09版数字电路实验(四)提示解析

实验效果示例
扩展要求（自主选择）
增加转动速度、转动方向手动或自动可调功能
彩灯电路
红黄绿信号线、及上下左右组选线、与各组彩 灯实际位置关系的示意图：
当行为高电平，列为低电平时，电路对应的发光管
数字电路实验箱
表A.2 彩灯电路与EP2C5管脚连接对照表
行 RED YELLOW GREEN EP2C5的I/O管脚 13 15 33 列 L1 L2 L3 L4 EP2C5的I/O管 脚 34 30 12 14
哈尔滨工程大学
数字电子技术基础实验
数字电路课程组 2011.10
实验内容
1. 彩灯控制器（难度等级0.7、0.8）
用适当中小规模集成电路设计一个12路彩灯控制器 控制器在时钟信号的作用下依次点亮红、黄、绿三种 颜色共计12个发光二极管 将设计下载到实验箱并进行硬件功能测试
要求
12路彩灯顺时针匀速依次点亮，每个彩灯点亮的持续 时间为1s （难度等级0.7） 12路彩灯可以顺时针、逆时针两个方向依次点亮，转 动速度手动或自动可调（难度等级0.8） 参见《数字电子技术实践教程》第189页 1.
仿真波形
其中：CP-累加脉冲输入；RD-异步清零输入；EN-使能输入，BCD-输入数据，
QB、QA-累加结果十位和个位输出；LB-溢出报警输出。

提示：
2.利用2片4位二进制加法器74283、4位寄存器74194、十进制计
数器以及适当的门电路实现 。 3.根据下载要求和下载实验箱的结构，下载电路组成如图所示。

实验提示
累加模块设计提示(一位十进制累加器）
提示：
1.在累加器工作前，要将累加器清零；在累加使能允许的情况下，通
过对累加脉冲的控制实现寄存器数据与输入数据相加，结果送入寄 存器保存。多次重复这个过程，从而实现了多个数据的累加。累加
器原理框图如图所示。（仿真电路框图）
提示：
仿真电路框图
实验提示
其中（1）：异步清零、使能控制和数据输入可由拨码开关控制
BM1~BM8拨码开关
实验提示
表A. 3 拨码开关与EP2C5管脚连接对照表
拨码开关 EP2C5 I/O管脚
BM1 95
BM2 96
BM3 97
BM4 99
BM5 101
BM6 102
BM7 103
BM8 104
实验提示
其中（2）：用单步脉冲按键来产生累加脉冲信号
入数据、异步清零控制和累加使能控制，用两位LED数码管显示
累加结果，用声响作为溢出报警。
实验提示
累加器设计提示
输入的4位二进制数为8421BCD码 可以对多个任意十进制数进行累加求和 具有异步清零控制 具有累加使能控制，高电平允许累加、低电平输出数 据保持 具有溢出报警功能（累加结果超过99报警） 累加结果都必须是8421BCD码才能用数码管正常显示 输出数据的十位计数时钟脉冲触发沿不能落后于个位 寄存器触发沿到达 所需要的各种频率脉冲由50MHz主时钟分频得到
LED1~LED8 八位共阳极数码管
实验提示
200
11 8 5 205 201 10 6 207
203
206
208
152
198
199
36
表A. 5
位
动态扫描数字显示电路与EP2C5管脚连接对照表
EP2C5的I/O管脚 段 EP2C5的I/O管脚
LED1
LED2 LED3 LED4 LED5 LED6 LED7 Hale Waihona Puke BaiduED8
单步脉冲
实验提示
单步脉冲电路
单步脉冲按键SW1~SW4可控制EP2C5Q208C8N芯片
单步脉冲按键每按一次，电路便产生一个负脉冲，但次脉冲信号
没有经过消抖就与EP2C5Q208C8N芯片的I/O接口相连。
表A.4 单步脉冲按键与EP2C5管脚连接对照表
按键 SW1 SW2 SW3 SW4 EP2C5的I/O管脚 56 145 144 143
其中：k1-控制方向，k2-控制速度
（3）k1k2=01时，12路彩灯顺时针匀速依次点亮，每个彩灯点亮
的持续时间为1s（2速度—慢速）
；
（4）k1k2=11时，12路彩灯逆时针匀速依次点亮，每个彩灯点亮 的持续时间为1s（2速度--慢速） ；
实验内容
2. 累加器（难度等级0.9） 利用适当的中、小规模集成电路实现一个四位并行累加器的设计
实验效果示例
仿真波形
其中：k1-控制方向，k2-控制速度
（1）k1k2=00时，12路彩灯顺时针匀速依次点亮，每个彩灯点亮
的持续时间为0.5s（1速度--快速）
；
（2）k1k2=10时，12路彩灯逆时针匀速依次点亮，每个彩灯点亮 的持续时间为0.5s（ 1速度--快速） ；
实验效果示例
仿真波形
200
203 206 208 152 198 199 36
a
b c d e f g p
11
8 5 205 201 10 6 207
LED数码管 同位共阳极， 同段共阴极。
实验提示
其中（5）：累加器溢出报警 实验箱主板的音响电
路受EP2C5Q208C8N芯
片的第58管脚控制
蜂鸣器
注意： 如实验箱音响电路 有问题可由一个发光 二极管来替代
实验提示
实验箱上的单步脉冲是有抖动的，要想作为累加脉冲则必须经过消 抖电路进行处理，以保证每按一次单脉冲按键只产生一个脉冲；而消抖
电路可由触发器和计数器构成，其消抖的时间可根据需要自行合理选取
。（消抖电路参考186页图6.125）
其中 cpin可取几十Hz
实验提示
其中（4）：累加结果用两位数码管显示
，要求具有异步清零控制和累加使能控制（高电平累加允许，低
电平输出数据保持），并且输入的4位二进制数据为8421BCD码（ 即对多个任意一位十进制数进行累加求和），累加结果不超过99
。累加器具有溢出（累加结果超过99）溢出报警功能。
完成对逻辑设计的仿真。 将设计下载并进行硬件测试。要求用6个按键开关分别作为4位输
实验提示
两位数码管动态显电路
注意：波形仿真时不要加数码管 显示电路和分频器
实验提示
分频电路原理图（选用74290实现分频） 注意：
波形仿真时
不要加数码
管显示电路 和分频器
EP2C5Q208C8主时钟脉冲信号源为50MHz的石英晶体振荡
器，此时钟直接驱动EP2C5Q208C8的专用时钟管脚(第23脚)；