西安交通大学电子系统设计专题实验.(DOC)
【西安交通大学】【数字逻辑实验】【实验分析方案】【参考样本】
实验报告的格式封面内容：标题：数字逻辑电路专题实验报告副标题：——<设计工程的名称）班级:姓名：学号:同组成员：(姓名>日期：联系电话：报告的内容：1.实验目的2.实验工程名称与实现的功能目标3.详细的系统设计方案：系统模块图、状态图、状态表、ASM图等；4.各功能模块说明：子模块电路原理图、状态图、状态表、ASM图等；各逻辑图、表达式、或HDL代码的分析及其相关说明等；输入、输出信号的时间图<时序图）；6. 测试结果的分析：模拟仿真时各种输入、输出信号的时间图<时序图）；实验的测试结果的讨论：包括实验中间结果、仿真的最终结果的分析，是否达到预期的目标与效果；遇到的问题及解决的方法。
7. 实验总结：对设计实现的工程进行评价，总结经验，尤其是对工程的进一步完善提出意见。
9.参考书或文献目录参考报告样本：数字逻辑电路专题实验报告——多功能数字钟设计班级：计算机71姓名：王三学号： 070552**同组者：孙一波日期：2009年6月30日联系电话：82670039目录一．实验目的3二．设计工程实现的目标4三．工程设计概要41. 工程整体设计概述：42. 工程设计特点：43. 个人任务说明：4四．系统设计方案51. 系统功能模块示意图：52. 功能模块说明：5总控电路5电子钟计时电路：8秒表计时电路：8电子钟、秒表显示电路：8 五．测试结果及分析91. 模拟仿真测试方案：92. 分频器模拟仿真测试波形图：93. 总控模块模拟仿真测试电路图：114. 总控模块模拟仿真测试波形图：11 六．工程总结12七．结束语12八．参考书13一．实验目的数字逻辑电路专题实验是对“数字逻辑”课程内容的全面、系统的总结、巩固和提高的一项课程实践活动。
根据数字逻辑的特点，选择相应的题目，在老师的指导下，由学生独立完成。
目的是通过实验使学生掌握数字逻辑电路设计的基本方法和技巧，正确运用MaxPlusⅡ软件及实验室多功能学习机硬件平台，完成所选题目的设计任务，并掌握数字逻辑电路测试的基本方法，训练学生的动手能力和思维方法。
西安交通大学数字电子技术实验报告
西安交通大学数字电子技术实验报告实验三、ISE基础实验预习：（1）安装ISE13.4软件。
（2）按照视频文件“Verilog语言输入法D_Flip_Flop.exe”进行演练。
实验内容和步骤：下载开发板相关器件的Datasheet，了解其性能。
按照P249附录A“FPGA实验预习报告模板”中的内容和步骤，完成D触发器的设计、综合、实现、仿真和下载全过程，熟悉ISE编程环境和用Adept下载编程文件的方法。
1.在G盘用自己的学号建立文件夹，进入用自己学号建立的文件夹后，再建立本次实验的文件夹，及本次实验所建工程的文件夹，文件夹名可以起名为：D_Flip_Flop、My_FirstISE、或Experiment_1、或Test_1，等等。
2.建立工程文件。
3.输入D触发器的Verilog程序。
4.编写D触发器的约束文件。
5.综合、实现及生成编程文件。
6.基于ISim的行为仿真。
7.采用Adept软件下载*.bit 程序到开发板。
8.测试D触发器的逻辑功能。
通过D触发器设计熟悉ISE软件后，自己设计一个门电路，例如与非门，重复以上ISE 软件的使用步骤。
验收：1.按照老师布置的逻辑门电路设计Verilog语言程序、约束文件、下载、仿真。
要能说明任一时刻输入输出的逻辑关系。
2.能够用开发板演示所设计的逻辑功能。
实验程序1．VERILOG工程文件module D_Flip_Flop(input clk,input set,input D,input clr,output reg q //注意：always模块中的输出必须是寄存器型变量);always @(posedge clk or posedge clr or posedge set)beginif(clr) q<=0;else if(set) q<=1;else q<=D;endendmodule2．约束文件NET "clk" LOC ="B8"; //时钟NET "D" LOC ="N3"; //SW7NET "set" LOC ="L3"; //SW1NET "clr" LOC ="P11"; //SW0NET "q" LOC ="G1"; //LD73．仿真文件module test_D_Flip_Flop;// Inputsreg clk;reg set;reg D;reg clr;// Outputswire q;// Instantiate the Unit Under Test (UUT) D_Flip_Flop uut (.clk(clk),.set(set),.D(D),.clr(clr),.q(q));initial begin// Initialize Inputsclk=0;set=1;D=0;clr=0;// Wait 100 ns for global reset to finish #100;// Add stimulus hereEndalways#10clk=~clk;always#12D=~D;always#33clk=~clk;always#42set=~set;endmodule仿真结果：实验四、组合逻辑电路实验Ⅰ（2学时）组合逻辑Ⅰ：（1）使用VERILOG设计一个新的逻辑功能（比如四输入或门、或非门、与或非门等等），并在开发板上验证，比如：进实验室前编写好VERILOG源文件、约束文件和仿真文件（见4.1.2，P101（2））。
西安交通大学电子专题实验实验报告
一：实验目的和要求
（1）了解完整的PCB板设计工序及方法；
（2）掌握制作元件原理图库、封装库的方法；
（3）掌握PCB板设计方法及其后处理；
（4）学习并掌握Protel DXP软件平台。
二：实验用仪器和软件环境
（1）微机（最低配置: Pentium 4 CPU, 128M内存）；
（2）Protel DXP 2004软件；
（3）Windows XP环境
三：实验设计题目及实现的功能
本实验要求在Protel DXP软件平台上设计AVR单片机开发板电路的PCB板，根据学号分配任务，我要画的是RST、OSC、Power 、JTAG、LED、红外的电路图及对应的PCB板。
Protel DXP允许你从原理图直接运行一个大型电路仿真的阵列，通过仿真，可以显示它的波形。
四：实验步骤及结果
（1）创建一个新项目
（2）创建一个新的原理图图纸
电路图
显示器元件图
（3）设置项目选项
（4）创建一个新的PCB文件。
西安交通大学《数字逻辑电路》课内实验报告
西安交通大学电子技术实验报告——智力抢答器的设计班级：姓名：学号：日期：2015年6月30日联系电话：一、实验目的电子技术专题实验是对《数字逻辑电路》课程内容的全面、系统的总结、巩固和提高的一项课程实践活动。
通过智力抢答器的设计与分析实验，加强与巩固学对数字逻辑电路设计的基本方法和技巧的掌握，同时熟悉QuartusⅡ软件及实验室多功能学习机硬件平台，并掌握数字逻辑电路测试的基本方法，训练学生的动手能力和思维方法。
通过本实验，一方面提高学生运用数字逻辑电路解决实际问题的能力，另一方面使学生更深入的理解所学知识，将理论与实际问题相结合，为以后的计算机硬件课程的学习奠定良好的基础。
二、系统设计概要1、项目名称————智力抢答器的设计2、系统设计要求在许多比赛活动中，为了准确、公正、直观地判断出第一抢答者，通常设置一台抢答器，通过数显、灯光及音响等多种手段指示出第一抢答者。
同时，还可以设置计分、犯规及奖惩计录等多种功能。
本设计的具体要求是：(1) 设计制作一个可容纳四组参赛者的数字智力抢答器，每组设置一个抢答按钮供抢答者使用。
(2) 电路具有第一抢答信号的鉴别和锁存功能。
(3) 设置计分电路。
(4) 设置犯规电路。
三、系统设计方案1、总体概述根据系统设计要求可知，系统的输入信号有：各组的抢答按钮A、B、C、D，系统清零信号CLR，系统时钟信号CLK，计分复位端RST，加分按钮端ADD，计时预置控制端LDN，计时使能端EN，计时预置数据调整按钮TA、TB；系统的输出信号有：四个组抢答成功与否的指示灯控制信号输出口LEDA、LEDB、LEDC、LEDD，四个组抢答时的计时数码显示控制信号若干，抢答成功组别显示的控制信号若干，各组计分动态显示的控制信号若干。
根据以上的分析，我们可将整个系统分为三个主要模块：抢答鉴别模块QDJB；抢答计时模块JSQ；抢答计分模块JFQ。
对于需显示的信息，需增加或外接译码器YMQ，进行显示译码。
最新西安交通大学电子系统设计c51单片机数字钟实验
n单片机数字钟实验报告姓名:高航班级：信息43学号：2140502058PART 1 实验目的在单片机c51实验板上编程实现2017年日历和实时时钟：1.时-分-秒（2位-2位-2位）显示；2.可通过按键置入时间值(参照电子表设置时间工作模式）；3.可通过按键控制在LED上从右向左滚动显示年_月_ 日3次，如：2013_01_20空空2013_01_20 ；4.实现每日闹铃提醒功能，闹铃时间可用按键设置。
闹铃采用提示音表示；5.实现秒表功能；6.实现定时器功能（预置定时时间，按键启动，倒计时，计到0响提示音；7.设计实现音乐提示音；8.能够在短时间按要求修改。
PART 2 实验流程图1.总流程图2.设置时间/日期/闹钟模块dis()3.音乐模块music()PART 3 实验代码代码使用资源：Program Size: data=102.0 xdata=0 code=2420 #include<reg51.h>#include<absacc.h>#define uint unsigned int#define uchar unsigned charuchar t0h,t0l,timeaaa;uchar code FREQH[] = {0x01, //0的时候没有音符0xF2, 0xF3, 0xF5, 0xF5, 0xF6, 0xF7, 0xF8, //低音12345670xF9, 0xF9, 0xFA, 0xFA, 0xFB, 0xFB, 0xFC, 0xFC,//1,2,3,4,5,6,7,i0xFC, 0xFD, 0xFD, 0xFD, 0xFD, 0xFE, //高音2345670xFE, 0xFE, 0xFE, 0xFE, 0xFE, 0xFE, 0xFF}; //超高音1234567 uchar code FREQL[] = {0x01, //0的时候没有音符0x42, 0xC1, 0x17, 0xB6, 0xD0, 0xD1, 0xB6, //低音12345670x21, 0xE1, 0x8C, 0xD8, 0x68, 0xE9, 0x5B, 0x8F, //1,2,3,4,5,6,7,i0xEE, 0x44, 0x6B, 0xB4, 0xF4, 0x2D, //高音2345670x47, 0x77, 0xA2, 0xB6, 0xDA, 0xFA, 0x16}; //超高音1234567 uchar code tiger[]={3,2,2, 6,2,2, 7,2,2, 5,2,2,3,2,2, 6,2,2, 7,2,2, 5,2,2,7,2,2, 1,3,2, 2,3,4,7,2,2, 1,3,2, 2,3,4,2,3,1, 3,3,1, 2,3,1, 1,3,1, 7,2,2, 5,2,2,2,3,1, 3,3,1, 2,3,1, 1,3,1, 7,2,2, 5,2,2,6,2,2, 2,2,2, 5,2,4, 6,2,2, 2,2,2, 5,2,4,0,0,0};sbit aa=P1^6;unsigned char time[]={0,0,0x08,0,0,0x08,0,0} ; //时间显示数组unsigned char timeZ[]={0,0,0x08,0,0,0x08,0,0} ;//闹钟显示数组unsigned char timeD[]={0,0,0x08,0,0,0x08,0,0} ;//倒计时显示数组unsigned char timeN[]={0,0,0x08,0,0,0x08,0,0} ;//秒表显示数组unsigned char dateset[]={0,0,0x08,0,0,0x08,0,0} ;//riqishezhi显示数组unsigned char code num[]={0x3F,0x06,0x5B,0x4F,0x66,0x6D,0x7D,0x07,0x7F,0x6F};//数字unsigned char date[]={0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0x08,0,0,0x08,0,0,0,0,0,0,0,0};//日期显示unsigned char sec=0,min=0,hour=0,day=24,mon=10,j,t,a,p;int year=2017;unsigned char secZ=0,minZ=1,hourZ=0;unsigned char secD,minD,hourD;unsigned char tsec,secN,minN,tsecm;*****************************LED显示延时函数********************************void delay(unsigned char p){unsigned char i,j;for(;p>0;p--)for(i=5;i>0;i--)for(j=120;j>0;j--);}*******************************获取按键函数***********************************unsigned char getkeycode(void){unsigned char line=0x00; /*行码*/unsigned char col=0x00; /*列码*/unsigned char scancode=0x01; /*行扫描码*/unsigned char keycode; /*键号*/XBYTE[0x8000]=0xff;col=XBYTE[0x8000]&0x0f; /*从列端口读入四位列码*/if (col==0x00)keycode=0x00;else{while((scancode&0x0f)!=0) /*取scancode的低四位，没变为全0，循环*/{line=scancode; /*行号*/XBYTE[0x8000]=scancode; /*给行赋扫描码，第一行为0x01*/if((XBYTE[0x8000]&0x0f)==col) /*检测按键所在的行跳出循环*/break;scancode=scancode<<1; /*行扫描码左移一位，转下一行*/}col=col<<4; /*把列码移到高四位*/keycode=col|line;}return keycode;}*******************************时间显示函数***********************************void timedis(){XBYTE[0X9000]=0;for (j=0;j<8;j++){time[0]=num[sec%10];time[1]=num[sec/10];time[3]=num[min%10];time[4]=num[min/10];time[6]=num[hour%10];time[7]=num[hour/10];delay(1);XBYTE[0X8000] =0x01<<j;XBYTE[0X9000] =time[j];}} //time show*******************************闹钟显示函数***********************************void timedisZ(){XBYTE[0X9000]=0;for (j=0;j<8;j++){timeZ[0]=num[secZ%10];timeZ[1]=num[secZ/10];timeZ[3]=num[minZ%10];timeZ[4]=num[minZ/10];timeZ[6]=num[hourZ%10];timeZ[7]=num[hourZ/10];delay(1);XBYTE[0X8000] =0x01<<j;XBYTE[0X9000] =timeZ[j];}}*******************************秒表显示函数***********************************void timedisN(){while(1){for(;tsec==20;){tsec=0;secN++;if(secN==60){minN++;secN=0;}}if(getkeycode()==0x84)break;XBYTE[0X9000]=0;for (j=0;j<8;j++){timeN[0]=num[tsec%10];timeN[1]=num[tsec/10];timeN[3]=num[secN%10];timeN[4]=num[secN/10];timeN[6]=num[minN%10];timeN[7]=num[minN/10];delay(1);XBYTE[0X8000] =0x01<<j;XBYTE[0X9000] =timeN[j];//if(getkeycode()==0x84)break;}} } //秒表*****************************倒计时显示函数***********************************void timedisD(){while(1){if(minD==0&&secD==0)break;XBYTE[0X9000]=0;for (j=0;j<8;j++){timeD[0]=num[secD%10];timeD[1]=num[secD/10];timeD[3]=num[minD%10];timeD[4]=num[minD/10];timeD[6]=num[hourD%10];timeD[7]=num[hourD/10];delay(1);XBYTE[0X8000] =0x01<<j;XBYTE[0X9000] =timeD[j];}}}*******************************日期显示函数***********************************void datedis(){unsigned char i,j,k;for (i=0;i<17;i++){ for(k=0;k<20;k++)for (j=0;j<8;j++){ date[13]=num[day/10];date[14]=num[day%10];date[16]=num[mon/10];date[17]=num[mon%10];date[11]=num[year%10];date[10]=num[(year%100)/10];date[9]=num[(year%1000)/100];date[8]=num[year/1000];XBYTE[0X8000] = 0x80>>j;XBYTE[0X9000] = date[i+j];delay(1);}}} //date show//downto zero bibii****************************年月日设置显示函数*******************************void datedis1(){XBYTE[0X9000]=0;for (j=0;j<8;j++){dateset[6]=num[year%10];dateset[7]=num[(year%100)/10];dateset[3]=num[mon%10];dateset[4]=num[mon/10];dateset[0]=num[day%10];dateset[1]=num[day/10];delay(1);XBYTE[0X8000] =0x01<<j;XBYTE[0X9000] =dateset[j];}}*******************************时间设置函数***********************************void set(){unsigned char i=0;{for(i=0;i<3;){timedis();if (getkeycode()==0x11){ delay(100);i++;}if (getkeycode()==0x21){ delay(100);switch (i){case 0: sec++;if(sec==60){sec=0;}break;case 1: min++;if(min==60){min=0;}break;case 2: hour++;if(hour==24){hour=0;}break;default: break;} }} }} //时间设置//timeset*******************************闹钟设置函数***********************************void setZ(){unsigned char i=0;{for(i=0;i<3;){timedisZ();if (getkeycode()==0x11){ delay(100);i++;}if (getkeycode()==0x21){ delay(100);switch (i){case 0: secZ++;if(secZ==60){secZ=0;}break;case 1: minZ++;if(minZ==60){minZ=0;}break;case 2: hourZ++;if(hourZ==24){hourZ=0;}break;default: break;} }} }} //alarm set*******************************日期设置函数***********************************void setdate(){unsigned char i=0;{for(i=0;i<3;){datedis1();if (getkeycode()==0x11){ delay(100);i++;}if (getkeycode()==0x21){ delay(100);switch (i){case 0: day++;if(day==32){day=0;}break;case 1: mon++;if(mon==13){mon=0;}break;case 2: year++;break;default: break;} }} }}*****************************定时器0中断函数*********************************void timer() interrupt 1{t++; //计数溢出后t++if(getkeycode()==0x82){tsec=0;secN=0;minN=0;}if(getkeycode()!=0x22){tsec++;}if (t==20)//1s{if (getkeycode()==0x48){ while(1){set();break;}}//进入时间设置if (getkeycode()==0x14){ while(1){setdate();break;}}//日期设置sec++; t=0;secD--;if(secD==(-1)){secD=59;minD--;}if(minD==(-1)){minD=59;}if(sec==60){sec=0;min++;}if(min==60){min=0;hour++;}if(hour==24){hour=0;day++;}if((day==32)&&(mon==1||mon==3||mon==5||mon==7||mon==8||mon==10||mon==12)){d ay=1;mon++;}if((day==31)&&(mon==4||mon==6||mon==9||mon==11)){day=1;mon++;}if(year%4==0&&year%400!=0&&mon==2&&day>=30){day=1;mon++;}if(year%4!=0&&mon==2&&day>=29) {day=1;mon++;}}}void reset (void){t=0;TMOD=0x01; //模式选择TL0=0xb0;TH0=0x3c; // TH1=(65536-9216)/256; TL1=(65536-9216)%256;PT0=0; //定时器优先ET0=1; // 定时器中断允许TR0=1;//开始定时EA=1; //cpu允许stop} //time go on*****************************定时器1中断函数*********************************void t0int() interrupt 3 {TR1 = 0; //先关闭T0aa = ~aa; //输出方波, 发音TH1 = t0h; //下次的中断时间, 这个时间, 控制音调高低TL1 = t0l;TR1 = 1; //启动T0}void delayaaa(uchar t) {uchar a;while(t--) //四重循环, 共延时t个1/4拍{/* for(c=193;c>0;c--)for(b=114;b>0;b--) //114*/for(a=10;a>0;a--){timedis();}}//延时期间, 可进入T0中断去发音//timedis(); 没用TR1 = 0; //关闭T0, 停止发音}void singachar() {TR1=0;TH1 = t0h; //控制音调TL1 = t0l;TR1 = 1; //启动T0, 由T0输出方波去发音delayaaa(timeaaa);//控制时间长度即节拍}void song(uchar *str){uchar k,i;i = 0;timeaaa=1;while(timeaaa){k = str[i] + 7 * (str[i + 1]);//第i个是音符, 第i+1个是第几个八度t0h = FREQH[k]; //从数据表中读出频率数值t0l = FREQL[k]; //实际上, 是定时的时间长度timeaaa = str[i + 2]; //读出时间长度数值节拍时间i+= 3;singachar();if(getkeycode()==0x22)break;//stop noise}}void music(void){TMOD = 0x01; //置T0定时工作方式1ET1= 1; //开T0中断EA = 1; //开CPU中断while(1){song(tiger);aa=1;if(getkeycode()==0x22)break;delayaaa(20);//timedis();}}*********************************MAIN函数************************************ void main(){reset();while(1){timedis();if(getkeycode()==0x88){setZ();} //闹钟设置if(getkeycode()==0x28){for(p=0;p<3;p++){datedis();}} //日期if(getkeycode()==0x18){secD=20;minD=0;timedisD();if(minD==0&&secD==0){music();}}//倒计时if(getkeycode()==0x44){minN=0;tsec=0;secN=0;timedisN();}//秒表if(secZ==sec&&minZ==min&&hourZ==hour) {music();}}}************************************OVER**************************************PART 4 实验心得实验虽然已经验收完毕，但收获却是弥足珍贵。
杨鹏-1055102-计算机04-电子系统设计报告
uint8_t tmp1=hztab[12*(y+h)+tmpx+w]; uint8_t tmp2=arr[h*2+w]; tmp1>>=tmpy; tmp1<<=tmpy; tmp2>>=(6-tmpy); hztab[12*(y+h)+tmpx+w]=tmp1+tmp2; tmp1=hztab[12*(y+h)+tmpx+w+1]; tmp2=arr[h*2+w]; tmp1<<=(6-tmpy); tmp1>>=(6-tmpy); tmp2<<=(tmpy); hztab[24*(y+h)+tmpx+w+1]=tmp1|tmp2; } } //setBlack(); } void CHIP_Init() { DDRB = 0xFF; DDRC = 0xFF; DDRD = 0xFF; DDRE = 0xFF; DDRF = 0xFF; DDRG = 0xFF; PORTD = 0x00; PORTE = 0x08; PORTF = 0x00; PORTC |= 0x20; PORTB = 0xFF; PORTC = 0x02; PORTG |= 0x18; PORTB = 0x00; PORTG = 0x00; } void wait_free() { uint8_t retb; D_PORT = 0xFF; DDRB = 0x00;
电子系统设计 专题实验报告
姓名：杨鹏 学号：10055102 班级：计算机 04
西安交通大学 2013/5/15
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实验一 基于 AVR ATmega 128 的硬件 PCB 设计
西安交通大学模电实验报告(2)
模拟电子技术实验实验报告西安交通大学电信学院计算机11班姓名：司默涵电话：187****7918学号：2110505018实验日期：2013年4月日报告完成日期：2013年4月日实验 2.2 含负反馈的多级晶体管放大电路预习报告一、实验目的1．构建多级共射极放大电路，对静态工作点、放大倍数进行调节，使其满足设计要求。
2．测量多级放大电路的放大倍数、输入电阻、输出电阻和频率特性。
3．在多级放大电路中引入电压串联负反馈。
4．测量负反馈电路的放大倍数、输入电阻、输出电阻和频率特性等，并与开环放大电路相应的技术指标进行比较。
二、实验原理本实验要求将2个共射极单管放大电路，按照阻容耦合方式进行级联，并在此基础上，由输出端引入电压串连负反馈。
对整个电路的要求，一般靠各个放大电路的指标体现。
因此，需要事先对单元电路的指标提出要求。
本实验中，我们首先构建一个多级的、开环放大倍数大于2000的放大电路，并在此基础上引入电压串联负反馈。
1．多级放大电路图2.2.1为一个2级共射极放大电路。
与图2.1.1所示电路的主要区别是，这个电路具有稳定静态工作点的作用。
第一级和第二级的静态工作点互不干扰，第一级放大电路的静态分析如下，第二级静态分析类推：根据晶体管微变等效电路，对放大电路的动态分析如下：当和相差较大时，为其中较大的。
当和接近时，根据电路参数和实际调试结果，在晶体管β大约为100左右时，整个放大电路的电压放大倍数约为几千倍，输入电阻约为2kΩ左右，输出电阻约为1kΩ左右，下限截止频率约为100Hz左右，上限截止频率约为30kHz左右。
当然，上述参数只是一个大致范围，具体指标将与各自电路参数有关。
电路调节过程如下:1) 首先按照图2.2.1在面包板上搭接电路；2) 在C2右端观察输出，按照实验2.1方法，对前级电路进行静态工作点调节；3) 从C2左端断开，按照实验2.1方法，对后级放大电路单独调节静态工作点；4) 重新连接电路，测试放大倍数，此时两个放大器都处于最佳的静态工作点，观察电压放大倍数是否满足大于2000的要求；如果满足，则调试结束；5) 如果不满足，则增加前级的R C，或者减小R W1，此时静态工作点开始向饱和区靠拢，就是牺牲了最佳静态工作点，获取满足要求的电压放大倍数。
电子系统设计实验报告
实验报告格式要求二.实验目的、任务和要求:本实验要求设计SCI串行接口芯片, 其功能包括串行及并行数据的接收和互相转换。
三.实验系统结构设计分析1.模块划分思想和方法:该芯片需根据功能分为串并转换电路和并串转换电路两部分。
实现串并转换的关键器件就是移位寄存器, 其功能可以使串行输入的数据先寄存到一个位矢量中, 等到一组数据全部输入完毕后再一起处理, 并行输出。
而实现并串转换的关键器件是锁存器, 它可以将并行输入的数据先锁存起来, 再一位一位的转化成串行数据。
计数器在这一芯片中也起到了重要作用, 因为计数器可以产生时间脉冲的分频, 用于配合时间脉冲控制各器件的工作。
2.各模块引脚定义和作用.串并电路:输入: rxd读入数据, clk系统时钟, reset计数器复位端, rd读入控制四进制计数器:C4四分频十进制计数器:Count_10计数分量, C10四十分频（c4的十分频）移位寄存器:Read读入数据, d0～d9并行输出（d0起始端, d1～d8数据端, d9校验位（本实验中不起作用））锁存器：K0～k7数据位状态发生器:RdST读入状态（0为读入, 1为寄存器已满）四.实验代码设计以及分析:1.给出模块层次图;2.按模块完成的代码及注释.USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;ENTITY SCI ISPORT(cs,rxd,clk,SCIrd,reset,SCIwr,in7,in6,in5,in4,in3,in2,in1,in0: IN STD_LOGIC;rdFULL,tdEMPTY,c4:buffer std_logic;e7,e6,e5,e4,e3,e2,e1,e0,wxd:OUT STD_LOGIC);END SCI;ARCHITECTURE WORK OF SCI ISSIGNAL wr,rd,read,c10,d9,d8,d7,d6,d5,d4,d3,d2,d1,d0,k7,k6,k5,k4,k3,k2,k1,k0,mid: STD_ULOGIC;SIGNAL wri : STD_LOGIC_vector(7 downto 0);SIGNAL count_10 ,counter_8:std_logic_vector(3 downto 0);BEGINPROCESS(cs)BEGINrd<=cs OR SCIrd;wr<=cs OR SCIwr;END PROCESS;//注释: 片选输入, cs=1时, 串入并出为“写”, 并入串出为“读”；cs=0时, 串入并出为“读”, 并入串出为“写”；PROCESS(rxd)BEGINread<=rxd;END PROCESS;PROCESS(clk)VARIABLE count_4 : STD_LOGIC_VECTOR(1 DOWNTO 0);BEGINIF(clk'EVENT AND clk='1')THENIF(count_4="00")THENcount_4 := "01";c4 <= '1';ELSIF(count_4="01")THENcount_4 := "11";c4 <= '1';ELSIF(count_4="11")THENcount_4 := "10";c4 <= '0';ELSIF(count_4="10")THENcount_4 := "00";c4 <= '0';END IF;END IF;END PROCESS;PROCESS(c4)BEGINIF(c4'EVENT AND c4='1')THENIF(rd='1')THENd0<=read;d1<=d0;d2<=d1;d3<=d2;d4<=d3;d5<=d4;d6<=d5;d7<=d6;d8<=d7;d9<=d8;END IF;END IF;END PROCESS;PROCESS(c4,reset,rd)BEGINIF(reset='0' OR rd='0')THEN count_10<="0000";c10 <= '0';ELSIF(c4'EVENT AND c4='1')THENIF(count_10="0000" AND rxd='1' AND rdFULL='0')THEN count_10 <= "0001";c10 <= '0';ELSIF(count_10="0001")THENcount_10 <= "0010";c10 <= '0';ELSIF(count_10="0010")THENcount_10 <= "0011";c10 <= '0';ELSIF(count_10="0011")THENcount_10 <= "0100";c10 <= '0';ELSIF(count_10="0100")THENcount_10 <= "0101";c10 <= '0';ELSIF(count_10="0101")THENcount_10 <= "0110";c10 <= '0';ELSIF(count_10="0110")THENcount_10 <= "0111";c10 <= '0';ELSIF(count_10="0111")THENcount_10 <= "1000";c10 <= '0';ELSIF(count_10="1000")THENcount_10 <= "1001";c10 <= '0';ELSIF(count_10="1001")THENcount_10 <= "1010";c10 <= '0';ELSIF(count_10="1010")THENcount_10 <= "1011";c10 <= '1'; END IF;END IF;END PROCESS;PROCESS(c10)BEGINIF(c10'EVENT AND c10='1')THENk7<=d8;k6<=d7;k5<=d6;k4<=d5;k3<=d4;k2<=d3;k1<=d2;k0<=d1;END IF;END PROCESS;PROCESS(rd)BEGINIF(rd='0')THENe7<=k7;e6<=k6;e5<=k5;e4<=k4;e3<=k3;e2<=k2;e1<=k1;e0<=k0;END IF;END PROCESS;PROCESS(rd,c10)BEGINIF(rd='0')THEN rdFULL<='0';ELSIF(c10='1')THENrdFULL<='1';ELSE rdFULL<='0';END IF;END PROCESS;process(wr)beginif(wr='0')thenwri(0)<=in0;wri(1)<=in1;wri(2)<=in2;wri(3)<=in3;wri(4)<=in4;wri(5)<=in5;wri(6)<=in6;wri(7)<=in7;end if;end process;process(c4)beginif(c4'event and c4='1')thenif(wr='0')thencounter_8<="0000";elsif(wr='1' and counter_8="0000")then counter_8<="0001"; elsif(counter_8="0001")then counter_8<="0010";elsif(counter_8="0010")then counter_8<="0011";elsif(counter_8="0011")then counter_8<="0100";elsif(counter_8="0100")then counter_8<="0101"; elsif(counter_8="0101")then counter_8<="0110";elsif(counter_8="0110")then counter_8<="0111";elsif(counter_8="0111")then counter_8<="1000";elsif(counter_8="1000")then counter_8<="1001";end if;end if;end process;process(wr,counter_8)beginif(wr='1' and counter_8="1001")thenmid<='1';tdEMPTY<='1';elsif(wr='0')thenmid<='0';tdEMPTY<='0';end if;end process;process(counter_8)beginif(wr='0' or mid='1')thenwxd<='0';elsif(wr='1' and mid='0')thenif(counter_8="0001")thenwxd<=wri(0);elsif(counter_8="0010")thenwxd<=wri(1);elsif(counter_8="0011")thenwxd<=wri(2);elsif(counter_8="0100")thenwxd<=wri(3);elsif(counter_8="0101")thenwxd<=wri(4);elsif(counter_8="0110")thenwxd<=wri(5);elsif(counter_8="0111")thenwxd<=wri(6);elsif(counter_8="1000" )thenwxd<=wri(7);end if;end if;end process;END WORK;五.仿真图(输入输出波形)以及分析:六.实验问题分析和经验总结:在该实验的设计中, 我们发现时序逻辑中最重要的部分就是时间信号对各进程的控制, 因为为了保持各进程在时间上的同步性和正确性, 需要用一个或几个相关联的时间信号来控制各进程。
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电子系统设计专题实验报告实验一、基于 AVR ATMega128 的硬件(PCB)设计 一、 实验目的和要求目的： (1)掌握印制电路板设计的基本原则及印制电路板的设计制作流程。
(2)掌握 Protel DXP 2004 SP2 软件的基本功能。
(3)在 Protel DXP 2004 SP2 软件平台，完成电路图到 PCB 图的设计制作过 程。
要求： (1)根据实验要求， 完成原理图的设计，并在 Protel DXP 2004 SP2 软件平台 上设计制作出相应的 PCB 图。
(2)要求 PCB 图布局布线美观，抗干扰性能强。
图中所用到的元件封装必须 符合实际的元件尺寸。
二、 实验设备及设计开发环境操作系统: XP 软件：Protel DXP 2004 SP 2三、 实验内容根据 ATMega128 的电路图设计一个单片机电路板，其中包括基本电路、复位 电路、时钟振荡器（ISP、键盘、RT Clock）。
MCU 原理图如图四、 实验步骤1. 创建新的工程项目，并新建原理图图纸 2. 设置工程参数，包括基本原理图参数设置。
3. 绘制原理图：在元件库中查找所用元件，并进行必要说明，如标签、总线、 端口等。
4. 放置各个模块与图纸合适位置，方便之后端口的对接及导入。
5. 对原理图进行电气检查，编译查错时，直至消除后保存原理图。
6. 创建新的 PCB 文件，并对 PCB 进行正确合理的参数设置（注意：在设置尺 寸时，不宜设置太小，不利于元件布局及布线），保存文件。
7. 导入原理图，将元件合理放置，原则：组合功能的元件（键盘开关）有序放 置在一起，使得各个元件布线交叉尽可能的少。
8. 对电路板自动布线，进行规则检查，注意检查 PCB 有没有缺线、缺元件的 情况修改错误的地方，并注意印刷线路的宽度设置，不宜太宽。
9. 重复步骤 8，对电路板布局不断进行修改优化，直到 PCB 的规则检查没有警告、错误，电路板元件布局思路清晰，布线方式正确合理。
10. 对工程文件进行保存，完成整个硬件设计流程。
五、 实验结果1.整体电路原理图如图2.PCB 图如下图（手动放置元件位置，自动布线）：六、 实验总结硬件是设计的基础，认真学习掌握硬件设计的原理有助于更好的在软件 层面进行设计。
同时一个正确标准的项目设计方案，方便设计人员阅读的同 时，可以更高效的实现加工。
将理论上的电路原理图真真实实的做成了可以加工生产的电路板， 又一 次真切的感受到了理论与实际的联系。
电路图不再仅仅是停留在纸面和考试中 的分析对象，更是可以加工成为电路板，是设计实现实际功能的基础。
布线过程中， 看着元件之间密密麻麻的线路，也深切体会到优秀的设计对 于实际生产的重要性，对于实现的难易程度，容错能力，产品性能等多方面都 有着重大的影响。
这就要求设计人员，不仅仅是能够实现产品的功能，而是尽 可能将设计做到最好。
这也对我们学习提出了更高的要求，做一件事情不难， 难的是做好一件事情。
实验二、按键灭灯软件程序设计 一． 实验目的和任务要求根据规则要求实现按键灭灯小游戏的基本功能， 演示游戏过程并计算显示最 终游戏结果。
规则： 1. LED 灯随机地出现；每次闪一个灯； 2. 在 1s 内按键可以把灯灭掉； 3. 超时没按键或按错键，则灯换一个位置； 4. 每灭一个灯，马上会闪亮另外一个灯； 5. 计算 10 次灯的分数。
比如 按错一次 -5；超时一次-3；及时灭一次 +1-3 分。
使用 timer 来计时比较准确。
显示结果。
二． 实验设备及软件开发环境1. 单片机平台：AVR ATmega128 实验开发板； 2. 开发环境平台： 计算机，Windows XP 操作系统，软件开发平台：AVR Studio 4.16 集成开 发软件；WinAVR(GCC) 20080610 C 语言编译器； 下载编程工具：JTAGICE mkII 在线仿真器；三． 实验的电路原理1.LED 指示灯的硬件电路连接如下图所示。
2.数码管硬件电路连接如下图所示。
3.矩阵键盘硬件电路连接如图 6-1 所示。
按键灭灯程序由以上三大部分构成，将 led 灯与键盘按键编码对应起来，实现按键对 led 灯的控制，最后将总得分显示在数码管上。
软件设计的难度不大，主要在于 led 灯与键盘按键端口的对应。
四． 软件设计及关键过程分析软件设计流程图 游戏开始： 蜂鸣器提示PORTE |= (1 << PE3); 使 PA3 输出高电平，使蜂鸣器鸣叫 延迟一段时间之后关闭蜂鸣器设置中断计时器的 参数，计时时间 1s中断计时函数 SIGNAL(SIG_OUTPUT_COMPARE1A)执行换灯程序 switchLed（） No 亮灯计数 count<10Yes调用函数 ledkeepping(){ PORTB = ~random[number]; }执行亮灯程序有无按键按下No中断计时 1s，进入中断函数 grade=grade+2;Yes按键是否正确No按键不正确，不加分 grade=grade+0;Yes按键正确加分 grade=grade+5;游戏结束 显示游戏总得分 grade数码管显示 PORTB = code[calculate()(number)]; 其中，calculate 函数计算相应位码显示得分五． 程序运行结果1.根据随机数组 random[10]使得 led 灯“随机”亮起2.十次亮灯结束，数码管显示总得分六． 实验总结软件编程设计的难度不大，关键在于如何使得 led 灯与键盘按键端口对应， 并实现按键正确时将对应的 led 灯“灭掉”。
具体实现时，采取当按键正确就切 换到下一个随机 led 灯， 而不是去改变按键对应的 led 灯的端口值，一定程度上 使得问题简化。
程序采用将学过的知识模块联合， 主要由 led 灯， 键盘， 数码管三部分构成。
实验中也发现了一些问题： 当按键时间过长时，可能使得下一个 led 灯亮时也判断到了该按键已经按 下，错误的记录下该按键，得分记录不准确。
处理思路： 当下一个 led 灯亮起， 且判断到有按键按下时， 判断按键是否与之前按键编 码相同，如果不同，则为一次独立的按键；如果相同，则为上一个 led 灯的延迟 按键，需重新对键盘进行一次 scan。
附录 1 软件源代码#include <avr/io.h> #include <util/delay.h> #include <stdio.h> #include <avr/signal.h> #include "digitron.h" #define LINE1_SCAN() PORTC = (PORTC | _BV(PC7)) & ~_BV(PC6) #define MASK 0xFF #include "led.h" uint8_t code[10] = { 0xC0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8, 0x80,0x90 }; uint8_t random[11] = { 0x01,0x04,0x02,0x10,0x40,0x80,0x02,0x08, 0x80,0x20,0x40 }; uint8_t led_sel=0x01; int number=1,grade=0,count=0; int com = 1; void system_init() //系统初始化 { //关闭 8 个 LED 灯 DDRB = 0xff; //设置 PB 端口为输出 DDRC |= _BV(PC5); //设置 PC5 为输出 PORTC |= _BV(PC5); //置 PC5 为高电平，使能 led 锁存 PORTB = 0xff; PORTB = PB_MASK; DDRB = PB_MASK; PORTC |= _BV(LED_CS); DDRC |= _BV(LED_CS); //关闭数码管显示 DDRG |= _BV(PG3); //设置 PG3 为输出，PG3 控制数码管的位选择锁存器； DDRG |= _BV(PG4); //设置 PG4 为输出，PG4 控制数码管的段码锁存器； PORTG |= _BV(PG3); //使能数码管位选择锁存器 PORTG &= ~_BV(PG4); PORTB = 0x00; //关闭字型码锁存器 DDRB = 0xff; //设置端口 PB 为输出 //送数码管位码 //关闭 8 个 led 灯 PORTC &= ~_BV(PC5); //PC5 置低，关闭 led 锁存器器PORTG &= ~_BV(PG3); //关闭数码管位选择锁存器PORTG |= _BV(PG4); //使能段码锁存器PORTB = 0xff; //送段码PORTG &= ~_BV(PG4); //关闭段码锁存器//关闭蜂鸣器DDRE |= _BV(PE3);PORTE |= _BV(PE3); //喇叭电路断开，喇叭停止鸣响}void DIG_Init(){PORTB = ~PB_MASK;DDRB = PB_MASK;PORTG &= 0x00;DDRG |= _BV(DIG_CS1) | _BV(DIG_CS2);}void KP_Init(){// CHIP_Init();系统端口初始化DDRB = 0xFF;DDRC = 0xFF;DDRD = 0xFF;DDRE = 0xFF;DDRF = 0xFF;DDRG = 0xFF;PORTD = 0x00;PORTE = 0x08;PORTF = 0x00;PORTC |= 0x20;PORTB = 0xFF;PORTC = 0x02;PORTG |= 0x18;PORTB = 0x00;PORTG = 0x00;// 键盘端口初始化PORTC &= 0x3F;DDRC |= 0xC0;PORTB = 0xFF;DDRB = 0x00;uint8_t KP_read(){_delay_ms(10);asm("nop");uint8_t read = PINB;return read;}uint8_t KP_scan(){uint8_t code = MASK;uint8_t key = MASK;//scan the first lineLINE1_SCAN();LINE1_SCAN();code = KP_read();if(code != MASK){_delay_ms(10);code = KP_read();if(code != MASK){switch(code){case 0xFE:key = 0x01;break; case 0xFD:key = 0x02;break; case 0xFB:key = 0x04;break; case 0xF7:key = 0x08;break; case 0xEF:key = 0x10;break; case 0xDF:key = 0x20;break; case 0xBF:key = 0x40;break; case 0x7F:key = 0x80;break; }}}//if no key is pressed, return 0x00 return key;}void LED_Init(){PORTB = PB_MASK;DDRB = PB_MASK;PORTC |= _BV(LED_CS);DDRC |= _BV(LED_CS);}int calculate(int number){switch (number){case 0:return grade/10;break;case 1:return grade%10;break;default:return 10;}}//亮灯程序不变k；void ledkeepping(){LED_Init();PORTB = ~random[number];_delay_ms(5);}//亮灯程序void switchLed(){TCNT1H = 0x00; //T/C1计数值清零 TCNT1L = 0x00;LED_Init();PORTB = ~random[number];number=number+1;count=count+1;_delay_ms(5);if(number==10){number=1;}if(count>10){TCCR1B = 0x00;}}//中断程序SIGNAL(SIG_OUTPUT_COMPARE1A){TCNT1H = 0x00; //T/C1计数值清零TCNT1L = 0x00;grade=grade+2;switchLed();}void DIG_Dispaly();{com=1;for(number = 0; number < 2; number++){PORTG |= _BV(DIG_CS2);PORTG &= ~_BV(DIG_CS1);PORTB = code[calculate()(number)];PORTG |= _BV(DIG_CS1);PORTG &= ~_BV(DIG_CS2);PORTB = com;com *= 2;PORTG &= ~_BV(DIG_CS1);PORTG &= ~_BV(DIG_CS2);_delay_ms(2);}}int main(void){system_init(); //系统初始化PORTE |= (1 << PE3); //使PA3输出高电平，使蜂鸣器鸣叫_delay_ms(100);_delay_ms(100);PORTE |= (1 << PE3); //使PA3输出高电平，使蜂鸣器不响TCCR1B = 0x00; //中断控制寄存器清零，停止T/Cl计数OCR1AH = 0xAA; //设置8MHz、256分频、定时1s的比较值，OCR1AL = 0x12; //与TCNTl的计数值进行比较，若匹配产生中断 TCCR1A = 0x00; //T/C1普通端口模式TCCR1B = 0x04; //启动定时器T/C1，256分频TIMSK |= 0x10; //使能C/Tl比较匹配中断sei(); //允许全局中断while(1){if(count<10){KP_Init();uint8_t led_press,led_temp;led_press=KP_scan();ledkeepping();KP_Init();led_temp=KP_scan();if(led_press!=MASK){if(led_press!=led_temp){if(led_press==random[number]) {grade=grade+5;}else{grade=grade+0;}switchLed();_delay_ms(5);}}else{ledkeepping();_delay_ms(1);}}else{DIG_Init();//数码管初始化DIG_Dispaly();//数码管显示得分}}}。