实现是这个设计问题的关键。4．1多功能数字钟的设计用两个电平信号A、B进行模式选择，其中，AB=00为模式0，系统为计时状态；AB=01为模式1，系统为手动校时状态；AB=10为模式2，系统为闹钟设置状态。设置一个turn信号，当turn=0时，表示在手动校对时，选择调整分钟部分；当turn=1时，表示在手动校对时，选择调整

3、小时部分。设置一个change信号，在手动校时或闹钟设置模式下，每按一次，计数器加1。设置一个reset信号，当reset=0时，整个系统复位；当reset=1时，系统进行计时或其它特殊功能操作。设置一个关闭闹铃信号reset1，当reset1=0时，关闭闹铃信号；reset1=1时，可对闹铃进行设置。4．1多功能数字钟的设计设置状态显示信号（发光管）：LD_alert指示是否设置了闹铃功能；LD_h指示当前调整的是小时信号；LD_m指示当前调整的是分钟信号。当闹铃功能设置后（LD_alert=1），系统应启动一比较电路

4、，当计时与预设闹铃时间相等时，启动闹铃声，直到关闭闹铃信号有效。整点报时由分和秒计时同时为0（或60）启动，与闹铃声共用一个扬声器驱动信号out。系统计时时钟为clk=1Hz，选择另一时钟clk_1k=1024Hz作为产生闹铃声、报时音的时钟信号。4．1多功能数字钟的设计主控电路状态表：4．1多功能数字钟的设计硬件系统示意图图4-1-2数字钟硬件系统示意图4.2数字式竞赛抢答器4.2.1设计要求设计一个可容纳四组参賽的数字式抢答器，每组设一个按钮供抢答使用。抢答器具有第一信号鉴别和锁存功能，使除第一抢答者外的按钮不起作用

5、；设置一个主持人“复位”按钮，主持人复位后，开始抢答，第一信号鉴别锁存电路得到信号后，用指示灯显示抢答组别，扬声器发出２３秒的音响。设置犯规电路，对提前抢答和超时答题（例如3分钟）的组别鸣笛示警，并由组别显示电路显示出犯规组别。设置一个计分电路，每组开始预置１０分，由主持人记分，答对一次加１分，答错一次减１分。4.2数字式竞赛抢答器系统框图图4-2-1抢答器系统框图4.2数字式竞赛抢答器4.2.2设计提示此设计问题可分为第一信号鉴别锁存模块、答题计时模块、计分电路模块和扫描显示模块四部分。第一信号鉴别锁存模块的关键是准

6、确判断出第一抢答者并将其锁存，在得到第一信号后将输入端封锁，使其它组的抢答信号无效，可以用触发器或锁存器实现。设置抢答按钮K1、K2、K3、K4，主持人复位信号reset，扬声器驱动信号out。4.2数字式竞赛抢答器reset=0时，第一信号鉴别锁存电路、答题计时电路复位，此状态下，若有抢答按钮按下，鸣笛示警并显示犯规组别；reset=1时，开始抢答，由第一信号鉴别锁存电路形成第一抢答信号，进行组别显示，控制扬声器发出音响，并启动答题计时电路，若计时时间到主持人复位信号还没有按下，则由扬声器发出犯规示警声。计分电路是一个

7、相对独立的模块，采用十进制加／减计数器、数码管数码扫描显示，设置复位信号reset1、加分信号up、减分信号down，reset1=0时，所有得分回到起始分（10分），且加分、减分信号无效；reset1=1时，由第一信号鉴别锁存电路的输出信号选择进行加减分的组别，每按一次up，第一抢答组加一分；每按一次down，第一抢答组组减一分。4.2数字式竞赛抢答器硬件系统示意图图4-2-2数字抢答器硬件系统示意图4.3数字频率计4.3.1设计要求设计一个能测量方波信号频率的频率计，测量结果用十进制数显示，测量的频率范围是1100

8、KHz，分成两个频段，即1999Hz，1KHz100KHz，用三位数码管显示测量频率，用LED显示表示单位，如亮绿灯表示Hz，亮红灯表示KHz。具有自动校验和测量两种功能，即能用标准时钟校验测量精度。具有超量程报警功能，在超出目前量程档的测量范围时，发出灯光和音响信号。4.3数字频率计系统框图图4-3-1频率计系