南理工EDA2实验报告 优秀 - 图文(3)

2019-03-05 21:11

图3-3-1 校时校分使能电路

问题二亦通过基本门电路实现。利用与门实现频率选择功能,校分(时)信号为高时,2Hz信号被选通,1Hz信号被屏蔽;校分(时)信号为低时则相反。再将2路信号用或门输出到时或分的时钟端,则实现快速校分(时)功能。实现电路见图3-3-2.

图3-3-2 快速校分(时)时钟选择电路

对电路进行封装后进行波形仿真,以快速校时为例,观察波形结果可以发现:当校时信号为高电平时,时的高低两位以2Hz的速度计数,秒和分则暂停计数,当校时信号又恢复为低电平时,计数电路又恢复为正常的1Hz计数。仿真结果见图3-3-3.

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图3-3-3快速校时电路波形仿真结果

1.3.4 星期显示与调整电路

星期计数电路类似于1.3.2二十四小时计时电路,首先设计一个模7计数器,其使能信号来自于时的进位溢出信号,每24个小时,模7计数器计数一次。原理图电路见图3-4-1.

图3-4-1 模7计数器原理图电路

为了贴近现实习惯,星期只有一到七,故在0111时,下一个时钟同步置数为0001,即星期一。电路波形仿真结果见图3-4-2.

图3-4-2 模7计数器波形仿真结果

将校星期信号和小时计满进位信号或之后作为模7计数器的使能端,则能实现星期计数和校星期功能。实现电路见图3-4-3.

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图3-4-3 星期计数和校星期电路

1.3.5 数码管显示电路

显示电路由74138译码器、多线数据选择器、7447显示译码器和扫描电路组成,由于只用一块显示译码器,故需要扫描电路实现分时复用该芯片,扫描电路为模8计数器,即在一个时刻,只有一位数(4bits)能被数据选择器选中并送至显示译码器,8片数码管中也只有一块被使能显示该位数值。经过模8计数器一个周期后,所有的数值均在对应的数码管上显示一次,当扫描电路的时钟信号足够快时,人眼由于视觉暂留的效果看到8个数码管同时在亮。该电路在完美实现显示功能前提下,大大节省了资源。实现电路见图3-5-1。

图3-5-1 数码管显示电路

这当中scan模块为模8计数器,用于选通4bits信息和使能对应的数码管,其原理图电路见图3-5-2.

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图3-5-2 模8计数器

Mux7to1为4bits 7选1数据选择器,根据计数器所提供的地址,选择指定一块数码管的4bits数据,其实现电路见图3-5-3.

图3-5-3 4bits 7选1数据选择器电路

1.3.6 整点报时电路

根据实验要求,电路每小时进行一次报时,从59分53秒开始报时,每隔一秒发一声,共三声低音、一声高音。即59分53秒、59分55秒、59分57秒为低音,59分59秒为高音。实际上,需要在某一时刻报时,就将该时刻输出为“1”的信号作为触发信号,选通报时脉冲信号,进行报时即可。

对于这一要求,我们可以列一张表来形象的看出这一性质:

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时刻 59分53秒 59分55秒 59分57秒 59分59秒 分十位 0101 0101 0101 0101 分个位 1001 1001 1001 1001 秒十位 s8s7s6s5 0101 0101 0101 0101 秒个位 s4s3s2s1 0011 0101 0111 1001 m8m7m6m5 m4m3m2m1 音高 低 低 低 高 频率 约500Hz 约500Hz 约500Hz 约1000Hz 对于分的十位个位和秒的十位,在鸣响的时候给出的信号应该是一样的。所以公示中有共同项m7m5m4m1s7s5,剩下的就是考虑秒个位的区别在s1为1时,s3,s2中有一个为1即发出500HZ的低声鸣响,在s4为1时发出1000HZ的高声鸣响。因此,总结得出公式为:

F?m7m5m4m1s7s5s1s2f3?s3f3?s4f4

其中F为最后要传到扬声器中的信号,即输出端beep,f3为500Hz信号,f4为1Kz的信号。实现电路见图3-6-1.

图3-6-1 整点报时电路

1.3.7 闹钟设置电路

闹钟设定和响铃主要由两部分构成,一是闹钟设定以及显示电路,而是响铃电路。闹钟设定以及显示电路主要涉及到显示电路的复用问题,而设定电路则与计时电路类似,由模24和模60计数器构成。

闹钟设定电路较简单,类似于计时电路,原理图电路如图3-7-1.

图3-7-1 闹钟设定电路

为实现数码管复用,显示设定的闹钟时间,加入数码管显示数据选择电路,外部封装和连接如图3-7-2.

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