1、數(shù)字邏輯課程設(shè)計,北京郵電大學(xué) 計算機科學(xué)與技術(shù)學(xué)院系統(tǒng)結(jié)構(gòu)實驗室 2006年10月,課題1 簡單頻率計設(shè)計,實驗?zāi)康模?掌握較復(fù)雜邏輯的設(shè)計、調(diào)試。 掌握用VHDL語言設(shè)計數(shù)字邏輯電路。 熟悉ispLEVER軟件的使用方法。 熟悉ISP器件的使用。 了解頻率計的初步知識。,2,計算機科學(xué)與技術(shù)學(xué)院系統(tǒng)結(jié)構(gòu)實驗室,課題1 簡單頻率計設(shè)計,實驗器件和設(shè)備： PLCC封裝的ispLSI1032芯片; TEC-5數(shù)字電路實驗系統(tǒng)； TDS 1001 40MHZ數(shù)字存儲示波器； 微機及ispLEVER軟件。,3,計算機科學(xué)與技術(shù)學(xué)院系統(tǒng)結(jié)構(gòu)實驗室,課題1 簡單頻率計設(shè)計,實驗任務(wù)和要求： 設(shè)計一個簡易

2、的頻率計，用于測量1MHz以下數(shù)字脈沖信號的頻率。閘門只有1S一檔，測量結(jié)果在數(shù)碼管上顯示出來，不測信號脈寬，用一片ISP芯片實現(xiàn)此設(shè)計，并在實驗臺上完成調(diào)試，建議設(shè)計使用VHDL語言編寫。,4,計算機科學(xué)與技術(shù)學(xué)院系統(tǒng)結(jié)構(gòu)實驗室,課題1 簡單頻率計設(shè)計,實驗提示: (1) 頻率計的基本工作原理如下：首先產(chǎn)生一系列準(zhǔn)確閘門信號，例如1ms，0.1ms和1s等，然后利用這些閘門信號控制一個計數(shù)器對被測脈沖信號進行計數(shù)，最后將結(jié)果顯示出來，如果閘門信號是1s，那么1s內(nèi)計數(shù)的結(jié)果就是被測信號的頻率。如果閘門信號是 1ms， 那么計數(shù)結(jié)果是被測信號的千分之一，或者說結(jié)果是以 kHz為單位的頻率值。,

3、5,計算機科學(xué)與技術(shù)學(xué)院系統(tǒng)結(jié)構(gòu)實驗室,課題1 簡單頻率計設(shè)計,（2）頻率計中，最原始的時基信號準(zhǔn)確度一定要高，所以使用實驗臺上100kHz 時鐘信號做原始時基信號。 （3）1s的閘門信號由100kHz時鐘經(jīng)5次10分頻，再經(jīng)2分頻產(chǎn)生，這樣產(chǎn)生的閘門信號脈寬是1s，占空比是50%。1s用于計數(shù)， 1s用于顯示結(jié)果。,6,計算機科學(xué)與技術(shù)學(xué)院系統(tǒng)結(jié)構(gòu)實驗室,課題1 簡單頻率計設(shè)計,（4）用于被測信號計數(shù)的計數(shù)器應(yīng)采用十進制，測得的結(jié)果可直接送實驗臺上的6個數(shù)碼管顯示，每次對被測信號計數(shù)前，計數(shù)器應(yīng)清零。,7,計算機科學(xué)與技術(shù)學(xué)院系統(tǒng)結(jié)構(gòu)實驗室,課題1 簡單頻率計設(shè)計,實驗報告要求: 用VHDL

4、語言寫出電子琴設(shè)計方案，注釋要詳細； 寫出調(diào)試過程中發(fā)生的問題和解決辦法。 簡要寫出測量數(shù)字信號脈寬的方法。,8,計算機科學(xué)與技術(shù)學(xué)院系統(tǒng)結(jié)構(gòu)實驗室,課題2 交通燈控制器設(shè)計,實驗?zāi)康模?掌握狀態(tài)機的測試、調(diào)試。 掌握用VHDL語言設(shè)計狀態(tài)機。 熟悉ispLEVER軟件的使用方法。 熟悉ISP器件的使用。,9,計算機科學(xué)與技術(shù)學(xué)院系統(tǒng)結(jié)構(gòu)實驗室,課題2 交通燈控制器設(shè)計,實驗器件和設(shè)備： PLCC封裝的ispLSI1032芯片; TEC-5數(shù)字電路實驗系統(tǒng)； TDS 1001 40MHZ數(shù)字存儲示波器； 微機及ispLEVER軟件。,10,計算機科學(xué)與技術(shù)學(xué)院系統(tǒng)結(jié)構(gòu)實驗室,課題2 交通燈控制

5、器設(shè)計,實驗任務(wù)和要求： 以實驗臺上的4個紅色電平指示燈、4個綠色電平指示燈和4個黃色電平指示燈模仿路口的東、西、南、北4個方向的紅、綠、黃交通燈?？刂七@些指示燈，使它們按下列規(guī)律亮、滅： 1.初始狀態(tài)為4個方向的紅燈全亮，時間為1秒。,11,計算機科學(xué)與技術(shù)學(xué)院系統(tǒng)結(jié)構(gòu)實驗室,課題2 交通燈控制器設(shè)計,2.東、西方向綠燈亮，南、北方向紅燈亮。東、西方向通車。時間為5秒。 3.東、西方向黃燈閃爍，南、北方向紅燈亮。時間2秒。 4.東、西方向紅燈亮，南、北方向綠燈亮。南北方向通車。時間5秒。 5.東、西方向紅燈亮，南、北方向黃燈閃爍。時間2秒。,12,計算機科學(xué)與技術(shù)學(xué)院系統(tǒng)結(jié)構(gòu)實驗室,課題2

6、交通燈控制器設(shè)計,6.返回2，繼續(xù)運行。 7.如果發(fā)生緊急事件，例如救護車、警車通過，則按下單脈沖按鈕，使得東、西、南、北四個方向紅燈亮，緊急事件結(jié)束后，松開單脈沖按鈕，恢復(fù)到被打斷的狀態(tài)繼續(xù)運行。,13,計算機科學(xué)與技術(shù)學(xué)院系統(tǒng)結(jié)構(gòu)實驗室,課題2 交通燈控制器設(shè)計,實驗提示: 這是一個典型的時序狀態(tài)機，共有6個大的狀態(tài)。 黃燈閃爍可通過使其連續(xù)亮0.2秒，滅0.2秒實現(xiàn)。 將實驗臺上的可調(diào)頻率時鐘1KHz作為設(shè)計中的初始時鐘，以減少需要的分頻數(shù)； 緊急事件發(fā)生時，要注意保存必要的信息，以備緊急事件結(jié)束后，恢復(fù)到原狀態(tài)繼續(xù)運行使用。,14,計算機科學(xué)與技術(shù)學(xué)院系統(tǒng)結(jié)構(gòu)實驗室,課題2 交通燈控制

7、器設(shè)計,實驗報告要求: 寫出交通燈設(shè)計方案，注釋要詳細； 寫出調(diào)試過程中發(fā)生的問題和解決辦法。 簡要敘述狀態(tài)機設(shè)計的特點。,15,計算機科學(xué)與技術(shù)學(xué)院系統(tǒng)結(jié)構(gòu)實驗室,課題3 電子鐘設(shè)計,實驗?zāi)康模?掌握較復(fù)雜邏輯的設(shè)計、調(diào)試。 學(xué)習(xí)用原理圖設(shè)計數(shù)字邏輯電路。 學(xué)習(xí)數(shù)字電路模塊層次設(shè)計。 學(xué)習(xí)ispLEVER軟件的使用方法。 熟悉ISP器件的使用。,16,計算機科學(xué)與技術(shù)學(xué)院系統(tǒng)結(jié)構(gòu)實驗室,課題3 電子鐘設(shè)計,實驗器件和設(shè)備： PLCC封裝的ispLSI1032芯片; TEC-5數(shù)字電路實驗系統(tǒng)； TDS 1001 40MHZ數(shù)字存儲示波器； 微機及ispLEVER軟件。,17,計算機科學(xué)與技術(shù)

8、學(xué)院系統(tǒng)結(jié)構(gòu)實驗室,課題3 電子鐘設(shè)計,實驗任務(wù)和要求： 1.設(shè)計并用isp1032，實現(xiàn)一個電子鐘。電子鐘具有以下功能： （1）實驗臺上的6個數(shù)碼管顯示時、分、秒。 （2）能使電子鐘復(fù)位（清零）。 （3）能啟動或者停止電子鐘運行。,18,計算機科學(xué)與技術(shù)學(xué)院系統(tǒng)結(jié)構(gòu)實驗室,課題3 電子鐘設(shè)計,（4）在電子鐘停止運行狀態(tài)下，能夠修改時、分、秒的值。 （5）具有報時功能，整點時喇叭鳴叫。 2.要求整個設(shè)計分為若干模塊，頂層模塊用原理圖設(shè)計，低層模塊用VHDL語言設(shè)計。 3.在TEC-5實驗臺上調(diào)試設(shè)計。,19,計算機科學(xué)與技術(shù)學(xué)院系統(tǒng)結(jié)構(gòu)實驗室,課題3 電子鐘設(shè)計,實驗報告要求: 用原理圖和VH

9、DL語言描述整個設(shè)計。 寫出調(diào)試過程中發(fā)生的問題及解決辦法。 寫出模塊層次設(shè)計的體會。 比較原理圖和VHDL語言設(shè)計的特點。,20,計算機科學(xué)與技術(shù)學(xué)院系統(tǒng)結(jié)構(gòu)實驗室,課題4 生產(chǎn)線藥片裝瓶顯示系統(tǒng)設(shè)計,實驗?zāi)康模?掌握較復(fù)雜邏輯的設(shè)計、調(diào)試。 采用VHDL語言、或原理圖+VHDL語言設(shè)計數(shù)字系統(tǒng)。 學(xué)習(xí)數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計方法。 掌握ispLEVER軟件的使用方法。 熟悉ISP器件的使用。,21,計算機科學(xué)與技術(shù)學(xué)院系統(tǒng)結(jié)構(gòu)實驗室,課題4 生產(chǎn)線藥片裝瓶顯示系統(tǒng)設(shè)計,實驗器件和設(shè)備： PLCC封裝的ispLSI1032芯片; TEC-5數(shù)字電路實驗系統(tǒng)； TDS 1001 40MHZ數(shù)字存儲示波器；

10、 微機及ispLEVER軟件。,22,計算機科學(xué)與技術(shù)學(xué)院系統(tǒng)結(jié)構(gòu)實驗室,課題4 生產(chǎn)線藥片裝瓶顯示系統(tǒng)設(shè)計,23,計算機科學(xué)與技術(shù)學(xué)院系統(tǒng)結(jié)構(gòu)實驗室,課題4 生產(chǎn)線藥片裝瓶顯示系統(tǒng)設(shè)計,實驗臺上的5個數(shù)碼管作為顯示輸出，顯示每瓶藥片及總藥片數(shù)。 發(fā)光二極管模擬對機電裝置的輸出，綠燈表示啟動，裝瓶進行中；紅燈表示裝瓶完成，機電裝置關(guān)閉。 輸入子系統(tǒng)包括BCD碼每瓶裝藥數(shù)輸入與裝瓶開始脈沖輸入，設(shè)計要求每瓶最大藥片數(shù)50粒，最多18瓶。 啟動裝瓶開始脈沖后，如果輸入超出設(shè)計要求或者為零，要求顯示系統(tǒng)輸出告警提示。 漏斗感應(yīng)器送來的藥片裝瓶信號用2s信號模擬，可用實驗臺提供的5KHz時鐘分頻產(chǎn)生。

11、 在實驗臺上調(diào)試設(shè)計。,24,計算機科學(xué)與技術(shù)學(xué)院系統(tǒng)結(jié)構(gòu)實驗室,課題4 生產(chǎn)線藥片裝瓶顯示系統(tǒng)設(shè)計,實驗報告要求: 用原理圖和VHDL語言描述整個設(shè)計。 寫出設(shè)計調(diào)試過程中出現(xiàn)的問題、解決辦法、驗收結(jié)果。 寫出模塊層次設(shè)計的體會。,25,計算機科學(xué)與技術(shù)學(xué)院系統(tǒng)結(jié)構(gòu)實驗室,課題5 自選研究性課題,實驗?zāi)康模?掌握較復(fù)雜邏輯的設(shè)計、調(diào)試。 采用VHDL語言、或原理圖+VHDL語言設(shè)計數(shù)字系統(tǒng)。 學(xué)習(xí)數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計方法。 掌握ispLEVER軟件的使用方法。 熟悉ISP器件的使用。,26,計算機科學(xué)與技術(shù)學(xué)院系統(tǒng)結(jié)構(gòu)實驗室,課題5 自選研究性課題,實驗器件和設(shè)備： PLCC封裝的ispLSI1032芯片; TEC-5數(shù)字電路實驗系統(tǒng)； TDS 1001 40MHZ數(shù)字存儲示波器； 微機及ispLEVER軟件。,27,計算機科學(xué)與技術(shù)學(xué)院系統(tǒng)結(jié)構(gòu)實驗室,課題5 自選研究性課題,實驗內(nèi)容： 自選研究性課題，以具有一定應(yīng)用需求的數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計為背景，實現(xiàn)在系統(tǒng)可編程器件（ISP）的設(shè)計應(yīng)用。,28,計算機科學(xué)與技術(shù)學(xué)院系統(tǒng)結(jié)構(gòu)實驗室,課題5 自選研究性課題,實驗報告要求: 用原理圖和VHDL語言描述整個設(shè)計。