《数字电子技术基础》课程电子教案（PPT课件）第11章 数字系统设计实例

第幸数字系统设计实倒 第1l章数字系统设计实例 11数字系统设计的描述方法 12数字系统设计实例 BACK

第11章 数字系统设计实例 第11章 数字系统设计实例 11.1 数字系统设计的描述方法 11.2 数字系统设计实例

第幸数字系统设计实倒 111数字系统设计的描述方法 111方框图 ①提高了系统结构的可读性和清晰度。 ②容易进行结构化系统设计。 ③便于对系统进行修改和补充。 ④为设计者和用户之间提供了交流的手段和基础

第11章 数字系统设计实例 11.1 数字系统设计的描述方法 11.1.1 方框图 ① 提高了系统结构的可读性和清晰度。 ② 容易进行结构化系统设计。 ③ 便于对系统进行修改和补充。 ④

第幸数字系统设计实倒 方框图描述法是在矩形框内用文字、表达式、符号或 图形来表示系统的各个子系统或模块的名称和主要功能。 矩形框之间用带箭头的线段相连接,表示各子系统或模块 之间数据流或控制流的信息通道。图上的一条连线可表示 实际电路间的一条或多条连接线,连线旁的文字或符号可 以表示主要信息通道的名称、功能或信息类型。箭头指示 了信息的传输方向。方框图是系统设计的初步,其设计是 一个自顶向下、逐步细化的过程

第11章 数字系统设计实例 方框图描述法是在矩形框内用文字、表达式、符号或 图形来表示系统的各个子系统或模块的名称和主要功能。 矩形框之间用带箭头的线段相连接，表示各子系统或模块 之间数据流或控制流的信息通道。图上的一条连线可表示 实际电路间的一条或多条连接线，连线旁的文字或符号可 以表示主要信息通道的名称、功能或信息类型。箭头指示 了信息的传输方向。方框图是系统设计的初步，其设计是 一个自顶向下、逐步细化的过程

第∥章数字系统设计实例 【例11-1】设计一个数据采集系统方框图。 解 ①根据题意先画出系统的粗框图如图11a0所示。该框 图定义和描述了系统从输入到输出的基本功能模块和实现的 般过程。 ②在对系统的数据和控制信息进行分析和定义后将系统 框图作进一步的分解和细化。图11(b为第一步的分解图 ③系统框图中的输入、输出只是一般意义的输入和输出, 输入信号在AD转换前一般要进行放大或衰减处理,输出的 方式根据要求可以是显示或进一步的后处理等。图11-1(c) 为输入、输出进一步明确后的方框图

第11章 数字系统设计实例 【例 11-1】设计一个数据采集系统方框图。 解： ① 根据题意先画出系统的粗框图如图11-1(a)所示。该框 图定义和描述了系统从输入到输出的基本功能模块和实现的 一般过程。 ② 在对系统的数据和控制信息进行分析和定义后将系统 框图作进一步的分解和细化。图 11-1(b)为第一步的分解图。 ③ 系统框图中的输入、输出只是一般意义的输入和输出， 输入信号在A/D转换前一般要进行放大或衰减处理，输出的 方式根据要求可以是显示或进一步的后处理等。图11-1(c) 为输入、输出进一步明确后的方框图

第幸数字系统设计实倒 A/D转换 RAM存储 A/D转换 RAM存储 控制电路 地址计数 放大电路 A/D转换 RAM存储器 显示 控制电路 地址计数器 图11数据采集系统框图

第11章 数字系统设计实例 图 11-1 数据采集系统框图

第幸数字系统设计实倒 1112时序图 【例112】用时序图描述数据采集系统控制数据写入、读出 存储器的时间关系 解:该系统存储器的数据写入、读出的时序主要由控制功 能模块产生,写入存储器的数据由AD转换器提供,其时间顺序 如下: 首先给A/D发出启动命令 START。 START为高电平有效, 当 START下降沿来到时开始进行AD转换 EOC为AD转换器的转换结束信号,输出高电平有效。在 START上升沿后1~8个时钟周期内,EOC变为低电平时,标志 AD正在进行转换,当AD转换结束时,EOC由低变为高,控制 电路向AD发出输出允许信号后,AD转换的数据便可以送出

第11章 数字系统设计实例 11.1.2 时序图 【例11-2】 用时序图描述数据采集系统控制数据写入、读出 存储器的时间关系。 解： 该系统存储器的数据写入、读出的时序主要由控制功 能模块产生，写入存储器的数据由A/D转换器提供，其时间顺序 首先给A/D发出启动命令START。 START为高电平有效， 当START下降沿来到时开始进行A/D转换。 EOC为A/D转换器的转换结束信号，输出高电平有效。在 START上升沿后1~8 个时钟周期内，EOC变为低电平时，标志 A/D正在进行转换，当A/D转换结束时，EOC由低变为高， 控制 电路向A/D发出输出允许信号后，A/D转换的数据便可以送出

第∥章数字系统设计实例 存储器的写命令WR为低电平有效,当控制电路向存 器发出写命令WR后,便可以将A/D送出的数据写入存储器。 存储器写完数据后,控制电路再向存储器发RD读出命 令。当RD为低电平有效时,便可以从存储器读出数据 START EOC WR RD 图112例11-2工作时序图

第11章 数字系统设计实例 存储器的写命令WR为低电平有效，当控制电路向存储 器发出写命令WR后，便可以将A/D送出的数据写入存储器。 存储器写完数据后，控制电路再向存储器发RD读出命 令。 当RD为低电平有效时，便可以从存储器读出数据。 图 11-2 例11-2工作时序图

第幸数字系统设计实倒 12数字系统设计实例 1121定时电路的设计 【例11-3】设计定时电路,要求该电路实现以下功能 (1)可任意设置定时的小时、分。 (2)数码管显示减计数过程的时间,可显示小时、分、秒。 (3)定时结束报警

第11章 数字系统设计实例 11.2 数字系统设计实例 11.2.1 定时电路的设计 【例 11-3 】设计定时电路， (1) 可任意设置定时的小时、分。 (2) 数码管显示减计数过程的时间，可显示小时、分、秒。 (3) 定时结束报警

第幸数字系统设计实倒 解 ①定时电路的方框图描述。根据定时电路的设计要求, 我们把该电路的工作过程分为三步进行:首先设置需要定时 的时间;然后启动定时计数器开始计时,计时采用倒计时的 方式工作,同时显示倒计时的时间;最后当定时结束时产生 报警信号,用发光二极管指示定时结束。 分频器 时钟计数器 时、分、秒显示 时钟振荡器 定时时间设置 定时控制 图113定时电路框图

第11章 数字系统设计实例 解： ① 定时电路的方框图描述。 根据定时电路的设计要求， 我们把该电路的工作过程分为三步进行：首先设置需要定时 的时间；然后启动定时计数器开始计时，计时采用倒计时的 方式工作，同时显示倒计时的时间；最后当定时结束时产生 报警信号，用发光二极管指示定时结束。 图 11-3 定时电路框图

第幸数字系统设计实倒 ②系统组成及基本原理。定时电路原理图如图11-4所 示,该电路由振荡器、计数器、时间显示、定时控制、定 时时间设置几个部分组成。 定时时间设置。时间设置电路可实现小时和分的设 置。由于采用减计数方式,设置的时间就是需要的定时时 间。小时的设置通过直接置A7、A8两计数器的数据置数 端D12~D7。因为一天只有24小时,小时的最高位只为2 因此A7计数器的C、D端接地。如需要更长的定时时间, 对C、D端置数即可

第11章 数字系统设计实例 ② 系统组成及基本原理。定时电路原理图如图11-4 所 示，该电路由振荡器、计数器、时间显示、定时控制、定 时时间设置几个部分组成。 · 定时时间设置。时间设置电路可实现小时和分的设 置。由于采用减计数方式，设置的时间就是需要的定时时 间。 小时的设置通过直接置A7、A8两计数器的数据置数 端D12~D7。因为一天只有24小时，小时的最高位只为 2， 因此A7计数器的C、D端接地。 如需要更长的定时时间， 对C、 D端置数即可