数字系统设计例.ppt

数字系统设计实例 一、8位数码扫描显示设计 1.设计要求 采用动态扫描原理，在8个数码管上显示数据“124579DF”。 二、4×4键盘扫描电路设计 四、数字频率计设计 1.设计要求 采用测频法设计一个8位十进制数字显示的数字频率计，测量范围是1z，被测试的频率可由基准频率分频得到。 2.设计原理 （1）在确定的闸门时间Tw内，记录被测信号的变换周期或脉冲个数Nx，则被测信号的频率为Fx=Nx/Tw，通常闸门时间Tw为1秒。 （2）系统组成原理如图，输入信号为20MHz的基准时钟和1Hz~40MHz的被测时钟，闸门时间模块的作用是对基准时钟进行分频，得到一个1s的闸门信号，用它作为8位十进制计数器的计数标志，8位数码管显示被测信号的频率。 五、数字钟设计 * * 2.设计原理 数码扫描显示电路是数字系统设计中较常用的电路，通常作为数码显示模块。 图中，每个数码管的8个段a、b、c、d、e、f、g、h（小数点）分别连在一起,8个数码管分别分别由8个选通信号K1、K2、K3、K4、K5、K6、K7、K8来选择。被选通的数码管显示数据，其余关闭。如果要在8个数码管显示希望的数据，就必须使得8个选通信号分别单独选通。同时，在段信号输入端口加入希望在该对应数码管上显示的数据。随着选通信号的循环变化，就实现了扫描显示的目的。 2.设计原理 在数字系统设计中，4×4矩阵键盘是一种常见的输入装置，通常作为系统的输入模块。对于键盘上每个键的识别一般采取扫描的方法实现，下面介绍一种用列信号进行扫描的基本原理和流程。 1.设计要求 在时钟控制下循环扫描键盘，根据列扫描信号和对应键盘响应信号确定键盘按键位置，并将按键值显示在数码管上。 例如，扫描信号位“0100”，表示正在扫描“89AB”一列，如果该列没有按键被按下，则由行信号读出的值为“0000”；反之，如果按键“9”被按下，则由行信号读出的值为“0100”。 当进行列扫描时，扫描信号由列引脚进入键盘，以“1000”、“0100”、“0010”、“0001”的顺序每次扫描不同的列，然后读取行引脚的电平信号就可以判断是哪个按键被按下。 三、数据采集系统设计 1.设计要求： （1）循环检测报警：通过模数转换器ADC0809对8路通道的数值进行循环检测，当检测到有任何一路的值大于预设值时就报警，并显示出所超出规定值的通道数。如无任何通道的输出值超出预设值时，就进行通道0~通道7 的循环检测。 （2）数据采集处理：通过切换键将控制单元的功能转换到数据处理功能，实现对采样信号放大2倍、缩小到1/2和保持采样信号不变这三种基本功能。在数据处理完后，将数据输出给DAC0832，再将数字信号转换成模拟量输出。 数据采集系统示意图 2.设计原理： 数据输入单元 数据采集系统总体框图 数据输出单元 fun值为3的仿真波形 fun值为0的仿真波形 fun值为1，k3值为0的仿真波形 循环检测报警模式 Tw Nx 闸门信号 被测信号 基准时钟 闸门时间 被测时钟 8位十进制 计数器 数据处理 与显示 数码管显 示模块 1.设计要求 设计一个数字时钟，要求数码管分别显示时、分、秒的计数，同时可以进行时间设置，并且设置的时间显示要求闪烁。 计 数 器 控制按键 置数按键 基准时钟 动态 显示 译码 显 示 2.设计原理 计数器在正常工作下是对1Hz频率计数，在调整时间状态下是对调整的时间模块进行计数。控制按键用来选择是正常计数还是调整时间，并决定调整时、分、秒。如果对小时进行调整，显示小时的LED数码管将闪烁，当置数按键被按下时，相应的小时显示要加1。时间显示的LED数码管均用动态扫描显示来实现。 3.需要解决的问题 （1）分频得到需要的信号 （2）四种工作状态（计时、调整小时数、调整分钟数、调整秒钟数）转换情况及条件 （3）每种状态的具体工作情况 （4）实现暂停、清零的情况 （5）进行时间设定时，数码管闪烁 （6）秒、分、时的数字转换为BCD码 （7）数码管动态扫描（计数器、动态扫描信号） （8）闪烁显示 （9）七段译码显示驱动 参考朱正伟P235 周润景P239 * * *