數(shù)字邏輯彩燈實驗報告.docx

數(shù)字邏輯電路實驗報告實驗： 彩燈 姓名： 郭兵權(quán) 學(xué)號： 120341108 12級 計算機 系 A 班郵箱： 時間：2014年9月一、 實驗?zāi)康膶崿F(xiàn)彩燈的效果?；竟δ埽?、有4種不同的花樣變化，每種花樣持續(xù)一定時間自動換成下一個花樣，自動循環(huán)變換。2、用8路LED燈來輸出。即每種花樣都由8路LED燈來顯示花樣的變化。擴展功能：1、能顯示花樣的種數(shù)。即給每種花樣賦予相應(yīng)的編號，當(dāng)此種花樣運行的時候，在數(shù)碼管上顯示相應(yīng)的編號。2、花樣的選擇可以控制。即可以通過按鍵來選擇輸出的花形，并且和自動循環(huán)自由切換。三、 實驗器材/環(huán)境編寫環(huán)境：Quartus ；運行環(huán)境：EDA實驗箱芯片：74LS160（十進制計數(shù)器） ,74LS161（十六進制計數(shù)器）74LS153（雙四選一數(shù)據(jù)選擇器） ,74LS164（八位移位寄存器）74LS47（47七段數(shù)碼管譯碼器）四、 實驗設(shè)計思路我將實驗設(shè)計為四個模塊：分頻器，周期控制模塊，花型控制顯示模塊，數(shù)碼管顯示模塊?？偟脑O(shè)計思路如下：數(shù)碼管顯示分頻器周期控制LED花型顯示48Mhz首先，48Mhz的脈沖輸入到邏輯電路，然后通過分頻器分出需要的頻率，由這個頻率來控制之后每個LED燈亮的時間。之后的周期控制模塊對脈沖進行進一步的分頻，將周期調(diào)整為一定的時間，這個時間就是每種花型運行的時間，同時也控制七段數(shù)碼管在某個周期內(nèi)顯示出某個數(shù)字。下圖為Quartus中總的模塊設(shè)計：五、 詳細過程（驗收實驗的過程）分頻器模塊：這個模塊用到了兩個74LS161芯片，六個74LS160芯片，首先48Mhz脈沖通過第一片被改為3進制的74LS161，輸出的脈沖為16Khz，同時將該脈沖輸入六個串聯(lián)的74LS160，之后脈沖變?yōu)榱?6hz，同時將該脈沖輸入74LS161，脈沖變?yōu)榱?hz。數(shù)學(xué)設(shè)計公式：48Mhz310101010101016=1hz.周期控制模塊：將經(jīng)過分頻器得到的1hz脈沖再輸入一個74LS161，得到一個周期為16s的脈沖，這個脈沖再輸入一個改造為四進制的74LS160，最后兩位為輸出，這樣就可以使這個計數(shù)器每經(jīng)歷一個輸入的脈沖，就計數(shù)一次，也就是說，每隔16s計數(shù)器的值加1，從0000000100100011之后回到0000繼續(xù)循環(huán)，這也是為下一步控制每種花色產(chǎn)生的周期?；ㄐ涂刂颇K：將由分頻器得到的1hz脈沖輸入到一個74LS161，通過列出真值表可設(shè)計出之后的四個輸出控制的4種花型：一個LED亮往后每秒移動一個位置，兩個LED亮往后每秒移動一個位置，四個LED亮往后每秒移動一個位置，八個LED亮往后每秒移動一個位置。將這四個輸出輸入到一個74LS153的四個被選擇端，選擇端則接的是周期控制模塊的兩個輸出，這樣，當(dāng)周期控制模塊的計數(shù)器每隔16s計數(shù)加一的時間段內(nèi)，74LS153每秒都能夠選擇同一個被選擇端這一秒的狀態(tài)，同時將該秒的狀態(tài)輸入到一個74LS164，并且寄存下來，所以每種花型顯示的周期為16s。八位移位寄存器的輸出接八個LED燈，就可以顯示出花型。數(shù)碼管顯示模塊：兩個輸入接的是周期控制模塊的兩個輸出，這兩個為00至11的輸入，可以通過74LS47來將它們轉(zhuǎn)化為十進制并且顯示在數(shù)碼管上，也就是在一個16s內(nèi)，數(shù)碼管就可以顯示一個特定的編號。最后將小數(shù)點位和另外七個七段數(shù)碼管接高電平，控制顯示的時候只有一位數(shù)，這樣就實現(xiàn)了每種花型顯示的時候，都能夠顯示它的編號。六、 實驗結(jié)果通過幾天的不斷求知和探索，我實現(xiàn)了這個實驗的基本功能：1、有4種不同的花樣變化，每種花樣持續(xù)一定時間自動換成下一個花樣，自動循環(huán)變換。2、用8路LED燈來輸出。即每種花樣都由8路LED燈來顯示花樣的變化。以及一個擴展功能：能顯示花樣的種數(shù)。即給每種花樣賦予相應(yīng)的編號，當(dāng)此種花樣運行的時候，在數(shù)碼管上顯示相應(yīng)的編號。遺憾的是由于知識水平和時間有限，未完成第二個擴展功能：花樣的選擇可以控制。即可以通過按鍵來選擇輸出的花形，并且和自動循環(huán)自由切換。七、 實驗中遇到的問題及解決方案在做這個實驗的過程中，我遇到了很多問題，我下面羅列了幾個有代表性的。首先是對數(shù)字邏輯知識的遺忘，在剛拿到實驗要求的時候，可以說是一頭霧水，一個暑假，可以說我當(dāng)時已經(jīng)忘了數(shù)字邏輯是什么概念，連分頻器都不知道是什么了，不過沒辦法，為了完成實驗，只能硬著頭皮去復(fù)習(xí)數(shù)字邏輯的知識，也完成了分頻器的設(shè)計。其次是花型的設(shè)計，剛開始設(shè)計時想不到用什么方法去控制，后來上網(wǎng)查閱了一些資料，自己也設(shè)計出了這四種簡單的花型。還有如74LS47芯片的使用方法，最終都通過查閱資料解決了。八、 實驗的啟示短短一種，但是這個實驗卻讓我得到了很多啟示。不僅數(shù)字邏輯的知識得到了復(fù)習(xí)，同時還將這些知識運用到了實踐當(dāng)中；這也教會了我一個道理，學(xué)習(xí)沒有終點，學(xué)習(xí)過的知識不能丟，需要的時候才能拿出手來用；我對于這些