实验6-7_三八译码器及其应用、数据选择器的设计及其应用实验报告.pdf

实验6-7 实验报告 姓名： 樊浩然 学号： 3130000924 专业：竺院求是科学班（计算机） 课程名称： 逻辑与计算机设计基础实验 同组学生姓名： 蒋若辰 实验时间：2014- 11- 19 11-26 实验地点：紫金港东4-509 指导老师： 蒋方炎 一、实验目的和要求 1.1 三八译码器及其应用 1. 进一步熟练掌握三态门的应用和总线共用分时传输的方法 2. 掌握变量译码器的逻辑构成和逻辑功能 3. 用变量译码器实现组合函数 4. 掌握变量译码器的典型应用（地址译码的具体方法） 5. 了解存储器编址的概念 6. 进一步熟悉ISE 平台和利用Verilog 语言对Spartan 3 实验板的应用 1.2 数据选择器的设计及其应用 1. 掌握数据选择器的工作原理和逻辑功能 2. 掌握数据选择器的使用方法 3. 掌握数码管显示控制方法和4 位数码管扫描显示方法 4. 掌握按键去抖原理和实现方法 二、实验内容和原理 2.1 实验内容 2.1.1 三八译码器及其应用 1. 在Spartan 3 实验板上实现3-8 译码器 2. 用3-8 译码器实现楼道灯控制器 2.1.2 数据选择器的设计及其应用 1. 采用case 语句实现4 位七段数码管的扫描显示 2. 使用按键增加各位七段数码管显示的数字 3. 设计按键去抖动电路，加入到上述电路中 第1 页/共 11 页 2.2 实验原理 2.2.1 三八译码器及其应用 2.2.1.1 译码器 译码器是将一种输入编码转换成另一种编码的电路，即将给定的代码进行“翻译” 并转换成指定的状态或输出信号（脉冲或电平） 译码可分为：变量译码、显示译码 2.2.1.2 变量译码器原理 变量译码一般是将一种较少位输入变为较多位输出的器件，如2n 译码和8421BCD 码译码；显示译码主要进行 2 进制数显示成 10 进制或 16 进制数的转换，可分为驱动 LED 和LCD 两类； 变量译码器是一个将 n 个输入变为 2n 个最小项输出的多输出端的组合逻辑电路。 n 通常在2~64 之间。 带3 个使能端的3-8 译码器的逻辑结构由三级门电路构成，输出低电平有效。 图表 1 变量译码器功能 图表 2 3-8 变量译码器内部 第2 页/共 11 页 2.2.1.3 变量译码器实现组合函数 变量译码器的输出对应所有输入变量的最小项组合，如果将函数转换成最小项和的 形式，则可以用变量译码器实现函数的组合电路。 图表 3 输入与输出的对应关系 楼道灯控制器可用3-8 译码器实现，如下图 图表 4 楼道灯控制的3-8 译码器实现原理图 第3 页/共 11 页 2.2.2 数据选择器的设计及其应用 2.2.2.1 按键去抖动 抖动原因：按键按下或放开时存在机械震动 图表 5 抖动原因 抖动时间一般在10~20ms 去抖动方法：延时，以避开机械抖动 2.2.2.2 七段数码管显示原理 每位数码管由7 段数码管和1 个小数点的LED 构成。 4 个数码管的8 个LED 的一端连在一起，另一端为点亮控制。 （1）共阳连接：8 个LED 正极连在一起，负极低电平时点亮 （2 ）共阴连接：8 个LED 负极