电子技术数字电子技术基础第11章 数字系统设计实例

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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 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 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
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
【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 11 章 数字系统设计实例
图 11-1 数据采集系统框图
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 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 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 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，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
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 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。
摘要：

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...

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