时序比较器课程设计

目录

第一章技术指标

1.1整体功能描述 (2)

1.2系统结构要求 (2)

1.3电气指标 (2)

1.4设计条件 (3)

第二章整体电路设计

2.1设计原理 (3)

2.1.1数据处理器的功能 (3)

2.1.2控制器的功能 (4)

2.1.3显示电路 (4)

2.2建立算法流程图和ASM图 (4)

2.2.1算法流程图 (4)

2.2.2ASM图 (5)

2.3建立处理器明细表 (5)

2.3.1分析 (6)

2.3.2比较器 (8)

2.3.3数据选择器 (9)

2.3.4译码显示电路 (10)

2.3.5分频器 (12)

2.4控制器设计 (12)

2.4.1方案选择 (12)

2.4.2求激励函数 (12)

2.4.3控制器发出的命令 (13)

2.4.4外部发出的命令 (13)

2.4.5发光二级管的逻辑表达式 (13)

2.4.6电路图 (13)

2.4.7仿真﹑分析﹑结论 (15)

第三章顶层图

3.1处理器 (17)

3.2控制器 (18)

3.3总图 (20)

第四章试验小结和心得体会

4.1实验小结 (22)

4.2心得体会 (23)

第一章技术指标

1.1整体功能描述

现代工业控制和微机系统中离不开数据处理器。时序比较器是数据处理器的一个部分，它能将输入的8421BCD码存储并进行比较，最终以十进制数显示其大小。时序比较器的功能是，用同一组输入端口分两次送入两组数据，经过比较显示出数值大的一组数据值。

1.2系统结构要求:

1.3电气指标

（1）数据输入采用并行送数，系统先后收到两组8421BCD码后比较其大小，将大数输出，用十进制数显示出来。

（2）显示时间5S～10S，显示结束电路自动清零，进入初始状态。

（3）仅在开机后人工操作RESET开关，使RESET=0整机清零，整机立即进入工作状态；LED1点亮表示允许输入第一组数据Xa。

（4）按一次AJ键，表示输入一脉冲信号，Xa被确认后LED2点亮，表示允许输入第二组数据Xa。

（5）再按一次AJ键，Xb被确认,电路立即比较大小，输出显示大数。

（6）对比较结果：Xa>Xb，Xa=Xb或XaXb时，LED1闪亮；Xa

（7）系统设计要求采用ASM图法。

1.4设计条件

（1）电源条件，直流稳压电源输出+5V。

（2）必须采用ASM图法进行设计，否则设计无效。

（3）可供选择foundation3.1开发软件的库提供的元件器件:

第二章整体电路设计

2.1设计原理

2.1.1数据处理器的功能

（1）输入数据进行寄存，比较数据大小，选择比较结果。

（2）大数送显示寄存器，通过译码器显示大数。同时比较器将结果送组合电路

驱动两只发光二极管。

2.1.2控制器的功能

（1）开机后接收RESET键的复位信号,使控制器处于初始状态。

（2）确认按键送来的单脉冲信号使控制器由初始状态进入工作状态。

（3）控制器根据自身工作状态来控制数据寄存器，接收输入数据和将寄存器中的数据比较结果显示出来。

2.1.3显示电路

显示电路二—十进制译码器电路输入数据为二进制码，显示为十进制数。

二进制码转换为十进制数的电路，需要加修正电路，列出二—十进制数转换的真值表，找出其修正电路的特点。十进制数转换的真值表，找出其修正电路的特点。其参考电路见“课题十六数字式电缆对线器”中的“二、电路设计提示”。

2.2建立算法流程图和ASM图

2.2.1算法流程图

2.2.2ASM图

2.3建立处理器明细表

2.3.1分析

首先根据明细表可知，处理器有三个寄存器，即：A寄存器、B寄存器和C 寄存器；其次处理器有比较器、数据选择器和译码器。

1.寄存器

(1)A寄存器的功能

1.保持、置数和清零。根据分析A寄存器的功能，选取74194芯片实现其三个功能比较器。从74194功能表可知，它有两个功能控制端M1M0，即：功能控制端的功能表如表3所示。同时74194芯片清零为异步清零。

2.A寄存器的控制信号：

RESET74194清零

M1M0

SET Xa11

所以M1M0=SET Xa

CR=RESET+T0

3.电路图：

4.仿真：

5.结论:电路仿真结果完全符合设计要求。

(2)B寄存器的功能

1.从处理器明细表可知有3个功能：清零、保持和置数。同样采用74194实现。则M1=M0=SET Xb,CR=RESET+T0

2.电路图：

3.仿真:

4.结论：电路仿真结果完全符合设计要求。

(3)CNT寄存器的功能

1.从处理器明细表可知,它主要是作为定时器使用。定时长度为：8s,即为M=9的加法计数器。从处理器明细表可知,它主要是作为定时器使用。定时长度为：8s,即为M=9的加法计数器。当控制器进入T3状态时，计数器开始计数；当

所计的数为“9”时，计数器停止计数并清零返回到初始状态。因此，CNT寄存器的功能有3个：清零、计数和预置零。根据以上分析CNT寄存器可选用74161芯片来实现它的3个功能，即：

P=T=SET PT，CR=RESET+T0

D3=D2=D1=D0=0

(4)总结：三个寄存器的命令(1)A寄存器(74194)的命令:CR=RESET+T0，SET Xa=T1AJ(2)B寄存器(74194)的命令:CR=RESET+T0,SET Xb=T2AJ

(3)CNT寄存器(74161)的命令:CR=RESET+T0,SET PT=T3.

2.3.2比较器

a.选择7485芯片

b.1.(A=B）i=1,（AB）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.输出FA＞B、FA＜B、FA=B；

A3～A0=B3～B0，则FA=B=1，FA＞B=FA＜B=0

A3～A0＞B3～B0，则FA＞B=1，FA=B=FA＜B=0

A3～A0＜B3～B0，则FA＜B=1，FA=B=FA＞B=0

c.电路图：