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1、电子课程设计跑马灯设计 目录一 设计任务与要求1(1) 方案论证 1 (2) 原理框图 1二 总体框图1三 选择器件1四 功能模块2(1)八分频模块2(2)JK触发器连接的两位加法计数器2(3)ROM32X8 3(4)实现循环闪烁和模式切换的具体说明3(5)74LS283与7446组成模式显示电路5(6)仿真波形7五 总体设计电路图7六 设计心得14 课程设计一 设计任务与要求1. 在八个LED灯上实现从左至右，从右至左，从两边到中间，从中间到两边；四种模式的闪烁。2. 四种模式是事先设置的。3. 实现四种模式的手动切换。二 总体框图 （1）方案论证：本方案采用一片74LS293与 两片JK触
2、发器。74LS293是4位异步二进制加法计数器。本方案采用它的八分频功能，构成一个八进制循环电路。并且将两个JK触发器连接成一个两位加法器且由手动开关输入时钟沿。两部分组合起来实现每种模式的地址线依次循环导通以及四种模式的切换。用一片ROM32X8来存储四种闪烁模式。输出连接八个LED灯。用74LS283与7446连接成显示电路，在实验板上的七段数码管显示模式的编号。（2）原理框图：图1原理框图三 选择器件 1.主芯片：Altera 的Cyclone EPEC12Q240C82.八个LED灯3.一个自动反弹开关4.EDA实验箱一台5.含有Quartus软件的计算机一台6.导线若干四 功能模块（
3、1） 八分频模块图二74LS293模块A实现的是一位二进制循环。B，C，D实现的是三位八进制循环。本设计使用B，C，D端。在CLKB加时钟信号后，BCD端实现八进制循环。内部原理图如下：图三74LS293内部结构图八分频模块电路图：图四八分频模块 仿真波形：图五仿真波形分析：CLRA，CLRB为清零信号端，全部接地 使失效。时钟信号输入端CLKA控制QA计数。时钟信号输入端CLKB控制QB，QC，QD计数，且为三位八进制。本设计，只使用CLKB输入，QB，QC，QD输出。（2） JK触发器连接的两位计数器：图六两位计数器SPUR为手动反弹开关控制端，后面是由JK触发器级联成的两位计数器。手动按
4、一下开关，会形成一个时钟沿，两位加法器计数一次。在开关的控制下，两位计数器在00，01，10，11这四个状态之间循环转换。仿真波形：图七仿真波形分析： 在手动开关SPUR的控制下，Q1Q2在00 01 10 11四种状态下进行转换实现了四种模式的的切换。（3） ROM32X8 图八ROM 图九ROM存储数据图十 该ROM存储了四种状态下的闪烁数据。5根线输入32跟地址线 8位输出。后面接八个LED灯。（4） 实现循环闪烁和模式切换的具体说明：ROM的5根输入线对应着五位二进制数，由高位到低位为EDCBA。前两位E，D分配给由两个JK触发器组成的二位加法计数器的输出端。在手动输入时钟沿的状态下。
5、ED在00，01，10，11四种状态循环转换。后三位C,B,A分配给74LS293的三个输出端DCB。在时钟控制下，DCB在000，001，010，011，100，101，110，111八个状态循环。ROM的地址线读取如下表所示：模式ROM一（0-7）二（8-15）三（16-23）四（24-31）EDBCAEDBCAEDBCAEDBCA数据输入0000001000100001100000001010011000111001000100101010010110100001101011100111101100100011001010011100001010110110101111010011001
6、110101101111000111011111011111111表一读取数据输入ROM的五位数及对应的输出000000111111100001101111110001011011111000111110111100100111101110010111111011001101111110100111111111100100011111110010011111110101010111110110101111110111011001110111101101110111110111010111111011110111111110000111001111000111011011100101011110
7、11001101111110101001110011110101110110111011010111101101110111111011000011111101100110111101110101101101111011111001111110001111110111011011110111110110110111111111100111表二数据输出（5） 74LS283与7446组成模式显示电路：图十一显示电路此电路在切换模式的同时，在七段数码管上显示1234，标明模式。74LS283功能表： 输入输出B1B2B3B4A4A3A2A1SUM1-SUM410000000000110000001
8、0010100000100011100000110100表三74LS283功能表74LS283功能： 如上图：74LS283实现的是对输入进行加法运算，以二进制形式输出结果A4A3B4B3B2全部接地。B1接高电平。A2A1在00 01 10 11四种状态切换。这样输出相应结果为：0001 0010 0011 0100.其结果加在7446输入端，输出连接七段数码管。74LS283的程序如下：TITLE Top-level file for the 74283 macrofunction. Chooses a device-family optimized implementation.; FU
9、NCTION p74283 (a4.1, b4.1, cin) RETURNS (cout, sum4.1);FUNCTION f74283 (a4.1, b4.1, cin) RETURNS (cout, sum4.1);PARAMETERS(DEVICE_FAMILY);INCLUDE aglobal.inc;SUBDESIGN 74283(a4.1 : INPUT = GND;b4.1 : INPUT = GND;cin : INPUT = GND;cout : OUTPUT;sum4.1 : OUTPUT;)VARIABLEIF (FAMILY_FLEX() = 1) GENERATE
10、sub : f74283;ELSE GENERATEsub : p74283;END GENERATE;BEGINIF (USED(a1) GENERATEsub.a1 = a1;END GENERATE;IF (USED(a2) GENERATEsub.a2 = a2;END GENERATE;IF (USED(a3) GENERATEsub.a3 = a3;END GENERATE;IF (USED(a4) GENERATEsub.a4 = a4;END GENERATE;IF (USED(b1) GENERATEsub.b1 = b1;END GENERATE;IF (USED(b2)
11、GENERATEsub.b2 = b2;END GENERATE;IF (USED(b3) GENERATEsub.b3 = b3;END GENERATE;IF (USED(b4) GENERATEsub.b4 = b4;END GENERATE;IF (USED(cin) GENERATEsub.cin = cin;END GENERATE;cout = sub.cout;sum4.1 = sub.sum4.1;END;注：由于该模块取自Quaetus本身的控件箱。所以不给出仿真波形。7446内部结构图：图十二7446内部结构图五 总体设计电路图十三总体设计电路芯片：EP1C12Q140C
12、8管脚分配图：图十四管脚分配图四个模式的仿真波形：从中间到两边图十五从两边到中间图十六从左到右图十七从右到左图十八从波形可以看出，在有CLK连续工作的情况下，先后给出4个spur，仿真波形会出现四种模式的变化闪烁：从中间到两边，从两边到中间，从左到右及从右到左，从而验证整个设计的正确性。EDA实验箱:实验箱上八个LED灯在手动模式切换开关的控制下按照相应的模式设置连续闪烁：从左到右，从右到左，从中间到两边，从两边到中间。六 设计心得做了三个星期的课程设计我感慨良多。从一开始的茫然无知对程序仿真都一知半解的情况下，我进行了深入的学习，问了同学和老师很多问题，最后终于完成了自己的课程设计。相信，其中一定还有很多的不足和不合理的地方，望老师给出建议我一定虚心接受。 我们享受的是设计的过程，克服困难，解决问题带来的喜悦比什么都重要。在这个过程中不断发现理论学习的不足并且逐渐完善自己的知识结构体系并在课程设计的平台下，提高自己的实际操作能力，加深对这门课在专业领域实际应用的认识，我们感到无比的充实愉快。在整个设计过程中，我逐渐发现相关学科的博大精深之处，我们所接触到的仅仅是冰山一角。要想做到相对精通的程度，需要谦虚的学习态度以及更多的努力。15