数字逻辑课程设计

数字逻辑课程设计北京邮电大学计算机科学与技术学院系统结构实验室2006年10月计算机科学与技术学院系统结构实验室2课题1简单频率计设计实验目的：掌握较复杂逻辑的设计、调试。掌握用VHDL语言设计数字逻辑电路。熟悉ispLEVER软件的使用方法。熟悉ISP器件的使用。了解频率计的初步知识。计算机科学与技术学院系统结构实验室3课题1简单频率计设计实验器件和设备：PLCC封装的ispLSI1032芯片;TEC-5数字电路实验系统；TDS100140MHZ数字存储示波器；微机及ispLEVER软件。计算机科学与技术学院系统结构实验室4课题1简单频率计设计实验任务和要求：设计一个简易的频率计，用于测量1MHz以下数字脉冲信号的频率。闸门只有1S一档，测量结果在数码管上显示出来，不测信号脉宽，用一片ISP芯片实现此设计，并在实验台上完成调试，建议设计使用VHDL语言编写。计算机科学与技术学院系统结构实验室5课题1简单频率计设计实验提示:(1)频率计的基本工作原理如下：首先产生一系列准确闸门信号，例如1ms，0.1ms和1s等，然后利用这些闸门信号控制一个计数器对被测脉冲信号进行计数，最后将结果显示出来，如果闸门信号是1s，那么1s内计数的结果就是被测信号的频率。如果闸门信号是1ms，那么计数结果是被测信号的千分之一，或者说结果是以kHz为单位的频率值。计算机科学与技术学院系统结构实验室6课题1简单频率计设计（2）频率计中，最原始的时基信号准确度一定要高，所以使用实验台上100kHz时钟信号做原始时基信号。（3）1s的闸门信号由100kHz时钟经5次10分频，再经2分频产生，这样产生的闸门信号脉宽是1s，占空比是50%。1s用于计数，1s用于显示结果。计算机科学与技术学院系统结构实验室7课题1简单频率计设计（4）用于被测信号计数的计数器应采用十进制，测得的结果可直接送实验台上的6个数码管显示，每次对被测信号计数前，计数器应清零。计算机科学与技术学院系统结构实验室8课题1简单频率计设计实验报告要求:用VHDL语言写出电子琴设计方案，注释要详细；写出调试过程中发生的问题和解决办法。简要写出测量数字信号脉宽的方法。计算机科学与技术学院系统结构实验室9课题2交通灯控制器设计实验目的：掌握状态机的测试、调试。掌握用VHDL语言设计状态机。熟悉ispLEVER软件的使用方法。熟悉ISP器件的使用。计算机科学与技术学院系统结构实验室10课题2交通灯控制器设计实验器件和设备：PLCC封装的ispLSI1032芯片;TEC-5数字电路实验系统；TDS100140MHZ数字存储示波器；微机及ispLEVER软件。计算机科学与技术学院系统结构实验室11课题2交通灯控制器设计实验任务和要求：以实验台上的4个红色电平指示灯、4个绿色电平指示灯和4个黄色电平指示灯模仿路口的东、西、南、北4个方向的红、绿、黄交通灯。控制这些指示灯，使它们按下列规律亮、灭：1.初始状态为4个方向的红灯全亮，时间为1秒。计算机科学与技术学院系统结构实验室12课题2交通灯控制器设计2.东、西方向绿灯亮，南、北方向红灯亮。东、西方向通车。时间为5秒。3.东、西方向黄灯闪烁，南、北方向红灯亮。时间2秒。4.东、西方向红灯亮，南、北方向绿灯亮。南北方向通车。时间5秒。5.东、西方向红灯亮，南、北方向黄灯闪烁。时间2秒。计算机科学与技术学院系统结构实验室13课题2交通灯控制器设计6.返回2，继续运行。7.如果发生紧急事件，例如救护车、警车通过，则按下单脉冲按钮，使得东、西、南、北四个方向红灯亮，紧急事件结束后，松开单脉冲按钮，恢复到被打断的状态继续运行。计算机科学与技术学院系统结构实验室14课题2交通灯控制器设计实验提示:这是一个典型的时序状态机，共有6个大的状态。黄灯闪烁可通过使其连续亮0.2秒，灭0.2秒实现。将实验台上的可调频率时钟1KHz作为设计中的初始时钟，以减少需要的分频数；紧急事件发生时，要注意保存必要的信息，以备紧急事件结束后，恢复到原状态继续运行使用。计算机科学与技术学院系统结构实验室15课题2交通灯控制器设计实验报告要求:写出交通灯设计方案，注释要详细；写出调试过程中发生的问题和解决办法。简要叙述状态机设计的特点。计算机科学与技术学院系统结构实验室16课题3电子钟设计实验目的：掌握较复杂逻辑的设计、调试。学习用原理图设计数字逻辑电路。学习数字电路模块层次设计。学习ispLEVER软件的使用方法。熟悉ISP器件的使用。计算机科学与技术学院系统结构实验室17课题3电子钟设计实验器件和设备：PLCC封装的ispLSI1032芯片;TEC-5数字电路实验系统；TDS100140MHZ数字存储示波器；微机及ispLEVER软件。计算机科学与技术学院系统结构实验室18课题3电子钟设计实验任务和要求：1.设计并用isp1032，实现一个电子钟。电子钟具有以下功能：（1）实验台上的6个数码管显示时、分、秒。（2）能使电子钟复位（清零）。（3）能启动或者停止电子钟运行。计算机科学与技术学院系统结构实验室19课题3电子钟设计（4）在电子钟停止运行状态下，能够修改时、分、秒的值。（5）具有报时功能，整点时喇叭鸣叫。2.要求整个设计分为若干模块，顶层模块用原理图设计，低层模块用VHDL语言设计。3.在TEC-5实验台上调试设计。计算机科学与技术学院系统结构实验室20课题3电子钟设计实验报告要求:用原理图和VHDL语言描述整个设计。写出调试过程中发生的问题及解决办法。写出模块层次设计的体会。比较原理图和VHDL语言设计的特点。计算机科学与技术学院系统结构实验室21课题4生产线药片装瓶显示系统设计实验目的：掌握较复杂逻辑的设计、调试。采用VHDL语言、或原理图+VHDL语言设计数字系统。学习数字系统设计方法。掌握ispLEVER软件的使用方法。熟悉ISP器件的使用。计算机科学与技术学院系统结构实验室22课题4生产线药片装瓶显示系统设计实验器件和设备：PLCC封装的ispLSI1032芯片;TEC-5数字电路实验系统；TDS100140MHZ数字存储示波器；微机及ispLEVER软件。计算机科学与技术学院系统结构实验室23课题4生产线药片装瓶显示系统设计计算机科学与技术学院系统结构实验室24课题4生产线药片装瓶显示系统设计实验台上的5个数码管作为显示输出，显示每瓶药片及总药片数。发光二极管模拟对机电装置的输出，绿灯表示启动，装瓶进行中；红灯表示装瓶完成，机电装置关闭。输入子系统包括BCD码每瓶装药数输入与装瓶开始脉冲输入，设计要求每瓶最大药片数50粒，最多18瓶。启动装瓶开始脉冲后，如果输入超出设计要求或者为零，要求显示系统输出告警提示。漏斗感应器送来的药片装瓶信号用2s信号模拟，可用实验台提供的5KHz时钟分频产生。在实验台上调试设计。计算机科学与技术学院系统结构实验室25课题4生产线药片装瓶显示系统设计实验报告要求:用原理图和VHDL语言描述整个设计。写出设计调试过程中出现的问题、解决办法、验收结果。写出模块层次设计的体会。计算机科学与技术学院系统结构实验室26课题5自选研究性课题实验目的：掌握较复杂逻辑的设计、调试。采用VHDL语言、或原理图+VHDL语言设计数字系统。学习数字系统设计方法。掌握ispLEVER软件的使用方法。熟悉ISP器件的使用。计算机科学与技术学院系统结构实验室27课题5自选研究性课题实验器件和设备：PLCC封装的ispLSI1032芯片;TEC-5数字电路实验系统；TDS100140MHZ数字存储示波器；微机及ispLEVER软件。计算机科学与技术学院系统结构实验室28课题5自选研究性课题实验内容：自选研究性课题，以具有一定应用需求的数字系统设计为背景，实现在系统可编程器件（ISP）的设计应用。计算机科学与技术学院系统结构实验室29课题5自选研究性课题实验报告要求:用原理图和VHDL语言描述整个设计。写出设计调试过程中出现的问题、解决办法、验收结果。写出模块层次设计的体会。计算机科学与技术学院系统结构实验室30结束参考资料：《数字逻辑与数字系统》（第四版·立体化教材）第八章课程综合设计--白中英主编，科学出版，2007年11月出版《TEC-5计算机组成和数字逻辑实验系统教师用实验指导书》--清华大学科教仪器厂