数字逻辑实验报告——洗衣机系统.docVIP

《数字逻辑》课程设计 ——洗衣机 实验报告 院系：计算机科学与技术学院 班级：计算机0907 班 学生姓名：刘珂男 学号：U200915075 一、实验目的 通过这次课设对上学期知识进行回顾，同时也更加深入了解并掌握VHDL编程技术，加强我们对《数字逻辑》课程的所学知识的综合运用能力。 二、实验所用仪器和组件 可编程芯片ISP1032E DICE-SEM试验箱 逻辑开关：一排16个，K0~K15 按钮开关：2个，P1~P2 显示灯：一排16个，L0~L15 七段译码显示器：6个（8421码驱动显示） 输出直流电压：5V±0.1V 输出直流电流：2.5A 钮子开关、单按钮脉冲、指示灯若干 时钟信号：1Hz 引线若干 三、实验设计方案、逻辑图及波形图 1、设计方案： 逻辑图和流程图 简单绘出各个模板： 四、实验步骤、实验记录 1、在进行设计之前首先进行设计需求分析。本部分包括对功能的详细了解，以及对各种实现细节的分析。首先将这个具体的系统分成如下模块：水位控制块，模式选择块，声音模块，指示灯显示模块，启动暂停模块，初始化模块和最后的报警模块。另外，对于一些作为判断和选择的模块，采用一个有限状态机来控制。通过这个状态的形式来决定执行相应的操作。 2、模块功能细化。将每一个模块的功能分析透彻然后逐个实现。 3、编写VHDL代码。细化模块功能后，就开始编写代码来具体实现。写代码时同样也是逐个将模块代码化并下载验证，通过了之后再编写下一个模块。 4、在实验的过程中记录每个开关对应的LED灯和相应的示数状态，最后的问题就是调试问题，此部分很多写代码的过程中就遇到了，通过不断的修改和同组成员间的讨论来实现。 以下记录为各信号与对应的引脚排布： Mode 5 模式选择 Power 7 电源开关 Start 9 暂停/启动 Water 11 水位控制 Drain_light 12 脱水灯 clean_light 13 漂洗灯 Washing_light 14 洗涤灯 display_0(0~3) 33,34,35,36 剩余时间数码管的个位 diaplay_1(0~3) 46,47,48,49 剩余时间数码管的十位 Sound 51 声音 Start_light 26 启动/暂停灯 Power_light 27 电源开关 Water_level(0~3) 29,30,31,32 水位控制数码管 五、对观察结果的分析、处理及讨论 实验当中遇到的代码问题有很多。习惯了C语言的语法后用VHDL语言写代码很不习惯，稍有疏忽运行的时候就会报错。究其原因，还是对VHDL基本语法不是很理解，比如说，VHDL里的进程是并行执行，这样我们的逻辑性很容易混乱，写出的代码根本不会编译成功。而且调试也是一件很痛苦的事，明明以自己的逻辑来看代码是对的，但是怎么都通不过，最后通过很久的讨论和修改才得以解决。 下载到芯片之后，发现系统测试结果和理想的有很大差距，检查电路也没有问题，后来才发现要将排线拔掉。实验台上的单刀单掷开关作为输入信号的时候一开始有反应，过一会就怎么拨都没反应了，只好在测试的时候换成脉冲信号。 还有就是初始化的时候有不稳定的情况，总是会时不时出现洗衣模式或者水位模式初值不正确的情况，但是在拔掉水位和模式的信号线的时候就稳定了，在这里也不知是为何，而且在其它的机器上实现时，这个问题又没有了，猜想可能是机器的信号产生的问题！ 六、实验方案的改进意见 对课程设计作详细分析时发现有两个要求好像有冲突，即1、启动运行是继续执行刚才被暂停的未完成的工作流程。在一个洗衣模式的所有工作流程完成后，洗衣机进入标准模式，同时如果5分钟内没有按“启动/暂停”键来启动运行，系统将自行掉电。2、在每个洗衣模式所有的程序都结束时，发出“嘟嘟嘟····”的报警声，响30秒后停止，自动执行“电源”开关关的所有工作。后来和同组成员仔细分析这两条，发现要求还是有区别的，不过我们还是根据实际情况把两个结合在一起，即如果开机30秒内无任何操作就自动关机，后者用于前者。 还有就是灯的闪烁效果，我们用的是余2的方式，即一秒变一次颜色，但这样确实不是很好的闪烁效果，觉得确实可以改进成用现成的频率信号输入，用高频的输入实现闪烁效果，这也是在检查时老师指出的问题！ 实验体会 首先，有一点需要老实承认，这次课设的难度是比较大的，虽然在上学期已经接触过VHDL编程，但是还是很简单的那种，因此这次的程序可以说很大部分不是自己设计的，而是根据以往的学长学姐们的完成的程序改写过来的，因此，也不能说是自己的原创，但是本身对程序的了解程度还是自认为不错的，对于老师的提问还是基本可以全部回答上来的！ 这次课设刚开始还是想