EDA設(shè)計汽車速度表

燕山大學EDA課程設(shè)計報告書題目： 汽車速度表 一、設(shè)計題目及要求題目名稱：汽車速度表*要求：.能顯示汽車速度，單位Km/h,最高時速小于360Km/h；.車輪每轉(zhuǎn)一圈，有一傳感脈沖，每個脈沖代^m的距離（用適當頻率的時鐘信號代替即可）；.采樣周期設(shè)為10秒；.用5位數(shù)碼管顯示速度，要顯示到小數(shù)點后邊兩位。二、設(shè)計過程及內(nèi)容1、總體設(shè)計我們設(shè)計的汽車速度表主要有四個模塊組成，分別是單位轉(zhuǎn)換電路，10s采樣電路，計數(shù)電路，掃描電路。因為頻率代表單位時間內(nèi)完成周期性變化的次數(shù)，所以我們用nHZ的輸入時鐘脈沖表示汽車的速度為nm/s。首先利用單位轉(zhuǎn)換電路將速度單位m/s轉(zhuǎn)換為km/h,然后用計數(shù)電路對轉(zhuǎn)換單位后的脈沖進行計數(shù)，并利用十秒采樣電路采集數(shù)據(jù)，最后將采集的數(shù)據(jù)用掃描電路驅(qū)動數(shù)碼管顯示出來。2、主要模塊（1）單位轉(zhuǎn)換電路（藍天陽）題目要求輸出的速度單位是km/h,而我們的輸入的速度單位是m/s,故需進行單位轉(zhuǎn)換。1m/s=3.6km/h=0.01X360km/h（為保證輸出的速度顯示到小數(shù)點后兩位），故輸入脈沖數(shù)：輸出脈沖數(shù)=1:360。由于采樣時間是10$,為了讓數(shù)碼管直接顯示出轉(zhuǎn)換之后的速度，故令，輸入脈沖數(shù)：輸出脈沖數(shù)=1:36。用兩個十進制計數(shù)器74160構(gòu)成三十六進制的計數(shù)器，并配合D觸發(fā)器實現(xiàn)單位轉(zhuǎn)換。電路原理圖：注：clk的頻率大于car頻率的36倍mAG'、。量已mAG'、。量已笠一F圉仿真波形圖:ir^HU+plusII-e：\_91\trans—[trans,scfMAI+plusIIFileEditViewNodeAssignUtilitiesOptioilsWindowHelpir^HU+plusII-e：\_91\trans—[trans,scfMAI+plusIIFileEditViewNodeAssignUtilitiesOptioilsWindowHelp□盧凰膏xl電回二k?慫啜回回網(wǎng)磅閶國蠹口畫嗯/氮獸f瞄園空]6.6usI-⑻x|上X?nnnnnnnnwBmMnnnnMnnmnnnnnnnmMnnnnnnnmnmmnnnnnnnnnMnmnmmnnnnnnMnnnnmnMBnnnMnnnnnnnnnnmnmnnnnnnMnnwnnnnnnnnMnnnnnnmnnnmnnnnnnnnnnnnnnw(2)十秒采樣電路(黃林毅)首先利用74161設(shè)計一個十一進制的計數(shù)器，輸入時鐘頻率為1HZ,這樣就可實現(xiàn)輸出11s為周期的脈沖，前10s為低電平，最后1s為低電平，在10s時產(chǎn)生一個上升沿觸發(fā)計數(shù)模塊的D觸發(fā)器。由于實驗箱中沒有1HZ的脈沖，故利用366HZ的脈沖進行366分頻，使其輸出1HZ的脈沖。先用三個74160構(gòu)成366進制計數(shù)器，令其輸出頻率為1HZ的脈沖作為十一進制計數(shù)器的時鐘。

司鎏圖副電路原理圖:l-|g|x|-|g|x|仿真波形圖:司鎏圖副電路原理圖:l-|g|x|-|g|x|仿真波形圖:(3)計數(shù)電路(趙佳琦)用五個74160構(gòu)成三萬六千進制的計數(shù)器，計數(shù)器的時鐘信號為單位轉(zhuǎn)換電路的輸出脈沖。五個計數(shù)器的輸出端均連接D觸發(fā)器，存儲輸出

信號。D觸發(fā)器的輸出用十秒采樣電路控制。前十秒為低電平，十秒時刻為上升沿，觸發(fā)D觸發(fā)器，記錄此時的數(shù)據(jù)。，第十一秒為高電平，D觸發(fā)器將數(shù)據(jù)輸出，并將計數(shù)器清零，重新計數(shù)。電路原理圖:仿真波形圖:l-|g|x|-|g|x|1T I I I I I Ll-|g|x|-|g|x|1T I I I I I LiqfiilAZ+plusTI—電：\_911count'[count,scf—Ta^eforaEditor]MAI+plusIIFileEditViewNodeAssignUtilitiesOptionsWindowHelp□函口同xi電同H曲曲及畫回曲述囪國邕i國南間^^TimeCLKO-CLK(4)掃描電路(趙佳琦)用四個74151數(shù)據(jù)選擇器和一個7449數(shù)碼管顯示器構(gòu)成掃描電路，數(shù)據(jù)選擇器地址輸入信號由一個74160構(gòu)成的五進制計數(shù)器提供，輸入端連接計數(shù)器的輸出端，四個數(shù)據(jù)選擇器的輸出信號作為7449數(shù)碼管顯示器的輸入。實驗箱上八個數(shù)碼管的十進制地址從右到左依次為45670123,我們選擇45670這五個數(shù)碼管，設(shè)計電路用s0,s1,s2作為地址控制信號，實現(xiàn)速度從百分位到百位按順序顯示。并設(shè)計電路用dp端控制小數(shù)點，dp為高電平時小數(shù)點顯示，為低電平時小數(shù)點不顯示。保證在地址碼為6時，dp端為高電平。電路原理圖：電路原理圖：仿真波形圖:(5)驗證掃描電路顯示是否與計數(shù)器輸出一致(藍天陽)電路原理圖：rriilAI+plusIT—e:\_91\qiche-[jivcuo.gd￡—GraphicEditor]ViewSymbolAssignUtilitiesOptioilsWindowHelp卜？(5)驗證掃描電路顯示是否與計數(shù)器輸出一致(藍天陽)電路原理圖：rriilAI+plusIT—e:\_91\qiche-[jivcuo.gd￡—GraphicEditor]ViewSymbolAssignUtilitiesOptioilsWindowHelp卜？心眼后回心感園園蠹甯iliaI-同”I三］sssosssss-3-3R*1*o-2-1*o*3*o-2*1*o*3*2-1AD-￡A-EE'iDDc-BAcCC,B百百仿真波形圖:(6)總電路圖:仿真波形圖:

JInterval:|62(10ue10.13663s10138s至Qa叁JInterval:|62(10ue10.13663s10138s至Qa叁AII逐芻翳逅運港港.ionr（7）硬件仿真當我們令汽車的速度脈沖為11.4HZ時，即模擬的汽車速度為11.4m/s,它的顯示結(jié)果如圖所示，為041.04km/h。三、設(shè)計結(jié)論拿到這個題目后，我們開始查找資料初步制定總體的方案，我們首先遇到的難題是如何實現(xiàn)m/s到km/h的單位轉(zhuǎn)換，即確定輸入與輸出的關(guān)系。最后經(jīng)過我們查詢資料、多次討論，才確定它們的輸入輸出比為1:36。原因是1m/s=3.6km/h=360X0.01km/h,我們想當然的認為輸入輸出比為1:360,事實上10s采樣造成最后的輸出值為我們想要的真實值的10倍，更改比例值為1:36則得到正確的結(jié)果。接著是在計數(shù)器的仿真過程遇到問題，當我們仿真時將計數(shù)器的輸出端合并起來并用十進制顯示，一直得不到想要的結(jié)果，百思不得其解，后來經(jīng)過請教老師，才發(fā)現(xiàn)緣由。這是我們對軟件運用的不熟練和對電路理解的不透徹造成的，經(jīng)過老師指導，我們得以糾正錯誤，并加深對該部分電路的理解。最后兩個模塊的電路相對簡單，是我們以前上數(shù)電理論課的時候提到過，這兩部分電路都順利的做出來了。然后，我們將四部分模塊進行連接、編譯，得到了仿真結(jié)果。此外，為了驗證掃描電路是否正確，我們另作一個驗證電路進行仿真，即將掃描模塊去掉，將另外3個電路模塊連接后，將計數(shù)器同位的輸出引腳合并并用十進制顯示，輸入信號與總電路仿真的信號相同，比較結(jié)果，印證了我們的猜想。最后，我們進行硬件仿真時，數(shù)碼顯示管不顯示任何數(shù)字，我們又檢查了電路圖，重新仿真，結(jié)果都沒有發(fā)現(xiàn)錯誤。后來與其他組探討，才發(fā)現(xiàn)我們并沒有在連電路之前檢查導線