1、燕山大学EDA课程设计报告书题目汽车速度表一、设计题目及要求 题目名称：汽车速度表 * 要求： 1能显示汽车速度，单位 Km/h ，最高时速小于 360Km/h ；2车轮每转一圈，有一传感脉冲，每个脉冲代表1m 的距离（用适当频率的时钟信号代替即可）； 3采样周期设为 10 秒；4用 5 位数码管显示速度，要显示到小数点后边两位。二、设计过程及内容1、总体设计我们设计的汽车速度表主要有四个模块组成， 分别是单位转换电路， 10s 采样电 路，计数电路，扫描电路。因为频率代表单位时间内完成周期性变化的次数，所以 我们用n HZ的输入时钟脉冲表示汽车的速度为 n m/s。首先利用单位转换电路将速 度单位 m/s 转换为 km/h ，然后用计数电路对转换单位后的脉冲进行计数，并利用十 秒采样电路采集数据，最后将采集的数据用扫描电路驱动数码管显示出来。2、主要模块（1）单位转换电路（蓝天阳）题目要求输出的速度单位是 km/h，而我们的输入的速度单位是 m/s，故需进行 单位转换。1m/s=3.6km/h=0.01 x 360km/h（为保证输出的速度显示到小数点后两位）：故输入脉冲数：输出脉冲
2、数 =1:360。由于采样时间是 10s，为了让数码管直接显示 出转换之后的速度，故令，输入脉冲数：输出脉冲数 =1:36。用两个十进制计数器 74160构成三十六进制的计数器，并配合 D触发器实现单 位转换。电路原理图：注： clk 的频率大于 car 频率的 36 倍仿真波形图:(2) 十秒米样电路(黄林毅)首先利用74161设计一个一进制的计数器，输入时钟频率为1HZ，这样就可实现输出11s为周期的脉冲，前10s为低电平，最后1s为低电平，在10s时产生一 个上升沿触发计数模块的 D触发器。由于实验箱中没有1HZ的脉冲，故利用366HZ 的脉冲进行366分频，使其输出1HZ的脉冲。先用三个74160构成366进制计数器， 令其输出频率为1HZ的脉冲作为一进制计数器的时钟。电路原理图:P j f ：3 LL i. Q 3型阿 v R 7 J :砂.J1OLE仿真波形图:(3) 计数电路(赵佳琦)用五个74160构成三万六千进制的计数器，计数器的时钟信号为单位 转换电路的输出脉冲。五个计数器的输出端均连接D触发器，存储输出信号。D触发器的输出用十秒采样电路控制。前十秒为低电平，十秒时
3、刻 为上升沿，触发D触发器，记录此时的数据。，第十一秒为高电平，D触 发器将数据输出，并将计数器清零，重新计数。电路原理图:仿真波形图:(4) 扫描电路(赵佳琦)用四个74151数据选择器和一个7449数码管显示器构成扫描电路， 数据选择器地址输入信号由一个 74160构成的五进制计数器提供，输入端 连接计数器的输出端，四个数据选择器的输出信号作为7449数码管显示器的输入。实验箱上八个数码管的十进制地址从右到左依次为45670123,我们选择45670这五个数码管，设计电路用s0,s1,s2作为地址控制信号， 实现速度从百分位到百位按顺序显示。并设计电路用dp端控制小数点，dp为高电平时小数点显示，为低电平时小数点不显示。保证在地址码为6 时，dp端为高电平。电路原理图:=5； F-q仿真波形图:a| T. a | itcwk llUK|i|严治3J*JILhii冷 1耳Hf Ari轉q&l俪 *QM |y|f h星則 *PlfOrtlOg#詡*|!|4im谭治frffT h4)*1 E LhEO1L-cg1Ldi1A忖1卜料1CS1*9也1L-CO1TL J Jr L r i m
4、rn M Tn i i rn tlj l rL i LbU111njb BO11411W q? 1e g r JL icfi1n_-1_r后 01- 4VCi7 ri|AjiT.1H*aE 口 中L* J-X Ji*-卜:七 B = Pr： JO 即3A thJ/种一 小独df RJk-吒山F f *1(5)验证扫描电路显示是否与计数器输出一致(蓝天阳)电路原理图：仿真波形图:(6)总电路图:仿真波形图:(7)硬件仿真 当我们令汽车的速度脉冲为11.4HZ时，即模拟的汽车速度为11.4m/s, 它的显示结果如图所示，为 041.04km/h。三、设计结论拿到这个题目后，我们开始查找资料初步制定总体的方案，我们首先遇到的难题是如何实现 m/s到km/h的单位转换，即确定输入与输出的关 系。最后经过我们查询资料、 多次讨论，才确定它们的输入输出比为 1:36。原因是1m/s=3.6km/h=360x 0.01km/h,我们想当然的认为输入输出比为 1:360,事实上10s采样造成最后的输出值为我们想要的真实值的10倍,更改比例值为 1:36则得到正确的结果。接着是在计数器的仿真过程遇到问题
5、, 当我们仿真时将计数器的输出 端合并起来并用十进制显示,一直得不到想要的结果,百思不得其解,后 来经过请教老师, 才发现缘由。 这是我们对软件运用的不熟练和对电路理 解的不透彻造成的,经过老师指导,我们得以纠正错误,并加深对该部分 电路的理解。 最后两个模块的电路相对简单, 是我们以前上数电理论课的 时候提到过,这两部分电路都顺利的做出来了。然后,我们将四部分模块进行连接、编译,得到了仿真结果。此外, 为了验证扫描电路是否正确, 我们另作一个验证电路进行仿真, 即将扫描 模块去掉, 将另外 3个电路模块连接后, 将计数器同位的输出引脚合并并 用十进制显示,输入信号与总电路仿真的信号相同,比较结果,印证了我 们的猜想。最后,我们进行硬件仿真时,数码显示管不显示任何数字,我们又检 查了电路图,重新仿真,结果都没有发现错误。后来与其他组探讨,才发 现我们并没有在连电路之前检查导线是否完好。 后来经过换线, 换接线引 脚排除接触不良,最终终于显示了正确的输出。经过这次 EDA 课程设计,我们收获颇丰。学会运用 max plus 软件进 行电路设计、仿真,将之前的理论应用到实践之中,对所学知识有了更深 的理解,也明白了团队合作与交流的重要性。感谢这次课程设计,我们今 后会更加努力的学习,为以后的实践打下坚实的理论基础。
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