电子设计自动化及专用集成电路课程设计报告.doc

青 岛 农 电子设计自动化及专用集成电路课程设计 设 计 题 目 学生专业班级 学生姓名（学号） 指 导 教 师 完 成 时 间 实 习（设计）地点 信息楼121 2013 年 11 月 1 日 一、课程设计目的和任务 课程设计目的：本次课程设计是在学生学习完数字电路、模拟电路、电子设计自动化的相关课程之后进行的。通过对数字集成电路或模拟集成电路的模拟与仿真等，熟练使用相关软件设计具有较强功能的电路，提高实际动手，为将来设计大规模集成电路打下基础。 课程设计任务： （1）多功能计数器 设计一个多功能计数器，实现二、八、十，十六进制的计数。 (2) 二人抢答器 两人抢答，先抢有效，用发光二极管显示是否抢到答题权。 每人两位计分显示，打错不加分，答对可加10、20、30分。 每题结束后，裁判按复位，重新抢答。 累积加分，裁判可随时清除。 二、分析与设计 1、设计任务分析 (1)多功能计数器的设计 多功能计数器主要实现的是对计数器的控制，可以通过计数器选择信号clken0~clken3来控制计数器选择，同时计数器为时序逻辑电路，所以必须加入时钟控制信号，通过时钟信号的上升沿或者下降沿来控制计数。 根据题目可以知道要有六个输入和两个输出，是一个简单的组合逻辑函数。想要实现这一功能必须要列出输入和输出的逻辑关系，然后根据这一逻辑关系得出逻辑电路，然后编出源代码进行仿真。 (2)二人抢答器的设计 抢答器作为一种工具，已广泛应用于各种智力和知识竞赛场合。在竞赛、文体娱乐活动（抢答活动）中，能准确、公正、直观地判断出抢答者的机器。 通过抢答者的指示灯显示、数码显示和警示显示等手段指示出第一抢答者。 多向着数字智能化发展 如图所示为总体方框图。其工作原理为： 1.接通电源后，主持人将开关拨到“清除”状态，抢答器处于静止状态，指示灯灭，等主持人将开关置“开始”位置后，抢答器处于等候状态，此时可以进行抢答。 2.当抢答信号key其中一个有效，输入信号clk立即变为0对系统进行锁定，禁止第二次抢答。 3.抢答完成，优先判断抢答的组号，并将编号进行锁存，接着选手答题，由裁判判断对选手进行加分。 4.系统进行加分计算，并通过七段数码管进行显示。 5.如果再次抢答必须由主持人操作“清除”和“开始”状态的开关，即需要主持人清零。 3、详细设计 （1）、多功能计数器 设置输入的对应关系clken为计数器加减的控制端，clken为1时有效0无效，clr为清零控制端，清零时为1，否则为0；q为计数输出，为四位二进制数，clk为时钟脉冲，上升沿有效，qout为进位输出，有进位输出时为1，否则为0。当clken有效时计数器部分真值表如下： 十六进制计数器真值表 clk Clken1 clr q[3] q[2] q[1] q[0] qout × × 0 0 0 0 0 0 ↑ 1 0 0 0 0 1 0 ↑ 1 0 0 0 1 0 0 ↑ 1 0 0 0 1 1 0 ↑ 1 0 0 1 0 0 0 ↑ 1 0 0 1 0 1 0 ↑ 1 0 0 1 1 0 0 ↑ 1 0 0 1 1 1 0 ↑ 1 0 1 0 0 0 0 ↑ 1 0 1 0 0 1 0 ↑ 1 0 1 0 1 0 0 ↑ 1 0 1 0 1 1 0 ↑ 1 0 1 1 0 0 0 ↑ 1 0 1 1 0 1 0 ↑ 1 0 1 1 1 0 0 ↑ 1 0 1 1 1 1 1 十进制计数器真值表 clk Clken1 clr q[3] q[2] q[1] q[0] qout × × 0 0 0 0 0 0 ↑ 1 0 0 0 0 1 0 ↑ 1 0 0 0 1 0 0 ↑ 1 0 0 0 1 1 0 ↑ 1 0 0 1 0 0 0 ↑ 1 0 0 1 0 1 0 ↑ 1 0 0 1 1 0 0 ↑ 1 0 0 1 1 1 0 ↑ 1 0 1 0 0 0 0 ↑ 1 0 1 0 0 1 1 多功能计数器生成原理图 (2)、二人抢答器 该二人抢答器设计分为四个模块分别为：抢答模块，该模块实现对第一抢答选手的判断记录和裁判的清0功能，当裁判按下reset信号时，q输出为0，clk信号有效开始判断是否有选手抢答，当有选手抢答时s记录选