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1、電子綜合技術(shù)實(shí)驗(yàn)報(bào)告實(shí)驗(yàn)名稱: 3位十進(jìn)制循環(huán)計(jì)數(shù)器的設(shè)計(jì) 系(科): 信息系電子信息工程 班 級(jí): 180932 學(xué) 號(hào): 18093238 姓 名: 夏良飛 完成時(shí)間: 2012-4-20 南京師范大學(xué)中北學(xué)院 3位十進(jìn)制循環(huán)計(jì)數(shù)器的設(shè)計(jì)一、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1.設(shè)計(jì)一個(gè)3位十進(jìn)制循環(huán)計(jì)數(shù)器,從0加到999,再恢復(fù)到0,循環(huán)往復(fù)。每秒計(jì)數(shù)器加1。2.有復(fù)位功能,當(dāng)復(fù)位端reset為高時(shí),計(jì)數(shù)器清零,停止計(jì)數(shù)。3.以控制計(jì)數(shù)的開(kāi)始start和停止stop。當(dāng)計(jì)數(shù)開(kāi)始start信號(hào)有效時(shí),計(jì)數(shù)器開(kāi)始計(jì)數(shù);當(dāng)計(jì)數(shù)停止stop信號(hào)有效時(shí),計(jì)數(shù)停止;當(dāng)start信號(hào)再次有效時(shí),繼續(xù)計(jì)數(shù)。4.計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值采用

2、動(dòng)態(tài)顯示方式在數(shù)碼管上顯示出來(lái)。5.進(jìn)行設(shè)計(jì),仿真并下載程序到實(shí)驗(yàn)箱的CPLD模塊板進(jìn)行驗(yàn)證。二、 實(shí)驗(yàn)原理1 按鍵去抖動(dòng)模塊設(shè)計(jì)原理(1)、抖動(dòng)原因通常使用的按鍵都是機(jī)械彈性開(kāi)關(guān),按下時(shí)閉合,松開(kāi)后自動(dòng)斷開(kāi)。在鍵盤(pán)操作時(shí),在觸點(diǎn)閉合和開(kāi)啟的瞬間會(huì)出現(xiàn)電壓抖動(dòng),如圖所示。為了保證按鍵識(shí)別的準(zhǔn)確性,必須進(jìn)行去抖動(dòng)處理,消除抖動(dòng)部分的信號(hào)。(2)設(shè)計(jì)原理濾除前沿和后延抖動(dòng)毛刺,提取穩(wěn)定的按鍵信息2.按鍵掃描模塊設(shè)計(jì)原理CPLD檢測(cè)按鍵端的電平,當(dāng)按鍵按下時(shí)按鍵端的電平為低電平,相應(yīng)觸發(fā)相關(guān)的操作。反之,則不進(jìn)行相應(yīng)的操作。3.三位循環(huán)計(jì)數(shù)器的設(shè)計(jì)原理當(dāng)時(shí)鐘的上升沿到來(lái)之時(shí),計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值就加一,直

3、到加到計(jì)數(shù)值為999然后計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值重新置零。4.動(dòng)態(tài)顯示計(jì)數(shù)器的設(shè)計(jì)原理當(dāng)時(shí)鐘的上升沿到來(lái)之時(shí),計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值就加一,直到加到計(jì)數(shù)值為2然后計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值重新置零。5.分為電路的設(shè)計(jì)原理將計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)所得到的值分別進(jìn)行相應(yīng)的取余和取整操作得到最后分位結(jié)果。如下所示:得到543的分位操作。X = 543 mod 10 = 3;temp = 543 / 10, Y = temp mod 10 = 4; Z = 543 / 100 = 5X、Y、Z分別就是個(gè)位、十位和百位。6.動(dòng)態(tài)顯示譯碼模塊的設(shè)計(jì)原理(1)、首先向LED數(shù)碼管顯示段碼數(shù)據(jù)口發(fā)送第一個(gè)8位數(shù)據(jù),同時(shí)發(fā)送位碼數(shù)據(jù),此時(shí)相應(yīng)位碼為低電

4、平,其他為高電平;(2)、延時(shí)一段時(shí)間,發(fā)送第二個(gè)數(shù)據(jù),此時(shí)相應(yīng)位碼為低電平,其他為高電平;(3)、依此類推,對(duì)各個(gè)顯示器進(jìn)行掃描,顯示器分時(shí)工作,實(shí)際上每次只有一個(gè)顯示器顯示,但是由于視覺(jué)暫留現(xiàn)象,感覺(jué)顯示器是同時(shí)顯示的。7.分頻器的設(shè)計(jì)原理分頻器就是對(duì)較高頻率的信號(hào)進(jìn)行分頻,得到較低頻率的信號(hào)。常見(jiàn)的分頻器有二進(jìn)制分頻器、偶數(shù)分頻器、奇數(shù)分頻器、占空比可調(diào)的分頻器和小數(shù)分頻器。分頻系數(shù)(倍率)rate=fin / fout 。三、 設(shè)計(jì)方案1. 電路的框架圖2.電路模塊四、 原理圖和VHDL程序1. 頂層原理圖2. 按鍵去抖的VHDL語(yǔ)言描述3. 按鍵掃描的VHDL語(yǔ)言描述4.3位循環(huán)計(jì)數(shù)

5、器的VHDL語(yǔ)言描述5.分位電路的VHDL語(yǔ)言描述6.動(dòng)態(tài)顯示計(jì)數(shù)的VHDL語(yǔ)言描述7.動(dòng)態(tài)顯示譯碼模塊的VHDL語(yǔ)言的描述8.4個(gè)分頻器設(shè)計(jì)的VHDL語(yǔ)言描述(1)、200Hz的分頻(2)、10Hz的分頻(3)、1Hz的分頻(4)、1kHz的分頻五、 實(shí)物仿真結(jié)果在實(shí)驗(yàn)箱上直接看結(jié)果的正確與否,由實(shí)際現(xiàn)象看出電路設(shè)計(jì)的結(jié)果正確。實(shí)驗(yàn)箱的引腳配置如下:六、 結(jié)論在這次EDA實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中,我完成的是一個(gè)3位十進(jìn)制循環(huán)計(jì)數(shù)器的設(shè)計(jì),在計(jì)數(shù)器的設(shè)計(jì)中,多次用到了計(jì)數(shù)器這一基本數(shù)字電路元件(包括分頻器的設(shè)計(jì)都用到了計(jì)數(shù)器),于是我對(duì)計(jì)數(shù)器做更深入的研究。在這次EDA實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中還有二個(gè)重要的模塊分別是按鍵去抖(包括按鍵掃描)模塊和LED顯示譯碼模塊,在這二個(gè)模塊中讓我清楚地認(rèn)識(shí)到機(jī)械按鍵用在數(shù)字電路中的不足之處和對(duì)此的補(bǔ)救措施;也讓我深刻的認(rèn)識(shí)到了LED動(dòng)態(tài)顯示的機(jī)制。這里所設(shè)計(jì)的3位十進(jìn)制循環(huán)計(jì)數(shù)器是在Quartus II 開(kāi)發(fā)環(huán)境下進(jìn)行設(shè)計(jì)的,設(shè)計(jì)完之后,下載到了EPM570T10

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