数字逻辑电路课程设计报告

计算机科学学院课程设计报告课程数字电子技术(B)题目交通灯控制电路年级2007级专业网络工程学号 07066014学生凌秀裴任课教师汪红2010 年9 月 3 日课程设计题目交通灯控制电路验收时间2010.9.9验收地点9栋308指导教师汪红小组成员具体分工备注凌秀裴本次课程设计为个人独立完成。

课题总体设计思想概述十字路口的交通灯控制电路,要求东西方向车道和南北方向车道两条交叉道路上的车辆交替运行,每次通行时间都设为45秒。

时间可设置修改。

这个方案主要由倒计时计数电路、信号灯转换器和秒脉冲信号发生器组成。

秒脉冲信号发生器是该系统中倒计时计数电路和黄灯闪烁控制电路的标准时钟信号源,倒计时计数器输出两组驱动信号T5和T0,经信号灯转换器控制信号灯工作,倒计时计数电路是系统的主要部分,由它控制信号灯转换器的工作。

功能图为:秒脉冲发生器倒计时器T5信号T0信号信号灯转换器东西方向信号灯南北方向信号灯分课题名称倒计时计数电路,信号灯转换器,秒脉冲信号发生器设计目的通过综合地运用所学的《数字逻辑》的基本知识,独立完整地设计一定功能的交通灯控制的电子电路,并能够以仿真的形式显示出电路设计的结果。

通过这个课程设计锻炼仿真和调试等的综合能力。

设计原理一.设计原理通过秒脉冲发生器产生的脉冲来控制倒计时电路进行读秒的计时,倒计时电路会产生两个信号,分别表示两种不同的状态,这两个信号传递给信号灯转换器,信号灯转换器就根据所得到的信号完成东西和南北方向的交通灯的显示。

1.信号灯转换器信号灯转换器会产生4种状态来指示东西和南北方向的交通:S0: 东西方向车道的绿灯亮,车道通行,人行道禁止通行;南北方向车道的红灯亮,车道禁止通行,人行道通行。

S1: 东西方向车道的黄灯亮,车道缓行,人行道禁止通行;南北方向车道的红灯亮,车道禁止通行,人行道通行。

S2:东西方向车道的红灯亮,车道禁止通行,人行道通行;南北方向车道的绿灯亮,车道通行,人行道禁止通行。

S3: 东西方向车道的红灯亮,车道禁止通行,人行道通行;南北方向车道的黄灯亮,车道缓行,人行道禁止通行。

电路信号和指示灯间的关系:Ga=1:东西方向车道绿灯亮。

Ya=1:东西方向车道黄灯亮。

Ra=1:东西方向车道红灯亮,人行道绿灯亮;南北方向人行道红灯亮。

Gb=1:南北方向车道绿灯亮。

Yb=1:南北方向车道黄灯亮。

Rb=1:南北方向车道红灯亮,人行道绿灯亮;东西方向人行道红灯亮。

设计原理2.倒计时计数器十字路口要有数字显示,作为倒计时提示,以便人们更直观地把握时间。

具体为:当某方向绿灯亮时,置显示器为某值,然后以每秒减1,计数方式工作,直至减到数为“5”和“0”,十字路口绿、黄、红灯变换,一次工作循环结束,而进入下一步某方向的工作循环。

在倒计时过程中计数器还向译码器提供模5的定时信号T5和模0的定时信号T0。

倒计时显示采用七段数码管作为显示,它由计数器驱动并显示计数器的输出值。

设计方案二.设计方案1.信号灯转换器对于本次的交通灯控制的设计,在信号灯的控制方面所选用的是JK 触发器。

对于JK触发器,设置其状态码为:S0=00 S1=01 S2=11 S3=10 以Q1 Q0 作为输出,所输出的状态与交通灯之间的关系为:现态次态输出Q1n Q0n Q1n+1Q0n+1Ga Ya Ra Gb Yb Rb 0 0 0 1 1 0 0 0 0 10 1 1 1 0 1 0 0 0 11 1 1 0 0 0 1 1 0 0 1 0 0 0 0 0 1 0 1 0电路连接如下:设计方案2.倒计时计数器计数器选用集成电路74190进行设计。

74190是十进制同步可逆计数器,它具有异步并行置数功能、保持功能。

74190没有专用的清零输入端,但可以借助QA、QB、QC、QD的输出数据间接实现清零功能。

74190的状态表如下:CTEN D/U CLK LOAD A B C D QA QB QC QD0 X X 0 X X X X A B C D0 1 POS 1 X X X X Count Down0 0 POS 1 X X X X Count Up1 X X X X X X X Qa0 Qb0 Qc0 Qd0现选用两个74190芯片级联成一个从99倒计到00的计数器,其中作为个位数的74190芯片的CLK接秒脉冲发生器(频率为1),再把个位数74190芯片输出端的QA、QD用一个与门连起来,再接在十位数74190芯片的CLK端。

当个位数减到0时,再减1就会变成9, 0(0000)和9(1001)之间的QA、QD同时由0变为1,把QA、QD与起来接在十位数的CLK端,此时会给十位数74190芯片一个脉冲数字减1,相当于借位。

具体的设计如图:设计方案信号LD由两个芯片的8个输出端用或门连起来,决定倒计时是置数,还是计数。

工作开始时,LD为0,计数器预置数,置完数后,LD变为1,计数器开始倒计时。

当倒计时减到数00时,LD又变为0,计数器又预置数,之后又倒计时,如此循环下去。

3.预置数功能8个开关分别接十位数74190芯片的D、C、B、A端和个位数74190芯片的D、C、B、A端。

预置数的范围为6~98。

假如把通行时间设为45秒,就像图1-5的接法,A接0,B接1,C接0,D接0,E接0,F接1,G接0,H接1。

(接电源相当于接1,悬空相当于接0)。

向译码器提供模5的定时信号T5和模0的定时信号T0:T0表示倒计时减到数“00”(也即绿灯的预置时间,因为到00时,计数器重新置数),T0=1,此时T0给译码器一个脉冲,使信号灯发生转换,一个方向的绿灯亮,另一个方向的红灯亮。

接法为:把两个74190计数器的8个输出端用一个或非门连起来。

T5表示倒计时减到数“05”时。

T5=1,此时T5给译码器一个脉冲,使信号灯发生转换,绿灯的变为黄灯,红灯的不变。

接法为:当减到数为“05”(0000 0101)时,把十位计数器的输出端QA、QB、QC、QD连同个位计数器的输出端QB、QD用一个或非门连起来,再把这个或非门与个位计数器的输出端QA、QC用一个与门连接起来。

具体连接方法如图:设计方案4、黄灯闪烁控制要求黄灯每秒闪一次,即黄灯0.5秒亮,0.5秒灭,故用一个频率为2的脉冲与控制黄灯的输出信号用一个与门连进来,再接到黄灯。

5.整个交通控制系统的电路图测试方案三.测试方案原本的交通灯系统是实现四个方向的,但是为了测试的简便和对结果的测试,现在只针对两个方向的交通灯进行测试,另外由于人行道的红绿灯跟车道的红绿灯是同步的,分别是:东西方向人行道的绿灯接车道的红灯,红灯接南北方向车道的红灯;南北方向人行道的绿灯接车道的红灯,红灯接东西方向车道的红灯。

1.点击启动按钮,然后再打开总开关,便可以进行交通灯控制系统的仿真,电路默认把通车时间设为45秒,打开总开关,东西方向车道的绿灯亮,人行道的红灯亮;南北方向车道的红灯亮,人行道的绿灯亮。

时间显示器从预置的45秒,以每秒减1,减到数5时,东西方向车道的绿灯转换为黄灯,而且黄灯每秒闪一次,其余灯都不变。

减到数1时,1秒后显示器又转换成预置的45秒,东西方向车道的黄灯转换为红灯,人行道的红灯转换为绿灯;南北方向车道的红灯转换为绿灯,人行道的绿灯转换为红灯。

如此循环下去。

2.修改通车时间为其它的值再进行仿真(时间范围为6~98秒),效果同3一样,总开关一打开,东西方向车道的绿灯亮,时间倒计数5,车灯进行一次转换,到0秒时又进行转换,而且时间重置为预置的数值,如此循环。

3.针对不同的数据进行相应的测试,通过观察交通灯的亮和灭的情况来判断所做的电路的逻辑是否是正确的。

如果所得到的结果和预期的效果不一致,则要进行相对应的调整,使得结果和预期的一致。

测试的数据要不一样,但所得到的结果是正确的,这样才是好的设计,这才达到测试的目的。

用户手册功能介绍这是一个交通灯控制的实现的模拟系统,通过使用各种颜色的信号灯来模拟实际交通的交通信号灯,用于指示交通。

系统中可以对一个方向的交通灯的亮的时间进行预设,用于控制一个方向上的车辆行人的行走的时间及等待的时间,起到控制交通的效果。

可以针对不同方向的交通灯的亮灭进行相互间的切换,用于指示各个方向的交通行使。

操作指南1.本次课程设计的电脑仿真所用的软件版本为EWB Version5.0c。

使用时只要打开仿真软件,然后将“交通灯控制.ewb”文件导入到仿真软件中。

2.导入后可以先进行时间的预设,然后点击仿真软件右上角的开关按钮,就可以打开软件,之后按一下键盘的空格键,就可以开始进行演示了。

3.这时时间指示灯会开始倒计时,当倒计时到5秒时,黄灯会开始闪动,当到0时左右的红绿灯就会跳转。

注意事项1.注意模拟软件与真实的情况的差别,线路比较复杂,所以在线路的连接上要注意。

2.不同的芯片的特征不同,选用芯片时要注意性能和用途。

3.当电路开始运行后,整个模拟过程不可以自动停止,要停止的话就可以用空格键和停止软件的模拟。

错误及结果分析由于是第一次使用该平台,对该平台的操作并不熟悉,而且平台是英文显示,要边查资料边找到所需要的实验器件。

最艰难的是连线问题,经常会把导线接到另外的接线柱,或者移动已经连好的导线。

在经过多次操作以后,对平台的操作有了一定的熟悉,连线也就比较顺畅了。

在开始设计时,并不了解74190的功能以及作用,在网上收集资料以后,才了解用74190来实现实验设想。

在设计过程中,发现74190没有专用的清零输入端,经过收集资料后发现借助QA、QB、QC、QD的输出数据间接实现清零功能。

模拟的结果如下:如上图所示的,能够正确地进行时间的倒计数,并能够显示出红灯和绿灯,所以说这个系统所显示的新技术是正确的。

方案改进及课程设计心得方案改进原来的整个系统中只有两个方向上的指示灯,可以添加到四个方向上的指示灯,这样的效果更加明了。

还有就是原来的电路图较为的复杂,为了使电路更加直观,可以把计数器、信号灯灯转换器等放在一个名为main的子电路中。

然后再在子电路外面接输入端和输出端。

心得体会对很多的芯片的功能都不是很清楚.还有ewb仿真软件,以前才来没有接触过,只是现在需要的时候才开始用它,它的功能,按键都不清楚.经过了网上和书本的了解后对其的功能有了一定的了解。

通过这次课程设计,加强了我动手、思考和解决问题的能力.现在设计已经做好了,但学到了很多东西.做课程设计的时候,自己把整个书本都看了几遍,增强了自己对知识的理解,很多以前不是很懂的问题现在都已经一一解决了.在课程设计的过程中,我想了很多种方案,对同一个问题都想了很多种不同的接法,运用不同的芯片进行了比较,最后还是采取了上面的方法进行连接.在连线过程中,经常会遇到一些问题,比如接错线,无意中删除了一些线等。

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数字逻辑实验报告实验

数字逻辑实验报告实验

一、实验目的1. 理解数字逻辑的基本概念和基本原理。

2. 掌握数字逻辑电路的基本分析方法,如真值表、逻辑表达式等。

3. 熟悉常用数字逻辑门电路的功能和应用。

4. 提高数字电路实验技能,培养动手能力和团队协作精神。

二、实验原理数字逻辑电路是现代电子技术的基础,它主要研究如何用数字逻辑门电路实现各种逻辑功能。

数字逻辑电路的基本元件包括与门、或门、非门、异或门等,这些元件可以通过组合和连接实现复杂的逻辑功能。

1. 与门:当所有输入端都为高电平时,输出端才为高电平。

2. 或门:当至少有一个输入端为高电平时,输出端为高电平。

3. 非门:将输入端的高电平变为低电平,低电平变为高电平。

4. 异或门:当输入端两个高电平或两个低电平时,输出端为低电平,否则输出端为高电平。

三、实验内容1. 实验一:基本逻辑门电路的识别与测试(1)认识实验仪器:数字电路实验箱、逻辑笔、示波器等。

(2)识别与测试与门、或门、非门、异或门。

(3)观察并记录实验现象,分析实验结果。

2. 实验二:组合逻辑电路的设计与分析(1)设计一个简单的组合逻辑电路,如加法器、减法器等。

(2)根据真值表列出输入输出关系,画出逻辑电路图。

(3)利用逻辑门电路搭建电路,进行实验验证。

(4)观察并记录实验现象,分析实验结果。

3. 实验三:时序逻辑电路的设计与分析(1)设计一个简单的时序逻辑电路,如触发器、计数器等。

(2)根据电路功能,列出状态表和状态方程。

(3)利用触发器搭建电路,进行实验验证。

(4)观察并记录实验现象,分析实验结果。

四、实验步骤1. 实验一:(1)打开实验箱,检查各电路元件是否完好。

(2)根据电路图连接实验电路,包括与门、或门、非门、异或门等。

(3)使用逻辑笔和示波器测试各逻辑门电路的输出,观察并记录实验现象。

2. 实验二:(1)根据实验要求,设计组合逻辑电路。

(2)列出真值表,画出逻辑电路图。

(3)根据逻辑电路图连接实验电路,包括所需逻辑门电路等。

数字逻辑设计实验报告

数字逻辑设计实验报告

一、实验目的1. 理解和掌握数字逻辑设计的基本原理和方法。

2. 熟悉数字电路的基本门电路和组合逻辑电路。

3. 培养动手能力和实验技能,提高逻辑思维和解决问题的能力。

4. 熟悉数字电路实验设备和仪器。

二、实验原理数字逻辑设计是计算机科学与技术、电子工程等领域的基础课程。

本实验旨在通过实际操作,让学生掌握数字逻辑设计的基本原理和方法,熟悉数字电路的基本门电路和组合逻辑电路。

数字逻辑电路主要由逻辑门组成,逻辑门是数字电路的基本单元。

常见的逻辑门有与门、或门、非门、异或门等。

根据逻辑门的功能,可以将数字电路分为组合逻辑电路和时序逻辑电路。

组合逻辑电路的输出只与当前输入有关,而时序逻辑电路的输出不仅与当前输入有关,还与之前的输入有关。

三、实验内容1. 逻辑门实验(1)实验目的:熟悉逻辑门的功能和特性,掌握逻辑门的测试方法。

(2)实验步骤:① 将实验箱中的逻辑门连接到测试板上。

② 根据实验要求,将输入端分别连接高电平(+5V)和低电平(0V)。

③ 观察输出端的变化,记录实验数据。

④ 分析实验结果,验证逻辑门的功能。

2. 组合逻辑电路实验(1)实验目的:掌握组合逻辑电路的设计方法,熟悉常用组合逻辑电路。

(2)实验步骤:① 根据实验要求,设计组合逻辑电路。

② 将电路连接到实验箱中。

③ 根据输入端的不同组合,观察输出端的变化,记录实验数据。

④ 分析实验结果,验证电路的功能。

3. 时序逻辑电路实验(1)实验目的:掌握时序逻辑电路的设计方法,熟悉常用时序逻辑电路。

(2)实验步骤:① 根据实验要求,设计时序逻辑电路。

② 将电路连接到实验箱中。

③ 观察电路的输出变化,记录实验数据。

④ 分析实验结果,验证电路的功能。

四、实验结果与分析1. 逻辑门实验结果:通过实验,验证了逻辑门的功能和特性,掌握了逻辑门的测试方法。

2. 组合逻辑电路实验结果:通过实验,掌握了组合逻辑电路的设计方法,熟悉了常用组合逻辑电路。

3. 时序逻辑电路实验结果:通过实验,掌握了时序逻辑电路的设计方法,熟悉了常用时序逻辑电路。

数字逻辑电路设计 课程报告..

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《数字逻辑电路设计》课程设计总结报告题目:比赛计时器指导教师:设计人员(学号):班级:电信122班日期:2014-5-24目录一.设计任务书 (1)二.设计框图及整机概述 (1)三.各单元电路的设计方案及原理说明 (2)1、秒计数、译码及显示部分的设计 (2)2、分计数、译码及显示部分的设计 (4)3、控制电路及报警电路部分的设计 (6)四.调试过程及结果分析 (7)五.设计、安装及调试中的体会 (8)六.对本次课程设计的意见及建议 (9)七.附录(包括:整机逻辑电路图和元器件清单 (10)八.关于FPGA (11)一、设计任务书基本设计要求:电脑仿真,电路板布线计时器应具有以下功能:(1)显示时间:分钟,秒钟(时间为学号后两位,小于20的加上20)(2)设置操作开关,计时器具有清零,启动、暂停和继续的功能。

(3)场次至少有两次(可多次),半场结束时,有报警信号;比赛结束时,计时器停止工作,有报警信号。

(可用发光二极管显示)3、给定条件只能采用实验室提供的中小规模电路进行设计;实验室提供基本元件,做完后交回。

二、设计框图及整机概述整体设计原理框图:整机概述:本实验利用数码管、计数器、译码器、逻辑门等器件实现计时器功能。

时钟脉冲通过CLK 接入计数器,计数器开始计数,再由Q A Q B Q C Q D 接入译码器,实现译码功能,然后由译码器输出端接入数码管,显示出计时数字。

而具体的进制及控制功能通过逻辑门的与门、或门、非门等来实现。

这就是整个实验的基本构思。

在这次实验中,我所做的比赛计时器的终场时间是28分钟,因此,通过逻辑门控制秒信号的两块芯片进制为60,分信号的两块芯片分别到2、8停止计数即可。

三.各单元电路的设计方案及原理说明 秒信号由实验箱提供,无需另行设计1、秒计数、译码及显示部分的设计计数器译码器(数码管显示,加限流电阻)控制电路报警电路(可用发光二极管)秒信号(实验箱提供)秒计数器为M=60的计数器,即显示00~59,采用中规模集成电路双十进制计数器至少需要2片,本次实验中采用两片74LS160,它的个位为十进制,十位为六进制。

数字逻辑电路实验课程设计

数字逻辑电路实验课程设计

数字逻辑电路实验课程设计课程概述数字逻辑电路是计算机基础知识的重要组成部分,也是计算机专业课程中的重要一环。

本实验旨在通过实际操作,加深学生对数字逻辑电路原理的理解,增强学生动手实践能力,为以后相关课程的学习打下基础。

实验内容本实验的主要内容为数字逻辑电路的设计和仿真,其中包括以下几个实验项目:实验一:基础逻辑门的实现通过实验一,学生将掌握数字逻辑电路中基础逻辑门的实现方法。

实验中,学生会使用基础逻辑门实现多功能逻辑电路,练习基础逻辑电路的搭建和仿真。

实验二:组合逻辑电路的设计实验二主要是组合逻辑电路的设计与仿真。

学生将会独立设计组合逻辑电路,并调试仿真运行结果,本实验对于提高学生对组合逻辑电路理论的理解和实际操作能力有非常重要的作用。

实验三:时序逻辑电路的设计实验三主要是时序逻辑电路的设计与仿真。

学生将会掌握时序逻辑电路的设计方法,理解时序逻辑电路的工作原理。

本实验将从理论到实践,帮助学生更好的掌握时序逻辑电路的应用。

实验要求•学生需要在上课前自行预习相关知识,对每个实验项目做好实验前的准备工作。

•实验过程中,学生需要根据实验要求,独立完成实验任务,并认真记录实验过程和实验数据。

•实验报告需要按照规定格式书写,其中需包含实验目的、实验原理、实验过程、实验结果及分析等内容。

•实验完成后,需要将实验报告在规定时间内提交给授课教师,如需重做实验,需要重新安排实验时间。

实验评分每个实验项目的实验报告占总成绩的30%。

实验报告将按照格式、实验完成情况以及实验结果分析等的得分进行评分。

实验报告迟交或抄袭者,将会被计入不及格分数。

实验工具本实验需要使用电路模拟软件进行实验操作,建议使用PSPICE或MULTISIM等相关软件。

学生需要提前安装或下载相关软件,并进行必要的学习和练习。

实验总结数字逻辑电路实验是计算机专业非常重要的实践环节。

通过本实验,学生将了解到数字逻辑电路的设计与原理,并能够熟练掌握数字逻辑电路仿真工具的使用。

数字逻辑课程设计报告(优秀版)

数字逻辑课程设计报告(优秀版)

目录目录 (1)一、设计目的 (2)二、设计要求 (2)三、设计方案 (2)四、顶层图及相关模块说明 (3)1、顶层图 (3)2、各模块说明(1)进制模块 (3)a、二十四进制 (5)b、六十进制 (5)(1)动态扫描模块 (6)(2)分频模块 (8)(3)报时模块 (9)(4)二路选择器模块 (10)五、经验总结 (12)一、设计目的1.学会应用数字系统设计方法进行电路设计;2.进一步提高QuartusⅡ9.0软件的开发应用能力;3.培养学生书写综合实验报告的能力。

二、设计要求1、能进行正常的时、分、秒计时,用动态扫描的方式显示,需用6个数码管。

(1)用M6M5进行24进制小时的显示。

(2)用M4M3进行60进制分的显示。

(3)用M2M1进行60进制秒的显示。

2、利用按键实现“校时”、“校分”和“秒清0”功能。

(1)SA:校时键。

按下SA键时,时计数器迅速递增,按24小时循环,并且计满23时回到00。

(2)SB:校分键。

按下SB键时,分计数器迅速递增,按60小时循环,并且计满59时回到00,但不向时进位。

(3)SC:秒清零。

按下SC时,秒计数器清零。

要求按键均不产生数字跳变,因此须对“SA”、“SB”进行消抖处理。

3、能进行整点报时。

(1)在59分50、52、54、56、58秒按500Hz频率报时;(2)在59分60秒用1KHz的频率作最后一声正点报时。

4、更高要求:能进行闹时功能(1)闹时的最小时间间隙为10分钟,闹时长度为1分钟。

闹时频率可以自己设置。

(2)按下闹时按键SD后,将一个闹时时间数存入计数器内。

时钟正常运行时,闹时时间和运行的时间进行比较,当比较结果相同时输出一个启动信号,触发闹时电路工作,输出音频信号。

三、设计方案1、按自顶向下的层次化设计方法设计。

(1)顶层图(2)消抖电路用D触发器构成,SA、SB、SC为包含抖动的输入信号,而电路的输出则是一个边沿整齐的输出信号。

(3)计时(24进制计数器),计分(60进制计数器)、计秒(60进制计数器)模块可由10进制计数器连接构成,也可用VHDL语言完成。

数字逻辑课程设计报告

数字逻辑课程设计报告

数字逻辑课程设计多功能数字钟班级:学号:课程设计人:指导老师:课题:完毕时间:一、设计目旳:学会应用数字系统设计措施进行电路设计,纯熟地运用汇编语言。

二、设计任务及规定:1.记时、记分、记秒2.校时、校分、秒清03.整点报时4.时间正常显示5.闹时功能三、设计思绪:将整个闹钟分为如下几种模块,每个模块中均有详细旳各部分旳设计思绪,源代码及仿真图像,生成旳器件。

1.计时模块计小时:24进制计数器计分、计秒:60进制计数器计时间过程:计秒:1HZ计数脉冲,0~59循环计数,计数至59时产生进位信号。

计分:以秒计数器进位信号作为分计数脉冲,0~59循环计数,59时产生进位。

计时:以分计数器进位信号作为时计数脉冲,0~23循环计数,23时清0。

二十四进制计数器代码:library ieee;use ieee.std_logic_1164.all;use ieee.std_logic_unsigned.all;entity cnt24 isport (clk:in std_logic;qh,ql:out std_logic_vector(3 downto 0)); end cnt24;architecture behave of cnt24 issignal q1,q0:std_logic_vector(3 downto 0); beginprocess(clk)beginif(clk'event and clk='1')thenif(q1="0010" and q0="0011")thenq1<="0000";q0<="0000";elsif(q0="1001")thenq0<="0000";q1<=q1+'1';elseq0<=q0+'1';end if;end if;qh<=q1;ql<=q0;end process;end behave;仿真成果:图一、cnt24仿真图像六十进制计数器代码:library ieee;use ieee.std_logic_1164.all;use ieee.std_logic_unsigned.all;entity cnt60 isport (clk:in std_logic;clr:in std_logic;ql,qh:out std_logic_vector(3 downto 0);c:out std_logic);end cnt60;architecture cnt of cnt60 issignal q1,q0:std_logic_vector(3 downto 0);beginprocess(clk,clr)beginif(clr='1')thenq1<="0000";q0<="0000";c<='0';elseif(clk'event and clk='1')thenif(q1="0101" and q0="1001")then-----到59 q1<="0000";q0<="0000";c<='1';elsif(q1<"0101" and q0="1001")thenq0<="0000";q1<=q1+'1';c<='0';elsif(q0<"1001") thenq0<=q0+'1';end if;end if;end if;qh<=q1;ql<=q0;end process;end cnt;仿真成果:图二、cnt60仿真图像clk qh[3..0]ql[3..0] cnt24instclkclrql[3..0]qh[3..0]c cnt60inst1图三、生成旳计数器符号2.校时模块:思绪:按下校时键,时位迅速递增,满23清0 按下校分键,分位迅速递增,满59清0注意:此时应屏蔽分进位。

数字逻辑设计实训报告(3篇)

第1篇一、实训目的本次数字逻辑设计实训旨在使学生掌握数字逻辑的基本概念、基本原理和基本方法,培养学生的逻辑思维能力和动手实践能力。

通过实训,使学生能够熟练运用数字逻辑设计工具,完成数字电路的设计与仿真,提高学生的实际工程应用能力。

二、实训内容1. 数字逻辑基本概念与原理(1)数字逻辑电路的基本组成数字逻辑电路由逻辑门、触发器、寄存器等基本单元组成。

逻辑门是实现基本逻辑运算的单元,触发器是存储信息的单元,寄存器是临时存储数据的单元。

(2)数字逻辑电路的分类数字逻辑电路主要分为组合逻辑电路和时序逻辑电路。

组合逻辑电路的输出仅与当前的输入有关,而时序逻辑电路的输出不仅与当前的输入有关,还与过去的输入有关。

(3)数字逻辑电路的表示方法数字逻辑电路可以用逻辑表达式、逻辑图、真值表等方法表示。

2. 数字逻辑设计工具(1)Verilog HDLVerilog HDL是一种硬件描述语言,可以用于描述数字逻辑电路的结构和行为。

通过Verilog HDL,可以方便地实现数字电路的设计与仿真。

(2)ModelSimModelSim是一款数字电路仿真软件,可以用于Verilog HDL代码的仿真。

通过ModelSim,可以验证设计的正确性,分析电路的性能。

3. 数字逻辑设计实例(1)设计一个4位加法器首先,分析4位加法器的功能,确定输入和输出。

输入为两个4位二进制数,输出为它们的和。

然后,根据组合逻辑电路的设计方法,设计加法器的逻辑电路。

最后,使用Verilog HDL语言描述加法器的功能,并在ModelSim中进行仿真。

(2)设计一个4位同步计数器首先,分析4位同步计数器的功能,确定输入和输出。

输入为时钟信号和复位信号,输出为4位二进制数。

然后,根据时序逻辑电路的设计方法,设计计数器的逻辑电路。

最后,使用Verilog HDL语言描述计数器的功能,并在ModelSim中进行仿真。

三、实训过程1. 理论学习在实训前,学生需要掌握数字逻辑的基本概念、基本原理和基本方法,熟悉数字逻辑设计工具的使用。

数字逻辑实践实验报告(3篇)

第1篇一、实验目的1. 掌握数字逻辑电路的基本原理和设计方法。

2. 熟悉数字电路实验设备的使用。

3. 提高数字电路的仿真和调试能力。

4. 培养学生分析问题和解决问题的能力。

二、实验内容1. 组合逻辑电路设计(1)2选1多路选择器设计:根据教材5.1节的流程,利用Quartus II完成2选1多路选择器的文本编辑输入(MUX21.v)和仿真测试等步骤,给出仿真波形。

在实验系统上硬件测试,验证此设计的功能。

(2)三人表决电路设计:根据教材5.1节的流程,利用Quartus II完成三人表决电路的文本编辑输入(图5-36)和仿真测试等步骤,给出仿真波形。

在实验系统上硬件测试,验证此设计的功能。

2. 时序逻辑电路设计(1)数字显示电子钟设计:根据任务要求,设计一个数字显示电子钟,时钟的时、分、秒要求各用两位显示,上、下午用发光管作为标志。

整个系统要有校时部分和闹钟部分,声音要响5秒。

(2)脉冲波形的变换与产生:设计单稳态触发器,555定时器及其应用电路,实现脉冲波形的变换与产生。

3. 数字逻辑电路仿真与调试(1)使用Logisim软件进行无符号数的乘法器设计,实现两个无符号的4位二进制数的乘法运算。

(2)使用Logisim软件进行无符号数的除法器设计,实现两个无符号的4位二进制数的除法运算。

三、实验过程1. 组合逻辑电路设计(1)2选1多路选择器设计:首先,分析2选1多路选择器的逻辑功能,确定输入输出关系。

然后,利用Quartus II软件编写Verilog HDL代码,完成2选1多路选择器的文本编辑输入。

接着,进行仿真测试,观察仿真波形,验证设计功能。

最后,在实验系统上硬件测试,验证设计功能。

(2)三人表决电路设计:首先,分析三人表决电路的逻辑功能,确定输入输出关系。

然后,利用Quartus II软件编写Verilog HDL代码,完成三人表决电路的文本编辑输入。

接着,进行仿真测试,观察仿真波形,验证设计功能。

数字逻辑电路设计课程设计实验报告

数字逻辑电路设计课程设计——多功能数字钟学校专业班级姓名学号数字系统综合设计——多功能数字钟实验目的1.学会将VHDL程序生成为自己的逻辑器件;2.学会应用数字系统方法进行电路设计;3.能够更加熟练得运用VHDL语言来编写、开发自己的数字电路;4.进一步掌握Quartus Ⅱ软件的用法;5.理解和实践编写较大型逻辑电路的步骤和方法,深入理解层次化设计方法;6.培养综合实验能力。

设计目的1.拥有正常的时、分、秒及时功能。

2.能利用实验板上的按键实现校时、校分及秒清零。

3.能利用实验板上的扬声器做整点报时。

4.闹钟功能。

5.在MAXPLUS Ⅱ中采用层次化设计方法进行设计。

6.完成全部电路设计后在实验板上下载,验证设计课题的正确性。

设计方案根据图1-1的总体设计框图,可以将整个系统分为6个模块来实现,分别是计时模块、校时模块、整点报时模块、分频模块、动态显示模块及闹钟模块。

图1-1 多功能数字钟总体设计框图11.计时模块该模块的设计相对简单,使用一个二十四进制和两个六十进制计数器级联,构成数字钟的基本框架。

二十四进制计数器用于计时,六十进制计数器用于计分和计秒。

只要给秒计数器一个1Hz的时钟脉冲,则可以进行正常计时。

分计数器以秒计数器的进位作为计数脉冲,小时计数器以分计数器的进位作为计数脉冲。

2.校时模块校时模块设计要求实现校时、校分以及秒清零功能。

✧按下校时键,小时计数器迅速递增以调至所需要的小时位。

✧按下校分键,分计数器迅速递增以调至所需要的分位。

✧按下清零键,将秒计数器清零。

在设计此模块时要注意屏蔽校分时分计数器的进位信号,以防止小时计数器计数;利用D触发器消除校时校分是的按键抖动;计时采用1Hz的脉冲驱动计数器计数,而校对时间时应选用相对高频率的信号驱动计数器以达到快速校对时间的目的。

3.整点报时模块该模块的功能要求是:计时到59分50秒时,每两秒一次低音报时,整点进行高音报时,可以将报时信号接到试验板上的扬声器输出。

数字逻辑电路实验报告

一、实验目的1. 熟悉数字逻辑电路的基本原理和基本分析方法。

2. 掌握常用逻辑门电路的原理、功能及实现方法。

3. 学会使用数字逻辑电路实验箱进行实验操作,提高动手能力。

二、实验原理数字逻辑电路是现代电子技术的基础,它由逻辑门电路、触发器、计数器等基本单元组成。

本实验主要涉及以下内容:1. 逻辑门电路:与门、或门、非门、异或门等。

2. 组合逻辑电路:半加器、全加器、译码器、编码器等。

3. 时序逻辑电路:触发器、计数器、寄存器等。

三、实验仪器与设备1. 数字逻辑电路实验箱2. 示波器3. 信号发生器4. 万用表5. 逻辑笔四、实验内容及步骤1. 逻辑门电路实验(1)与门、或门、非门、异或门原理实验步骤:1)按实验箱上的逻辑门电路原理图连接电路;2)使用信号发生器产生输入信号,用逻辑笔观察输出信号;3)分析实验结果,验证逻辑门电路的原理。

(2)组合逻辑电路实验步骤:1)按实验箱上的组合逻辑电路原理图连接电路;2)使用信号发生器产生输入信号,用逻辑笔观察输出信号;3)分析实验结果,验证组合逻辑电路的原理。

2. 时序逻辑电路实验(1)触发器实验步骤:1)按实验箱上的触发器原理图连接电路;2)使用信号发生器产生输入信号,用示波器观察输出信号;3)分析实验结果,验证触发器的原理。

(2)计数器实验步骤:1)按实验箱上的计数器原理图连接电路;2)使用信号发生器产生输入信号,用示波器观察输出信号;3)分析实验结果,验证计数器的原理。

五、实验结果与分析1. 逻辑门电路实验实验结果:通过实验,我们验证了与门、或门、非门、异或门的原理,观察到了输入信号与输出信号之间的逻辑关系。

2. 组合逻辑电路实验实验结果:通过实验,我们验证了半加器、全加器、译码器、编码器的原理,观察到了输入信号与输出信号之间的逻辑关系。

3. 时序逻辑电路实验实验结果:通过实验,我们验证了触发器、计数器的原理,观察到了输入信号与输出信号之间的时序关系。

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