EDA设计--微波炉定时控制器.doc-资料库

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目录一、设计题目和要求-----------------------------------------------------------------2 二、设计思路--------------------------------------------------------------------------2 三、单元模块设计--------------------------------------------------------------------3 --------------------------------------------------------------------------------------------8 3.1、FENPIN 模块设计-----------------------------------------------------(3,4) 3.2、FIRST 模块设计------------------------------------------------------(4,5) 3.3、JIANJISHU 模块设计------------------------------------------------(5,6) 3.4、CHOICE 和 VIEW 模块设计------------------------------------------(7,8) 四、硬件实验---------------------------------------------------------------------------8 五、心得体会---------------------------------------------------------------------------9 附页：程序代码------------------------------------------------------------------------10 ---------------------------------------------------------------------------------------------17 1

一、设计题目和要求设计题目为：微波炉定时控制器要求：1、复位开关： 2、启动开关： 3、烹调时间设置： 4、烹调时间显示： 5、七段码测试： 6、启动输出： 7、按 TEST 键可以测试七段码管，显示为“8888”； 8、设定时间后，按启动键开始烹调，同时七段码显示剩余时间，时间为 0 时，显示烹调完成信息“CDEF” 二、设计思路 A．先有一个大概的模块话设计，就如下图：预设初值倒计时减计数输出数据 B：再在上面大模块的基础上进行改进增加复位端和测试端复位测试预设初值倒计时减计数输出数据实现闪烁 C：具体的设计过程： 1、刚开始设计是先完成了 FENPIN 模块的设计，因为这个模块比较简单。 2、然后是对设初值大模块的设计，在这一部分的设计遇到两方案：（1）设计四个按钮的初始话模块，四个按钮分别控制秒，十秒，分，十分 4 个数值的初始化加； 2

（2）设计两个按钮的初始化模块，两个按钮分别提供一个移位信号和一个加信号；两个方案都用了一下，发现还好是 2 号方案比较好，不仅程序上比较简单而且省了很多按钮的使用，比较符合实际应用的要求； 3、在完成了初始话模块的设计之后，接下来就是减计数模块的设计，只要把由初始化模块所提供的数据进行减计数即可； 4、在完成以上三个模块时，程序的已经初见雏形了，然后把这三个模块连接起来，添加上复位和测试按钮就可以了； 5、用动态扫描的方法队数据进行输出，其中在输入数据是使相应的数据进行闪烁。三.单元模块设计单元模块设计部分主要有 4 部分组成：（一）、FENPIN 模块，用于给后面的 JIANJISHU 模块和 VIEW 模块提供合适的频率。（二）、FIRST 模块，用于设定微波炉的初试时间而用。（三）、JIANJISHU 模块，配合 FENPIN 模块提供的时钟频率实现每秒减一的计数。（四）、CHOICE 模块和 VIEW 模块，利用动态扫描的方法显出对应数字。 3.1 FENPIN 模块的设计 FENPIN 模块主要利用 1Khz 的时钟信号进行分频。得到 1s 的 outlck 时钟信号（用于后期 JIANJISHU 模块的使用）和 0.5s 的 screen 的时钟信号（用于 VIEW 的显示闪烁使用）。输出 1s 的时钟信号为数码管的闪烁提供时钟信号说明：试验箱上有 1Khz，2Khz 等多个时钟信号。而在这里采用 1Khz 的信号使用。 1Khz/1000=1s，所以采用 1Khz 进行千分频得到 1s 的信号。 3

实验波形图：每秒产生一个时钟脉冲（程序代码见附录。） Move 此时数码管有输出 Move 选中时数码管无输出 3.2 FIRST 模块设计 FIRST 模块主要用于对时间设定初始值而用，其中设有 ABLE 和 CLK 两时钟信号，分别用于外接按钮信号而用，其中 CLK 用于进行加计数，ABLE 用于移位而用。输出 o1，o2，o3 和 o4 分别是输出秒，十秒，分，十分。而输出 o5 是为 VIEW 实现闪烁而用的。其中的 RES 和 TEST 要配合 JIANJISHU 模块中的 RES 和 TEST 同时控制才能有效（具体会在 JIANJISHU 模块中详细介绍）。输出初始数据说明：开始设计时，由于没有考虑全面设计了一个有 4 个按键分别控制秒，十秒，分，十分的方案，因为课设要接近与实际设计，而实际不可能给予如此多的按键， 4

这样不仅占用大量空间而且产品也是非常的不美观，所以之后就改成现在的由 ABLE 控制移位，再由 CLK 给予时钟脉冲的方式进行设计，最后发现这样的设计不仅没有上述的缺点更加使我的程序变的更加的简单。波形图仿真：每个上升沿都会进行加计数当 res 和 test 为零时输出分别是“0000”和“8888” Able 在每个脉冲到来是都会进行移位，而 o5 正好显示出正在加的位数注意：编写此段代码是要注意秒位和分位都是记从 1 记到 9 然后进位自己变成 0 的，而十秒位和十分位是记到 5 然后变成 0 的。（程序代码见附页） 3.3 JIANJISHU 模块的设计 JIANJISHU 模块的主要用于对 FIRST 的数据进行选择性的处理和输出：（一）、当 JIANJISHU 模块中的 res=0 时，由于 res 作为输入同样也连接这 FRIST 模块中的 res，他们是由一个输入共同控制的，所以此时输出的就是“0000”；（二）、当 JIANJISHU 模块中的 test=0 时，同 res 一样的道理，此时输出为“8888”；（三）、当 q4=15（输出为 F）或 start=0 时，LED 就不会亮了，表示工作完成或处于等待状态，此时不对 FIRST 模块中的数据进行任何处理就直接输出；（四）、在以上条件都不满足的情况下，若此时 start=1，那么 JIANJISHU 模块才开始了真正的工作状态，即配合 FENPIN 模块中时钟 outclk 开始每秒减一的记时计数； 5

本程序中复位键 res 和 test 的详细说明：这里的 res 和 test 和模块 FRIST 中的 res 和 test 是用同一个控制端，而且 JIANJISHU 的 res 和 test 是必不可少的。因为每次进行计数完后由于是利用信号进行减计数，在记完一次数之后 q1，q2，q3 和 q4 都会保持最后一次的状态，如果不及时清零的话，那么下一次的 res，test 以及加计数就是只能对前一级的输入进行复位和测试，输出的将是前一级的各个位数减去 q1，q2，q3 和 q4 的值，所以在 JIANJISHU 模块中进行清零是十分重要的。波形图仿真：输入初值为“0015” 当 start=1 时开始配合 clks 的始终上升沿开始减计数在各位都记到 0 时，就数码管就会显示 “FEDC”同时 LED 熄灭这就是上次提到的复位是清零了所有的中间信号，这样输出为 FIRST 中提供原始数据（程序代码见附页） 6

3.4 CHOICE 模块和 VIEW 模块 CHOICE 模块和 VIEW 模块必须放在一起进行使用，CHOICE 模块是进行数据选则而使用的，VIEW 模块是用于在相应的为进行输出对应的数，两者和起来就是一个动态扫描的过程。 A：CHOICE 模块；说明：这里的 clk 时钟信号是使用和 FENPIN 模块中一样的时钟信号（1Khz），因为人的眼睛对时间的分辨为 20 个微秒，用 1Khz 的信号完全能满足这样的要求；要注意 CHOICE 有两个输出，o2 显然输出的是对应的数据信号，而 o1 要输出的是一个位选信号，是为下一个模块 VIEW 显示而用。 B：VIEW 模块；说明：f1 是接受位信号用的，f2 是接受数据而用的。详细说明一下 screen 和 able 的作用： Screen 是有 FENPIN 模块通过对时钟信号分频得到的，当在模块 FRIST 选中某一进行加数初始化是，VIEW 就可以在时钟 screen 在为 1 是正常输出 able 所指的那位，当 screen 为 0 时，able 所指的那位不能对应输出，这样就能达到让相应的数码管闪烁的效果。 7

波形图：（程序代码见附页）四.硬件实验 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 To Clk1 Clk2 Move Rest Testt Startt Lighto Sel[2] Sel[1] Sel[0] Seg[7] Seg[6] Seg[5] Seg[4] Seg[3] Seg[2] Seg[1] Seg[0] 管脚设置 Location PIN_152 PIN_135 PIN_136 PIN_137 PIN_138 PIN_156 PIN_165 PIN_5 PIN_4 PIN_3 PIN_2 PIN_1 PIN_180 PIN_ 179 PIN_178 PIN_177 PIN_176 PIN_175 I/O Bank I/O Standard 3 3 3 3 3 3 3 1 1 1 1 1 3 3 3 3 3 3 LVTTL LVTTL LVTTL LVTTL LVTTL LVTTL LVTTL LVTTL LVTTL LVTTL LVTTL LVTTL LVTTL LVTTL LVTTL LVTTL LVTTL LVTTL 注释：Clk1：选用的是 1Khz 的信号； Clk2，Move，Rest，Testt：选用的是按钮信号； Startt：使用的是开关信号； Lighto：LED 输出； 8

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