数电实验一：倒计时定时器、BCD代码转化器(设计报告).pdf

【数电实验一：倒计时定时器、BCD代码转化器】 实验名称涉及的知识点： 1. **组合逻辑**：在倒计时定时器设计中，使用了逻辑门（如7400系列）来实现不同的逻辑功能，如计数、预置、启动和停止等。 2. **时序逻辑**：74192是具有记忆功能的计数器，属于时序逻辑电路，它可以记录当前计数值，并在输入脉冲的作用下进行加法或减法计数。 3. **MSI（中规模集成电路）**：74192是一款常见的MSI芯片，用于实现二进制减法计数。 4. **Verilog HDL**：实验中提到了使用Verilog HDL进行数字系统设计，这是一种硬件描述语言，用于描述数字电路的行为和结构。 5. **PLD（可编程逻辑器件）**：实验中使用了PLD实验箱，这是一类可以编程以实现用户自定义逻辑功能的集成电路，如FPGA（现场可编程门阵列）。 6. **Quartus II**：这是Altera公司的综合软件，用于FPGA设计，包括逻辑综合、布局布线、仿真等功能。 7. **逻辑芯片功能**：74192芯片的使用需要理解其内部结构和功能，如UP/DOWN端口用于控制加减计数，LOAD、CLR用于预置和清零计数器。 8. **硬件功能测试**：实验中提到的硬件功能测试，是验证电路设计是否符合预期的重要步骤，通常包括逻辑分析仪的使用和实际操作测试。 设计任务及要求的知识点： 1. **倒计时定时器**：通过74192级联实现0到59的倒计时功能，计数状态由开关或按键设置，计时结束时通过彩灯或声响提示。 2. **74192计数器工作原理**：74192具有预置、清零、加法和减法计数功能，当Down端接低电平时进行减法计数，减至0000时，Bo输出低电平表示无借位。 3. **计数器控制**：通过LDN、DN、UP和CLR端口实现对计数器的操作，如启动、停止、预置和清零。 4. **数码管动态扫描**：为了显示计数结果，可能采用了数码管动态扫描技术，通过快速切换显示不同位，以达到显示多位数字的效果。 5. **译码器**：在数码管显示部分，可能使用了74283或其他译码器将二进制代码转换为驱动数码管所需的段选信号。 实验题目：BCD代码转换器涉及的知识点： 1. **BCD码**：8421码、5421码、余3码和2421码是BCD（二进制编码的十进制）的不同表示方式，它们在数字系统中用于精确表示十进制数。 2. **代码转换**：实验要求实现这些BCD码之间的双向可控转换，这需要通过逻辑门和加法器实现。 3. **真值表**：设计代码转换器时，首先需要编写真值表，列出所有可能的输入和期望的输出。 4. **逻辑关系**：根据真值表找出输入和输出之间的逻辑关系，然后利用逻辑门和加法器设计电路。 5. **波形仿真**：在设计完成后，通过软件进行波形仿真验证逻辑设计的正确性。 6. **下载电路**：将设计下载到PLD实验箱中，进行实际电路的测试和验证。 这个实验涵盖了数字电子学中的多个核心概念和技术，包括组合逻辑和时序逻辑电路设计、硬件描述语言、可编程逻辑器件的使用以及数字代码转换。通过这样的实验，学生能够深入理解数字系统的设计流程，并掌握实际操作技巧。