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目錄
第一章 技術指標
1.1整體功能描述
1.2系統(tǒng)結(jié)構(gòu)要求
1.3電氣指標
1.4擴展指標
1.5設計條件
第二章 整體電路設計
2.1設計原理
2.1.1數(shù)據(jù)處理器的功能
2.1.2控制器的功能
2.1.3顯示電路
2.2建立算法流程圖和ASM圖.
2.2.1算法流程圖
2.2.2 ASM圖
2.3 建立處理器明細表
2.3.1分析
2.3.2比較器
2.3.3數(shù)據(jù)選擇器
2.3.4譯碼顯示電路
2.3.5分頻器
2.4控制器設計
2.5定時器
2.6秒信號產(chǎn)生電路
第三章 測試與調(diào)試
3.1處理器
3.2控制器
3.3總圖
3.4實物圖
第四章 試驗小結(jié)和心得體會
第一章 技術指標
1.1整體功能描述
現(xiàn)代工業(yè)控制和微機系統(tǒng)中離不開數(shù)據(jù)處理器。時序比較器是數(shù)據(jù)處理器的一個部分，它能將輸入的8421BCD碼存儲并進行比較，最終以十進制數(shù)顯示其大小。時序比較器的功能是，用同一組輸入端口分兩次送入兩組數(shù)據(jù)，經(jīng)過比較顯示出數(shù)值大的一組數(shù)據(jù)值。
1.2系統(tǒng)結(jié)構(gòu)要求:
時序比較器的總體結(jié)構(gòu)框圖如下圖：
RESET：開機后按復位鍵，低電平有效，整個系統(tǒng)復位。
AJ：當一組數(shù)據(jù)（X3~X0）設置完畢后，按“確認”鍵后，輸入的這組數(shù)據(jù)有效。
Y1：Y1常亮，要求輸入第一組數(shù)據(jù)，若閃亮，則為第一組數(shù)據(jù)為大數(shù)。
Y2：Y2常亮，要求輸入第二組數(shù)據(jù)，若閃亮，則為第二組數(shù)據(jù)為大數(shù)。
D3～D0：較大數(shù)輸出端，驅(qū)動顯示十進制數(shù)?！ ?
1.3電氣指標
（1）數(shù)據(jù)輸入采用并行送數(shù)，系統(tǒng)先后收到兩組8421BCD碼后比較其大小，將大數(shù)輸出，用十進制數(shù)顯示出來。
（2）顯示時間5S～10S，顯示結(jié)束電路自動清零，進入初始狀態(tài)。
（3）僅在開機后人工操作RESET開關，使RESET=0整機清零，整機立即進入工作狀態(tài)；LED1點亮表示允許輸入第一組數(shù)據(jù)Xa。
（4）按一次AJ鍵，表示輸入一脈沖信號，Xa被確認后LED2點亮，表示允許輸入第二組數(shù)據(jù)Xa。
（5）再按一次AJ鍵，Xb被確認,電路立即比較大小，輸出顯示大數(shù)。
（6）對比較結(jié)果：Xa>Xb ，Xa=Xb 或 Xa
Xb 時，LED1閃亮； XaB）i=0 ;
2.A3～A0 接A寄存器的Q3～Q0 ;
3.B3～B0 接B寄存器的Q3～Q0 ;
4.輸出FA＞B、FA＜B、FA=B ；
A3～A0= B3～B0 ，則FA=B =1， FA＞B=FA＜B=0
A3～A0＞ B3～B0 ，則FA＞B =1，F(xiàn)A=B =FA＜B=0
A3～A0＜ B3～B0 ，則FA＜B =1，F(xiàn)A=B =FA＞B=0
c.電路圖：
d.仿真：
e.結(jié)論：電路仿真結(jié)果完全符合設計要求。
2.3.3數(shù)據(jù)選擇器
根據(jù)題目技術要求選出大數(shù)，即從A和B兩數(shù)中選出大數(shù)?？蛇x用二選一數(shù)據(jù)選擇器。由于A和B為四位而二進制數(shù)，則選用74157 四個二選一數(shù)據(jù)選擇器。
（1）二選一數(shù)據(jù)選擇器的地址控制端和數(shù)據(jù)端連接。從ASM圖和處理器明細表可知，輸出端輸出大數(shù)，地址A端連接到FA〈B。
數(shù)據(jù)端D1接B寄存器的Q端；
數(shù)據(jù)端D0接A寄存器的Q端
當A=FA〈B=1時，選擇D1數(shù)據(jù)輸出（Y=B，B為大數(shù)）。
當A=FA〈B=0時，
A〉B，選擇D0數(shù)據(jù)輸出（Y=A，A為大數(shù)）
A= B，選擇D0數(shù)據(jù)輸出（Y=A，選A輸出）
（2）二選一數(shù)據(jù)選擇器的使能端控制命令
當E=1，Y=0時，數(shù)據(jù)選擇器不工作；
當E=0，Y輸出取決于地址A。
因此，從ASM圖和處理器明細表可知：E=T3
當T3=0時，E=1，Y=0時，數(shù)據(jù)選擇器不工作；
當T3=1時，E=0，數(shù)據(jù)選擇器工作。
(3) 電路圖：
(4) 仿真：
(5) 結(jié)論：電路仿真結(jié)果完全符合設計要求。
2.3.4譯碼顯示電路
1. 顯示管：共陰極
2. 譯碼管：
方案選擇——用VHDL硬件描述語言描述，編譯成所需的邏輯器件.（連線方便，
效率高）
3. 電路圖：
4仿真
4. 結(jié)論：電路仿真結(jié)果完全符合設計要求。
2.3.5分頻器
1. 利用555產(chǎn)生100Hz時鐘信號，通過74160分頻可獲的1Hz時鐘信號。
2. 電路圖：
3. 仿真：
4. 結(jié)論：電路仿真結(jié)果完全符合設計要求。
2.4控制器設計
控制器采用每態(tài)一個D觸發(fā)器實現(xiàn)。由于ASM圖中有四個狀態(tài)，所以需要4個D觸發(fā)
實驗中使用GAL16V8，所以以上內(nèi)容可以通過編程燒到GAL16V8中，有利于電路的集成。
代碼如下：
| PIN [1,2,3,4]=[CP,RESET,AJ,8S];
| PIN [19,18,17,16,13,12] =[T0,T1,T2,T3,L1,L2];
| T0.D=T3&8S#!RESET;
| T1.D=(T0#T1&!AJ)&RESET;
| T2.D=(T1&AJ#T2&!AJ)&RESET;
| T3.D=(T2&AJ#T3&!8S)&RESET;
| L1=T3&!8S&F1&CP#T3&!8S&!F1&F2&CP#T1;
L2=T3&!8S&!F2&!F1&CP#T3&!F1&!8S&F2&!CP#T2;
2.5定時器(74161一片)
電路圖：
2.6秒信號產(chǎn)生電路
第三章 測試與調(diào)試
3.1處理器
3.1.1處理器=A寄存器+B寄存器+CNT寄存器+MUX數(shù)據(jù)選擇器+比較器
3.1.2仿真圖
分析：
1. RESET=1,T1=T2=T3=0,置數(shù)器清零
2. RESET=0,T1=1,T2=T3=0,X3-X0=0110,置數(shù)A，GG=1
3. RESET=0,T2=1,T1=T3=0,X3-X0=1000,置數(shù)B，LL=1
4. RESET=0,T3=1,T1=T2=0,置數(shù)器比較，A-G輸出大數(shù)11111111（8），CNT=8時全部清零
3.1.3結(jié)論：以上電路仿真結(jié)果完全符合設計要求。
3.2控制器
3.2.1控制器=控制器+LED1+LED2
3.2.2仿真：
1. AJ=0,T1=1,T2=T3=0,LED1=1,置數(shù)A
2. AJ=1,T2=1,T1=T3=0,LED1=1,置數(shù)B
3. AJ=1,T3=1,T2=T3=0,LED1,LED2交替閃爍,比較結(jié)果：A=B
4. CNT8=1,回到狀態(tài)1
1.RESET=1,清零
2.AJ=0,T1=1,T2=T3=0,LED1=1,置數(shù)A
3.AJ=1,T2=1,T1=T3=0,LED1=1,置數(shù)B
4.AJ=1,T3=1,T2=T3=0,LED1交替閃爍,比較結(jié)果：A>B
5.CNT8=1,回到狀態(tài)1
1.RESET=1,清零
2.AJ=0,T1=1,T2=T3=0,LED1=1,置數(shù)A
3.AJ=1,T2=1,T1=T3=0,LED1=1,置數(shù)B
4.AJ=1,T3=1,T2=T3=0,LED2交替閃爍,比較結(jié)果：A
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