数字逻辑设计大作业报告(哈工大).pdf

1、数字逻辑大作业四人抢答器设计院 （ 系 ） ： 计 算 机 科 学 与 技 术 学 院专 业 ： 计 算 机 科 学 与 技 术班 级 ：成 员 ： 2016 年 12 月哈 尔 滨 工 业 大 学 2016秋 季 学 期 数 字 逻 辑 设 计 大 作 业I摘 要本 次 大 作 业 设 计 的 是 一 个 四 人 竞 赛 抢 答 器 控 制 电 路 ， 该 电 路 具 有 第 一 抢 答 信号 鉴 别 和 锁 存 功 能 。 该 电 路 主 要 由 抢 答 优 先 锁 存 电 路 、 报 警 电 路 、 数 码 管 显 示 电路 、 倒 计 时 电 路 四 部 分 构 成 ， 其 中 ， 抢

2、 答 电 路 部 分 由 74148 优 先 编 码 器 和 74279四 R-S 锁 存 器 构 成 ； 报 警 电 路 部 分 由 LED 灯 等 能 发 光 、 发 声 的 元 器 件 构 成 ； 数 码管 显 示 电 路 由 七 段 数 码 管 、 7448 七 段 译 码 器 和 一 系 列 与 、 或 、 非 等 逻 辑 门 构 成 ；倒 计 时 电 路 部 分 由 74190计 数 器 和 秒 脉 冲 发 生 器 构 成 。 利 用 MAX_PLUS10.2对 设 计的 电 路 进 行 仿 真 ， 可 以 得 到 ， 主 持 人 在 启 动 开 始 按 钮 之 前 的 选 手 抢

3、 答 无 效 ， 只 有当 主 持 人 启 动 开 始 开 关 后 ， 第 一 个 抢 答 者 按 下 抢 答 键 ， 倒 计 时 电 路 停 止 倒 计 时 进入 保 持 状 态 ， 并 封 锁 其 他 各 组 抢 答 信 号 ， 使 电 路 不 会 再 响 应 ， 抢 答 电 路 进 入 锁 存状 态 ， 直 至 主 持 人 启 动 复 位 按 钮 。 在 无 人 抢 答 时 ， 时 钟 电 路 完 成 60到 0的 倒 计 时后 ， 会 有 报 警 提 示 ， 倒 计 时 电 路 进 入 保 持 状 态 ， 直 至 主 持 人 启 动 复 位 按 钮 ， 进 入初 始 状 态 60秒 。

4、关 键 词 ： 四 人 抢 答 器 ； 优 先 锁 存 ； 倒 计 时 ； 保 持 ； 复 位哈 尔 滨 工 业 大 学 2016秋 季 学 期 数 字 逻 辑 设 计 大 作 业目 录摘 要 第 1 章 四 人 抢 答 器1.1 设 计 目 的 及 要 求 .11.1.1 设 计 目 的 .11.1.2 设 计 要 求 11.2 工 作 原 理 .11.3 系 统 方 框 图 .11.4 各 部 分 选 定 方 案 及 电 路 组 成 、 相 关 器 件 说 明 .11.4.1 抢 答 优 先 锁 存 电 路 .11.4.2 倒 计 时 电 路 11.4.3 数 码 管 显 示 电 路 .3

5、1.4.4 报 警 电 路 .31.5 调 试 过 程 .31.6 设 计 结 论 .3第 2 章 设 计 心 得 与 总 结2.1 设 计 心 得 .42.1.1*.12.1.2*12.1.3 *.32.2 总 结 .4参 考 文 献 .8附 录 总 体 器 件 表 及 相 关 器 件 的 功 能 表 、 管 脚 分 布 10附 录 总 体 设 计 图 10附 录 仿 真 结 果 10附 录 分 工 说 明 10哈 尔 滨 工 业 大 学 2016秋 季 学 期 数 字 逻 辑 设 计 大 作 业-1-第 1 章 四 人 抢 答 器1.1 设 计 目 的 及 要 求1.1.1 设 计 目 的

6、大 作 业 是 在 学 完 数 字 逻 辑 设 计 课 程 后 ， 对 所 学 知 识 的 综 合 性 考 察 。 知 识覆 盖 面 宽 ， 实 验 所 需 时 间 长 。 要 求 灵 活 运 用 学 过 的 计 数 器 、 触 发 器 、 译 码 电 路 等方 面 的 知 识 ， 独 立 完 成 从 设 计 、 选 片 、 连 线 、 调 试 、 排 除 故 障 到 实 现 一 个 数 字 系统 的 全 过 程 ， 详 细 书 写 项 目 报 告 。 通 过 综 合 设 计 性 实 验 ， 培 养 灵 活 运 用 所 学 知 识解 决 比 较 复 杂 的 实 际 问 题 的 能 力 。1.1

7、.2 设 计 要 求设 计 一 个 可 供 4人 竟 赛 的 数 字 抢 答 器 ：（ 1） 系 统 设 置 复 位 按 钮 ， 按 动 后 ， 抢 答 重 新 开 始 ；（ 2） 具 有 定 时 抢 答 功 能 ， 本 抢 答 器 的 时 间 设 定 为 60秒 ， 当 主 持 人 启 动 “ 开 始 ”开 关 后 ， 定 时 器 开 始 计 时 ；（ 3） 设 定 的 抢 答 时 间 内 ， 选 手 可 以 抢 答 ， 抢 答 成 功 定 时 器 停 止 工 作 ， 显 示 器上 显 示 选 手 的 号 码 和 抢 答 时 间 。 并 保 持 到 主 持 人 按 复 位 键 ；（ 4） 抢

8、 答 器 开 始 时 数 码 管 显 示 序 号 0， 选 手 抢 答 实 行 优 先 锁 存 ， 优 先 抢 答 选手 的 编 号 一 直 保 持 到 主 持 人 将 系 统 清 除 为 止 。 抢 答 后 显 示 优 先 抢 答 者 序号 ， 并 且 不 出 现 其 他 抢 答 者 的 序 号 ；（ 5） 当 设 定 的 时 间 到 ， 而 无 人 抢 答 时 ， 本 次 抢 答 无 效 ， 发 出 报 警 指 示 ， 并 禁止 抢 答 。 定 时 器 上 显 示 00。 主 持 人 按 动 复 位 按 钮 后 ， 重 新 开 始 抢 答 ；1.2 工 作 原 理本 电 路 由 主 持 人

9、 开 始 （ 高 电 位 有 效 ） 、 复 位 （ 低 电 位 有 效 ） 开 关 ， 秒 脉 冲 发生 器 ， 四 个 学 生 抢 答 按 钮 ， 两 个 74190计 数 器 ， 一 个 优 先 编 码 器 以 及 SR锁 存 器 、与 、 或 、 非 等 逻 辑 门 组 成 。当 主 持 人 启 动 复 位 开 关 时 ， 倒 计 时 电 路 进 入 保 持 状 态 ， 输 出 为 60， 抢 答 优 先锁 存 电 路 输 出 为 0,且 此 时 任 何 选 手 抢 答 都 无 效 。 当 主 持 人 启 动 开 始 开 关 后 ， 接 收选 手 抢 答 输 入 ， 当 有 选 手 抢

10、 答 时 ， 抢 答 电 路 进 入 优 先 锁 存 状 态 （ 当 再 有 选 手 抢 答时 ， 无 效 ） ， 保 持 当 前 选 手 序 号 不 变 ， 直 至 主 持 人 启 动 复 位 按 钮 。 当 有 选 手 进 行抢 答 成 功 时 ， 倒 计 时 电 路 进 入 保 持 状 态 ， 直 至 主 持 人 启 动 复 位 按 钮 。 当 倒 计 时 为 0哈 尔 滨 工 业 大 学 2016秋 季 学 期 数 字 逻 辑 设 计 大 作 业-2-若 无 人 抢 答 时 ， 倒 计 时 电 路 进 入 保 持 状 态 ， 且 此 时 报 警 电 路 启 动 ， 发 出 报 警 提

11、示 。1.3 系 统 方 框 图1.4 各 部 分 选 定 方 案 及 电 路 组 成 、 相 关 器 件 说 明本 系 统 可 分 为 抢 答 优 先 锁 存 电 路 、 倒 计 时 电 路 、 数 码 管 显 示 电 路 及 报 警 电 路四 个 主 要 组 成 部 分 ， 下 面 将 对 各 部 分 选 定 的 方 案 、 电 路 组 成 及 相 关 器 件 进 行 详 细说 明 。1.4.1 抢 答 优 先 锁 存 电 路（ 1） 选 定 方 案简 单 设 计 思 想选 手 没 有 输 入 时 输 出 为 000， 当 选 手 有 输 入 时 输 出 中 必 有 一 个 为 1， 可

12、以 将 3个 输 出 连 接 一 个 或 门 ， 则 或 门 输 出 为 1， 可 以 通 过 或 门 输 出 反 馈 控 制 优 先 级 最 高 的输 入 进 而 使 输 出 恒 为 000， 根 据 R-S锁 存 器 的 特 性 ， 进 而 完 成 锁 存 的 功 能 。芯 片 说 明8-3优 先 编 码 器 ： 输 入 低 有 效 ， 优 先 级 ： 7N6N5N4N3N2N1N0N；R-S锁 存 器 ： R=0， S=1时 置 0； R=1， S=0时 置 1； R=1； S=1时 保 持 。输 入 设 计8-3优 先 编 码 器 ： 6N， 5N， 4N， 3N端 分 别 为 1-4

13、号 选 手 的 输 入 ； 7N端 为 47段 数 码 管倒 计 时电 路报 警 电 路秒 脉 冲发 生 器 主 持 人开 始 /复 位 开 关 7段 数 码 管SR锁 存 器优 先 编 码 器各 选 手抢 答 按 钮哈 尔 滨 工 业 大 学 2016秋 季 学 期 数 字 逻 辑 设 计 大 作 业-3-位 选 手 的 输 入 取 与 非 的 输 出 、 3个 锁 存 器 的 输 出 取 或 后 在 取 反 的 值 和 支 持 人 的 输 入一 起 取 与 ； 2N， 1N， 0N无 关 输 入 。R-S锁 存 器 ： 3个 锁 存 器 的 S端 分 别 为 编 码 器 的 3个 输 出

14、取 反 后 的 值 ； R端 均为 支 持 人 的 开 始 端 。过 程 分 析当 主 持 人 没 有 按 下 开 始 开 关 时 （ 此 时 为 复 位 状 态 ） ， 即 输 入 为 0， 所 以 7N端输 入 为 0， 选 手 输 入 无 效 ， 编 码 器 的 输 出 恒 为 000， 所 以 R-S锁 存 器 的 S端 均 为 1，R端 为 0， 锁 存 器 置 0， 输 出 为 000。当 支 持 人 按 下 开 始 开 关 时 ， 即 输 入 为 1， 当 选 手 没 有 输 入 时 （ 0000取 反 与 非之 后 为 0） ， 所 以 7N端 输 入 为 0， 选 手 输 入

15、 无 效 ， 编 码 器 的 输 出 恒 为 000， 所 以R-S触 发 器 的 S端 均 为 1， R端 为 0， 锁 存 器 置 0， 输 出 为 000； 当 选 手 有 输 入 时 ，例 如 输 入 0100， 选 手 二 输 入 了 ， 取 反 之 后 为 1011， 与 非 之 后 为 1， 此 时 7N端 前的 与 门 3个 输 入 均 为 1， 所 以 7N端 输 入 为 1， 选 手 输 入 有 效 ， 编 码 器 的 输 出 为 010（ 2号 选 手 ） ， 取 反 之 后 为 101， 即 3个 锁 存 器 的 S端 分 别 为 101， R端 均 为 1，只 有 第

16、 二 个 锁 存 器 的 输 出 为 1， 所 以 3个 锁 存 器 的 输 出 为 010， 选 中 了 2号 选 手 （ 实现 选 则 功 能 ） ， 010取 或 后 取 反 为 0， 此 后 7N端 输 入 变 为 0， 编 码 器 输 出 为 000，取 反 后 为 111， 3个 锁 存 器 的 S端 均 为 1， R端 为 1， 保 持 原 来 的 010不 变 ， （ 实现 锁 存 功 能 ） ， 此 后 不 管 选 手 如 何 输 入 ， 锁 存 器 的 输 出 均 为 010不 变 。当 主 持 人 按 下 复 位 开 关 （ 关 闭 开 始 开 关 ） ， 即 输 入 为

17、 0， 所 以 7N端 输 入 为 0，选 手 输 入 无 效 ， 编 码 器 的 输 出 恒 为 000， 所 以 R-S锁 存 器 的 S端 均 为 1， R端 为 0，锁 存 器 置 0， 输 出 为 000（ 实 现 了 复 位 功 能 ） 。真 值 表选 手 1 选 手 2 选 手 3 选 手 4 主 持 人 Q1 Q2 Q3 0 0 0 01 1 0 0 10 1 1 0 1 00 0 1 1 0 1 10 0 0 1 1 1 0 0（ 2） 电 路 组 成抢 答 优 先 锁 存 电 路 由 1 片 74LS1488-3 优 先 编 码 器 、 1 片 74LS2794R-S锁 存

18、哈 尔 滨 工 业 大 学 2016秋 季 学 期 数 字 逻 辑 设 计 大 作 业-4-器 、 8个 非 门 、 1个 3输 入 或 门 、 1个 3输 入 与 门 、 1个 4输 入 与 非 门 。1.4.2 倒 计 时 电 路（ 1） 选 定 方 案倒 计 时 电 路 的 输 入 有 主 持 人 的 开 始 、 复 位 控 制 ， 学 生 抢 答 后 的 输 入 ， 以 及 脉 冲发 生 器 ， 输 出 为 8位 二 进 制 数 ， 分 为 高 4位 和 低 4位 ， 最 初 显 示 60， 输 出 即 为 0110(高 )0000(低 )。 采 用 两 片 74190计 数 器 ，

19、此 计 数 器 能 够 实 现 十 进 制 加 /减 计 数 。 低 位 计数 器 芯 片 的 时 钟 端 连 接 脉 冲 发 生 器 ， 高 位 计 数 器 芯 片 的 时 钟 端 连 接 低 位 计 数 器 输出 端 的 最 高 位 。 所 以 ， 当 且 仅 当 低 位 输 出 由 十 进 制 0(0000)减 为 9(1001)时 ,低 位 计数 器 的 最 高 位 由 0变 1， 高 位 计 数 器 时 钟 端 获 得 一 个 脉 冲 ， 自 动 减 1， 低 位 计 数 器的 其 他 变 化 不 会 给 高 位 计 数 器 时 钟 端 脉 冲 ， 因 此 ， 不 会 引 起 高 位

20、 计 数 器 计 数 的 变化 ， 所 以 实 现 了 由 60 减 为 59,50 减 为 49 等 边 界 条 件 的 实 现 ， 其 他 情 况 ， 如 ： 59减 为 50， 低 位 计 数 器 由 9(1001)减 为 0(0000)， 高 位 计 数 器 因 未 获 得 脉 冲 而 保 持5(0101)不 变 ,所 以 能 够 实 现 由 60到 0的 减 计 数 。倒 计 时 电 路 要 求 ， 当 主 持 人 按 复 位 按 钮 时 ， 倒 计 时 电 路 输 出 为 60， 当 主 持 人按 开 始 时 ， 计 数 器 开 始 减 计 数 工 作 ， 为 此 ， 我 们 在

21、高 位 计 数 器 的 四 个 输 入 端 输 入(0110)， 低 位 计 数 器 的 四 个 输 入 端 输 入 (0000)， 74190计 数 器 有 LD端 ， 低 有 效 ， 也就 是 说 ， 当 LD端 输 入 为 0时 ， 才 将 计 数 器 四 个 输 入 端 的 数 字 载 入 ， 送 给 输 出 端 。哈 尔 滨 工 业 大 学 2016秋 季 学 期 数 字 逻 辑 设 计 大 作 业-5-所 以 ， 主 持 人 的 开 始 、 复 位 开 关 接 高 位 计 数 器 和 低 位 计 数 器 的 LD端 。 另 外 ， 为 实现 减 计 数 ， 74190 计 数 器

22、的 DNUP 端 应 接 为 高 电 平 。 系 统 要 求 ， 当 有 选 手 按 抢 答器 或 计 数 器 由 60减 为 0时 ， 计 数 保 持 不 变 ， 所 以 ， 对 74190的 GN端 进 行 操 作 ，计 数 器 的 GN端 当 输 入 为 1 时 ， 计 数 器 进 入 保 持 状 态 ， 所 以 我 们 将 高 位 计 数 器 和低 位 计 数 器 的 总 共 8个 输 出 端 用 一 个 8输 入 或 非 门 连 在 一 起 ， 然 后 将 学 生 抢 答 输入 和 8输 入 或 非 门 的 输 出 ， 采 用 一 个 或 门 连 在 一 起 ， 最 终 将 输 出

23、接 在 高 位 计 数 器和 低 位 计 数 器 的 GN端 ， 所 以 当 有 人 抢 答 或 计 数 减 为 0时 ， 两 计 数 器 都 会 因 GN端接 收 到 1 输 入 而 进 入 保 持 状 态 。（ 2） 电 路 组 成倒 计 时 电 路 由 两 片 74190计 数 器 芯 片 、 脉 冲 发 生 器 、 一 个 8输 入 或 非 门 、 一 个2输 入 或 门 ， 其 中 脉 冲 发 生 器 可 选 为 秒 脉 冲 发 生 器 ， 实 现 真 实 的 60秒 倒 计 时 。（ 3） 74190芯 片 说 明74190芯 片 为 十 进 制 加 减 法 计 数 器 芯 片 ，

24、 有 四 个 输 入 端 （ 由 高 到 低 ） D、 C、 B、A； GN端 :输 入 为 高 电 平 ， 保 持 ； LD 端 ， 输 入 为 低 电 平 ， 载 入 输 入 端 的 内 容 ； DNUP端 ， 输 入 为 高 电 平 ， 减 计 数 ； CLK端 ， 接 收 脉 冲 信 号 端 。 输 出 端 （ 由 高 位 到 低 位 ）Q4、 Q3、 Q2、 Q1,输 出 由 1001到 0000的 数 字 。1.4.3 数 码 管 显 示 电 路（ 1） 选 定 方 案方 案 1：哈 尔 滨 工 业 大 学 2016秋 季 学 期 数 字 逻 辑 设 计 大 作 业-6-数 码 管

25、 显 示 ， 主 要 体 现 在 两 处 ， 一 个 是 在 抢 答 电 路 中 ， 抢 答 选 手 序 号 显 示 ， 此处 需 要 一 个 七 段 数 码 管 ， 另 一 处 是 在 倒 计 时 电 路 中 ， 倒 计 时 的 显 示 ， 此 处 需 要 两个 七 段 数 码 管 。抢 答 电 路 中 的 数 码 管 显 示 ， 有 三 个 输 入 (Q3,Q2,Q1)， 7个 输 出 (即 七 段 数 码 管 的a、 b、 c、 d、 e、 f、 g),通 过 输 入 000到 100， 在 数 码 管 上 显 示 0到 4的 数 字 。真 值 表 如 下 ：根 据 真 值 表 画 出

26、卡 诺 图 ， 即 可 求 得 输 入 与 输 出 的 关 系 。 最 后 根 据 它 们 之 间 的 关系 进 行 连 线 。抢 答 优 先 锁 存 电 路 部 分 七 段 数 码 管 显 示 ， 输 入 与 输 出 之 间 的 表 达 式 如 下 ：倒 计 时 电 路 中 需 要 两 个 七 段 数 码 管 显 示 ， 即 十 位 和 个 位 分 别 显 示 ， 它 们 的 四 个输 入 是 74190计 数 器 的 4个 输 出 ， 分 别 显 示 0到 9这 十 个 数 字 ， 即 输 入 0000到 1001，然 后 分 别 在 数 码 管 上 显 示 0到 9， 个 位 和 十 位

27、 的 数 码 管 接 线 连 接 完 全 一 样 ， 所 以 只需 完 成 一 个 数 码 管 显 示 ， 另 一 个 也 就 水 到 渠 成 了 。 其 中 一 个 数 码 管 的 显 示 真 值 表为 ：输 入 输 出Q3 Q2 Q1 a b c d e f g0 0 0 1 1 1 1 1 1 00 0 1 0 1 1 0 0 0 00 1 0 1 1 0 1 1 0 10 1 1 1 1 1 1 0 0 11 0 0 0 1 1 0 0 1 11 0 1 1 1 0 1 1 1 输 入 输 出Q4 Q3 Q2 Q1 a b c d e f g0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 00

28、 0 0 1 0 1 1 0 0 0 0哈 尔 滨 工 业 大 学 2016秋 季 学 期 数 字 逻 辑 设 计 大 作 业-7-根 据 真 值 表 画 出 相 应 的 卡 诺 图 ， 找 到 输 入 和 输 出 的 关 系 ， 进 行 输 入 输 出 之 间 元器 件 的 连 线 。倒 计 时 电 路 部 分 七 段 数 码 管 显 示 ， 输 入 与 输 出 之 间 的 表 达 式 如 下 ：方 案 2：但 是 在 完 成 卡 诺 图 的 化 简 后 ， 发 现 有 一 种 七 段 译 码 器 (7448)， 有 四 个 输 入 ， 7个 输 出 ,分 别 对 应 七 段 数 码 管 的

29、 7个 端 口 ， 所 以 更 容 易 实 现 七 段 数 码 管 的 显 示 ， 实际 上 面 写 真 值 表 ， 画 卡 诺 图 的 过 程 ， 然 后 连 接 与 或 非 等 门 实 际 上 就 是 七 段 译 码 器的 内 部 结 构 ， 第 一 种 方 案 就 是 完 成 了 一 个 七 段 译 码 器 的 设 计 。0 0 1 0 1 1 0 1 1 0 10 0 1 1 1 1 1 1 0 0 10 1 0 0 0 1 1 0 0 1 10 1 0 1 1 0 1 1 0 1 10 1 1 0 1 0 1 1 1 1 10 1 1 1 1 1 1 0 0 0 01 0 0 0 1

30、 1 1 1 1 1 11 0 0 1 1 1 1 1 0 1 11 0 1 0 1 0 1 1 1 1 0 0 1 1 0 1 1 1 1 0 1 1 1 1 哈 尔 滨 工 业 大 学 2016秋 季 学 期 数 字 逻 辑 设 计 大 作 业-8-但 是 经 过 仿 真 才 发 现 ， 7448并 不 是 太 理 想 ， 因 为 它 的 输 出 a、 b、 c、 d、 e、 f、g在 数 码 管 上 显 示 6和 9不 是 我 们 常 见 的 数 字 ， 显 示 的 的 6是 b， 9为 q， 并 且 它的 仿 真 波 形 有 一 些 毛 刺 。（ 2） 电 路 组 成方 案 1： 七

31、段 数 码 管 ， 与 、 或 、 与 非 、 或 非 、 异 或 等 简 单 的 逻 辑 门 ；方 案 2： 七 段 数 码 管 与 七 段 译 码 器 (7448)；（ 3） 七 段 译 码 器 与 七 段 数 码 管7448七 段 译 码 器 七 段 数 码 管真 值 表 及 字 形 显 示 如 下 ：哈 尔 滨 工 业 大 学 2016秋 季 学 期 数 字 逻 辑 设 计 大 作 业-9-1.4.4 报 警 电 路（ 1） 选 定 方 案当 倒 计 时 电 路 由 60秒 减 为 0秒 ， 无 人 抢 答 时 ， 电 路 发 出 报 警 提 示 ， 结 合 倒 计时 电 路 的 设

32、计 ， 当 两 个 74190 计 数 器 的 8个 输 出 端 全 部 输 出 为 0时 ， 电 路 报 警 提示 ， 所 以 ， 将 两 个 74190计 数 器 的 8个 输 出 端 通 过 一 个 8输 入 的 或 非 门 连 接 在 一起 ， 当 且 仅 当 8个 输 出 端 全 部 为 0时 ， 或 非 门 才 输 出 高 电 平 ， 其 它 情 况 为 低 电 平 ；因 此 可 以 将 或 非 门 的 输 出 连 接 在 灯 泡 或 蜂 鸣 器 等 电 路 元 件 上 ， 当 倒 计 时 为 0时 ，灯 泡 或 蜂 鸣 器 等 器 件 因 接 收 到 高 电 平 而 工 作 ，

33、给 出 报 警 提 示 （ 发 光 、 发 声 ） 。（ 2） 电 路 组 成8输 入 或 非 门 、 LED 灯 、 蜂 鸣 器 等 可 以 进 行 报 警 提 示 （ 发 光 、 发 声 ） 的 元 器件 ；1.5 调 试 过 程正 如 编 程 、 敲 代 码 一 样 ， 硬 件 方 面 的 逻 辑 调 试 过 程 也 是 非 常 枯 燥 无 味 的 ， 但 是通 过 调 试 我 们 可 以 学 到 很 多 有 用 的 东 西 以 及 以 前 从 未 接 触 到 的 问 题 。 从 最 开 始 的设 计 过 程 ， 需 要 反 复 阅 读 题 目 ， 然 后 根 据 题 意 通 过 选 择

34、 合 适 的 芯 片 来 实 现 相 应 功哈 尔 滨 工 业 大 学 2016秋 季 学 期 数 字 逻 辑 设 计 大 作 业-10-能 。 如 74190加 减 计 数 器 ， 在 课 堂 上 未 作 详 细 介 绍 ， 这 就 需 要 上 网 查 询 相 应 的 真值 功 能 表 来 进 行 设 计 调 试 模 拟 等 ， 当 大 体 框 架 已 经 形 成 之 后 ， 再 考 虑 各 种 边 界 条件 ， 最 后 进 行 仿 真 验 证 调 试 。目 前 我 们 接 触 的 仿 真 软 件 有 Vivado、 ISE， 但 是 这 两 款 软 件 都 非 常 大 ， 电 脑 安装 较

35、 复 杂 ， 所 以 去 实 验 室 的 电 脑 采 用 ISE 进 行 仿 真 验 证 ， 但 是 最 初 我 们 设 计 的 倒计 时 电 路 以 及 优 先 锁 存 电 路 是 要 用 到 模 10减 法 计 数 器 和 优 先 编 码 器 的 ， 但 是 ISE中 未 有 相 应 功 能 的 芯 片 ， 最 开 始 尝 试 改 造 模 16加 减 计 数 器 的 方 法 来 进 行 实 现 模 10减 法 计 数 器 的 功 能 ， 但 是 最 后 该 计 数 器 的 Load端 是 同 步 的 ， 即 只 有 当 脉 冲 信 号 来临 时 ， 计 数 器 才 接 收 输 入 ， 这

36、给 我 们 的 设 计 带 来 了 极 大 的 难 题 ， 经 过 原 理 图 一 遍遍 的 调 试 ， 一 遍 遍 的 失 败 ， 我 们 上 网 找 到 了 另 一 种 仿 真 软 件 MAX_PLUS， 通 过 找这 种 软 件 的 各 种 教 程 ， 学 会 使 用 了 这 种 软 件 的 基 本 操 作 ， 能 够 进 行 原 理 图 输 入 和波 形 仿 真 ， 但 因 刚 接 触 这 款 软 件 ， 所 以 在 调 试 过 程 中 遇 到 各 种 困 难 。下 图 为 用 ISE软 件 中 的 模 16加 减 法 计 数 器 完 成 倒 计 时 电 路 ：但 是 ， CB4CLE

37、D 的 L端 是 同 步 的 ， ISE 不 能 完 成 倒 计 时 电 路 所 需 功 能 ， 所 以 换用 了 MAX_PLUS软 件 。哈 尔 滨 工 业 大 学 2016秋 季 学 期 数 字 逻 辑 设 计 大 作 业-11-因 初 次 使 用 MAX_PLUS所 以 遇 到 各 种 问 题 ， 其 中 一 个 问 题 就 是 对 它 里 面 的 各种 芯 片 不 熟 悉 致 使 编 译 综 合 出 错 ：后 进 行 一 系 列 的 调 试 过 程 ， 发 现 原 电 路 图 中 的 74279芯 片 是 四 套 SR锁 存 器 ，但 是 有 两 套 具 有 两 个 S输 入 ， 最

38、 初 连 接 时 只 连 接 一 个 输 入 ， 致 使 电 路 原 理 图 编 辑时 报 错 ， 经 调 试 将 同 一 套 SR锁 存 器 的 两 个 S输 入 接 相 同 的 输 入 ， 然 后 解 决 了 这 个问 题 。哈 尔 滨 工 业 大 学 2016秋 季 学 期 数 字 逻 辑 设 计 大 作 业-12-1.6 设 计 结 论本 次 四 人 竞 赛 抢 答 器 设 计 能 够 实 现 题 目 要 求 的 全 部 功 能 。 能 四 人 抢 答 ， 能 定 时抢 答 ， 也 能 到 规 定 时 间 无 人 抢 答 时 报 警 ， 主 持 人 能 够 复 位 （ 倒 计 时 电

39、路 部 分 数 码管 显 示 置 为 60， 抢 答 电 路 数 码 管 显 示 置 为 0） 重 新 开 始 抢 答 ， 且 只 有 当 主 持 人 启动 开 始 开 关 后 ， 选 手 抢 答 才 有 效 ， 也 实 现 了 优 先 锁 存 功 能 ， 即 当 有 人 抢 答 后 ， 再有 人 抢 答 时 ， 此 时 是 无 效 的 ， 即 七 段 数 码 管 显 示 的 选 手 序 号 保 持 不 变 。在 进 行 具 体 设 计 仿 真 的 时 候 ， 遇 到 不 少 的 问 题 。 一 开 始 不 知 道 该 使 用 什 么 芯片 去 做 ， 复 习 老 师 讲 过 的 课 件 ，

40、熟 悉 芯 片 的 功 能 ， 同 时 去 图 书 馆 借 有 关 书 籍 ， 看看 哪 些 芯 片 能 达 到 编 码 ， 译 码 ， 锁 存 等 。 然 后 小 组 合 作 设 计 相 应 的 原 理 草 图 ， 最后 进 行 仿 真 验 证 ， 在 仿 真 前 ， 我 们 觉 得 自 己 设 计 的 都 很 完 美 ， 功 能 都 实 现 了 ， 有点 异 想 天 开 了 ， 在 仿 真 验 证 的 时 候 ， 才 发 现 最 初 设 计 的 原 理 图 的 种 种 局 限 性 和 缺陷 ， 只 能 根 据 仿 真 结 果 不 断 地 修 改 设 计 模 拟 ， 所 以 最 初 的 设

41、计 只 能 是 一 些 想 法 ，有 一 些 纸 上 谈 兵 了 ， 只 有 经 过 实 践 才 能 修 正 不 足 。 因 此 ， 实 践 是 检 验 真 理 的 唯 一标 准 ， 尤 其 对 于 我 们 工 科 学 生 来 说 ， 这 句 话 更 为 重 要 。哈 尔 滨 工 业 大 学 2016秋 季 学 期 数 字 逻 辑 设 计 大 作 业-13-第 2 章 设 计 心 得 与 总 结2.1 设 计 心 得2.1.1*这 次 大 作 业 的 设 计 主 要 是 运 用 数 字 电 路 逻 辑 设 计 的 一 些 相 关 知 识 ， 在 整 个 设计 过 程 中 ， 都 离 不 开 对

42、 数 字 电 路 课 程 知 识 的 再 学 习 。 我 在 最 开 始 ， 就 先 将 设 计 用到 的 知 识 通 过 翻 阅 数 电 书 回 顾 了 一 遍 （ 这 也 是 对 这 门 课 的 复 习 ） ， 这 样 的 回 顾 让我 对 知 识 的 理 解 更 加 透 彻 ， 对 后 来 的 快 速 设 计 起 了 很 好 的 铺 垫 作 用 。除 此 之 外 ， 本 次 大 作 业 最 大 的 收 获 就 是 学 会 了 如 何 运 用 MAX_PLUS， 芯 片 、导 线 等 组 装 各 种 功 能 的 电 路 。 虽 然 这 不 是 第 一 次 用 仿 真 软 件 ， 因 为 之

43、 前 的 课 内 实验 用 过 VIVADO及 ISE， 但 当 时 的 运 用 也 只 是 插 些 导 线 和 简 单 的 触 发 器 之 类 的 。这 次 设 计 后 对 各 个 元 件 的 组 成 完 全 了 解 了 ， 并 能 熟 练 运 用 。 与 此 同 时 ， 通 过 对 电路 的 连 接 也 懂 得 了 如 何 通 过 设 计 的 分 析 对 所 连 电 路 的 整 体 布 局 ， 如 何 更 好 的 放 置芯 片 在 最 合 适 的 位 置 。 在 导 线 的 连 接 上 ， 如 何 选 择 导 线 走 向 是 关 键 ， 我 们 应 该 尽量 保 证 所 连 电 路 的 简

44、 捷 ， 宁 短 勿 长 ， 合 理 布 线 。 一 个 完 美 的 作 品 不 仅 要 能 很 好 的完 成 要 求 实 现 功 能 ， 还 要 在 感 官 上 给 人 美 的 享 受 。 所 以 站 在 美 的 角 度 对 自 己 的 电路 进 行 改 良 是 很 必 要 的 。之 前 ， 在 设 计 中 经 常 会 遇 到 一 些 自 己 可 能 暂 时 无 法 想 明 白 的 问 题 ， 这 时 候 和其 他 组 员 交 流 想 法 是 很 好 的 做 法 ， 节 省 时 间 也 会 学 到 别 人 的 新 思 路 。 和 同 学 相 互交 流 各 自 的 想 法 是 很 重 要 的

45、， 不 同 的 人 对 问 题 的 看 法 总 有 差 异 ， 我 们 可 以 从 交 流中 获 得 不 同 的 想 法 ， 其 他 人 的 设 计 一 定 有 比 你 出 色 的 地 方 ， 很 好 的 借 鉴 ， 并 在 大家 的 商 讨 中 选 择 最 优 方 案 最 终 一 定 会 得 到 最 好 的 设 计 方 法 。 比 如 这 次 在 设 计 时 ，我 设 计 的 抢 答 优 先 锁 存 电 路 在 仿 真 时 出 现 了 错 误 ， 我 的 组 员 在 仔 细 寻 找 问 题 后 发现 问 题 了 所 在 。 最 后 ， 在 组 员 的 帮 助 下 共 同 完 成 了 仿 真

46、， 虽 然 过 程 非 常 痛 苦 ， 但最 后 结 果 正 确 却 是 十 分 开 心 。总 之 ， 这 次 大 作 业 的 设 计 使 我 向 更 高 的 精 神 和 知 识 层 面 迈 进 一 大 步 。 所 以 在以 后 的 学 习 生 活 中 ， 我 会 努 力 学 习 ， 培 养 自 己 独 立 思 考 的 能 力 ， 积 极 参 加 多 种 设计 活 动 ， 培 养 自 己 的 综 合 能 力 ， 从 而 使 自 己 成 为 一 个 有 综 合 能 力 的 人 才 而 更 加 适应 社 会 。哈 尔 滨 工 业 大 学 2016秋 季 学 期 数 字 逻 辑 设 计 大 作 业-

47、14-2.1.2*通 过 四 人 抢 答 器 大 作 业 ， 我 确 实 学 到 了 很 多 ， 从 最 开 始 的 总 体 设 计 到 最 后 的 仿真 验 证 ， 我 们 小 组 走 过 许 多 弯 路 ， 也 遇 到 了 许 多 困 难 ， 有 小 小 的 成 就 感 ， 也 有 一些 失 落 感 伴 随 在 我 们 设 计 仿 真 的 过 程 中 。 从 最 开 始 的 纸 上 设 计 ， 认 真 研 读 题 目 ，不 放 过 任 何 一 个 设 计 细 节 ， 选 定 各 种 芯 片 ， 上 网 检 索 各 种 芯 片 的 功 能 原 理 图 ， 翻阅 书 籍 ， 上 课 的 PPT等 ， 锻 炼 了 我 们 检 索 查 阅 资 料 以 及 自 学 的 能 力 。这 次 大 作 业 我 们 是 3人 一 个 小 组 ， 真 正 体 会 到 了 团 队 合 作 的 重 要 性 以 及 它 的 无穷 魅 力 。 我 们 最 终 都 是 要 走 向 社 会 的 ， 不 可 能 总 是 单 枪 匹 马 ， 尤 其 对 我 们 工 科 来说 ， 总 是