學(xué)院數(shù)字邏輯課程設(shè)計(jì)計(jì)劃.doc

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石家莊經(jīng)濟(jì)學(xué)院華信學(xué)院 數(shù)字邏輯 實(shí)習(xí)教學(xué)工作計(jì)劃 院（系） 名 稱(chēng) ： 信息工程學(xué)院 2014年 6 月 10 日 專(zhuān) 業(yè) 12級(jí)計(jì)算機(jī) 性 質(zhì) 課程設(shè)計(jì) 指 導(dǎo) 教 師 學(xué)生人數(shù)：229 實(shí) 習(xí) 地 點(diǎn) 本科 專(zhuān)科 王建東 關(guān)文革 左瑞欣 尹立杰 (13184748551) 12級(jí) 計(jì)算機(jī) 1~8班 計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)中心A205、A207 、A208、A209 時(shí)間安排 2013年6月24日~7月4日 實(shí)習(xí)目的與要求： 1. 通過(guò)實(shí)踐教學(xué)意在使學(xué)生更好地鞏固和加深對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)的理解，掌握中小型數(shù)字系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法，增強(qiáng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際的能力，提高學(xué)生數(shù)字邏輯電路分析和設(shè)計(jì)的能力，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力。 2. 熟練掌握VHDL硬件描述語(yǔ)言，運(yùn)用層次化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)法，綜合應(yīng)用課程中學(xué)到的理論知識(shí)，借助EDA開(kāi)發(fā)工具，獨(dú)立完成一個(gè)設(shè)計(jì)任務(wù)。 3. 輸入輸出信號(hào)的符號(hào)名要與信號(hào)含義接近。 4. 設(shè)計(jì)采用模塊化設(shè)計(jì)方法，底層的元件使用硬件描述語(yǔ)言 VHDL進(jìn)行描述，每設(shè)計(jì)一個(gè)元件，都要仿真，正確方可使用；頂層采用原理圖的方法。 實(shí)習(xí)內(nèi)容及完成計(jì)劃措施 一、實(shí)習(xí)內(nèi)容 1. 應(yīng)用所學(xué)理論知識(shí)，獨(dú)立完成一個(gè)設(shè)計(jì)任務(wù)，具體題目與要求見(jiàn)附錄—數(shù)字邏輯課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)。 2. 根據(jù)所要完成的設(shè)計(jì)任務(wù)，采用硬件描述語(yǔ)言 VHDL進(jìn)行描述，依靠計(jì)算機(jī)，借助EDA開(kāi)發(fā)工具，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)功能。 3. 整理設(shè)計(jì)報(bào)告及相關(guān)的文檔（包括總體設(shè)計(jì)思想，設(shè)計(jì)說(shuō)明，程序源代碼，仿真結(jié)果圖、設(shè)計(jì)總結(jié)等），每人一份。 二、完成計(jì)劃措施 1. 實(shí)驗(yàn)室要全天開(kāi)放，以保證實(shí)習(xí)的時(shí)間。 2. 學(xué)生可以2人1組，分工協(xié)作完成實(shí)習(xí)題目。 3. 每組指導(dǎo)教師都要在實(shí)習(xí)開(kāi)始時(shí)，認(rèn)真講解課程設(shè)計(jì)基本要求、設(shè)計(jì)的方法與步驟。 4. 指導(dǎo)教師每天都要到實(shí)習(xí)地點(diǎn)現(xiàn)場(chǎng)指導(dǎo)學(xué)生的實(shí)習(xí)。 5. 實(shí)習(xí)結(jié)束后提交課程設(shè)計(jì)報(bào)告。 院（系）意見(jiàn) 簽字： （單位章） 年 月 日 附錄： 2014年數(shù)字邏輯課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū) 一、實(shí)習(xí)目的 1. 使學(xué)生更好地鞏固和加深對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)的理解，學(xué)會(huì)并掌握中小型數(shù)字系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法，獨(dú)立完成調(diào)試過(guò)程，增強(qiáng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際的能力，提高學(xué)生電路設(shè)計(jì)和分析的能力。 2. 通過(guò)實(shí)踐教學(xué)引導(dǎo)學(xué)生在理論指導(dǎo)下有所創(chuàng)新，為后繼專(zhuān)業(yè)課的學(xué)習(xí)和日后工程實(shí)踐奠定基礎(chǔ)。 二、實(shí)習(xí)要求 1. 綜合應(yīng)用課程中學(xué)到的理論知識(shí)，獨(dú)立完成一個(gè)設(shè)計(jì)任務(wù)。 2. 根據(jù)所要完成的設(shè)計(jì)任務(wù)，采用模塊化設(shè)計(jì)方法，底層的元件使用硬件描述語(yǔ)言 VHDL進(jìn)行描述，每設(shè)計(jì)一個(gè)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(jì)算機(jī)，借助EDA開(kāi)發(fā)工具，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)功能。 5. 輸入輸出信號(hào)的符號(hào)名要與信號(hào)含義接近。 3. 整理設(shè)計(jì)報(bào)告及相關(guān)的文檔（包括總體設(shè)計(jì)思想、設(shè)計(jì)說(shuō)明、程序源代碼、仿真結(jié)果圖、設(shè)計(jì)總結(jié)等）。 三、設(shè)計(jì)內(nèi)容 1. 簡(jiǎn)易售貨機(jī)的設(shè)計(jì) 任務(wù)和要求：自動(dòng)售貨機(jī)可銷(xiāo)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(wú)限。 只能投入1元或5角硬幣，當(dāng)投入的幣值等于或大于商品的價(jià)錢(qián)且確認(rèn)購(gòu)買(mǎi)時(shí)，兩個(gè)輸出口分別輸出購(gòu)買(mǎi)的商品和找零，零幣無(wú)限；另外，有兩個(gè)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(gòu)買(mǎi)一種商品的一個(gè)，若需要更多商品，需要重復(fù)操作。 1) 基本功能：商品選擇、投幣購(gòu)買(mǎi)、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(píng)分方法：（及格、中、良、優(yōu)） 完成1）→良。 完成1）2）獨(dú)立完成，思路清晰，回答問(wèn)題準(zhǔn)確→優(yōu) 2. 十字路口交通燈控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 任務(wù)和要求：該數(shù)字系統(tǒng)完成對(duì)十字路口交通信號(hào)燈的控制，十字路口由一條東西方向的主干道(簡(jiǎn)稱(chēng)A道)和南北方向的支干道(簡(jiǎn)稱(chēng)B道)構(gòu)成。 每條道路各有一組紅、黃、綠燈，及倒計(jì)時(shí)顯示的數(shù)碼管，指揮車(chē)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(gè)方向的紅燈全亮，時(shí)間1s。 2) 東西方向綠燈亮，南北方向紅燈亮。東西方向通車(chē)，時(shí)間25s。 3) 東西方向黃燈亮，南北方向紅燈亮，時(shí)間5s。 4) 東西方向紅燈亮，南北方向綠燈亮。南北方向通車(chē)，時(shí)間20s。 5) 東西方向紅燈亮，南，北方向黃燈亮，時(shí)間5s。 6) 返回2)，繼續(xù)運(yùn)行。 7) 每個(gè)路口均有倒計(jì)時(shí)數(shù)碼管，顯示允許通行和禁止通行的時(shí)間，不顯示黃燈亮的時(shí)間。 功能設(shè)計(jì)： 1) 交通規(guī)則控制：25s、20s減1計(jì)數(shù)器，5s加1計(jì)數(shù)器，用紅、黃、綠燈來(lái)控制。 2) 顯示控制：計(jì)數(shù)值在數(shù)碼管上動(dòng)態(tài)顯示，不顯示黃燈亮的時(shí)間。 評(píng)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(shè)計(jì)→良 完成1）2）獨(dú)立完成，思路清晰，回答問(wèn)題準(zhǔn)確→優(yōu) 3. 汽車(chē)尾燈控制器的設(shè)計(jì) 任務(wù)和要求： 1）汽車(chē)尾部左右兩側(cè)各有兩只尾燈，用做汽車(chē)行駛狀態(tài)的方向指示標(biāo)志； 2）當(dāng)汽車(chē)正常行駛時(shí)，尾燈全部熄滅； 3）當(dāng)汽車(chē)向左或者向右轉(zhuǎn)彎時(shí)，相應(yīng)側(cè)的兩只尾燈交替閃爍， 4只尾燈全部閃爍。 4）當(dāng)汽車(chē)向左或者向右轉(zhuǎn)彎時(shí)，相應(yīng)側(cè)的兩只尾燈交替閃爍，每個(gè)燈亮1秒，每個(gè)周期為2秒。緊急剎車(chē)時(shí)，4只尾燈全部閃爍，閃爍頻率為2Hz。 評(píng)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(shè)計(jì)→良 完成1）2）4）獨(dú)立完成，并有適當(dāng)?shù)墓δ軘U(kuò)展，思路清晰，回答問(wèn)題準(zhǔn)確→優(yōu) 4． 數(shù)字秒表的設(shè)計(jì) 任務(wù)和要求：數(shù)字秒表的計(jì)時(shí)范圍是0秒----59分59.9秒，復(fù)位開(kāi)關(guān)可在任何情況下使用，只要按一下復(fù)位開(kāi)關(guān)，計(jì)時(shí)器就清零，并做好下次計(jì)時(shí)的準(zhǔn)備；具有啟/停開(kāi)關(guān)，按一下啟/停開(kāi)關(guān)，啟動(dòng)計(jì)時(shí)器開(kāi)始計(jì)時(shí)，再按一下啟/停開(kāi)關(guān)則停止計(jì)時(shí)。 1) 正常計(jì)時(shí)：以BCD碼形式輸出0.1秒、秒個(gè)位、秒十位、分個(gè)位、分十位信號(hào)。 2) 顯示計(jì)時(shí)： LED數(shù)碼管用靜態(tài)掃描實(shí)時(shí)顯示計(jì)時(shí)的0.1秒、秒個(gè)位、秒十位、分個(gè)位、分十位信號(hào)。 3) 顯示計(jì)時(shí)：LED數(shù)碼管用動(dòng)態(tài)掃描實(shí)時(shí)顯示計(jì)時(shí)的0.1秒、秒個(gè)位、秒十位、分個(gè)位、分十位信號(hào)。 評(píng)分方法：（及格、中、良、優(yōu)） 完成1）→中。 完成1）2）→良 完成1）3）獨(dú)立完成，思路清晰，回答問(wèn)題準(zhǔn)確→優(yōu) 5．?dāng)?shù)字電子表的設(shè)計(jì) 1) 正常計(jì)時(shí)：先設(shè)置當(dāng)前時(shí)間，然后以秒（60）、分（60）、小時(shí)（24）計(jì)數(shù)，要求使用60進(jìn)制計(jì)數(shù)器及24進(jìn)制計(jì)數(shù)器，以BCD碼形式輸出小時(shí)、分、秒信號(hào)。 2) 數(shù)碼管用動(dòng)態(tài)掃描實(shí)時(shí)顯示計(jì)時(shí)的小時(shí)、分、秒。 評(píng)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(shè)計(jì)→良 完成1）2）獨(dú)立完成，思路清晰，回答問(wèn)題準(zhǔn)確→優(yōu) 6．運(yùn)算器的設(shè)計(jì) 1) 鍵盤(pán)上有“0－9”及“＋－＝”按鍵，實(shí)現(xiàn)輸入的2個(gè)一位十進(jìn)制數(shù)的加、減運(yùn)算，要求采用矩陣鍵盤(pán)掃描方法實(shí)現(xiàn)按鍵的判斷。 2) 輸入的數(shù)據(jù)和輸出結(jié)果通過(guò)數(shù)碼管顯示出來(lái)。 評(píng)分方法：（中、良、優(yōu)） 完成1）良 完成1）2）獨(dú)立完成，思路清晰，回答問(wèn)題準(zhǔn)確→優(yōu) 7.設(shè)計(jì)一個(gè)洗衣機(jī)控制器，控制洗衣機(jī)的電機(jī)按照下圖要求運(yùn)轉(zhuǎn)。 評(píng)分方法：（及格、中、良、優(yōu)） 完成基本功能→及格 使用狀態(tài)機(jī)，回答問(wèn)題準(zhǔn)確→中 使用狀態(tài)機(jī)，分模塊，獨(dú)立完成，思路清晰，回答問(wèn)題準(zhǔn)確→良 8.設(shè)計(jì)一個(gè)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(gè)一分鐘內(nèi)，彩燈順時(shí)針?lè)较蜻\(yùn)行，且每秒只有一只彩燈發(fā)光； （2）在第2個(gè)一分鐘內(nèi)，彩燈逆時(shí)針?lè)较蜻\(yùn)行，且每秒只有一只彩燈發(fā)光； （3）在第3個(gè)一分鐘內(nèi)，彩燈順時(shí)針?lè)较蜻\(yùn)行，且每秒只有2只彩燈發(fā)光； （4）在第4個(gè)一分鐘內(nèi)，彩燈逆時(shí)針?lè)较蜻\(yùn)行，且每秒只有2只彩燈發(fā)光。 評(píng)分方法：（及格、中、良、優(yōu)） 完成上述功能：及格 獨(dú)立完成，并有適當(dāng)?shù)墓δ軘U(kuò)展思路清晰，回答問(wèn)題準(zhǔn)確→中 9.數(shù)字密碼鎖設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)一個(gè)三位數(shù)的電子密碼鎖，通過(guò)輸入的數(shù)字控制密碼鎖的開(kāi)關(guān)，開(kāi)鎖期間用戶(hù)可通過(guò)change鍵自行設(shè)置密碼；開(kāi)鎖時(shí)，先輸入密碼后，按下test鍵檢測(cè)，密碼正確時(shí)開(kāi)鎖；輸出lockopen為高電平，lockclose為低電平，密碼鎖開(kāi)啟，否則lockopen為低電平，lockclose為高電平，密碼鎖關(guān)閉；lockopen，lockclose分別用來(lái)驅(qū)動(dòng)綠色和紅色發(fā)光二極管，作為密碼鎖狀態(tài)顯示標(biāo)志，任何狀態(tài)下輸入的三位數(shù)字(百位，十位，個(gè)位)將在七段共陰極數(shù)碼管顯示。 評(píng)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(shè)計(jì)→中 獨(dú)立完成，回答問(wèn)題準(zhǔn)確→良 獨(dú)立完成，并且有功能擴(kuò)展，比如鍵盤(pán)掃描判斷按鍵，問(wèn)題回答準(zhǔn)確->優(yōu)