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數(shù)據(jù)分配器
能夠?qū)?個(gè)輸入數(shù)據(jù)，根據(jù)需要傳送到m個(gè)輸出端的任何一個(gè)輸出端的電路，叫做數(shù)據(jù)分配器，又稱為多路分配器，其邏輯功能正好與數(shù)據(jù)選擇器相反。電路結(jié)構(gòu)：由與門組成的陣列。分類：1路-4路數(shù)據(jù)分配器（如74LS139）、1路-8路數(shù)據(jù)分配器（74LS138）等。由于譯碼器和數(shù)據(jù)分配器的功能非常接近，所以譯碼器一個(gè)很重要的應(yīng)用就是構(gòu)成數(shù)據(jù)分配器。 也正因?yàn)槿绱?，市?chǎng)上沒(méi)有集成數(shù)據(jù)分配器產(chǎn)品，只有集成譯碼器產(chǎn)品。
通過(guò)QuartusII軟件進(jìn)行編譯后，仿真結(jié)果如圖3-8所示；
譯碼器
譯碼器是一個(gè)多輸入、多輸出的組合邏輯電路。它的工作是把給定的代碼進(jìn)行“翻譯”，變成相應(yīng)的狀態(tài)，使輸出通道中相應(yīng)的一路有信號(hào)輸出。譯碼器在數(shù)字系統(tǒng)中有廣泛的用途，不僅用于代碼的轉(zhuǎn)換、終端的數(shù)字顯示，還用于數(shù)字分配，存儲(chǔ)器尋址和組合控制信號(hào)等。譯碼器可以分為通用譯碼器和顯示譯碼器兩大類。在電路中用的譯碼器是共陰極譯碼器74LS48，用74LS48把輸入的8421BCD碼ABCD譯成七段輸出a-g，再由七段數(shù)碼管顯示相應(yīng)的數(shù)。
通過(guò)QuartusII軟件進(jìn)行編譯后，仿真結(jié)果如圖3-11所示；
分頻器
分頻器的作用是將由石英晶體產(chǎn)生的高頻信號(hào)分頻成基時(shí)鐘脈沖信號(hào)和擴(kuò)展部分所需的頻率。在此電路中，分頻器的功能主要有兩個(gè)：一是產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)脈沖信號(hào)；二是功能擴(kuò)展電路所需的信號(hào)，如仿電臺(tái)用的1KHz的高頻信號(hào)和500Hz的低頻信號(hào)等?？梢越M成二分頻電路和四分頻電路和十六分頻器。
打包后成元器件如圖3-12所示；
鬧時(shí)器
數(shù)字鐘在指定的時(shí)刻發(fā)出信號(hào)，或驅(qū)動(dòng)音響電路“鬧時(shí)”；或?qū)δ逞b置的電源進(jìn)行接通或斷開“控制”。不管是鬧時(shí)還是控制，都要求時(shí)間準(zhǔn)確，即信號(hào)的開始時(shí)刻與持續(xù)時(shí)間必須滿足規(guī)定的要求。在這里將舉例來(lái)說(shuō)明它的工作原理。要求上午7時(shí)59分發(fā)出鬧時(shí)信號(hào)，持續(xù)1分鐘。設(shè)計(jì)如下：
在電路圖中用到了4輸入二與非門74LS20，集電極開路的2輸入四與非門74LS03，因OC門的輸出端可以進(jìn)行“線與”，使用時(shí)在它們的輸出端與電源+5V端之間應(yīng)接一電阻RL。RL的值由下式?jīng)Q定：
鬧時(shí)器程序代碼；
module nsdl（out，m1，m2，h1，h2，tenh，oneh，tenm，onem，clk1k，cin）;
output out;
input［3:0］ m1，m2，h1，h2，tenh，tenm，oneh，onem; input cin， clk1k;
reg out;
always @（m1 or m2 or h1 or h2 or tenh or tenm or oneh or onem or cin） begin
if（cin） out《=0; else if（cin==0） begin
if（tenh==h1&&oneh==h2&&tenm==m1&&onem==m2） out《=clk1k; else out《=0; end end
endmodule
打包后成元器件如圖3-13所示；
報(bào)時(shí)器
?。ㄒ唬┕δ芤?/strong>
報(bào)時(shí)的功能要求是：每當(dāng)數(shù)字鐘計(jì)時(shí)快要到正點(diǎn)時(shí)，通常按照4低音1高音的順序發(fā)出間斷聲響，以最后一聲高音結(jié)束的時(shí)刻為正點(diǎn)時(shí)刻。
? ? ? （二）該電路的工作原理
電路圖的工作原理舉例來(lái)說(shuō)明；例如設(shè)4聲低音（約500Hz）分別 在59分51秒、53秒、55秒及57秒，最后一聲高音（約1000Hz）發(fā)生在59秒，它們的持續(xù)時(shí)間為1秒。只有當(dāng)分十進(jìn)位的Q2M2Q0M2=11，分個(gè)位的Q3M1Q0M1=11，秒十位的Q2S2Q0S2=11及秒個(gè)位的Q0S1=1時(shí)，音響電路才能工作。
?。ㄈ?duì)該電路中使用的元件的介紹
因?yàn)樵谠撾娐分兴玫脑饕?4LS00、74LS04及74LS20這些元件在前面的
電路中已經(jīng)介紹。這里就不再介紹它了
報(bào)時(shí)器程序代碼；
module baoshi（tenm，onem，tens，ones，q500，q1k，a，b）; input a，b;
input ［3:0］tenm，onem，tens，ones; output q500，q1k; reg q500，q1k;
always @（tenm or onem or tens or ones） begin
if （{tenm，onem}==8‘h59&&{tens，ones}==8’h50||{tenm，onem}==8‘h59&&{tens，ones}==8’h52|| {tenm，onem}==8‘h59&&{tens，ones}==8’h54||{tenm，onem}==8‘h59&&{tens，ones}==8’h56|| {tenm，onem}==8‘h59&&{tens，ones}==8’h58） q500《=a; else q500《=0; end
always @（tenm or onem or tens or ones） begin
if （（tenm［3:0］==0000&&onem［3:0］==0000）&&（tens［3:0］==0000&&ones［3:0］==0000）） q1k《=b; else q1k《=0; end
endmodule
打包后成元器件如圖3-14所示；
數(shù)字鐘原理圖
將各模塊組合一起構(gòu)成如圖3-15所示：
軟件調(diào)試的過(guò)程據(jù)功能的增加分為幾步：
首先，根據(jù)原來(lái)的100進(jìn)制顯示程序的基礎(chǔ)上編寫成時(shí)分秒六位顯示的主程序。該程序?qū)r(shí)分秒分成個(gè)位和十位分別計(jì)算，所以將60進(jìn)制和24進(jìn)制變成10進(jìn)制、6進(jìn)制和2進(jìn)制。又因?yàn)槿绻麜r(shí)十位為2的話，不能大于3，所以在分十位向時(shí)個(gè)位進(jìn)位時(shí)得判斷時(shí)十位是否為2，在組員的幫助下經(jīng)過(guò)不斷試驗(yàn)和修改終于完成。過(guò)程比較順利。
該電子鐘使用一個(gè)鍵來(lái)調(diào)時(shí)，利用長(zhǎng)按來(lái)選擇所要調(diào)的位，用短暫按下來(lái)對(duì)位進(jìn)行加1，前提是時(shí)鐘暫停，這個(gè)功能也是通過(guò)長(zhǎng)按來(lái)實(shí)現(xiàn)的。選位是從秒個(gè)位到時(shí)十位依次選取，但到時(shí)十位以后就回不到秒個(gè)位了，就是不會(huì)循環(huán)。所以就得對(duì)選的位進(jìn)行檢查，如果到了時(shí)十位再按取位鍵就重新賦給秒個(gè)位地址。這樣就可以循環(huán)選位了。但在后來(lái)的測(cè)試中又有了新的問(wèn)題，如果該位到了9，對(duì)一個(gè)位進(jìn)行加1調(diào)整就會(huì)顯示亂碼。時(shí)分秒的十位都會(huì)調(diào)到9！
對(duì)于這個(gè)問(wèn)題費(fèi)看一些周折。起先構(gòu)思再加一個(gè)減一的鍵，但不但沒(méi)有解決這個(gè)亂碼問(wèn)題而且減到了0一下很可能也會(huì)出現(xiàn)亂碼。所以就轉(zhuǎn)而尋求程序解決。調(diào)時(shí)的時(shí)候讓它也像正常運(yùn)行的時(shí)候進(jìn)位？沒(méi)見過(guò)這樣的。繼而決定在進(jìn)行加1調(diào)時(shí)的時(shí)候檢測(cè)該位是否到10或6或3。所以就產(chǎn)生了所謂的調(diào)時(shí)比較子程序，就是在調(diào)時(shí)的時(shí)候?qū)⒃撐桓?0或6或3比較。最后，調(diào)試的時(shí)候卻總是出現(xiàn)這樣的情況：所調(diào)的位超過(guò)了9或5或2就變成亂碼。比原來(lái)進(jìn)步的地方就是時(shí)分秒的十位不用超過(guò)9就變成亂碼。這說(shuō)明雖然還沒(méi)成功，但還是有前展的。就繼續(xù)調(diào)試。
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