五路呼叫器设计报告.docx

1、五路呼叫器设计报告课 程 设 计 课程名称 电子技术综合设计与实践 题目名称 五路呼叫器 学生学院 自动化学院 专业班级 学 号 学生姓名 指导教师 夏益民 2012 年 11 月 18 日广东工业大学课程设计任务书题目名称学生学院专业班级姓 名学 号一、课程设计的内容 二、课程设计的要求与数据三、课程设计应完成的工作四、课程设计进程安排序号设计各阶段内容地点起止日期1Quartus II 入门学习，熟悉设计流程实2-214，21211.122进一步学习Quartus II，讲解各设计任务及其要求，分配设计任务实2-214，21211.123通过查阅资料，独立完成电路设计，提交纸质电路原理图草

2、稿实2-214，21211.134在Quartus II和DE2板上实现设计实2-214，21211.14-165演示和验收实2-214，21211.15-166完成设计报告11.16-18五、应收集的资料及主要参考文献发出任务书日期： 2012 年 11月 12 日 指导教师签名：计划完成日期： 2012 年 11 月 12 日 基层教学单位责任人签章：主管院长签章：摘 要本实验是设计一个五路呼叫器。首先输入信号通过锁存器锁存，锁存后的信号和用5个D触发器接成的移位寄存器通过与非门形成选通信号接到优先编码器74148上，74148再连接上七段显示译码器7448完成数字的显示功能。 本实验还照

3、顾到多个信号同时呼叫时的显示功能，当多个信号同时呼叫时，通过优先编码器，优先级高的输入信号优先编码显示，优先级低的随后显示而且高低不断循环显示，中间要通过移位寄存器扫描和信号的选通，同时当多个信号同时呼叫时，电路通过多个或门对信号两两连接，当同时出现两个或以上的输入信号时，指示灯会亮。本实验所设计的五路呼叫器可用于医院，或老人院里面病人或老人呼叫的应用。关键词：信号锁存，信号选通，信号编码与显示，多呼叫显示目 录1 设计任务目的与要求 12 模块及其原理介绍 22.1 锁存电路 2.2选通信号 2.3信号编码与显示2.4 多呼叫显示 3 设计方案 34 实验结果与数据分析 45 结论与问题讨论

4、 5参考文献 61 设计任务目的与要求 设计一个五路呼叫器,具体设计要求如下: 1五个按键模拟五个呼叫源2当有一个按键按下时，由数码管显示呼叫源号码3当有多个呼叫同时发生时，用指示灯指明多个呼叫源在同时呼叫，并按优先级顺序由数码管显示多个呼叫源号码。1号呼叫源优先级最高，按顺序5号呼叫源优先级最低。2 模块及其原理介绍2.1锁存电路 B锁存电路由5个锁存器并联构成,对呼叫信号进行保存,直到复位信号的到来.上图为一个锁存器,由两个与非门构成,有效信号为低电平.当输入端A为有效,即输入低电平时,输出端B就会置1(即为高电平),即使输入端A状态消失,B端依然为1.当需要复位时,将锁存器的另一端口置0

5、即可,复位端在电路正常工作时应为高电平.为了简化端口可以把5个锁存器的复位端连起来形成5个锁存器的并联,复位时无论对应锁存器是否有信号,都是统一复位的.2.2 选通信号上图是一个用于信号选通的电路,由5个D触发器串联的以移位寄存器构成,触发器的5个输出一起接上一个或非门,或非门的输出再接到第一个D触发器的输入端.这个结构能实现信号10000-01000-00100-00010-00001-10000的不断循环，该输出信号和锁存器的输出信号一起实现信号的选通。被选通的信号会被送到优先编码器进行编码。2.3 信号编码与显示上图为由优先编码器74148和七段译码器7448构成的信号编码和显示的电路。

6、优先编码器的编码范围为2n到6n实现七段译码器1到5的显示。当6N端为低电平时，编码器会将信号0001传给七段译码器7448，当7448接收到0001的信号后会输出0110000，因为DE2的显示板是低电平有效的，所以要经过反相器变成1001111再接到DE2上，就能实现1的显示了，其他2,3,4,5的端口原理相同。因为74148为优先编码器，优先级高的信号会先进行编码，所以当多个信号同时作用时，74148会将优先级高的输入先编码，然后再编码低的，在按顺序送到7448上进行译码，所以当多个信号同时呼叫时，会按优先级的高低显示呼叫的信号，在扫描信号的作用下实现信号从高到低的循环显示。2.4 多呼

7、叫显示上面这个电路的作用是用于当多路呼叫时控制指示灯的亮灭.当电路中有两个或两个以上信号输入时,指示灯发亮.当其中一个或门输出为0时,指示灯LAMD就会置1,从而发亮.3 设计方案设计思想:本实验的设计中最突出的一点是利用了循环的移位寄存器的做选通的计数扫描.通过移位寄存器向74148优先编码器的不断扫描,使得显示数码管能够不断地从优先级到低级的循环显示.这个结构能实现信号10000-01000-00100-00010-00001-10000的不断循环，该输出信号和锁存器的输出信号一起实现信号的选通。被选通的信号会被送到优先编码器进行编码。当触发器的输出端为全0的时候,通过或非门,又可以把触发

8、器的输入置1,一直维持这个循环.设计框图:其中和移位寄存器相连的还要有一个74292分频器用于对DE2上的高速脉冲的分频,使得实验者能用肉眼分辨出指示板的变化.4 实验结果与数据分析仿真及加载:电路设计完成后,要对其进行编译,编译成功后即可进行仿真,具体操作参考仿真结果如下:(1)下图是当没有任何输入(输入全部为高电平)时,数码管没有显示任何输出.(2)下图是A端有信号输入时,七段译码器的输出.此时数码管显示1.(3)下图是A,B端同时又信号时,仿真的结果,数码管会循环扫描1,2两个数字.且此时灯lamp被点亮了.(4)当复位信号来时,数码管输出全部变为低电平.还有就是下载前对管脚的分配图如下

9、:下载到DE2后,对程序进行调试,实验完成5 结论与问题讨论（完成设计要求的程度、遇到的问题及解决办法、存在的不足及改进思路）本设计已经基本完成了任务书的基本要求了,中间是遇到了不少的问题,一开始是锁存器的选择上,是选择高电平有效还是低电平有效呢,考虑到一般复位键都处在高电平,低电平时复位,所以最后还是选择了两个与非门构成的低电平有效的锁存器.还有就是仿真时波形总是出现很多不定状态,最后才发现是锁存器的问题,锁存器初始状态不确定,必须要给它一个触发它才能自启动完成预想的目标等等.特别注意的是仿真时不需要用到分频器,要把分频器在电路中断开再进行编译仿真,因为仿真时能自己设定时钟信号.我这个设计的问题是扫描的速度比较慢,周期较长,改进的方法是调整好分频器的分频数,缩短扫描周期,这样调试起来会看的舒服一些.参考文献1. (第五版) 主编:阎石 高等教育出版社2. 主编:谢云 易波 刘冰茹 王春茹