数电实验1实验报告项目一：倒计时定时器1、设计修改方案（1） 加入分频网络COUNTERCOUNTERntiCOUNTERinstiCOUNTERinstiCOUNTER74290一SET9ASET9BQA-一CLRA QE-CLRB QCCLKA QDCLKBinstiCOUNTER：=ClklINPUTVCC-I 742901-SET9A - 一 SET9BQA - -CLRA QE- 一 CLRB QC-一 CLKA QDCLKBinstiCOUNTER分频采用74290芯片10分频级联，由于试验箱自身晶振提供50MHZ的时钟信 号，所以需要利用分频分出500HZ用于扫描网络，分出1HZ用于计时器（2）数码管动态扫描网络一| | | | | | |1 2 3 4 5 6 7首先用74244芯片选通两组数据，利用时钟信号 分别让两组数字轮流通过，同时通过非门的加入提出 两根数码管的位选信号。通过的4为二进制数字再经 过7446数码管译码器编译为7段数码管显示的规律， 接入8位数码管的a至g管脚，用以显示。TnuEA4g_5a_eLFCO-fQ-OOtar-nu-nu nu oTnuEAWWOOCDO OGC3-nGAO/OTDCB2Y1NG13）实现 60 秒以内任意输入在十位和各位的 74192 计数器的指数端连接4个拨码开关，这样就可以随意输入倒计时的初始数值input vccINPUT vccINPUT VCCINPUTCRJ-DOCg8g7g6g92、实验数据及仿真分析（1） 完整电路图（附后）（2） 仿真波形QBcD QONA-Br-C-D-1021 :| 10IT 1elk金：ledl工仪i曲f3 i i不接数码管译码器的数字结果：初始值为 78D ps 创.D 輩 慚.D 輩 24J0. D ls 320.D401. DD he %0.D k= 640.(1T30.D i= KD.D 血如1T.2T5 ns_ 丄j! XJU工 Hnnm 二injin匚口口 二 tht工二匚 t匚 inTPTJjrmTmIlliIlliIIIIi! ii8istsigisiiiBtsigiiiiissigo s q I a I i I n i s! it ! I ! I ! I ! I ! I !可以看到十位数字从设定的7逐次递减为6、5、4.，而各位在十位减1 的周期内由9、8、7逐次减为0。符合倒计时定时器的要求。且在计数减为00 时，停止计时，指示灯由低电平转为高电平。接译码器后数码管段选模拟波形：初始值78根据 7 段数码管的亮灭规律也可以看出，个位十位轮流显示，十位1、2、3号管亮 显示为数字“7”，各位7 段数码管全亮显示数字“8”，随后十位“7”在一段时间内不变， 各位从数字“7”显示到数字“0（除7 以外其他段数码管亮）”。说明两位数码管显示正确。（3） 硬件测试管脚分配如下：Node NameDire 匚 tionL 匚 ation3Outpu tPIN 5斗Outpu tPIN 2055Outpu tPIN 2J016OutputPIN 107Outpu tPIN 6clklInputPIN 23dlInputPIN 9-5d2InputPIN 96d3InputPIN 979-2InputPIN 99g3InputPIN 101InputPIN 102ledlOutputPIN 13Ieg4Outpu tPIN 200leg 5Outpu tPIN 203slInputPIN 104s2.InputPIN 103由于拨码开关一共8个，置数开关S1,暂停开关S2占去两个，就只剩下6个拨码开 关用来控制设置初始值。由于要求60S以内，所以十位最高位和次高位默认接地，这样十位 最多只能到6,各位4位个再用4个拨码开关进行控制，既可以完成60S以内任意数字设为 初始计数值。另外将计数停止口 ledl接13管脚，若计数结束，则红色LED灯全亮。硬件测试：将电路按上述管脚分配拷入试验箱，拨码开关全关闭时，最左边两位数码管亮并显示 两个数字“0”。十位两位拨码开关拨为“10”，十位显示为4，各位的4位拨码开关拨为“0101”， 各位显示数字“5”，此时计数器显示初始值为“45”，将S1分配的置数开关（右数第一个） 由0拨为1,计时器从45变为44、43、42、41、40、39、38.倒计时正常，将S2分配的 暂停开关（右数第二个）由0拨为1，计时器停止到24不动，拨回后则继续由24开始倒计 时。当倒计时计数器最终由6、 5、 4. 变为0时，数码管两位00保持不变，计时停止，同时 彩灯矩阵中所有红色LED亮起，提示倒计时结束。此时将置数开关拨回关（即0状态），从 新用拨码开关设定新的初始值，数码管则显示 新的初始值（27），开始计时后同样从27开 始记到 0 为止，红色 LED 灯亮，停止计数。由此可以验证，本项目“倒计时定时器”严格满足题目要求，功能正确3、故障分析及解决方案 本项目在设计和测试过程中经理到了3次大的改动，正如前述的修改方案，其中后 次改动分别由于2个比较重要的问题。由于在设计时并没有注意是数码管的共阳极问题，所 有各位和十位分别接入两个7448之后引出了14根数码管输出，而实际共阳极数码管只有8 段输入。但这个故障较容易解决，换用PPT上老师提供的数码管扫描电路后，问题就解决了。 第二个大的故障在于任意设置初始值时，置入的数跟实际拨码开关的表示不相同，后经过检 查，是因为在分配管脚的时候几个拨码开关的管脚接串了，中间少接了一个。另外，还有一 个小插曲，就是我所用的试验箱，最右边两个数码管貌似坏了，引用后也亮，开始还以为电 路不对，之后试了试发现用最左边两个数码管就可以了CUTclkls2siD皆leg4nstqdileg5d4nliA7个位ABCDDNABCDDNQA QB QC QDQAQBABistCOist9COist8COistCOistCOistCOistCOg5 g2 g3 g4OAOBOCODOEOF OGTPPTqdqcqbqaqdqcqbqaESE T9a74 290dQcQbQaOUTPUTESE T9a74 290dQcQbQaESJT9a74 290cdQcQbQaOUTPUTOUTPUT742447446inst1 BCD TO 7SEGESI T9a74 290CDLTNRBINESI T9a74 290QdQcQbQAdvdVdvdv2十位珂 74192LDNINPUT VCCINPUTVCCUPBONCLRCOUNTER倒计时到00时指示灯TPUTlecl开关暂停继续时钟输入置数启动开关HCJIUTVCCGNDCOUNTERinst3CON74192LDNQCqdCONUPbon74OCTAL BUF.2A42Y42A32Y32A22Y22A12Y12GN1A41Y41A31Y31A21Y21A1re项目二：BCB代码转换器1、设计修改方案电路没有太大改动，就是之前的数码管动态扫描电路出来是共阴极的，而实 际试验箱是共阳极的，只要在所有 7448 译码器的输出后面加一个非门，数字就 能正常显示了。2、实验数据及仿真分析 波形仿真：（1）8421 与 5421 之间的转换S3是四位拨码开关，分别表示4为5421 （8421）代码的输入设定值，a至g分 别是数码管的 7 段，显示转换后的十进制数。2）余三码与5421 码3 ps40.0 ms80.0 ms120.0 ms160.0 ms200.0 msiiiiSUU. 0 ms同上，K表示转换开关，低电平是余三码转为5421,高电平时5421转为余三 码，S0到S3是四位拨码开关，分别表示4为余三码（5421）代码的输入设定值， a 至 g 分别是数码管的 7 段，显示转换后的十进制数。3)8421 码与 2421 码之间的转换到S3是四位拨码开关，分别表示4为2421 (8421)代码的输入设定值，a至g 分别是数码管的 7 段，显示转换后的十进制数。4) 5421码与2421码之间的转换到S3是四位拨码开关，分别表示4为2421(5421)代码的输入设定值，a至g 分别是数码管的 7 段，显示转换后的十进制数。由上面4个仿真波形可以看出8421、5421、2421以及余三码之间的转换正 确。硬件测试：管脚分配后拷入试验箱，当作为5421码输入1000时，数码管显示数字5， 将控制开关由0置1后，数码管显示8，即1000变为8421输入后用十进制显示。 当作为2421码输入1111时，数码管显示8，即将该2421码转变为8421后用十 进制表示。同理，将拨码开关设为余三码输入0011，数码管显示数字0，即将余 三码转化为 8421 后用十进制显示。经过硬件测试，该项目基本完成8421、5421、2421、余三码之间的转换，并 统一用十进制经数码管表示。满足题目要求，功能完整。3、故障分析及解决方案BCD 代码转换题目相比其他选题较为简单，从电路设计到仿真模拟还算比较 顺利。由于是第一次接触 quartusII 操作比较生疏导致进度比较缓慢，但整体设 计思路比较清晰。期间遇到的一个问题就是数码管显示不正确，这是因为数码管 译码器输出默认为共阴极，实际试验箱为共阳极，所以在所有输出后面加了一个 非门，显示就正常了心得体会