数电课程设计.docx

目录
导言 2
第一章设计目标 2
第二章系统概述 3
1. 设计思想 3
2. 可行性论证 3
3. 各功能的组成 4
第三章单元电路设计与分析 5
1. 分频器模块 5
2. 计数器模块 6
3. 动态扫描按键模块 7
4. 编码转换模块 8
5. 单脉冲发生器模块 8
6. 移位寄存器模块 9
7. 六位动态显示模块 10
第四章电路的组构与调试 11
1. 遇到的主要问题及现象记录 11
2. 产生上述现象的原因分析与解决措施: 11
l 灭零模块: 12
l 删位模块: 13
第五章扩展功能(按键音调) 14
第六章结束语 15
1. 对设计题目的结论性意见及进一步改进的意向说明: 15
2. 总结设计的收获与体会 15
附录一设计总电路图 ...........................................................................................16
附录二按键音调分频器…………………………………………………………………………………….17
附录三六选一数据选择器………………………………………………………………………………..18
参考文献…………………………………………………………………………………………………………….18
导言
电话机是千家万户常用的通信设备。如今电话机差不多全是按键式的,连那些只具有基本功能的电话机也有0 ~ 9 及“*”,“#”等 12 个按键和若干功能键。许多电话机还有一个带LED 的显示屏,拨打电话时能够显示拨出的电话号码等信息。仿照这一功能,我们可以设计一个“电话机键盘拨号LED 显示”控制电路,利用LP-2900 FPGA 实验装置,将我们的设计下载到实验装置,实现键盘拨号LED 显示。
第一章设计目标
利用3 X 4 小键盘输入“0”~“9”10 个数字键,字符能在LED 显示屏从左到右依次正确显示;每按一次键,显示一位号码。
当按下按键时,会在七段共阴显示器上,显示所按键对应的数字,同时应当保证当按下一次按键时,七段显示器上只显示一次按键数字,而不应是多次显示出该按键对应的数字。
随着每次按下按键后,七段显示器上以前的数字向左移一位,而新按下的数字始终显示在显示器上的最右边。七段显示器上的数字以按下时间的先后顺序,依次从左往右显示。
应当设有复位键,当复位键按下时,数码管上的数字全部消失。
附带删位,按键音调功能。
第二章系统概述
设计思想
首先利用7490芯片实现十分频,以获取1KHz的扫描频率,对按键阵列进行扫描读取,以及对七段显示器进行扫描显示。3 X 4 小键盘共有12个键位,可用4位二进制代码表示,这里可以选取8421BCD码。对于显示器上的移位显示,我们选取4个8位移位寄存器74198,对显示器上所显示的数字进行数据储存以及移位显示功能,4位二进制代码分别储存在4个移位寄存器上,不同移位寄存器上的相同的输出端(QA~QH)所组成的4位二进制表示LED显示屏对应位置所要显示的数字,然后通过数据选择器(74151芯片)进行数据选择扫描显示,由于扫描显示的速度很快,我们人眼所观察到的是一直显示着。总体设计思路如下:
分频器
键盘扫描
编码转换
osc
移位寄存器
六位动态显示
3 X 4键盘
可行性论证
电话机的控制部分以FPGA 实现,脉冲信号由LP-2900装置上的石英晶体振荡器OSC产生,再通过分频器获得适合的扫描频率。在LP-2900的L区有12个排成3列4行的电话键盘阵列。键盘阵列的行信号由FPGA控制外部的3-8译码器三个输入端DE1~DE3扫描驱动,FPGA通过键盘阵列的列信号(RK1~RK3)判断各键的状态,将RK1~RK3接入4选1的数据选择器,用2个数据选择端控制输出,这样设计5位32进制的计数器控制这5个扫描码周期性循环变化。每按一次按键产生四位有效二进制码,数据选择器输出端控制计数器停止计数,同时控制单脉冲发生器工作将移位寄存器模块输入的四位二进制码进行一次左移输出,通过编码转换将四位二进制码转换成七位二进制码控制7段LED数码管显示,同时DE1~DE3周期性变化控制六位数码管的动态扫描,从而可以实现动态显示。
各功能的组成
分频器模块:由7片LS7490构成7级十分频的分频模块
计数器:由quartusII 通用计数器实现
数据选择器:由芯片74153实现
单脉冲发生器模块:由俩片D触发器,以及一个非门和一个与门构成
寄存器:由芯片74273实现暂时储存数据功能
编码转换:由AHDL文件构成
移位寄存器模块:由4片74198芯片于组成
六位动态显示模块:利用芯片