EDA课设报告自动打铃器.doc

燕 山 大 学EDA课程设计报告书题目： 自动打铃器 姓名： 班级： 电子信息工程4班 学号： 成绩： （注：此文件应以同学学号为文件名）一、设计题目及要求题目：自动打铃器要求：1有数字钟功能；（不包括校时等功能）2可设置六个时间，定时打铃；3响铃5秒钟。二、设计过程及内容1、总体设计思路（1）使电路有计时功能,分别利用两个十进制74160设置成六十进制和二十四进制计数器。用已经设计完成的两个六十进制和一个二十四进制计数器进位连接完成时,分,秒的计数功能（2）用三个74160设置成366进制的计数器，并将这个366进制的计数器设置成分频器得到1hz的时钟脉冲作为开始的输入信号。（3）四个八选一数字选择器和7449译码器设计成电路完成数字显示功能，用一个八进制计数器控制实验箱上的八个数码管。（4）连接有计数功能的模块的相应输出端设置六个时间，通过与门和非门，连接到响铃模块的输入端以控制其响铃。全天计数器的输出端与扫描显示电路输入端对应连接。（5）一个D触发器和一个五进制计数器做成响铃五秒的响铃电路。最后将以上设计的五个模块连接起来，组成自动打铃器。2、设计过程该自动打铃器由五部分构成，分别为分频电路、数字钟电路、扫描显示电路、设定时间电路、响铃电路。第一部分 分频电路分频电路是为了对732Hz脉冲进行分频，得到1Hz的脉冲信号。该模块由三片74160芯片级联构成732进制计数器，采用整体置0法。输出频率为1Hz的信号，为数字钟提供脉冲。电路图如下图1 分频电路电路图对分频电路进行仿真，所得仿真波形如图2：图2 分频电路仿真波形第二部分 数字钟电路该部分电路是用来设定全天二十四小时的计数器，由时、分、秒三个模块连接而成。三个模块均由两片74160芯片级联构成，都是采用整体置0法。分、秒模块是六十进制计数器，时模块为二十四进制计数器。几个电路图及仿真波形图如下：图3 秒模块60进制计数器图4 秒模块60进制计数器仿真波形图5 分模块60进制计数器图6 分模块60进制计数器仿真波形图7 时模块24进制计数器图8 时模块24进制计数器仿真波形三个模块串行连接，秒模块的输出接到分模块的使能控制端，分模块的输出接时模块的使能控制端，构成数字钟。该数字钟是全天计时的，它的总输入为分频得到的1Hz脉冲信号，输出为时、分、秒模块上的每一位的输出，此输出接到扫描显示模块上。电路图连接如下：图9 全天计时器图10 全天计时器仿真波形图第三部分 扫描显示电路扫描显示电路是用来显示全天时间。该部分由两个模块组成，八进制计数器、显示模块。由于实验箱上只有一排A、B、C、D、E、F、G输入，如果使八个数码管都点亮，则需要一个八进制计数器控制四个八选一数据选择器。电路图如下：图11 扫描显示电路由于数据选择器输入端未接上全天计数器，所以A、B、C、D、E、F、G输出端仿真波形如下，八个数码管显示0：图12 扫描显示电路仿真波形第四部分 定时电路实验要求设定六个时间响铃，本文设置一点一分、二分、三分、四分、五分、六分，六个时间响铃，电路图如下： 图13 设定六个时间电路此电路的仿真波形如下：图14 设定六个时间电路仿真波形第四部分 响铃5秒电路当到达设定时间时，要求响铃五秒钟。1Hz脉冲信号输入到五进制计数器上，设定六个时间电路的输出经过D触发器接到五进制计数器的使能端。电路图如下：图15 响铃五秒电路将以上五个模块连接起来，得到总的自动打铃器电路。图16 总的电路总电路的的仿真波形如下所示：图17 总电路的的仿真波形三、设计结论两周的EDA课程设计即将告一段落，我感觉受益匪浅。上大二时听说EDA课设比较难，现在亲身体验到，它是考察的是上学期数电知识，将理论知识与实践相结合。第一天老师给我们将硬件知识和软件的使用，以及实验过程中应该注意的事项，当时很好奇，因为自己一直对用软件控制硬件的具体实现很感兴趣。当真正拿到题目时，稍微觉得有点困难。但是慢慢理清了思路，回忆起数电相关知识，经过独立思考、向老师请教、和同学们探讨，逐步有了总体轮廓。具体每个部分实施起来又出现了一些问题，耐心地查询每一个细节。在做“设定六个时间电路”部分时，由于竞争冒险造成一些毛刺，但仿真时设定时间较为合理，没有产生很大影响。这些毛刺可以通过加防抖动电路进行消除。另外 “扫描电路”比较复杂，在这部分上颇费了一番功夫，认真地研究了逻辑电路的功能，终于做了出来。一开始将频率为1Hz的脉冲信号接到了扫描电路上，下载后进行试验，八个数码管不能同时点亮，后来才知道扫描时间太长，经改进后得到预期的结果。当听到试验箱在设定的六个时间打铃时，欣喜若狂。自己终于能够独立用软件控制硬件。并且我深切感受到实验成果来之不易，需要有足够的毅力和耐性去就纠正错误和改进方案，从而才能锻炼自己的动手能力。总之，EDA课程设计给了我很大的空间去把理论知识与具体实践相结合，提高了我的独立思考和动手实践能力。我很希望在大学期间对参加一些类似的活动。比如单片机应用大赛，电子设计大赛等等。这次课设也很感谢老师和同学们给予了我很多帮助与支持。