《数字电子技术基础 教学课件 ppt 作者 潘明 潘松 第8章》由会员分享，可在线阅读，更多相关《数字电子技术基础 教学课件 ppt 作者 潘明 潘松 第8章（56页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第8章,时序电路的仿真与自动化设计,8.1 用宏模块设计12进制计数器,8.1.1 建立工程并编辑电路原理图,图8-1 十二进制加法计数器进位测试电路,图8-2 74161真值表,8.1.2 时序仿真与进位信号评估,图8-3 图8-1电路的时序仿真波形,8.1.2 时序仿真与进位信号评估,图8-4 将进位输出与清0端相接,图8-5 图8-4电路的时序仿真波形,8.1.3 进位控制电路改进,图8-6 图8-1的改进型电路,图8-7 图8-6的时序仿真波形,8.1.3 进位控制电路改进,图8-8 十二进制加法计数器,图8-9 图8-8电路的时序仿真波形,8.1.3 进位控制电路改进,图8-10 控
2、制同步加载端的计数器电路,图8-11 图8-10电路的时序仿真波形,8.1.4 利用预置数据控制计数器进位,图8-12 利用74161的数据预置口构成的计数器,图8-13 图8-12的时序仿真波形,8.2 基于一般模型的任意进制计数器设计,8.2.1 基于一般模型的10进制计数器设计,图8-14 十进制计数器电路原理图,8.2.1 基于一般模型的10进制计数器设计,图8-15 元件CNT10的CASE语句表述,8.2.1 基于一般模型的10进制计数器设计,图8-16 计数器资源使用报告,8.2.1 基于一般模型的10进制计数器设计,图8-17 图8-14电路时序仿真波形,图8-18 观察仿真波
3、形的延时情况,8.2.1 基于一般模型的10进制计数器设计,图8-19 计数器时序分析情况,8.2.2 含自启动电路的10进制计数器的设计,图8-20 CNT10的另两种数据表述方式 图8-21 资源占用报告,8.2.3 有限状态机讨论,图8-22 图8-14状态机电路的状态转换图,8.3 任意进制异步控制型计数器设计,图8-23 另一种形式的计数器电路结构,8.3 任意进制异步控制型计数器设计,图8-24 CNT4BIT数据描述 图8-25 元件COMP2的HDL描述,8.3 任意进制异步控制型计数器设计,图8-26 图8-23电路的时序仿真波形,8.4 四位同步自动预置型计数器设计,图8-
4、27 4位同步可预置式N（N小于等于16）进制计数器,8.4 四位同步自动预置型计数器设计,图8-28 元件MUX4的CASE语句描述,8.4 四位同步自动预置型计数器设计,图8-29 图8-27电路的时序仿真波形（进位含毛刺脉冲）,图8-30 去除了用于数据加载的进位信号毛刺的计数器电路,图8-31 图8-30电路的时序仿真波形（无毛刺脉冲）,8.5 基于LPM宏模块的计数器设计,图8-32 定制新的宏功能块,图8-33 选择LPM宏功能模块,图8-34 选择计数位数和计数方式,图8-35 选择计数模式和时钟控制方式,图8-36 选择各种同步、异步控制端,图8-37 调入以设定好参数的LPM
5、宏功能块元件,图8-38 编辑信号输入口，以待测试,图8-39 LPM计数器时序仿真波形,8.6 步进电机控制电路设计,8.6.1 步进电机原理简介,图8-40 步进电机控制模型,8.6.1 步进电机原理简介,图8-41 步进电机控制时序,8.6.2 步进电机单向旋转控制电路设计,图8-42 步进电机单转向控制电路,8.6.2 步进电机单向旋转控制电路设计,图8-43 MOTL模块程序 图8-44 状态机流程图,8.6.2 步进电机单向旋转控制电路设计,图8-45 图8-42电路时序仿真波形,8.6.2 步进电机单向旋转控制电路设计,图8-46 输出信号被CLK下降沿锁存的控制电路,8.6.2
6、 步进电机单向旋转控制电路设计,图8-47 状态机输出被锁存后的时序仿真波形,8.6.3 步进电机双向旋转控制电路设计,图8-48 步进电机双向转动控制电路,8.6.3 步进电机双向旋转控制电路设计,图8-49 元件MOTR程序,8.6.3 步进电机双向旋转控制电路设计,图8-50 元件MUX2程序,8.6.3 步进电机双向旋转控制电路设计,图8-51 电路图8-48的时序仿真波形,8.6.3 步进电机双向旋转控制电路设计,图8-52 步进电机双向转动控制简化电路,8.6.3 步进电机双向旋转控制电路设计,图8-53 元件MOTRL,8.7 模型电饭煲状态机控制电路设计,1. 状态机输入信号定
7、义,（1）SW：电饭煲启动信号。 （2）B0：电饭煲煮沸信号。 （3）T1：高温保持定时器启动信号。 （4）T0：次高温保持定时器启动信号。,2. 状态机输出信号定义：,（1）BL：煮沸控制信号。BL=1，打开煮沸电子开关；BL=0，关闭此开关； （2）LF：LF=1，打开高温保持电子开关，此时高温保持定时器自动启动。LF=0，关闭高温保持电子开关。 （3）SF：SF=1，打开次高温保持电子开关，此时次高温保持定时器自动启动。SF=0，关闭次高温保持电子开关。,3. 状态机控制流程确定,图8-54 电饭煲控制状态流程图,4. 状态机电路及状态机转换真值表对应的程序设计,图8-55 电饭煲控制电
8、路,4. 状态机电路及状态机转换真值表对应的程序设计,图8-56 元件DFB程序,5. 状态机电路的仿真测试,图8-57 图8-55电路的时序仿真波形,5. 状态机电路的仿真测试,图8-58 RTL电路图观察选择菜单,8.8 序列检测器状态机设计,图8-59 序列检测器电路,8.8 序列检测器状态机设计,图8-60 组合电路模块SCHK状态转换CASE语句表述文件,8.8 序列检测器状态机设计,图8-61 图8-59电路的时序仿真波形,实 验,8-1用宏模块设计12进制计数器 根据8.1节，首先用74161模块设计一个12进制加法计数器，并注意计数的可行性和可靠性考察；然后根据图8-12设计一
9、个数控分频器。利用QuartusII创建工程，绘制电路图，全程编译，时序仿真，并根据仿真波形作说明，引脚锁定编译，下载FPGA中，在实验系统上硬件验证。完成实验报告。 8-2基于一般模型的十进制计数器设计 根据8.2节，设计一个基于一般模型的十进制加法计数器，注意计数器的自启动问题。利用QuartusII创建工程，绘制电路图，全程编译，时序仿真，并根据仿真波形作说明，引脚锁定编译，下载于FPGA中，在实验系统上硬件验证。完成实验报告。 8-3任意进制异步控制型计数器设计 根据8.3节，设计一个任意进制异步控制型计数器。利用QuartusII创建工程，时序仿真，并根据仿真波形作说明；引脚锁定编译
10、，下载FPGA中，在实验系统上硬件验证。完成实验报告。,实 验,8-48位同步自动预置型数控分频率器设计 根据8.4节，完成8位同步自动预置型数控分频器的设计。利用QuartusII创建工程、时序仿真、并根据仿真波形作说明；引脚锁定编译，下载FPGA中，在实验系统上硬件验证。完成实验报告。 8-5基于LPM的16位可逆计数器设计 根据8.5节，完成基于LPM_COUNTER的16位可逆可预置型计数器设计。利用QuartusII创建工程、时序仿真、并根据仿真波形作说明；引脚锁定编译，下载FPGA中，在实验系统上硬件验证。完成实验报告。 8-6双向旋转可控型4相步进电机控制电路设计 根据8.6节，
11、利用状态机完成双向旋转可控型4相步进电机控制电路设计。 （1）按照单4拍方式驱动步进电机；（2）按照4相8拍方式驱动步进电机。 利用QuartusII创建工程、时序仿真、并根据仿真波形作说明；引脚锁定编译，下载FPGA中，在实验系统上硬件验证。完成实验报告。,实 验,8-7模型电饭煲控制电路设计 （1）根据8.7节，利用状态机完成模型电饭煲控制电路设计。 （2）设计一个洗衣机控制电路，洗衣机控制条件和状态条件自行设定。 （3）设计一个4层电梯控制电路，电梯控制条件和状态条件自行设定。 利用QuartusII创建工程、时序仿真、并根据仿真波形详细说明控制电路的工作流程；引脚锁定编译，下载FPGA中，在实验系统上硬件验证。完成实验报告。 8-8设计一个序列检测器 （1）根据8.8节，完成序列检测器设计。 （2）设计一个循环检测序列数“1011001”的序列检测器，要求每检测到一次此序列，输出1，并由一8位计数器计数和显示检测到的次数。 利用QuartusII创建工程、时序仿真、并根据仿真波形详细检测工作流程；引脚锁定编译，下载FPGA中，在实验系统上硬件验证。完成实验报告。,
