課程設(shè)計(jì)的目的 1 基本掌握自頂向下的電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法2 學(xué)會(huì)使用PLD和硬件描述語(yǔ)言設(shè)計(jì)數(shù)字電路 掌握QuartusII等開發(fā)工具的使用方法3 培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí) 正確分析和解決問題的能力 課程設(shè)計(jì)要求 選擇一個(gè)實(shí)驗(yàn)課題 獨(dú)立完成系統(tǒng)的設(shè)計(jì)并利用實(shí)驗(yàn)室提供的實(shí)驗(yàn)設(shè)備完成系統(tǒng)的制作 可自擬課題 但應(yīng)難度相當(dāng) 實(shí)驗(yàn)課題1 簡(jiǎn)易數(shù)字頻率計(jì)2 交通燈控制器3 出租車自動(dòng)計(jì)費(fèi)器4 電梯運(yùn)行控制器 1 簡(jiǎn)易數(shù)字頻率計(jì) 設(shè)計(jì)任務(wù)與要求 1 頻率測(cè)量范圍10Hz 1MHz 2 量程自動(dòng)轉(zhuǎn)換 量程分為10KHz 1s 100KHz 0 1s 1MHz 10ms 三檔 轉(zhuǎn)換規(guī)則如下 當(dāng)讀數(shù)大于9999時(shí) 頻率計(jì)處于超量程狀態(tài) 下一次測(cè)量時(shí) 量程自動(dòng)增大一檔 當(dāng)讀數(shù)小于0999時(shí) 頻率計(jì)處于欠量程狀態(tài) 下一次測(cè)量時(shí) 量程自動(dòng)減小一檔 1 簡(jiǎn)易數(shù)字頻率計(jì) 設(shè)計(jì)任務(wù)與要求 3 數(shù)據(jù)采用記憶顯示方式 即計(jì)數(shù)過程中不顯示數(shù)據(jù) 待計(jì)數(shù)過程結(jié)束以后 顯示計(jì)數(shù)結(jié)果 并將此顯示結(jié)果保持到下一次計(jì)數(shù)結(jié)束 4 用發(fā)光二極管顯示量程 頻率測(cè)量原理 頻率測(cè)量原理 頻率測(cè)量原理 當(dāng)預(yù)置門控信號(hào)為高電平時(shí) 啟動(dòng)計(jì)數(shù)器 對(duì)被測(cè)信號(hào) 頻率為fx 計(jì)數(shù)當(dāng)預(yù)置門控信號(hào)為低電平時(shí) 關(guān)閉計(jì)數(shù)器設(shè)在一次預(yù)置門控時(shí)間Tg內(nèi)對(duì)被測(cè)信號(hào)計(jì)數(shù)值為Nx 則fx Nx Tg 原理框圖 流程圖 2 交通燈控制器 主干道與鄉(xiāng)村公路十字交叉路口在現(xiàn)代化的農(nóng)村星羅棋布 為確保車輛安全 迅速地通過 在交叉路口的每個(gè)入口處設(shè)置了紅 綠 黃三色信號(hào)燈 紅燈禁止通行 綠燈允許通行 黃燈亮則給行駛中的車輛有時(shí)間行駛到禁行線之外 主干道和鄉(xiāng)村公路都安裝了傳感器 檢測(cè)車輛通行情況 用于主干道的優(yōu)先權(quán)控制 2 交通燈控制器 設(shè)計(jì)任務(wù)與要求 1 當(dāng)鄉(xiāng)村公路無(wú)車時(shí) 始終保持鄉(xiāng)村公路紅燈亮 主干道綠燈亮 2 當(dāng)鄉(xiāng)村公路有車時(shí) 而主干道通車時(shí)間已經(jīng)超過它的最短通車時(shí)間時(shí) 禁止主干道通行 讓鄉(xiāng)村公路通行 主干道最短通車時(shí)間為25s 3 當(dāng)鄉(xiāng)村公路和主干道都有車時(shí) 按主干道通車25s 鄉(xiāng)村公路通車16s交替進(jìn)行 2 交通燈控制器 設(shè)計(jì)任務(wù)與要求 4 不論主干道情況如何 鄉(xiāng)村公路通車最長(zhǎng)時(shí)間為16s 5 在每次由綠燈亮變成紅燈亮的轉(zhuǎn)換過程中間 要亮5s時(shí)間的黃燈作為過渡 6 用開關(guān)代替?zhèn)鞲衅髯鳛闄z測(cè)車輛是否到來(lái)的信號(hào) 用紅 綠 黃三種顏色的發(fā)光二極管作交通燈 要求顯示時(shí)間 倒計(jì)時(shí) 交通燈控制器框圖 流程圖 3 出租車自動(dòng)計(jì)費(fèi)器 乘客乘坐出租車時(shí) 其費(fèi)用分成起步價(jià) 行車?yán)锍藤M(fèi)和等候時(shí)間費(fèi)三部分 由自動(dòng)計(jì)費(fèi)器自動(dòng)記錄 在汽車行進(jìn)時(shí)向自動(dòng)計(jì)費(fèi)器發(fā)送脈沖信號(hào) 在一定的公里數(shù) 即一定的脈沖數(shù) 內(nèi) 按起步價(jià)計(jì)費(fèi) 超過這一里程后 自動(dòng)計(jì)費(fèi)器按里程計(jì)費(fèi) 如果停車等候 按等候時(shí)間的多少計(jì)費(fèi) 3 出租車自動(dòng)計(jì)費(fèi)器 設(shè)計(jì)任務(wù)與要求 1 用3位數(shù)碼管顯示總的金額 最大值為99 9元 2 起步價(jià)為9元 里程為3公里 3 車行10m 里程傳感器發(fā)一個(gè)脈沖 單價(jià)為2 4元 公里 4 等待單價(jià)是1 00元 10min 不足10min不收費(fèi) 時(shí)間累計(jì) 5 計(jì)費(fèi)器按1角為單位累加 不足1角不加 3 出租車自動(dòng)計(jì)費(fèi)器 設(shè)計(jì)任務(wù)與要求 5 自動(dòng)計(jì)費(fèi)器設(shè)置兩個(gè)按鈕 出租車載客時(shí) 駕駛員將空車指示牌放下時(shí) 壓住一個(gè)按鈕 自動(dòng)計(jì)費(fèi)器開始工作 當(dāng)乘客到達(dá)目的地時(shí) 駕駛員按下另一個(gè)按鈕時(shí) 啟動(dòng)打印機(jī)自動(dòng)打印票據(jù) 計(jì)費(fèi)顯示 金額 距離 等待時(shí)間 車輛啟動(dòng)和停止時(shí)發(fā)出聲光信號(hào) 以提醒顧客注意 6 增加行車 等待按鈕 以代替行進(jìn)等待傳感器信號(hào) 自動(dòng)計(jì)費(fèi)器框圖 流程圖 4 電梯運(yùn)行控制器 電梯有上 下兩個(gè)運(yùn)行方向 在底層只有上行按鈕 在中間層有上行 下行按鈕 在最頂層只有下行按鈕 所有按鈕輕觸按鈕燈亮 到達(dá)該層按鈕燈滅 上行時(shí)優(yōu)先滿足當(dāng)前層以上的上行請(qǐng)求 到達(dá)頂層后下行 下行時(shí)優(yōu)先滿足當(dāng)前層以下的下行請(qǐng)求 到達(dá)底層后變?yōu)樯闲?上行時(shí)若沒有當(dāng)前層以上的請(qǐng)求 且當(dāng)前層以下有請(qǐng)求 則變?yōu)橄滦?下行時(shí)若沒有當(dāng)前層以下的請(qǐng)求 且當(dāng)前層以上有請(qǐng)求 則變?yōu)樯闲?沒有請(qǐng)求時(shí)停在當(dāng)前層 4 電梯運(yùn)行控制器 電梯有人數(shù)和重量限制 電梯內(nèi)設(shè)有超載燈 只有在燈滅時(shí)方可運(yùn)行 電梯內(nèi)設(shè)有事故報(bào)警按鈕 通話器 電梯有控制鎖 鎖上時(shí)電梯不能運(yùn)行 電梯門可以自動(dòng) 也可以人為控制 電梯內(nèi)有各層指示及上行 下行指示 電梯的行駛速度設(shè)定為常數(shù) 開關(guān)門時(shí)間可以人為改變 每層停留一定時(shí)間 4 電梯運(yùn)行控制器 設(shè)計(jì)任務(wù)與要求 1 設(shè)計(jì)一個(gè)4層電梯全自動(dòng)控制電路 2 電梯運(yùn)行鎖用一按鈕代替 開鎖上電 低電平可以運(yùn)行 高電平不能運(yùn)行 3 每層電梯入口處設(shè)有上行 下行請(qǐng)求按鈕 電梯內(nèi)設(shè)有乘客到達(dá)層次的停站要求開關(guān) 高電平有效 4 有電梯所處樓層指示燈和電梯上行 下行狀態(tài)指示燈 4 電梯運(yùn)行控制器 設(shè)計(jì)任務(wù)與要求 5 電梯到達(dá)某一層時(shí) 該層指示燈亮 并一直保持到電梯到達(dá)另一層為止 電梯上行或下行時(shí) 相應(yīng)狀態(tài)指示燈亮 6 電梯接收到停站請(qǐng)求后 每層運(yùn)行2秒 到達(dá)停站層 停留2秒后門自動(dòng)打開 開門指示燈亮 開門6秒后電梯自動(dòng)關(guān)門 7 能記憶電梯內(nèi) 外的請(qǐng)求信號(hào) 并按照電梯的運(yùn)行規(guī)則依次響應(yīng) 請(qǐng)求信號(hào)保留至響應(yīng)后撤除 4 電梯運(yùn)行控制器 設(shè)計(jì)任務(wù)與要求 8 人數(shù)超載或超重用一按鈕代替 高電平有效 超載時(shí)電梯不能運(yùn)行 并有相應(yīng)指示 9 事故報(bào)警按鈕高電平有效 事故報(bào)警不能運(yùn)行 并有指示燈 信號(hào)保留至事故消除 4 電梯運(yùn)行控制器 設(shè)計(jì)任務(wù)與要求選做 增加手動(dòng)開門 關(guān)門控制 并可調(diào)整開 關(guān)門時(shí)間 電梯運(yùn)行控制器框圖 流程圖 實(shí)驗(yàn)設(shè)備 微機(jī)一臺(tái)可編程綜合實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)一套 設(shè)計(jì)報(bào)告內(nèi)容及要求 課題名稱設(shè)計(jì)任務(wù)與要求方案選擇與論證方案的原理框圖 總體電路圖 流程圖 程序設(shè)計(jì)清單 加注釋 仿真波形調(diào)試過程中出現(xiàn)的問題分析及其解決的措施方案的特點(diǎn) 存在的問題 有待改進(jìn)的措施收獲與體會(huì) 精品課件 精品課件 參考文獻(xiàn) 黃正瑾 在系統(tǒng)編程技術(shù)及其應(yīng)用