學院數(shù)字邏輯課程設計計劃.doc

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石家莊經(jīng)濟學院華信學院 數(shù)字邏輯 實習教學工作計劃 院（系） 名 稱 ： 信息工程學院 2014年 6 月 10 日 專 業(yè) 12級計算機 性 質(zhì) 課程設計 指 導 教 師 學生人數(shù)：229 實 習 地 點 本科 ?？? 王建東 關文革 左瑞欣 尹立杰 (13184748551) 12級 計算機 1~8班 計算機實驗中心A205、A207 、A208、A209 時間安排 2013年6月24日~7月4日 實習目的與要求： 1. 通過實踐教學意在使學生更好地鞏固和加深對基礎知識的理解，掌握中小型數(shù)字系統(tǒng)的設計方法，增強學生理論聯(lián)系實際的能力，提高學生數(shù)字邏輯電路分析和設計的能力，培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力。 2. 熟練掌握VHDL硬件描述語言，運用層次化結(jié)構設計法，綜合應用課程中學到的理論知識，借助EDA開發(fā)工具，獨立完成一個設計任務。 3. 輸入輸出信號的符號名要與信號含義接近。 4. 設計采用模塊化設計方法，底層的元件使用硬件描述語言 VHDL進行描述，每設計一個元件，都要仿真，正確方可使用；頂層采用原理圖的方法。 實習內(nèi)容及完成計劃措施 一、實習內(nèi)容 1. 應用所學理論知識，獨立完成一個設計任務，具體題目與要求見附錄—數(shù)字邏輯課程設計任務書。 2. 根據(jù)所要完成的設計任務，采用硬件描述語言 VHDL進行描述，依靠計算機，借助EDA開發(fā)工具，實現(xiàn)系統(tǒng)功能。 3. 整理設計報告及相關的文檔（包括總體設計思想，設計說明，程序源代碼，仿真結(jié)果圖、設計總結(jié)等），每人一份。 二、完成計劃措施 1. 實驗室要全天開放，以保證實習的時間。 2. 學生可以2人1組，分工協(xié)作完成實習題目。 3. 每組指導教師都要在實習開始時，認真講解課程設計基本要求、設計的方法與步驟。 4. 指導教師每天都要到實習地點現(xiàn)場指導學生的實習。 5. 實習結(jié)束后提交課程設計報告。 院（系）意見 簽字： （單位章） 年 月 日 附錄： 2014年數(shù)字邏輯課程設計任務書 一、實習目的 1. 使學生更好地鞏固和加深對基礎知識的理解，學會并掌握中小型數(shù)字系統(tǒng)的設計方法，獨立完成調(diào)試過程，增強學生理論聯(lián)系實際的能力，提高學生電路設計和分析的能力。 2. 通過實踐教學引導學生在理論指導下有所創(chuàng)新，為后繼專業(yè)課的學習和日后工程實踐奠定基礎。 二、實習要求 1. 綜合應用課程中學到的理論知識，獨立完成一個設計任務。 2. 根據(jù)所要完成的設計任務，采用模塊化設計方法，底層的元件使用硬件描述語言 VHDL進行描述，每設計一個元件，都要仿真，正確方可使用；頂層采用原理圖的方法。依靠計算機，借助EDA開發(fā)工具，實現(xiàn)系統(tǒng)功能。 5. 輸入輸出信號的符號名要與信號含義接近。 3. 整理設計報告及相關的文檔（包括總體設計思想、設計說明、程序源代碼、仿真結(jié)果圖、設計總結(jié)等）。 三、設計內(nèi)容 1. 簡易售貨機的設計 任務和要求：自動售貨機可銷售巧克力（0.5元）、純凈水（1元）、牛奶（1.5元）、漢堡（2元）4種商品，數(shù)量無限。 只能投入1元或5角硬幣，當投入的幣值等于或大于商品的價錢且確認購買時，兩個輸出口分別輸出購買的商品和找零，零幣無限；另外，有兩個LED數(shù)碼管顯示已經(jīng)投入的幣值或找零數(shù)。顧客一次只能購買一種商品的一個，若需要更多商品，需要重復操作。 1) 基本功能：商品選擇、投幣購買、出貨及找零。 2) 顯示功能：數(shù)碼管顯示已經(jīng)投入的幣值或找零數(shù)。 評分方法：（及格、中、良、優(yōu)） 完成1）→良。 完成1）2）獨立完成，思路清晰，回答問題準確→優(yōu) 2. 十字路口交通燈控制系統(tǒng)設計 任務和要求：該數(shù)字系統(tǒng)完成對十字路口交通信號燈的控制，十字路口由一條東西方向的主干道(簡稱A道)和南北方向的支干道(簡稱B道)構成。 每條道路各有一組紅、黃、綠燈，及倒計時顯示的數(shù)碼管，指揮車輛和行人。 十字路口交通燈控制規(guī)則為： 1) 初始狀態(tài)為4 個方向的紅燈全亮，時間1s。 2) 東西方向綠燈亮，南北方向紅燈亮。東西方向通車，時間25s。 3) 東西方向黃燈亮，南北方向紅燈亮，時間5s。 4) 東西方向紅燈亮，南北方向綠燈亮。南北方向通車，時間20s。 5) 東西方向紅燈亮，南，北方向黃燈亮，時間5s。 6) 返回2)，繼續(xù)運行。 7) 每個路口均有倒計時數(shù)碼管，顯示允許通行和禁止通行的時間，不顯示黃燈亮的時間。 功能設計： 1) 交通規(guī)則控制：25s、20s減1計數(shù)器，5s加1計數(shù)器，用紅、黃、綠燈來控制。 2) 顯示控制：計數(shù)值在數(shù)碼管上動態(tài)顯示，不顯示黃燈亮的時間。 評分方法：（及格、中、良、優(yōu)） 完成1）→中。 完成1）2）受啟發(fā)后完成，理解所做的設計→良 完成1）2）獨立完成，思路清晰，回答問題準確→優(yōu) 3. 汽車尾燈控制器的設計 任務和要求： 1）汽車尾部左右兩側(cè)各有兩只尾燈，用做汽車行駛狀態(tài)的方向指示標志； 2）當汽車正常行駛時，尾燈全部熄滅； 3）當汽車向左或者向右轉(zhuǎn)彎時，相應側(cè)的兩只尾燈交替閃爍， 4只尾燈全部閃爍。 4）當汽車向左或者向右轉(zhuǎn)彎時，相應側(cè)的兩只尾燈交替閃爍，每個燈亮1秒，每個周期為2秒。緊急剎車時，4只尾燈全部閃爍，閃爍頻率為2Hz。 評分方法：（及格、中、良、優(yōu)） 完成1）2）3）→及格。 完成1）2）4）→中 完成1）2）4）受啟發(fā)后完成，理解所做的設計→良 完成1）2）4）獨立完成，并有適當?shù)墓δ軘U展，思路清晰，回答問題準確→優(yōu) 4． 數(shù)字秒表的設計 任務和要求：數(shù)字秒表的計時范圍是0秒----59分59.9秒，復位開關可在任何情況下使用，只要按一下復位開關，計時器就清零，并做好下次計時的準備；具有啟/停開關，按一下啟/停開關，啟動計時器開始計時，再按一下啟/停開關則停止計時。 1) 正常計時：以BCD碼形式輸出0.1秒、秒個位、秒十位、分個位、分十位信號。 2) 顯示計時： LED數(shù)碼管用靜態(tài)掃描實時顯示計時的0.1秒、秒個位、秒十位、分個位、分十位信號。 3) 顯示計時：LED數(shù)碼管用動態(tài)掃描實時顯示計時的0.1秒、秒個位、秒十位、分個位、分十位信號。 評分方法：（及格、中、良、優(yōu)） 完成1）→中。 完成1）2）→良 完成1）3）獨立完成，思路清晰，回答問題準確→優(yōu) 5．數(shù)字電子表的設計 1) 正常計時：先設置當前時間，然后以秒（60）、分（60）、小時（24）計數(shù)，要求使用60進制計數(shù)器及24進制計數(shù)器，以BCD碼形式輸出小時、分、秒信號。 2) 數(shù)碼管用動態(tài)掃描實時顯示計時的小時、分、秒。 評分方法：（及格、中、良、優(yōu)） 完成1）→中。 完成1）2）受啟發(fā)后完成，理解所做的設計→良 完成1）2）獨立完成，思路清晰，回答問題準確→優(yōu) 6．運算器的設計 1) 鍵盤上有“0－9”及“＋－＝”按鍵，實現(xiàn)輸入的2個一位十進制數(shù)的加、減運算，要求采用矩陣鍵盤掃描方法實現(xiàn)按鍵的判斷。 2) 輸入的數(shù)據(jù)和輸出結(jié)果通過數(shù)碼管顯示出來。 評分方法：（中、良、優(yōu)） 完成1）良 完成1）2）獨立完成，思路清晰，回答問題準確→優(yōu) 7.設計一個洗衣機控制器，控制洗衣機的電機按照下圖要求運轉(zhuǎn)。 評分方法：（及格、中、良、優(yōu)） 完成基本功能→及格 使用狀態(tài)機，回答問題準確→中 使用狀態(tài)機，分模塊，獨立完成，思路清晰，回答問題準確→良 8.設計一個彩燈控制器，彩燈共20只，排成圓形，要求彩燈按如下規(guī)則變化： （1）在第1個一分鐘內(nèi)，彩燈順時針方向運行，且每秒只有一只彩燈發(fā)光； （2）在第2個一分鐘內(nèi)，彩燈逆時針方向運行，且每秒只有一只彩燈發(fā)光； （3）在第3個一分鐘內(nèi)，彩燈順時針方向運行，且每秒只有2只彩燈發(fā)光； （4）在第4個一分鐘內(nèi)，彩燈逆時針方向運行，且每秒只有2只彩燈發(fā)光。 評分方法：（及格、中、良、優(yōu)） 完成上述功能：及格 獨立完成，并有適當?shù)墓δ軘U展思路清晰，回答問題準確→中 9.數(shù)字密碼鎖設計 設計一個三位數(shù)的電子密碼鎖，通過輸入的數(shù)字控制密碼鎖的開關，開鎖期間用戶可通過change鍵自行設置密碼；開鎖時，先輸入密碼后，按下test鍵檢測，密碼正確時開鎖；輸出lockopen為高電平，lockclose為低電平，密碼鎖開啟，否則lockopen為低電平，lockclose為高電平，密碼鎖關閉；lockopen，lockclose分別用來驅(qū)動綠色和紅色發(fā)光二極管，作為密碼鎖狀態(tài)顯示標志，任何狀態(tài)下輸入的三位數(shù)字(百位，十位，個位)將在七段共陰極數(shù)碼管顯示。 評分方法：（及格、中、良、優(yōu)） 完成上述功能：及格 受啟發(fā)后完成，理解所做的設計→中 獨立完成，回答問題準確→良 獨立完成，并且有功能擴展，比如鍵盤掃描判斷按鍵，問題回答準確->優(yōu)