數(shù)字邏輯電路課程設(shè)計(jì)報(bào)告-家庭式小餐館點(diǎn)餐系統(tǒng).doc

《數(shù)字邏輯電路課程設(shè)計(jì)報(bào)告-家庭式小餐館點(diǎn)餐系統(tǒng).doc》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《數(shù)字邏輯電路課程設(shè)計(jì)報(bào)告-家庭式小餐館點(diǎn)餐系統(tǒng).doc（16頁珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

計(jì)算機(jī)科學(xué)學(xué)院 課程設(shè)計(jì)報(bào)告 課程 數(shù)字電子技術(shù)（B） 題目 家庭式小餐館點(diǎn)餐系統(tǒng) 年級(jí) 2008級(jí) 專業(yè) 計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù) 學(xué)號(hào) 0000000 學(xué)生 00000 任課教師 00 2010 年 6 月 14 日 課程設(shè)計(jì)題目 家庭式小餐館點(diǎn)餐系統(tǒng) 驗(yàn)收 時(shí)間 2010/ 6/12 驗(yàn)收 地點(diǎn) 9#307 指導(dǎo) 教師 00 課題總體設(shè)計(jì)思想概述 想到這個(gè)設(shè)計(jì)題目后和要求后，首先考慮的是優(yōu)先權(quán)得問題，這個(gè)可以用優(yōu)先編碼器解決，但是實(shí)驗(yàn)用的軟件里沒有優(yōu)先編碼器，剛開始沒有想到解決辦法，后來才想到可以自己用邏輯門做一個(gè)。信號(hào)需要反饋又涉及到了信號(hào)得鎖存問題，可以用觸發(fā)器解決，同時(shí)可以解決邏輯清0問題。 設(shè) 計(jì) 目 的 1.當(dāng)房間有緊急呼叫時(shí)，顯示房間優(yōu)先級(jí)和房間號(hào)碼（在本實(shí)驗(yàn)中設(shè)置優(yōu)先級(jí)最高為7，房間號(hào)是1；其次是優(yōu)先級(jí)為6的2號(hào)房間；之后依次類推，總共有7~4四個(gè)優(yōu)先級(jí)的1~4四個(gè)房間）。 2. 根據(jù)房間可以容納的幾餐人數(shù)設(shè)置優(yōu)先級(jí)別。1號(hào)房間可容納的就餐人數(shù)最多，優(yōu)先級(jí)別最高；其次是2號(hào)房間，依次類推。當(dāng)有多人呼叫時(shí)，就餐人數(shù)多的房間優(yōu)先。 3.餐館人員處理完當(dāng)前最高級(jí)別的呼叫后，按下清除鍵，系統(tǒng)按優(yōu)先級(jí)別顯示其它呼叫房間的編號(hào)。 注：家庭式小餐館服務(wù)人員就一個(gè)，所以按就餐人數(shù)多少分優(yōu)先級(jí)依次服務(wù)。 設(shè) 計(jì) 原 理 系統(tǒng)由呼叫信號(hào)鎖存，優(yōu)先編碼，二進(jìn)制譯碼，顯示及邏輯控制清除等幾部分組成，電路核心部分為優(yōu)先編碼器，當(dāng)有信號(hào)輸入時(shí)，用觸發(fā)器鎖存相應(yīng)的按鍵信號(hào)，由優(yōu)先編碼器完成信號(hào)優(yōu)先級(jí)的送別，并提供相關(guān)的顯示輸出編碼。呼出信號(hào)由信號(hào)鎖存（觸發(fā)器）進(jìn)入，再進(jìn)入優(yōu)先編碼（優(yōu)先編碼器）。同時(shí)信號(hào)回饋給信號(hào)鎖存區(qū)，循環(huán)運(yùn)作，直至呼叫信號(hào)完全提示。同時(shí)加入邏輯控制(清0)。 總體設(shè)計(jì)框圖： 設(shè) 計(jì) 方 案 設(shè) 計(jì) 方 案 設(shè) 計(jì) 方 案 1、單元電路設(shè)計(jì)： 在這里信號(hào)鎖存用到D觸發(fā)器7474,優(yōu)先編碼用的自制的優(yōu)先編碼器,二進(jìn)制譯碼用3-8二進(jìn)制譯碼器74138, 信號(hào)顯示用到六反相器74LS04和四位并行加法器74LS83。 1． 信號(hào)鎖存 信號(hào)鎖存用74LS74正邊雙D觸發(fā)器.，起引腳圖如下： 7474功能表如下： 輸 入 輸 出 預(yù) 置 清 除 時(shí) 鐘 D Q Q’ SD’ RD’ CP 0 1 x x 1 0 1 0 x x 0 1 0 0 x x 1 1 1 1 ↑ 1 1 0 1 1 ↑ 0 0 1 1 1 0 x Q0 Q0’ 74LS74正邊沿觸發(fā)雙D觸發(fā)器的動(dòng)作特點(diǎn)是輸出端狀態(tài)的轉(zhuǎn)換發(fā)生在CP的上升沿，而且觸發(fā)器所保存下來的所保存的狀態(tài)僅僅取決于CP上升沿到達(dá)是的輸入狀態(tài)。 假設(shè)Q的初始狀態(tài)為低電平，當(dāng)給SD’一個(gè)高電平時(shí)，輸入一個(gè)時(shí)鐘信號(hào)是，D觸發(fā)器被強(qiáng)制翻轉(zhuǎn)，是Q輸出變成高電平，Q’輸出為低電平。觸發(fā)器可以保持信號(hào),同時(shí)接受反饋信號(hào)，最后還可以實(shí)現(xiàn)邏輯清0. 此電路先用到4個(gè)D分別代表個(gè)房間，是先把D端置高電平，當(dāng)給了時(shí)鐘CP后，Q端出高電平1，我們要用的輸出端正是Q。當(dāng)清除端給了信號(hào)0后，Q’端出1，利用這點(diǎn)可以對(duì)信號(hào)進(jìn)行清除，既會(huì)顯示其它病人的信號(hào)。后面還會(huì)再用到4個(gè)D鎖存由138出來的信號(hào)，用來當(dāng)作開關(guān)，利用此信號(hào)接至前面4個(gè)D觸發(fā)器的清除端。 2.優(yōu)先編碼 在優(yōu)先編碼器電路中，允許同時(shí)輸入兩個(gè)以上編碼信號(hào)。而優(yōu)先編碼器已經(jīng)將輸入的信號(hào)優(yōu)先的順序進(jìn)行了排除，當(dāng)同時(shí)有幾個(gè)信號(hào)輸入時(shí)，只對(duì)其中優(yōu)先級(jí)最高的那個(gè)進(jìn)行編碼。 真值表如下： 由表中可以看出，在E1＝0電路正常工作狀態(tài)下，允許0-7當(dāng)中同時(shí)有幾個(gè)輸入端為低電平，即有編碼輸入信號(hào)。其中7的優(yōu)先權(quán)最高，0的優(yōu)先權(quán)最低，當(dāng)7＝0時(shí)，無論其它輸入端有無信號(hào)輸入，輸出端只給出7的編碼，其余的類同。 而在本試驗(yàn)中給出的四路信號(hào)中7號(hào)位的優(yōu)先給最高，所以把7號(hào)觸發(fā)器的信號(hào)接至I7，6-4號(hào)分解接至I6-I4。當(dāng)7號(hào)房間按下按鈕（CP）時(shí)，I7出0，無論I4-I6出什么信號(hào)都只出0 0 0，所以I7的優(yōu)先權(quán)最高，同理I6的優(yōu)先權(quán)大于I5，I4的優(yōu)先權(quán)最低。 3.進(jìn)制轉(zhuǎn)換 二進(jìn)制譯碼器的輸入是一組二進(jìn)制代碼，輸出是一組與輸入代碼一一對(duì)應(yīng)的高，低電平信號(hào)。由于需要反饋信號(hào)，需要2進(jìn)制進(jìn)行轉(zhuǎn)換，由此用到3-8二進(jìn)制譯碼器74138.其引腳圖如下： 真值表如下: 輸入 輸出 S1 A2 A1 A0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 0 0 1 0 1 1 0 1 1 1 1 1 1 0 0 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 0 1 0 0 1 1 1 1 0 1 1 1 1 0 1 0 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 0 1 1 0 1 1 1 1 1 1 0 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 從功能表中我們都可以看到74LS138的八個(gè)輸出引腳，任何時(shí)刻要么全為高電平1—芯片處于不工作狀態(tài)，要么只有一個(gè)為低電平0，其余7個(gè)輸出引腳全為高電平1。如果出現(xiàn)兩個(gè)輸出引腳同時(shí)為0的情況，說明該芯片已經(jīng)損壞。 此電路中，當(dāng)Y0’出0時(shí)就是清除了1號(hào)房間的呼叫信號(hào)，Y1’-Y3’出0時(shí)分別清除了房間2、3、4的呼叫信號(hào)。 4、其他元件 1、初始化 7474清零端初始化要用74LS08（兩輸入與門），優(yōu)先編碼器的輸入端初始化用74LS32（兩輸入或門）。 輸入端如果不處理，輸出就會(huì)是不確定狀態(tài)，懸空，會(huì)有不正確結(jié)果出現(xiàn)，所以用邏輯門給輸入信號(hào)接的7474和優(yōu)先編碼模塊的輸入端進(jìn)行初始化。 2、 顯示輸出 用反相器74LS04和四位并行加法器74LS83。 用反相器74LS04將輸出的000轉(zhuǎn)換成111（7）顯示7， 001——110（6）顯示6 010——101（5）顯示5 011——100（4）顯示4 這些代表呼叫房間的優(yōu)先級(jí)。 用四位并行加法器74LS83將輸出的000加001轉(zhuǎn)換成001（1）顯示1， 001——010（2）顯示2 010——011（3）顯示3 011——100（4）顯示4 這些代表呼叫房間的號(hào)碼。 5、 總電路圖 測(cè) 試 方 案 操作 現(xiàn)象 顯示器1（優(yōu)先級(jí)） 顯示器2（房間號(hào)） 1、 仿真開始將E （開關(guān)）置1 0 8 2、按單脈沖2 6 2 3、 按單脈沖3 6 2 4、按單脈沖1 7 1 5、按單脈沖0 1次 6 2 2次 5 3 3次 0 8 用 戶 手 冊(cè) 功能介紹 該器件可供家庭式小餐館獨(dú)立房間點(diǎn)餐器使用。當(dāng)房間有緊急呼叫時(shí)，顯示房間優(yōu)先級(jí)和房間號(hào)碼，餐館人員處理完當(dāng)前最高級(jí)別的呼叫后，按下清除鍵，系統(tǒng)按優(yōu)先級(jí)別顯示其它呼叫房間的編號(hào)。 操作指南 房間客人通過按單脈沖呼叫。 餐館人員可以從顯示器上看見當(dāng)前呼叫的房間的優(yōu)先級(jí)和房間號(hào)，當(dāng)有多人呼叫時(shí)，優(yōu)先級(jí)高的房間優(yōu)先。處理完當(dāng)前最高級(jí)別的呼叫后，按下清除鍵，系統(tǒng)按優(yōu)先級(jí)別顯示其它呼叫房間的編號(hào)。 注意事項(xiàng) 1、優(yōu)先級(jí)別課根據(jù)餐館的實(shí)際情況設(shè)定。 2、該設(shè)計(jì)擬定家庭式小餐館服務(wù)人員就一個(gè)，所以按就餐人數(shù)多少分優(yōu)先級(jí)依次服務(wù)。 錯(cuò)誤及結(jié)果分析 實(shí)驗(yàn)之初先自己做的優(yōu)先編碼器，優(yōu)先編碼模塊用的是組合邏輯電路的設(shè)計(jì)知識(shí)，組合邏輯電路比較基礎(chǔ)，設(shè)計(jì)、連線、仿真過程中基本沒什么錯(cuò)誤，按真值表驗(yàn)證了優(yōu)先編碼模塊是正確的之后有繼續(xù)進(jìn)行其余芯片的連接。 接線之前首先大概知道芯片數(shù)是多少，各個(gè)模塊的芯片放在哪最方便接線，方便自己檢查，大概確定芯片安放的位置，然后開始接線。 我的電路大致出現(xiàn)了以下幾種狀況： 1、輸出一直顯示4.，按單脈沖沒反應(yīng)，檢查發(fā)現(xiàn)D觸發(fā)器沒有把D端的高電平信號(hào)送到Q端（懸空），想到要把PRE,CLR初始狀態(tài)設(shè)為1讓D觸發(fā)器能正常工作。PRE可簡(jiǎn)單的直接接1.，但是CLR還要用來清零，怎么才能把它初始化一下還不影響以后的工作呢，然后又想到可以用一個(gè)與門，讓準(zhǔn)備送到CLR端的信號(hào)和0與。利用與門的特性既可以將電路初始化又可以清零。（清零部分用的兩個(gè)7474的PRE和CLR端都接1 ） 2按單脈沖顯示的信號(hào)可以有變化但是初始狀態(tài)不顯示7而是顯示4，檢查A2、A1、A0本該輸出000卻輸出的是011，繼續(xù)向前檢查發(fā)現(xiàn)I4、I5、I6、I7沒有信號(hào)送入的就也是懸空狀態(tài)所以不能正常送出結(jié)果，想到可以用之前解決7474的CLR端初始化的思想初始化下I4、I5、I6、I7端，用或門。 3. 、信號(hào)可以正常顯示，也可以按優(yōu)先級(jí)顯示，但是不能正常清零。 首先想到的就是檢查138出來的信號(hào)，如果跟預(yù)想的不一樣（該出0的端口出的是1）那就可能是A0、A1、A2的位置沒接對(duì)。但是檢查看位置接的是正確的，繼續(xù)檢查發(fā)現(xiàn)是控制端沒有接好，將S1接1，S2、S3接0后，再仿真就可以正確清零了。 方案改進(jìn)及課程設(shè)計(jì)心得 方案改進(jìn)： 本來做優(yōu)先編碼部分的時(shí)候做的是8輸入的優(yōu)先編碼，但是本設(shè)計(jì)里只用到了四個(gè)，如果單純針對(duì)本實(shí)驗(yàn)來說可以把優(yōu)先編碼模塊改進(jìn)的跟簡(jiǎn)單點(diǎn)（8輸入的優(yōu)先編碼模塊可以用來擴(kuò)展）。 設(shè)計(jì)心得： 課程設(shè)計(jì)是培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí),發(fā)現(xiàn),提出,分析和解決實(shí)際問題,鍛煉實(shí)踐能力的重要環(huán)節(jié),是對(duì)學(xué)生實(shí)際工作能力的具體訓(xùn)練和考察過程. 回顧起此次《家庭式小餐館點(diǎn)餐系統(tǒng)》的課程設(shè)計(jì)，至今我仍感慨頗多，的確，從選題到定稿，從理論到實(shí)踐，在這一個(gè)星期的日子里，可以說得是苦多于甜，但是可以學(xué)到很多很多的的東西，同時(shí)不僅可以鞏固了以前所學(xué)過的知識(shí)，而且學(xué)到了很多在書本上所沒有學(xué)到過的知識(shí)。通過這次課程設(shè)計(jì)使我懂得了理論與實(shí)際相結(jié)合是很重要的，只有理論知識(shí)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，只有把所學(xué)的理論知識(shí)與實(shí)踐相結(jié)合起來，從理論中得出結(jié)論，從而提高自己的實(shí)際動(dòng)手能力和獨(dú)立思考的能力。在設(shè)計(jì)的過程中遇到問題，可以說得是困難重重，這畢竟第一次做的，難免會(huì)遇到過各種各樣的問題，同時(shí)在設(shè)計(jì)的過程中發(fā)現(xiàn)了自己的很多的不足，自己知識(shí)的很多漏洞，對(duì)以前所學(xué)過的知識(shí)理解得不夠深刻，掌握得不夠牢固，比如說觸發(fā)器的運(yùn)用還是不怎么熟識(shí)，對(duì)優(yōu)先編碼的邏輯功能還是不怎么了解,……看到了自己基礎(chǔ)知識(shí)還是不夠扎實(shí)，實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)還是比較缺乏，理論聯(lián)系實(shí)際的能力還待急需提高。通過這次課程設(shè)計(jì)之后，一定把以前所學(xué)過的知識(shí)重新溫故。在這個(gè)過程中，也曾經(jīng)因?yàn)閷?shí)踐經(jīng)驗(yàn)的缺乏失落過，也曾經(jīng)仿真成功而熱情高漲。生活就是這樣，汗水預(yù)示著結(jié)果也見證著收獲。雖然這只是一次的較簡(jiǎn)單的課程設(shè)計(jì)，可是也耗費(fèi)了我們不少的心血。無論如何，就當(dāng)它是一次數(shù)電的復(fù)習(xí)課吧！為期末作了一次好好的復(fù)習(xí)！ 參考文獻(xiàn) 《數(shù)字邏輯》 歐陽星明主編 計(jì) 算 機(jī) 科 學(xué) 學(xué) 院 本科課程設(shè)計(jì)量化評(píng)分標(biāo)準(zhǔn) (計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)類) 學(xué)生姓名： 指導(dǎo)教師： 年級(jí)和專業(yè)： 指標(biāo) 最高分 評(píng)分要素 評(píng)分 方案 設(shè)計(jì) 20 課題明確；總體功能描述及總體電路框圖清楚；課題分工明確，分功能概述及電路接線圖清晰；測(cè)試方案合理可行，理論結(jié)果正確。 調(diào)試 20 平臺(tái)使用熟練；電路信號(hào)控制正確；測(cè)試數(shù)據(jù)設(shè)置得當(dāng)；仿真熟練，結(jié)果完整。 驗(yàn)收 20 經(jīng)過自行調(diào)試之后，確認(rèn)一切準(zhǔn)備就續(xù)即可請(qǐng)求老師給予驗(yàn)收。一次驗(yàn)收通過最高可給20分，兩次驗(yàn)收方能通過則最高只能給10分，依次減少。 正式 報(bào)告 20 報(bào)告規(guī)范整潔，內(nèi)容完整；課題設(shè)計(jì)原理及過程描述清楚；電路總體框圖、電路邏輯接線圖、各類測(cè)試表格等繪制清晰、準(zhǔn)確；用戶使用說明書規(guī)范、明確。 課程設(shè)計(jì) 小結(jié) 20 對(duì)課題設(shè)計(jì)結(jié)果進(jìn)行分析，提出改進(jìn)思路；對(duì)課程設(shè)計(jì)整個(gè)過程進(jìn)行深入總結(jié)，寫出深刻詳細(xì)的設(shè)計(jì)心得；列出設(shè)計(jì)過程中所采用的參考文獻(xiàn)；團(tuán)隊(duì)合作良好，遵守實(shí)驗(yàn)紀(jì)律。 總 分 注： ① 本評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)適用于計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)類專業(yè)課程； ② 總分滿分為100分，成績(jī)參考標(biāo)準(zhǔn)為：優(yōu)秀（100>X≥90）；良好（90>X≥80）；中等（80>X≥70）；及格（70>X≥60）；不及格（X<60）；