数字电路课程设计报告设计课题：跑马灯
专业班级：12电信2班
学生姓名：刘鹏
学号：120802084
指导教师：曾祥志
设计时间：2016.4-2016.5
目录
1 设计要求 (2)
1.1 设计规范 (2)
2 设计方案 (2)
2.1题目分析 (2)
2.2 整体构思 (2)
3 元件说明 (3)
3.1 元件说明 (3)
3.2电路原理图 (3)
4 安装与调试 (6)
5 心得体会........................... ............. (7)
6参考文献......................................... .. (7)
7附录 (8)
1 设计任务与要求
1.1 设计规范
（1）、根据技术指标要求确定电路形式，分析工作原理，计算元件参数。
（2）、安装调试所设计的电路，使之达到设计要求。
（3）、记录实验结果。
（4）、撰写设计报告。
设计要求
（1）实现10灯循环点亮。
(2) 红绿灯各5盏。
（3）实现红绿灯流水交替显示。
2设计方案
2.1题目分析
我们设计的跑马灯实际上是主要使用一个555芯片产生脉冲给到，CD4017芯片对10个LED进行控制，产生流水交替的效果。形成跑马灯。
2.2 整体构思
拟定系统方案框图，画出系统框图中每框的名称、信号的流向，各框图间的接口，使用电路设计软件画出原理图。
3. 元件说明
3.1元件说明
555功能：555 的功能主要由两个比较器决定。两个比较器的输出电压控制RS 触发器和放电管的状态。在电源与地之间加上电压，当5 脚悬空时，则电压比较器C1 的同相输入端的电压为2VCC /3，C2 的反相输入端的电压为VCC /3。若触发输入端TR 的电压小于VCC /3，则比较器C2 的输
出为0，可使RS 触发器置1，使输出端OUT=1。如果阈值输入端TH 的电压大于2VCC/3，同时TR 端的电压大于VCC /3，则C1 的输出为0，C2 的输出为1，可将RS 触发器置0，使输出为低电平。
555引脚图：
CD4017：十进制计数器/脉冲分配器
CD4017 是5 位Johnson 计数器，具有10 个译码输出端，CP、CR、INH 输入端。时钟输入端的斯密特触发器具有脉冲整形功能，对输入时钟脉冲上升和下降时间无限制。INH 为低电平时，计数器在时钟上升沿计数；反之，计数功能无效。CR 为高电平时，计数器清零。
Johnson 计数器，提供了快速操作、2 输入译码选通和无毛刺译码输出。防锁选通，保证了正确的计数顺序。译码输出一般为低电平，只有在对应时钟周期内保持高电平。在每10 个时钟输入周期CO 信号完成一次进位，并用作多级计数链的下级脉动时钟。
CD4017 提供了16 引线多层陶瓷双列直插(D)、熔封陶瓷双列直插(J)、塑料双列直插(P)和陶瓷片状载体(C)4 种封装形式。
工作条件
电源电压范围：3V-15V
CD4017波形图
输入电压范围：0V-VDD
工作温度范围
M 类：55℃-125℃
E 类：40℃-85℃
CD4017极限值
电源电压：-0.5V-18V
CD4017逻辑图输入电压：-0.5V-VDD 十0.5V
输入电流：±10mA
贮存温度：-65℃-150℃
CD4017功能符号
引出端功能符号
CO：进位脉冲输出
CP：时钟输入端
CR：清除端
INH：禁止端
Y0~Y9:计数脉冲输出端
VDD：正电源
VSS：地
CD4017引脚图CD4017真值表
4安装与调试
先布线排版，利用焊接工具和所学的焊接知识开始将功能板进行制作。安装过程中由于焊接时的疏忽，有些地方没有焊好，经过使用万用表的检测，成功实现了实验要求。调试正常。
5 心得与体会
数字电子技术课程设计，我更加熟悉了数字电路在生活中的运用。使我认识到电子课程设计的重要性，作为电子专业的学生必须要有动手的习惯。只有在理论知识和实际操作相结合下才能够学好电子技术专业。在设计跑马灯原理图的过程中，学会了利用软件进行电路的仿真，扎实了自己的焊接技巧，动手能力！
经过这次的数字电子技术课程的设计，我受益匪浅，感触良深。通过自己动手学到了很多课本上学不到的东西，使我认识到动手的重要性和必要性。作为一名大学生，我们不应该仅仅学习理论知识，还要注重实践，只有理论结合实践才能够学习好知识。
6参考文献
[1] 李国丽，朱维勇.电子技术实验指导书.合肥：中国科技大学出版社，2000
[2] 康华光《电子技术基础—数字部分》高等教育出版社
[3] 吴友宇．数字电子技术基础．清华大学出版社，20061、《电工电子实践指导》（第三版），王港元主编，江西科学技术出版社（2009）
[4]《电子线路设计、实验、测试》（第四版），罗杰，谢自美主编，电子工业出版社（2009）
[5]《电子技术课程设计指导》，彭介华主编，高等教育出版社（2000）
物理与电子信息学院数字电路课程设计成绩评定表
专业：电子信息工程班级：12电信本学号：120802084 姓名：刘鹏_
2016年4月13日
数字电路课程设计报告设计课题：跑马灯 专业班级：12电信2班 学生姓名：刘鹏 学号：120802084 指导教师：曾祥志 设计时间：2016.4-2016.5
目录 1 设计要求 (2) 1.1 设计规范 (2) 2 设计方案 (2) 2.1题目分析 (2) 2.2 整体构思 (2) 3 元件说明 (3) 3.1 元件说明 (3) 3.2电路原理图 (3) 4 安装与调试 (6) 5 心得体会........................... ............. (7) 6参考文献......................................... .. (7) 7附录 (8)
1 设计任务与要求 1.1 设计规范 （1）、根据技术指标要求确定电路形式，分析工作原理，计算元件参数。 （2）、安装调试所设计的电路，使之达到设计要求。 （3）、记录实验结果。 （4）、撰写设计报告。 设计要求 （1）实现10灯循环点亮。 (2) 红绿灯各5盏。 （3）实现红绿灯流水交替显示。 2设计方案 2.1题目分析 我们设计的跑马灯实际上是主要使用一个555芯片产生脉冲给到，CD4017芯片对10个LED进行控制，产生流水交替的效果。形成跑马灯。 2.2 整体构思 拟定系统方案框图，画出系统框图中每框的名称、信号的流向，各框图间的接口，使用电路设计软件画出原理图。 3. 元件说明 3.1元件说明 555功能：555 的功能主要由两个比较器决定。两个比较器的输出电压控制RS 触发器和放电管的状态。在电源与地之间加上电压，当5 脚悬空时，则电压比较器C1 的同相输入端的电压为2VCC /3，C2 的反相输入端的电压为VCC /3。若触发输入端TR 的电压小于VCC /3，则比较器C2 的输
锁相环的原理 2007-01-23 00:24 1．锁相环的基本组成 许多电子设备要正常工作，通常需要外部的 输入信号与部的振荡信号同步，利用锁相环 路就可以实现这个目的。 锁相环路是一种反馈控制电路，简称锁相环（PLL）。锁相环的特点是：利用外部输入的参考信号控制环路部振荡信号的频率和相位。 因锁相环可以实现输出信号频率对输入信号频率的自动跟踪，所以锁相环通常用于闭环跟踪电路。锁相环在工作的过程中，当输出信号的频率与输入信号的频率相等时，输出电压与输入电压保持固定的相位差值，即输出电压与输入电压的相位被锁住，这就是锁相环名称的由来。 锁相环通常由鉴相器（PD）、环路滤波器（LF）和压控振荡器（VCO）三部分组成，锁相环组成的原理框图如图8-4-1所示。 锁相环中的鉴相器又称为相位比较器，它的作用是检测输入信号和输出信号的相位差，并将检测出的相位差信号转换成u D（t）电压信号输出，该信号经低通滤波器滤波后形成压控振荡器的控制电压u C（t），对振荡器输出信号的频率实施控制。 2．锁相环的工作原理 锁相环中的鉴相器通常由模拟乘法器组成，利用模拟乘法器组成的鉴相器电路如图8-4-2所示。鉴相器的工作原理是：设外界输入的信号电压和压控振荡器输出的信号电压分别为： （8-4-1） （8-4-2） 式中的ω0为压控振荡器在输入控制电压为零或为直流电压时的振荡角频率，称为电路的固有振荡角频率。则模拟乘法器的输出电压u D为： 用低通滤波器LF将上式中的和频分量滤掉，剩下的差频分量作为压控振荡器的输入控制电压u C （t）。即u C（t）为： （8-4-3） 式中的ωi为输入信号的瞬时振荡角频率，θi（t）和θO（t）分别为输入信号和输出信号的瞬时位相，根据相量的关系可得瞬时频率和瞬时位相的关系为：
#define uchar unsigned char //定义一下方便使用 #define uint unsigned int #define ulong unsigned long #include
装 … …订 ……线 基于FPGA的跑马灯电路的设计 一、实验目的 1、进一步熟悉MAXPLUS II、Multisim或QUARTUS II等电子开发工具的基本使用方法。 2、掌握使用移位寄存器、计数器、译码器等集成电路进行综合电路设计方法 3、运用图解法设计跑马灯电路，并进行电路仿真。 二、实验内容 实验题目：设计一个跑马灯电路。要求输出8个LED灯从左到右逐个点亮，然后再从右到左逐个点亮，循环。 首先根据题目要求设计一下电路的实现方法，利用加法计数器（74LS161）和74LS138（3-8译码器）可实现8个LED灯从左到右逐个点亮的单向循环，实际电路如下图： 而要完成实验的要求，需将计数器74161的输出信号变为000到111的加计数，再由111到000的减计数，然后循环。 实现实验题目的方法有两种： 1、将计数器74LS161的输出端QA、QB、QC分别与QD异或，经过异或门输入到74LS138的A、B、C端，其数据符合题目的数据要求。可以实现8个LED灯从左到右逐个点亮，然后再从右到左逐个点亮，循环。但第1个灯和第8个灯显示的时间长度是其它灯的2倍。 Electronics Workbench 实验图1 2、使用可逆计数器74LS191来完成电路的计数部分，利用可逆计数器74LS191的加减计数控制端 U/D′，U/D′输入低电平时计数器为加法计数器，U/D′输入高电平时计数器为减法计数器。 当计数器74LS191加计数到7（0111）时，通过与门取出信号，经过或门使D 触发器输出由原来的低
装 … …订 ……线电平反转为高电平，通过加减控制端U/D′，使计数器由加法计数变为减法计数。当计数器74LS191减计数到0（0000）时，借位输出端产生信号，经过或门使D触发器输出由原来的高电平反转为低电平，通过加减控制端U/D′，使计数器由减法计数变为加法计数。计数器输出信号为0000到0111的加计数，再由0111到0000的减计数，不断循环。再经过3—8译码器使8个LED灯从左到右逐个点亮，然后再从右到左逐个点亮，循环。 Electronics Workbench 实验图2 本次实验使用软件MAXPLUS II、Multisim或QUARTUS II皆可。但要求至少要使用2种软件实现电路设计。 三、实验步骤 提前进行电路设计。要求在实验报告中写出详细的设计过程，包括设计思路，和预计输出结果，画出逻辑电路图，实际应使用的芯片。
高频电子线路实训报告锁相环路仿真设计 专业 学生姓名 学号 2015 年 6 月24日
锁相环应用电路仿真 锁相环是一种自动相位控制系统，广泛应用于通信、雷达、导航以及各种测量仪器中。锁相环及其应用电路是“通信电子电路”课程教学中的重点容，但比较抽象，还涉及到新的概念和复杂的数学分析。因此无论是教师授课还是学生理解都比较困难。为此，我们将基于Multisim的锁相环应用仿真电路引入课堂教学和课后实验。实践证明，这些仿真电路可以帮助学生对相关容的理解，并为进行系统设计工作打下良好的基础。锁相环的应用电路很多，这里介绍锁相环调频、鉴频及锁相接收机的Multisim仿真电路。 1.锁相环的仿真模型 首先在Multisim软件中构造锁相环的仿真模型(图1)。基本的锁相环由鉴相器(PD)、环路滤波器(I P)和压控振荡器(VCO)三个部分组成。图中，鉴相器由模拟乘法器A 实现，压控振荡器为V3，环路滤波器由R1、C1构成。环路滤波器的输出通过R2、R3串联分压后加到 压控振荡器的输入端，直流电源V2用来调整压控振荡器的中心频率。仿真模型中，增加R2、R3及的目的就是为了便于调整压控振荡器的中心频率。 图1 锁相环的仿真模型 2.锁相接收机的仿真电路 直接调频电路的振荡器中心频率稳定度较低，而采用晶体振荡器的调频电路，其调频围又太窄。采用锁相环的调频器可以解决这个矛盾。其结构原理如图2所示。
图2 锁相环调频电路的原理框图 实现锁相调频的条件是调制信号的频谱要处于低通滤波器通带之外，也就是说，锁相环路只对慢变化的频率偏移有响应，使压控振荡器的中心频率锁定在稳定度很高的晶振频率上。而随着输人调制信号的变化，振荡频率可以发生很大偏移。 图3 锁相环调频的仿真电路 根据图2建立的仿真电路如图3所示。图中，设置压控振荡器V1在控制电压为0时，输出频率为0；控制电压为5V时，输出频率为50kHz。这样，实际上就选定了压控振荡器的中心频率为25kHz，为此设定直流电压V3为2.5V。调制电压V4通过电阻Rs接到VCO的输人端，R实际上是作为调制信号源V4的阻，这样可以保证加到VCO输人端的电压是低通滤波器的输出电压和调制电压之和，从而满足了原理图的要求。本电路中，相加功能也可以通过一个加法器来完成，但电路要变得相对复杂一些。 VCO输出波形和输人调制电压的关系如图4所示。由图可见，输出信号频率随着输人信号的变化而变化，从而实现了调频功能。
跑马灯分析如下： 跑马灯电路采用74LS194为核心控制彩灯左移、右移及闪烁功能，围绕74LS194的S1、S0工作的控制方式，S1、S0需要自动周期性的变化，为了实现自动模式转换，设计一个状态计数器，控制彩灯模式转换，利用74153双四选一电路，将S1、S0的状态置入74194，完成周期性地读取。 本设计方案的关键是S1、S0状态信息如何传送给74194，S1、S0状态信息要与整个彩灯控制电路相匹配，不同的S1、S0状态，送入74LS194数据输入端的数据不同，利用74LS153作为数据选通，连接到74LS194数据输入端，不同的工作状态，选通数据输出不同，这是设计的主要关键点之一。 电路中，利用74161完成状态计数工作，每8个时钟脉冲，状态计数器完成加一操作，完成移位方式控制，利用74194完成左移或右移及闪烁功能功能，利用74153完成左右移数据输入选通控制。
根据任务要求列出自动循环状态和74194移位控制工作方式表2。 表2 X/0表示电路设计过程中，尽管状态表中取任意态，但在实际电路连接中，取低电平。 彩灯控制器完成左移、右移、闪烁及同时左右移，只需要4种状态，故状态计数器完成模4计数即可。移位寄存器的工作状态由方式控制字S1、S0决定，查阅74LS194数据手册，确定S1、S0工作方式。利用表.2，分析S1、S0的状态。因为彩灯是八路输出，用两片74LS194，其中高位标号为74194B，低位为74194A，所以高位的74LS194工作方式标称为BS1、BS0，低位为AS1、AS0。将BS1、BS0、AS1、AS0放在一起，用74153将数据状态选通输出即可 从表格中可以看出，状态计数器描述计数状态，移位寄存器完成左移、右移、闪烁、左右同时移动功能，且自动循环进行。
实验一 模拟锁相环模块 一、实验原理和电路说明 模拟锁相环模块在通信原理综合实验系统中可作为一个独立的模块进行测试。在系统工作中模拟锁相环将接收端的256KHz 时钟锁在发端的256KHz 的时钟上，来获得系统的同步时钟，如HDB3接收的同步时钟及后续电路同步时钟。 f 0=256K H z 64K H z U P 04U P 03B U P 02 U P 01512K H z 分频器÷4 分频器÷8 H D B 3 环路 滤波器 放大器图 2.1.1 模拟锁相环组成框图 T P P 02T E S T 跳线器K P 02V C O T P P 03T P P 06 T P P 04T P P 05 256K b itp s T P P 07带通滤波器 T P P 01 U P 03A 64K H z 该模块主要由模拟锁相环UP01（MC4046）、数字分频器UP02（74LS161）、D 触发器UP04（74LS74）、环路滤波器和由运放UP03（TEL2702）及阻容器件构成的输入带通滤波器（中心频率：256KHz ）组成。在UP01内部有一个振荡器与一个高速鉴相器组成。该模拟锁相环模块的框图见图2.1.1。因来自发端信道的HDB3码为归零码，归零码中含有256KHz 时钟分量，经UP03B 构成中心频率为256KHz 有源带通滤波器后，滤出256KHz 时钟信号，该信号再通过UP03A 放大，然后经UP04A 和UP04B 两个除二分频器（共四分频）变为64KHz 信号，进入UP01鉴相输入A 脚；VCO 输出的512KHz 输出信号经UP02进行八分频变为64KHz 信号，送入UP01的鉴相输入B 脚。经UP01内部鉴相器鉴相之后的误差控制信号经环路滤波器滤波送入UP01的压控振荡器输入端；WP01可以改变模拟锁相环的环路参数。正常时，VCO 锁定在外来的256KHz 频率上。 模拟锁相环模块各跳线开关功能如下：
HDL数字系统课程设计报告书 目录 一、设计目的 (2) 二、设计思路 (2) 三、设计过程 (2) 3.1、系统方案论证 (2) 3.2、程序代码设计 (3) 四、系统调试与结果 (5) 五、主要元器件与设备 (9) 六、课程设计体会与建议 (9) 6.1、设计体会 (9) 6.2、设计建议 (10) 七、参考文献 (10)
论文摘要： 共16个LED灯，连成一排，实现几种灯的组合显示。通过这次对跑马灯控制电路的设计与制作，了解了设计电路的程序，也了解了关于跑马灯工作的基本原理与设计理念，首先要将一个程序分成几个模块，分别调试每一个模块，当每个模块均能正常工作时，其次再将其都组合在一起再次调试与仿真，最后将程序下载到Altera公司ACEXTM系列EPEK30QC208-2芯片，观察程序是否能控制硬件的实现。此外，本实验也可通过EDA软件Quartus6.0和modelSim SE 6.0实现。 关键词: HDL 数字系统跑马灯设计
一、设计目的 1、熟悉Verilog HDL程序编程。 2、掌握Altera公司ACEXTM系列EPEK30QC208-2芯片的使用方法。 3、熟悉Quartus II 6.0和Modesim SE 6.0软件的使用。 4、了解16个数码管的显示原理和方法。 二、设计思路 1、编写跑马灯设计程序。 2、定义LED灯引脚分配。 3、设计状态控制。 4、下载到EPEK30QC208-2芯片上显示。 三、设计过程 3.1、系统方案论证 16位LED跑马灯设计框图如图1所示:
图1 LED跑马灯设计框图 3.2、程序代码设计 module paomadeng(rst,clk,sel,led); //端口定义，参数列表 input rst,clk; //rst复位，clk为4Hz的时钟信号input[1:0] sel; //sel 状态选择端口 output[15:0] led; //led 跑马灯显示 reg[15:0] led; reg[15:0] led_r,led_r1; reg cnt1,dir; //cnt1控制状态2 led灯的亮次数 reg[3:0] cnt2; //cnt2控制状态2 led灯的亮次数 reg[2:0] cnt3; //cnt3控制状态2 led灯的亮次数 always@(posedge clk) begin if(rst) begin cnt1<=0;cnt2<=0;cnt3<=0;dir<=0;end else case(sel) // LED按奇数，偶数依次显示 2'b00: begin led_r=16'b0101010101010101; if(cnt1==0)led<=led_r; else led<=led_r<<1; cnt1<=cnt1+1; end // LED顺序依次显示，顺序依次熄灭 2'b01: begin if(!dir) begin if(cnt2==0) begin led_r=16'b0000000000000001;led<=led_r;end else begin led<=(led<<1)+led_r;end if(cnt2==15) begin dir<=~dir;end
基于锁相环的频率合成电路设计 0 引言 锁相环简称PLL，是实现相位自动控制的一门技术，早期是为了解决接收机的同步接收问题而开发的，后来应用在电视机的扫描电路中。由于锁相技术的发展，该技术已逐渐应用到通信、导航、雷达、计算机到家用电器的各个领域。自从20 世纪70年代起，随着集成电路的发展，开始出现集成的锁相环器件、通用和专用集成单片锁相环，使锁相环逐渐变成一个低成本、使用简便的多功能器件。如今，PLL 技术主要应用在调制解调、频率合成、彩电色幅载波提取、雷达、FM立体声解码等各个领域。随着数字技术的发展，还出现了各种数字PLL器件，它们在数字通信中的载波同步、位同步、相干解调等方面起着重要的作用。随着现代电子技术的飞快发展，具有高稳定性和准确度的频率源已经成为科研生产的重要组成部分。高性能的频率源可通过频率合成技术获得。随着大规模集成电路的发展，锁相式频率合成技术占有越来越重要的地位。由一个或几个高稳定度、高准确度的参考频率源通过数字锁相频率合成技术可获得高品质的离散频率源。 1 锁相环及频率合成器的原理 1．1 锁相环原理 PLL是一种反馈控制电路，其特点是：利用外部输入的参考信号控制环路内部振荡信号的频率和相位。因PLL可以实现输出信号频率对输入信号频率的自动跟踪，所以PLL通常用于闭环跟踪电路。PLL在工作的过程中，当输出信号的频率与输入信号的频率相同时，输出电压与输入电压保持固定的相位差值，即输出电压与输入电压的相位被锁住，这就是PLL名称的由来。PLL通常由鉴相器(PD)、环路滤波器(LF)和压控振荡器(VCO)三部分组成，PLL组成的原理框图如图1所示。 PLL中的鉴相器又称为相位比较器，它的作用是检测输入信号和输出信号的相位差，并将检测出的相位差信号转换成uD(t)电压信号输出，该信号经低通滤波器滤波后形成压控振荡器的控制电压uC(t)，对振荡器输出信号的频率实施控制。鉴相器通常由模拟乘法器组成，利用模拟乘法器组成的鉴相器电路如图2所示。
跑马灯实验说明书 一、实验目的 1.熟悉NE555定时器，计数器CD4017的逻辑特性。 2.熟悉NE555构成多谐振荡器原理。 3.掌握简单电子电路的安装、焊接、调试技术。 二、实验要求 1.知道NE555、CD4017的管脚排列顺序。 2.利用NE555构成多谐振荡器。 3.知道电阻的主要参数及其标注方法。（见实验指导书116页）。 4. 知道电容器的主要作用。（见实验指导书122页）。 5. 了解有关焊接的知识。 三、实验器材 电路板1块。 电容：1μF （1个）。 集成芯片：NE555（1个）、CD4017（1个）。 电阻：22K?、550K?（可调）、330?各一个 二极管：IN4148（8个）、发光二极管（6个）。 秒表（自行提供） 电池：5V 四、电路的安装 1.检查集成芯片NE555，CD4017的安装位置有无错误. 2.检查电解电容的极性有无错误； 3. 检查二极管IN4148及发光二极管的安装方向有无错误； 4. 检查各个电阻的安装是否有误。 5. 检查有无虚焊。 五、电路的调试 1. 电路焊接好后，先将电路板正负端接到直流电压5V及地线处，观察发光二极管是否变亮。 2. 适当改变电位器阻值，观察其对CD4017循环周期（发功二极管依次循环一周）的影响。 3. 利用秒表记录CD4017一个合适循环周期的时间。（分别测量电阻最大时、最小时、合适时的周期） 六、实验报告要求 1. 写出实验目的、要求。 2. 注明说用元器件 3. 画出实验电路图。 4. 根据实验操作过程，自己拟写实验步骤。 5. 根据公式计算出多谐振荡器的频率。与记录的循环周期有何联系。 附录 1.跑马灯电路图 2.CD4017的相关资料 3.NE555的相关资料（见实验指导书220页）
基于Matlab的数字锁相环的仿真设计 摘要：锁相环是一个能够跟踪输入信号相位变化的闭环自动跟踪系统。它广泛应用于无线电的各个领域，并且，现在已成为通信、雷达、导航、电子仪器等设备中不可缺少的一部分。然而由于锁相环设计的复杂性，用SPICE对锁相环进行仿真，数据量大，仿真时间长，而且需进行多次仿真以提取设计参数，设计周期长。本文借助于Matlab中Simulink仿真软件的灵活性、直观性，在Simulink 中利用仿真模块搭建了全数字锁相环的仿真模型。先借助模拟锁相环直观形象、易于理解的特点，通过锁相环在频率合成方面的应用，先对模拟锁相环进行了仿真，对锁相环的工作原理进行了形象的说明。在模拟锁相环的基础上，重新利用仿真模块搭建了全数字锁相环的仿真模型，通过仿真达到了设计的目的，验证了此全数字锁相环完全能达到模拟锁相环的各项功能要求。 关键词：锁相环，压控振荡器，锁定，Simulink，频率合成，仿真模块 1引言 1932年法国的H.de Bellescize提出同步捡波的理论，首次公开发表了对锁相环路的描述。到1947年，锁相环路第一次应用于电视接收机的水平和垂直扫描的同步。到70年代，随着集成电路技术的发展，逐渐出现集成的环路部件、通用单片集成锁相环路以及多种专用集成锁相环路，锁相环路逐渐变成了一个成本低、使用简便的多功能组件，为锁相技术在更广泛的领域应用提供了条件。锁相环独特的优良性能使其得到了广泛的应用，其被普遍应用于调制解调、频率合成、电视机彩色副载波提取、FM立体声解码等。随着数字技术的发展，相应出现了各种数字锁相环，它们在数字信号传输的载波同步、位同步、相干解调等方面发挥了重要的作用。而Matlab强大的数据处理和图形显示功能以及简单易学的语言形式使Matlab在工程领域得到了非常广泛的应用，特别是在系统建模与仿真方面，Matlab已成为应用最广泛的动态系统仿真软件。利用MATLAB建模可以快速地对锁相环进行仿真进而缩短开发时间。 1.1选题背景与意义 Matlab是英文MATrix LABoratory（矩阵实验室）的缩写。1980年，时任美国新墨西哥大学计算机系主任的Cleve Moler教授在给学生讲授线性代数课程时，为使学生从繁重的数值计算中解放出来，用FORTRAN语言为学生编写了方便使用Linpack和Eispack的接口程序并命名为MATLAB，这便是MATLAB的雏形。经过几年的校际流
简易LED跑马灯设计 摘要 随着微电子技术的飞速发展，集成电路的集成度和性能提高、价格下降，特别是单片微处理器的出现，对现代社会的进步起到了巨大推进作用，也从各个方面改变了人们的生活，比如目前国内国外都大量使用的霓虹灯广告牌、交通显示信号灯，以及各种车辆、家用电器等普遍使用的指示信号灯，给人们的生活提供了便利。本文针对广告牌等显示器件中起到至关重要的作用的数字控制信号LED灯显示（跑马灯）进行一个简易的模拟设计。此实验项目中，使用8255芯片实现16位数码管显示，制作成一个简易的跑马灯，其中要运用386[pc]汇编语言编写相应代码，并且要针对8255的特点设计实验连线图，是对本科接口课程中学习到的软件以及硬件知识的一个综合运用，通过实际上机实验操作，编译设计不同的跑马灯效果。通过最后的综合实验调试，成功实现了简易跑马灯的效果显示，这是对跑马灯实际应用的一次有益接触，也是对该应用原理的一次初步实践。 【关键词】接口跑马灯 8255芯片 LED灯汇编语言
1 LED的应用领域以及LED跑马灯的研究意义 ?1.1 LED的应用领域 LED的应用领域非常广，包括通讯、消费性电子、汽车、照明、信号灯等，可大体区分为背光源、电子设备与照明、显示屏、汽车交通等五大领域。 ◆汽车交通:以汽车內装使用包括了仪表板、音箱等指示灯，及汽车外部(第三刹车灯、左右尾灯、方向灯等)，另外还包括交通标志灯。 ◆背光源:主要是手机背光光源方面，是SMD型产品应用的最大市场。 ◆显示屏: LED显示屏作为一种新兴的显示媒体，随着大规模集成电路和计算机技术的高速发展，得到了飞速发展，它与传统的显示媒体―多彩霓虹灯、象素管电视墙、四色磁翻板相比较，以其亮度高、动态影像显示效果好、故障低、能耗少、使用寿命长、显示内容多样、显示方式丰富、性能价格比高等优势，已广泛应用于各行各业。 ◆电子设备与照明:LED以其功耗低，体积小，寿命长的特点，已成为各种电子设备指示灯的首选，目前几乎所有的电子设备都有LED的身影。 ?1.2 LED跑马灯的研究意义 本文主要是对LED显示屏应用的一个初步研究，跑马灯是对LED显示屏功能的基础模拟，通过对跑马灯形式的LED显示进行实验模拟，可以对LED的大型应用奠定基础，是将来完成完整LED效果显示设计的初级实践。LED跑马灯设计正好和本科接口基础设计课程相衔接，运用到了课程中学习到的相关接口知识，是对该课程知识的一个综合运用，有助于加强基础知识的掌握，提升个人实践能力。 2 相关实验芯片及原理的介绍 本实验需要器材：8255芯片一块，PC机一台，TD-PIT/TD-PIT-B实验箱一台。 ?2.1 LED灯管的发光以及驱动原理 图2.1 发光二极管结构图 LED灯管LED（Light Emitting Diode，图2.1），发光二极管，是一种固态的半导体器件，它可以直接把电转化为光。LED的心脏是一个半导体的晶片，晶片的一端附在一个支架上，一端是负极，另一端连接电源的正极，使整个晶片被环氧树脂封装起来。半导体晶片由三部分组成，一部分是P型半导体，在它里面空穴占主导地位，另一端是N型半导体，在这边主要是电子，中间通常是1至5个周期的量子阱。当电流通过导线作用于这个晶片的时候，电子和空穴就会被推向量子阱，在量子阱内电子跟空穴复合，然后就会以光子的形式发出能量，这就是LED发光的原理。而光的波长也就是光的颜色，是由形成P-N结的材料决定的。 在接口试验中通常会用到单色LED灯作信号显示，给LED灯输入数字信号，LED灯会根据信号的不同而显示亮或者灭。
光电信息学院 数字电路课程设计报告 课程名称：数字设计原理与实践 设计题目：跑马灯设计及仿真 专业：光电工程与光通信 学号：2905103032 2905402009 姓名：生艳梅周高翔
选课号：60 71 2011年06月08日 光电学院数字电路课程设计 任务名称：跑马灯的设计及仿真 专业：光电工程与光通信姓名：生艳梅周高翔 指导教师：周建华 （1）课程设计应达到的目的、任务及要求： 控制8 个LED 进行花式显示，设计4 种显示模式：S0，从左到右逐个点亮LED；S1，从右到左逐个点亮LED；S2，从两边到中间逐个点亮LED；S3，从中间到两边逐个点亮LED。4 种模式循环切换，复位键(rst）控制系统的运行与停止。跑马灯的状态转换图如图所示：
（2）设计思路 要达到跑马灯的灯依次亮的效果。我们只需要将跑马灯的8 盏灯用8 位二进制数表示，1 代表灯亮，0 代表灯灭，然后设计若干个状态，让clk 在上升沿处带动状态的改变。按照要求，初始状态是全灭，即00000000 然后由左往右依次亮，既：1000000 →11000000→11100000 →………依次类推。 （3）程序如下： module ledwalk(clk,rst,led); input clk,rst; output [7:0] led; reg [7:0] led; reg [24:0] count;
reg [4:0] state; wire clk; always @ (posedge clk,negedge rst) begin if(!rst) count<=0; else count=count+1; end always @ (posedge clk) begin :AA case(state) 5'b00000: led=8'b00000000; 5'b00001: led=8'b10000000; 5'b00010: led=8'b11000000; 5'b00011: led=8'b11100000; 5'b00100: led=8'b11110000; 5'b00101: led=8'b11111000; 5'b00110: led=8'b11111100; 5'b00111: led=8'b11111110; 5'b01000: led=8'b11111111; 5'b01001: led=8'b00000000;
南京机电职业技术学院 毕业设计(论文) 题目 40MHz简易锁相环的设计 系部电子工程系专业电子信息技术工程 姓名王鑫学号 G1210145 指导教师吕彬森 2015 年 04 月09日
摘要 在无线收发信机电路中，除了发射机和接收机外，还有一个非常重要的部分就是本地振荡电路。为了保证本地振荡模块输出信号的频率稳定性和较低的相位噪声，通常本振采用锁相环技术来实现，特别在无线通信领域。 本文阐述了锁相环的基本结构和工作原理，从锁相环稳定性的角度出发，给出了无线通信电路中使用40MHz 锁相环的电路设计，并且将方案中锁相环电路进行了仿真，最终满足40MHz 锁相环的设计要求。 关键词：锁相环；鉴相器；压控振荡器
Abstract（外语专业的需要） 【英文摘要正文输入】 In the wireless transceiver circuit, in addition to the transmitter and the receiver, there is a very important part of the local oscillator circuit is. In order to ensure the stability of the local oscillator module, output signal frequency and low phase noise, the vibration by using phase locked loop technique, especially in the field of wireless communications. This paper introduces the basic structure and working principle of the phase-locked loop PLL, starting from the stability of the 40MHz PLL circuit design is given of the use of wireless communication circuit, and the scheme of PLL circuit simulation, and ultimately meet the design requirements of 40MHz phase locked loop. Keywords: Attenuation network; Attenuation quantity; Amplifier; broadband
2323 学校代码：14057 学号： 芜湖信息技术职业学院毕业论文（设计） 论文题目： 学科专业： 作者姓名： 指导教师： 完成时间：
选题背景 最近几年来，在电子技术高度发展的今天，单片机迅猛发展，多功能按键已成为当代电子信息中不可或缺的重要部分，尤其是应用在当代的潮流物品上面，例如:MP3,MP4,手机，数字电视等高科技电子电器上面.正是由于它的出现和应用给人们的学习、工作、娱乐带来极大方便。另外,多功能按键中还采用了石英晶体振荡电路，从而使它具有响应快、灵敏度高、性能稳定诸多优点。它还可以利用一个按键实现单击、双击、连击的功能，真正做到了一键多功能,多效应,这也正是它的命名由来. 近年来中国电子工业持续高速增长，带动电子元器件产业的强劲发展。中国已经成 为扬声器、铝电解电容器、显像管、印制电路板、半导体分立器件等电子元器件的世界 生产基地。 本设计介绍一种实用的单片机多功能按键的设计与制作，采用基于MS-51的单片机 AT89S51芯片,并且利用该芯片及其他一些电器元件设计了本实验跑马灯电路板。 毕业论文进度安排： 2011 02 定题 2011 03 写提纲、初稿 2011 04 修改论文 2011 06 定稿 指导教师意见： 指导教师签名：年月日 毕业论文（设计）写作提纲
一、论文题目 跑马灯设计 二、论题观点来源： 电子信息产业具有产业规模大，技术进步快，产业关联度强等特点，是经济增长的重要的引擎，更是我国国民经济重要的战略性产业。09年以来我国电子信息产业一路保持恢复性增长的态势，目前已进入平稳增长的阶段。近年来中国电子工业持续高速增长，带动电子元器件产业的强劲发展。中国已经成为扬声器、铝电解电容器、显像管、印制电路板、半导体分立器件等电子元器件的世界生产基地。 三、基本观点： 该论文首先主要是简介电子行业在我国的发展趋势以及发展前景。其次是介绍一些关于芯片AT89S51的功能等硬件方面的知识。之后介绍软件方面的设计思想。最后进行电路板的调试问题解决和设计总结。 四、论文结构： 1、总体设计 2、硬件设计 3、软件设计 4、设计总结 毕业论文（设计）工作中期检查表
烟台南山学院 PLC课程设计 题目霓虹灯广告屏装置PLC设计与调试 姓名：李海港 所在学院：烟台南山学院 所学专业：电气工程及其自动化 班级：电气工程1102班 学号： 指导教师：姜倩倩 小组成员：邱胜强马帅李海洋
课程设计任务书 一、基本情况 学时：1周学分：1学分适应班级：10电气技术 二、课程设计的意义、性质、目标、要求 1．意义 课程设计是PLC课程教学的最后一个环节，是对学生进行全面的系统的训练。进行课程设计可以让学生把学过的比较零碎的知识系统化，真正的能够把学过的知识落到实处，能够开发简单的系统，也进一步激发了学生再深一步学习的热情，因此课程设计是必不少的，是非常必要的。 2．性质 课程设计是提高学生PLC技术应用能力以及文字总结能力的综合训练环节，是配合PLC课程内容掌握、应用得的专门性实践类课程。 3．目标 通过典型实际问题的实际，训练学生的软硬件的综合设计、调试能力以及文字组织能力，建立系统设计概念，加强工程应用思维方式的训练，同时对教学内容做一定的扩充。 4．要求 （1）课程设计的基本要求 PLC课程设计的主要内容包括：理论设计与撰写设计报告等。其中理论设计又包括选择总体方案，硬件系统设计、软件系统设计；硬件设计包括单元电路，选择元器件及计算参数等；软件设计包括模块化层次结构图，程序流程图。程序设计是课程设计的关键环节，通过进一步完善程序设计，使之达到课题所要求的指标。课程设计的最后要求是写出设计总结报告，把设计内容进行全面的总结，若有实践条件，把实践内容上升到理论高度。 （2）课程设计的教学要求 PLC课程设计的教学采用相对集中的方式进行，以班为单位全班学生集中到设计室进行。做到实训教学课堂化，严格考勤制度，在实训期间（一周）累计旷课达到6节以上，或者迟到、早退累计达到8次以上的学生，该课程考核按不及
徐州工程学院 课程设计报告 ( 2012 -- 2013 年度第一学期) 名称：数字电子技术课程设计 题目：跑马灯 院系： 班级： 学号： 学生姓名： 指导教师： 设计周数： 1 成绩： 日期：2013年01月15日
目录 一、课程设计的目与要求 1.1设计目的 (3) 1.2设计要求 (3) 1.3主要技术指标 (3) 二、设计正文 2.1.设计分析 (3) 2.2.设计思路 (3) 2.3芯片资料 (3) 2.4.设计流程图 (8) 2.5 设计原理图 (8) 2.6.仿真图原理图 (9) 2.7.仿真现象 (9) 2.8时序逻辑 (10) 2.9PCB图 (11) 2.10实物图 (11) 2.11实物演示 (12) 三、设计结论与心得 (13) 四、参考文献 (13) 五、附图 (14)
一、课程设计的目与要求： 1.1、设计目的; 1．熟悉和掌握数字电路元件的特性和使用方法 2．深入理解数字电子技术基础的学习 3．锻炼自我思考，设计电路的能力 4．锻炼动手，实践能力 1.2、设计要求： 1．根据技术指标要求确定电路形式，分析工作原理，计算元件参数 2．列出所用元器件清单并购买 3．安装调试所设计的电路，使之达到设计要求 4．记录实验结果 5．撰写设计报告 1.3、主要技术指标： 1．实现8灯循环点亮 2．间隔时间可调 3．广告灯的样式自定 二、设计正文： 2.1.设计分析： 我们设计的跑马灯实际上是主要使用一个74LS161，一个74LS138，一个74LS20对8个LED进行控制，产生循环控制的效果。形成一个流水似的广告灯，并且通过一个74ls161对输入脉冲进行分频，实现循环速度可调。 2.2.设计思路： 首先我们利用二进制计数器74ls161对外界输入脉冲进行计数，并且通过输出端输出对应的二进制数码，再利用74ls138译码器对74ls161输出的二进制数进行译码，由此产生八位LED流水的效果，计数时需要对计数只进行限定，利用74ls20与74ls161利用反馈归零法限定计数只为8. 2.3芯片资料： （1）集成二进制计数器74LS161 74LS161是4位二进制同步加法计数器，除了有二进制加法计数功能外，还具有异步清零、同步并行置数、制加法计数功能外，还具有异步清零、同步并行置数、保持等功能。
实验十四模拟锁相环实验 一、实验目的 1、了解用锁相环构成的调频波解调原理。 2、学习用集成锁相环构成的锁相解调电路。 二、实验容 1、掌握锁相环锁相原理。 2、掌握同步带和捕捉带的测量。 三、实验仪器 1、1号模块1块 2、6号模块1块 3、5号模块1块 4、双踪示波器1台 四、锁相环的构成及工作原理 1、锁相环路的基本组成 锁相环由三部分组成，如图14-1所示，它由相位比较器PD、低通滤波器LF、压控振荡器VCO三个部分组成一个闭合环路，输入信号为V i(t),输出信号为V0(t),反馈至输入端。下面逐一说明基本部件的作用。 图14-1 锁相环组成框图 一、压控振荡器（VCO） VCO是本控制系统的控制对象，被控参数通常是其振荡频率，控制信号为加在VCO上的电压，故称为压控振荡器，也就是一个电压－频率变换器，实际上还有一种电流－频率变换器，但习惯上仍称为压控振荡器。 二、鉴相器（PD）
PD 是一个相位比较装置，用来检测输出信号V 0(t)与输入信号V i (t)之间的相位差θe (t)，并把θe (t)转化为电压V d (t)输出，V d (t)称为误差电压，通常V d (t)作为一直流分量或一低频交流量。 三、环路滤波器（LF ） LF 作为一低通滤波电路，其作用是滤除因PD 的非线性而在V d (t)中产生的无用的组合频率分量及干扰，产生一个只反映θe (t)大小的控制信号V e (t)。 按照反馈控制原理，如果由于某种原因使VCO 的频率发生变化使得与输入频率不相等，这必将使V 0(t)与V i (t)的相位差θe (t)发生变化，该相位差经过PD 转换成误差电压V d (t)，此误差电压经LF 滤波后得到V c (t)，由V c (t)去改变VCO 的振荡频率使趋近于输入信号的频率，最后达到相等。环路达到最后的这种状态就称为锁定状态，当然由于控制信号正比于相位差，即 )()(t t V e d θ∝ 因此在锁定状态，θe (t)不可能为零，换言之在锁定状态V 0(t)与V i (t)仍存在相位差。 2、 锁相环锁相原理 锁相环是一种以消除频率误差为目的的反馈控制电路，它的基本原理是利用相位误差电压去消除频率误差，所以当电路达到平衡状态后，虽然有剩余相位误差存在，但频率误差可以降低到零，从而实现无频差的频率跟踪和相位跟踪。 当调频信号没有频偏时，若压控振荡器的频率与外来载波信号频率有差异时，通过相位比较器输出一个误差电压。这个误差电压的频率较低，经过低通滤波器滤去所含的高频成份，再去控制压控振荡器，使振荡频率趋近于外来载波信号频率，于是误差越来越小，直至压控振荡频率和外来信号一样，压控振荡器的频率被锁定在与外来信号相同的频率上，环路处于锁定状态。 当调频信号有频偏时，和原来稳定在载波中心频率上的压控振荡器相位比较的结果，相位比较器输出一个误差电压，如图14-2，以使压控振荡器向外来信号的频率靠近。由于压控振荡器始终想要和外来信号的频率锁定，为达到锁定的条件，相位比较器和低通滤波器向压控振荡器输出的误差电压必须随外来信号的载波频率偏移的变化而变化。也就是说这个误差控制信号就是一个随调制信号频率而变化的解调信号，即实现了鉴频。
跑马灯控制电路设计 The Standardization Office was revised on the afternoon of December 13, 2020
HDL数字系统课程设计报告书 目录 一、设计目的.......................... 错误!未定义书签。 二、设计思路.......................... 错误!未定义书签。 三、设计过程.......................... 错误!未定义书签。 、系统方案论证.................... 错误!未定义书签。 、程序代码设计.................... 错误!未定义书签。 四、系统调试与结果.................... 错误!未定义书签。 五、主要元器件与设备.................. 错误!未定义书签。 六、课程设计体会与建议................ 错误!未定义书签。 、设计体会........................ 错误!未定义书签。 、设计建议........................ 错误!未定义书签。 七、参考文献............................. 错误!未定义书签。
论文摘要： 共16个LED灯，连成一排，实现几种灯的组合显示。通过这次对跑马灯控制电路的设计与制作，了解了设计电路的程序，也了解了关于跑马灯工作的基本原理与设计理念，首先要将一个程序分成几个模块，分别调试每一个模块，当每个模块均能正常工作时，其次再将其都组合在一起再次调试与仿真，最后将程序下载到Altera公司ACEXTM系列EPEK30QC208-2芯片，观察程序是否能控制硬件的实现。此外，本实验也可通过EDA软件和modelSim SE 实现。 关键词: HDL 数字系统跑马灯设计