1、數(shù)字邏輯綜合性實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)報(bào)告 課程名稱(chēng) 數(shù)字邏輯實(shí)驗(yàn) 題目名稱(chēng) 簡(jiǎn)單電子導(dǎo)航模擬器設(shè)計(jì) 班 級(jí) 20120616 學(xué) 號(hào) 學(xué)生姓名 同組班級(jí) 20120616 同組學(xué)號(hào) 同組姓名 指導(dǎo)教師 武俊鵬、孟昭林、劉書(shū)勇、趙國(guó)冬2014年 06 月 摘 要隨著生活水平提高，越來(lái)越多的人擁有了車(chē)并使用了導(dǎo)航儀，本實(shí)驗(yàn)就是用發(fā)光二極管以流水燈的形式來(lái)模擬導(dǎo)航過(guò)程，第幾個(gè)發(fā)光二極管發(fā)光代表用戶(hù)所在位置，首先初始化用戶(hù)所在位置后通過(guò)按鍵控制數(shù)碼管選擇目的地的代號(hào)，另用一個(gè)開(kāi)關(guān)控制開(kāi)始導(dǎo)航，二極管即可以流水燈形式工作表示導(dǎo)航，同時(shí)用一個(gè)數(shù)碼管顯示移動(dòng)的距離。關(guān)鍵詞：模擬 ；電子導(dǎo)航 ；流水燈 ；距離；目 錄1 需

2、求分析- 3 - 1.1 基本功能要求- 3 -1.2 創(chuàng)新拓展功能- 4 -1.3 設(shè)計(jì)原理- 4 -2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)- 5 -2.1 系統(tǒng)邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)- 5 -1） 初始位置設(shè)定- 5 -2） 目標(biāo)位置設(shè)定- 9 -3） 位置顯示- 9 -4） 判斷模塊- 12 -5） 里程表- 14 -2.2 系統(tǒng)物理結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)- 16 -1）初始位置的設(shè)定- 16 -2）目標(biāo)位置的設(shè)定- 18 -3 )位置顯示- 18 -4.判斷LED燈移動(dòng)方向- 21 -5.里程記錄器- 22 -2.3 實(shí)驗(yàn)器材- 24 -3 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)- 25 -3.1 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)過(guò)程- 25 -3.2 系統(tǒng)測(cè)試- 25 -3.3 系統(tǒng)最

3、終電路圖- 26 -3.4系統(tǒng)團(tuán)隊(duì)分工- 27 -4 總結(jié)- 29 -參考文獻(xiàn)- 30 -1 需求分析1.1 基本功能要求導(dǎo)航過(guò)程通過(guò)發(fā)光二極管來(lái)顯示，初始化用戶(hù)所在位置，即第幾個(gè)二極管亮，然后通過(guò)按鍵控制數(shù)碼管選定目的地代號(hào)，選好后，用另外一個(gè)按鍵給一個(gè)脈沖信號(hào)，讓發(fā)光二極管以流水燈的形式，走到選定的二極管，發(fā)光二極管代表各個(gè)地點(diǎn)（暫定八個(gè)）。1.2 創(chuàng)新拓展功能 加入了里程表功能，可以顯示導(dǎo)航過(guò)程中走過(guò)的距離（假定每個(gè)位置之間的距離相等）。在選定目的地時(shí)，不僅在數(shù)碼管上顯示目的地代號(hào)，并且點(diǎn)亮二極管相應(yīng)位置的LED燈，在導(dǎo)航時(shí)同時(shí)顯示目的地位置和實(shí)時(shí)的位置，導(dǎo)航結(jié)束時(shí)，兩個(gè)點(diǎn)亮的LED重合

4、。1.3 設(shè)計(jì)原理用發(fā)光二極管以流水燈的形式來(lái)模擬導(dǎo)航過(guò)程，第幾個(gè)發(fā)光二極管發(fā)光代表用戶(hù)所在位置，首先初始化用戶(hù)所在位置后通過(guò)三個(gè)開(kāi)關(guān)控制數(shù)碼管選擇目的地的代號(hào)，另一個(gè)開(kāi)關(guān)控制導(dǎo)航的開(kāi)始，二極管就能以流水燈形式工作。因?yàn)樵O(shè)計(jì)要求使用8個(gè)LED燈代表8個(gè)不同的位置，則本設(shè)計(jì)使用了一個(gè)74LS193同步可逆雙時(shí)鐘計(jì)數(shù)器（二進(jìn)制）來(lái)存儲(chǔ)初始位置并通過(guò)74LS138來(lái)選定LED燈來(lái)表示當(dāng)前的位置；另外用三個(gè)接有電源的開(kāi)關(guān)來(lái)存儲(chǔ)目的地位置，同樣也通過(guò)74LS48來(lái)選定LED燈，并通過(guò)74LS48七段譯碼器在數(shù)碼管上顯示相應(yīng)的數(shù)字；通過(guò)74LS85四位幅度比較器比較初始位置和目標(biāo)位置的數(shù)值大小，根據(jù)74L

5、S85幅度比較器的輸出來(lái)確定對(duì)74LS193進(jìn)行加操作或減操作，直到兩個(gè)數(shù)值相等時(shí)，停止對(duì)74LS193的操作。這樣，初始位置的LED燈就移動(dòng)到了目的地LED燈，就可以實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單電子導(dǎo)航。2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)2.1 系統(tǒng)邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)經(jīng)過(guò)對(duì)設(shè)計(jì)要求的分析，可將本實(shí)驗(yàn)劃分為以下幾個(gè)功能模塊：1） 初始位置設(shè)定因?yàn)橐梢赃x定8個(gè)位置，則使用三位二進(jìn)制數(shù)A正好可以實(shí)現(xiàn)，用000到111分別表示8個(gè)不同的位置，同時(shí)可以對(duì)它進(jìn)行加1操作或減1操作來(lái)實(shí)現(xiàn)導(dǎo)航過(guò)程中的移動(dòng)，位置代號(hào)與三位二進(jìn)制數(shù)對(duì)照表如下：表格1.1 位置代號(hào)與三位二進(jìn)制數(shù)A對(duì)照表位置代號(hào)位置0位置1位置2位置3位置4位置5位置6位置7二進(jìn)制數(shù)A000

6、001010011100101110111圖1.1 數(shù)字A的狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖表1.2 數(shù)字A加1時(shí)的狀態(tài)轉(zhuǎn)換表Q2n Q1nQ0nQ2n+1 Q1n+1Q0n+1功能000001加1001010加1010011加1011100加1100101加1101110加1110111加1111000加1由表1.2得次態(tài)卡諾圖：Q2n+1 Q1n+1Q0n+1 Q1nQ0n Q2n 0 0 0 1 1 1 1 0 001010100011101110000111 0 1由上面的卡諾圖求出Qn+1 的表達(dá)式：Q0n+1 = 0n Q1n+1=1n Q0n+Q1n0n Q2n+1=Q2n1n+2n Q1n Q0n+

7、Q2n Q1n0n 若選用D觸發(fā)器實(shí)現(xiàn)電路，則其驅(qū)動(dòng)方程為：D0= 0n D1=1n Q0n+Q1n0n D2=Q2n1n+2n Q1n Q0n+Q2n Q1n0n 用D觸發(fā)器組成的原理性邏輯圖如下圖所示，電路采用同步時(shí)鐘CP控制。圖1.2 A進(jìn)行加1操作時(shí)的邏輯電路圖 說(shuō)明：上面F2F1F0輸出分別表示Q2Q1Q0，僅當(dāng)來(lái)一個(gè)脈沖CP時(shí)，Q2Q1Q0數(shù)值加1，并且數(shù)值是從000至111循環(huán)的。表1.3 數(shù)字A減1時(shí)的狀態(tài)轉(zhuǎn)換表Q2n Q1nQ0nQ2n+1 Q1n+1Q0n+1功能000111減1111110減1110101減1101100減1100011減1011010減1010001減1

8、001000減1由表1.3的其次態(tài)卡諾圖Q2n+1 Q1n+1Q0n+1 Q1nQ0n Q2n 0 0 0 1 1 1 1 0 111000010001011100110101 0 1 由上面的卡諾圖求出Qn+1 的表達(dá)式：Q0n+1 = 0n Q1n+1=1n2n +Q1n Q0nQ2n+1 =1n2n0n +Q2nQ0n+Q2nQ1n若選用D觸發(fā)器實(shí)現(xiàn)電路，則其驅(qū)動(dòng)方程：D0 = 0n D1=1n2n +Q1n Q0nD2 =1n2n0n +Q2nQ0n+Q2nQ1n用D觸發(fā)器組成的原理性邏輯圖如下圖所示，電路采用同步時(shí)鐘CP控制。圖 1.3 A進(jìn)行減1操作時(shí)的邏輯電路圖說(shuō)明：上面F2F1

9、F0輸出分別表示Q2Q1Q0，僅當(dāng)來(lái)一個(gè)脈沖CP時(shí)，Q2Q1Q0數(shù)值減1，并且數(shù)值是從111至000循環(huán)的。2） 目標(biāo)位置設(shè)定目標(biāo)位置在導(dǎo)航過(guò)程中不會(huì)發(fā)生改變，用三位二進(jìn)制數(shù)正好表示8個(gè)位置，所以這里我們用三個(gè)開(kāi)關(guān)來(lái)表示三位二進(jìn)制數(shù)。開(kāi)關(guān)閉合表示“1”，開(kāi)關(guān)斷開(kāi)表示“0”，三位二進(jìn)制數(shù)狀態(tài)與位置代號(hào)對(duì)應(yīng)表如下：表格2.1 位置代號(hào)與三個(gè)開(kāi)關(guān)狀態(tài)對(duì)照表位置代號(hào)位置0位置1位置2位置3位置4位置5位置6位置7三個(gè)開(kāi)關(guān)s1s2s3狀態(tài)000001010011100101110111當(dāng)需要進(jìn)行狀態(tài)轉(zhuǎn)換時(shí)，直接撥動(dòng)開(kāi)關(guān)就可達(dá)到目的。3） 位置顯示(1)LED燈顯示三位二進(jìn)制數(shù)對(duì)應(yīng)8個(gè)不同的狀態(tài)，而目標(biāo)位

10、置和初始位置都使用000到111來(lái)表示8個(gè)不同狀態(tài)，則讓000至111分別對(duì)應(yīng)點(diǎn)亮8個(gè)LED中的一個(gè)即可完成該功能。三位二進(jìn)制數(shù)狀態(tài)與LED燈對(duì)應(yīng)關(guān)系如下：表格3.1 三位二進(jìn)制數(shù)點(diǎn)亮的LED燈對(duì)照表位置位置0位置1位置2位置3位置4位置5位置6位置7點(diǎn)亮LED燈燈0燈1燈2燈3燈4燈5燈6燈7三位二進(jìn)制數(shù)狀態(tài)000001010011100101110111(2)數(shù)碼管顯示因?yàn)橹挥?個(gè)位置，所以只要顯示8個(gè)數(shù)字即可，目標(biāo)位置用了三個(gè)開(kāi)關(guān)來(lái)表示8個(gè)狀態(tài)，與數(shù)碼管數(shù)字的對(duì)照表如下：表格3.2 三個(gè)開(kāi)關(guān)狀態(tài)與數(shù)碼管數(shù)字對(duì)照表數(shù)碼管數(shù)字01234567三個(gè)開(kāi)關(guān)s1s2s3狀態(tài)0000010100111

11、00101110111圖3.1 數(shù)碼管狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖表3.3 數(shù)碼管狀態(tài)轉(zhuǎn)換表 Q2n Q1nQ0nQ2n+1 Q1n+1Q0n+1功能000001顯示1001010顯示2010011顯示3011100顯示4100101顯示5101110顯示6110111顯示7111000顯示0由表3.3得次態(tài)卡諾圖：Q2n+1 Q1n+1Q0n+1 Q1nQ0n Q2n 0 0 0 1 1 1 1 0 001010100011101110000111 0 1由上面的卡諾圖求出Qn+1 的表達(dá)式：Q0n+1 = 0n Q1n+1=1n Q0n+Q1n0n Q2n+1=Q2n1n+2n Q1n Q0n+Q2n Q1

12、n0n 若選用D觸發(fā)器實(shí)現(xiàn)電路，則其驅(qū)動(dòng)方程：D0= 0n D1=1n Q0n+Q1n0n D2=Q2n1n+2n Q1n Q0n+Q2n Q1n0n 用D觸發(fā)器組成的原理性邏輯圖如下圖所示，電路采用同步時(shí)鐘CP控制。圖 3.2 數(shù)碼管顯示的邏輯電路圖說(shuō)明：上面F2F1F0輸出分別表示Q2Q1Q0，僅當(dāng)來(lái)一個(gè)脈沖CP時(shí)，Q2Q1Q0數(shù)值加1，并且數(shù)值是從000至111循環(huán)的。4） 判斷模塊設(shè)定好初始位置和目標(biāo)位置后，每一個(gè)位置對(duì)應(yīng)一個(gè)三位二進(jìn)制數(shù)，則可以通過(guò)判斷初始位置對(duì)應(yīng)二進(jìn)制數(shù)A和目標(biāo)位置對(duì)應(yīng)二進(jìn)制數(shù)B的大小，來(lái)判斷對(duì)A進(jìn)行加1操作還是減1操作：其邏輯關(guān)系如下圖：圖4.1 判斷模塊邏輯關(guān)系

13、因?yàn)檩敵鲇杏腥N狀態(tài)，則至少用兩位二進(jìn)制來(lái)表示三種不同的狀態(tài)，設(shè)為Y1Y2。表格4.1 AB大小關(guān)系與輸出狀態(tài)對(duì)照表A、B的大小關(guān)系A(chǔ)>BA<BA=BY1Y2狀態(tài)100100對(duì)A操作減1加1不做任何操作圖4.2 數(shù)據(jù)比較輸出狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖表4.2 數(shù)據(jù)比較輸出狀態(tài)轉(zhuǎn)換表Q1nQ0nQ1n+1Q0n+1狀態(tài)判斷1000A>B0100A<B0000A=B 由表4.2得到次態(tài)卡諾圖Q1n+1Q0n+1 Q0n Q1n 0 1 000000X 0 1 由圖求出表達(dá)式：Q0n+1 = Q1n Q0nQ1n+1 =Q1n Q0n若選用D觸發(fā)器實(shí)現(xiàn)電路，則其驅(qū)動(dòng)方程：Q0n+1 = Q1

14、n Q0nQ1n+1 =Q1n Q0n用D觸發(fā)器組成的原理性邏輯圖如下圖所示，電路采用同步時(shí)鐘CP控制。圖 4.3 數(shù)據(jù)判斷輸出邏輯電路圖5） 里程表里程表來(lái)表示移動(dòng)距離，總共有8個(gè)LED燈，則最大的移動(dòng)距離是7，所以只要用一個(gè)三進(jìn)制二進(jìn)制數(shù)C就可以表示移動(dòng)的距離，也就是移動(dòng)次數(shù)，當(dāng)對(duì)A進(jìn)行加1或者減1操作時(shí)，A移動(dòng)一次，所以每次對(duì)A進(jìn)行加1或者減1操作時(shí)都對(duì)C進(jìn)行加1操作就可以實(shí)現(xiàn)里程計(jì)數(shù)功能，C的數(shù)值與里程數(shù)對(duì)照表如下：表格5.1 里程數(shù)與三位二進(jìn)制數(shù)C數(shù)值對(duì)照表里程數(shù)01234567三位二進(jìn)制數(shù)C數(shù)值000001010011100101110111圖5.1 里程表狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖表5.2 里程

15、表狀態(tài)轉(zhuǎn)換表Q2n Q1nQ0nQ2n+1 Q1n+1Q0n+1功能000001加1001010加1010011加1011100加1100101加1101110加1110111加1111000加1由表5.2得次態(tài)卡諾圖：Q2n+1 Q1n+1Q0n+1 Q1nQ0n Q2n 0 0 0 1 1 1 1 0 001010100011101110000111 0 1由次態(tài)卡諾圖求出表達(dá)式：Q0n+1 = 0n Q1n+1=1n Q0n+Q1n0n Q2n+1=Q2n1n+2n Q1n Q0n+Q2n Q1n0n 若選用D觸發(fā)器實(shí)現(xiàn)電路，則其驅(qū)動(dòng)方程為：D0= 0n D1=1n Q0n+Q1n0n

16、D2=Q2n1n+2n Q1n Q0n+Q2n Q1n0n 用D觸發(fā)器組成的原理性邏輯圖如下圖所示，電路采用同步時(shí)鐘CP控制。圖5.2 里程計(jì)邏輯電路圖說(shuō)明：上面F2F1F0輸出分別表示Q2Q1Q0，僅當(dāng)來(lái)一個(gè)脈沖CP時(shí)，Q2Q1Q0數(shù)值加1，并且數(shù)值是從000至111循環(huán)的，這樣就實(shí)現(xiàn)了里程計(jì)的功能。2.2 系統(tǒng)物理結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1）初始位置的設(shè)定因?yàn)橐梢赃x定8個(gè)位置，結(jié)合前面邏輯電路的分析，則使用三位二進(jìn)制計(jì)數(shù)器正好可以實(shí)現(xiàn)，用000到111分別表示8個(gè)不同的位置，又因?yàn)樾枰軐?duì)它進(jìn)行加1操作或減1操作，則此處我們用74LS193同步可逆雙時(shí)鐘計(jì)數(shù)器，取用 其低三位即可。其真值表如下所示：表6

17、.1 74LS193真值表初始位置設(shè)置電路圖如下：圖6.1 設(shè)定初始位置電路圖說(shuō)明：20、21、22線所連接的開(kāi)關(guān)依次對(duì)應(yīng)三位二進(jìn)制數(shù)，開(kāi)關(guān)閉合表示“1”，開(kāi)關(guān)斷開(kāi)表示“0”，如圖所示，表示A=010。 “確認(rèn)輸入【1】”、“清零【1】”中的“【1】”表示開(kāi)關(guān)閉合實(shí)現(xiàn)相應(yīng)功能。2）目標(biāo)位置的設(shè)定 同樣要求可以選定8個(gè)位置，但不用對(duì)其進(jìn)行其他操作，則此處我們使用三個(gè)接電源的開(kāi)關(guān)即可。3 )位置顯示( 1）LED燈的顯示三位二進(jìn)制數(shù)對(duì)應(yīng)8個(gè)不同的狀態(tài)，而目標(biāo)位置和初始位置都使用000到111來(lái)表示8個(gè)不同狀態(tài)，為了讓000到111這八個(gè)狀態(tài)分別對(duì)應(yīng)到8個(gè)LED燈，此處用74LS138三線-八線譯碼

18、器就可以實(shí)現(xiàn)。其真值表如下：表7.1 74LS138真值表但74LS138輸出時(shí)有7個(gè)是高電位，1個(gè)是低電位，不能直接接到LED燈上，同時(shí)LED燈要可以同時(shí)顯示初始位置和目標(biāo)位置，則再使用8個(gè)與非門(mén)，把每個(gè)與非門(mén)分別接到兩個(gè)74LS138上即可實(shí)現(xiàn)初始位置和目標(biāo)位置都只點(diǎn)亮一個(gè)LED燈。舉例分析如下：當(dāng)初始位置A=01111111，目標(biāo)位置B=11011111時(shí)，A、B的每一位經(jīng)過(guò)與非運(yùn)算得到輸出Y=10100000,把這個(gè)信號(hào)輸給8個(gè)LED燈，就可以只點(diǎn)亮第0位和第2位的LED燈。LED燈顯示電路如下圖： 圖7.1 LED燈顯示電路說(shuō)明： 左側(cè)74LS138中的ABC接初始位置A對(duì)應(yīng)的二進(jìn)制

19、數(shù)右側(cè)74LS138中的ABC接目標(biāo)位置B對(duì)應(yīng)的二進(jìn)制數(shù)( 2）數(shù)碼管部分的顯示 因?yàn)橹挥?個(gè)位置，所以只要顯示8個(gè)數(shù)字即可，目標(biāo)位置用了3個(gè)二進(jìn)制數(shù)來(lái)表示，結(jié)合前面邏輯電路分析，則使用74LS48和一個(gè)數(shù)碼管就可實(shí)現(xiàn)顯示功能。74LS48真值表如下：表8.1 74LS48真值表電路連接如圖：圖8.1 數(shù)碼管顯示電路其中把D接低電位，只取ABC，三位二進(jìn)制數(shù)與數(shù)字對(duì)應(yīng)關(guān)系如下：ABC000001010011100101110111數(shù)字01234567里程計(jì)也使用數(shù)碼管來(lái)顯示，方式與上面相同，不再贅述。4.判斷LED燈移動(dòng)方向 如圖7.1連接方式時(shí)，當(dāng)A或B從小到大遞增時(shí)，LED燈從左向右依次亮

20、起。 設(shè)初始位置值為A，目標(biāo)位置值為B，當(dāng)A<B時(shí)，初始位置在目標(biāo)位置左側(cè)，對(duì)A進(jìn)行加操作，初始位置向右移動(dòng)；當(dāng)A>B時(shí)，初始位置在目標(biāo)位置右側(cè)，對(duì)A進(jìn)行減操作，初始位置向左移動(dòng)直到A=B，停止對(duì)A的操作，此時(shí)兩個(gè)燈重合，完成導(dǎo)航功能。結(jié)合前面邏輯電路的分析，這個(gè)比較功能用74LS85四位幅度比較器可以實(shí)現(xiàn)，其真值表如下：表9.1 74LS85真值表說(shuō)明：這里只用高三位即可。5.里程記錄器每次初始位置移動(dòng)都是給計(jì)數(shù)器脈沖，也就是給74LS193脈沖，把這個(gè)脈沖經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單的邏輯運(yùn)算，再輸給另一個(gè)四位二進(jìn)制加法器74LS163，讓74LS163實(shí)現(xiàn)加法操作，同時(shí)取其低三位經(jīng)過(guò)74LS48

21、譯碼器傳給數(shù)碼管，即可實(shí)現(xiàn)顯示里程數(shù)的功能（假設(shè)每個(gè)LED燈之間的距離都相同）。74LS163真值表如下： 表10.1 74LS163真值表電路中還用到了與非門(mén)、或門(mén)和異或門(mén)，其真值表如下：74LS00真值表 74LS86真值表74LS32真值表2.3 實(shí)驗(yàn)器材1） 數(shù)字邏輯實(shí)驗(yàn)箱 1臺(tái)2） 導(dǎo)線若干3）74LS00 2片74LS32 1片 74LS48 2片 74LS85 1片 74LS86 1片 74LS138 2片 74LS163 1片 74LS193 1片3 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)3.1 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)過(guò)程 選定題目后，先分析電路所要實(shí)現(xiàn)的功能，劃分幾個(gè)功能模塊，然后再分別對(duì)各個(gè)模塊進(jìn)行邏輯功能分析，依次

22、畫(huà)出狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖、次態(tài)卡諾圖，求出表達(dá)式、驅(qū)動(dòng)方程、再畫(huà)出邏輯電路圖，再結(jié)合邏輯功能設(shè)計(jì)出總的電路圖。然后在Multisim仿真軟件上進(jìn)行仿真，其中遇到了很多問(wèn)題，比如不會(huì)操作軟件、不知道芯片名稱(chēng)等，最后主要通過(guò)上網(wǎng)查找資料學(xué)會(huì)了如何使用Multisim，并且了解了以及各個(gè)芯片的名稱(chēng)、引腳圖和真值表，最終仿真成功并實(shí)現(xiàn)了所需的功能。仿真完畢，在領(lǐng)取芯片后，先對(duì)各個(gè)芯片進(jìn)行了邏輯功能測(cè)試，確保各個(gè)芯片功能正常，然后按照電路圖進(jìn)行實(shí)物鏈接，期間也遇到了不少問(wèn)題，比如接好電路后發(fā)現(xiàn)沒(méi)有按預(yù)期效果顯示，通過(guò)檢測(cè)各個(gè)位置電位與預(yù)期電位是否相同逐步排查，發(fā)現(xiàn)其中一次是芯片電源正負(fù)極接反，一次是一個(gè)接頭脫離了

23、電路板，還有一次是電路板的芯片底座故障，更換芯片位置后，功能恢復(fù)正常。最終，成功實(shí)現(xiàn)了簡(jiǎn)單電子導(dǎo)航功能和里程表功能。3.2 系統(tǒng)測(cè)試系統(tǒng)測(cè)試包括理論測(cè)試和實(shí)物測(cè)試。理論測(cè)試是在仿真環(huán)境Multisim中完成的，連接好電路后，分別取幾組數(shù)據(jù)，通過(guò)仿真過(guò)程檢測(cè)結(jié)果是否正確，通過(guò)多組測(cè)試，功能正常。實(shí)物的測(cè)試我們采用了先局部測(cè)試后總體測(cè)試的方法，比如目標(biāo)位置設(shè)定模塊，連接好該模塊后我們對(duì)每個(gè)狀態(tài)進(jìn)行了測(cè)試，檢查顯示是否正確，這樣做的好處是可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)電路問(wèn)題，其中我們就發(fā)現(xiàn)了數(shù)據(jù)比較器74LS85實(shí)物的輸出與仿真環(huán)境不同，這是芯片不同造成的，我們及時(shí)發(fā)現(xiàn)了問(wèn)題并做出了相應(yīng)的改正。最終通過(guò)了測(cè)試，實(shí)現(xiàn)

24、了相應(yīng)的功能。測(cè)試數(shù)據(jù)：A=000，B=111測(cè)試時(shí)，LED燈從最左邊依次亮到最右邊，并且里程表數(shù)碼管從“0”依次增加到“7”，最終LED燈全部停在最右邊，里程表數(shù)碼管停在數(shù)字“7”。測(cè)試所得結(jié)果與預(yù)期結(jié)果一致，再多取幾組數(shù)據(jù)進(jìn)行測(cè)試，結(jié)果仍然與預(yù)期結(jié)果一致，說(shuō)明電路正常并且實(shí)現(xiàn)了所要的功能。分析測(cè)試結(jié)果，說(shuō)明電路工作正常，并可以實(shí)現(xiàn)以下功能：1） 通過(guò)三個(gè)開(kāi)關(guān)設(shè)定初始位置，選擇8個(gè)不同的位置。2） 用8個(gè)LED燈分別表示8個(gè)不同的位置。3） 用兩個(gè)數(shù)碼管分別顯示目標(biāo)地代號(hào)和里程數(shù)。4） 按下導(dǎo)航開(kāi)關(guān)，可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)導(dǎo)航功能，到達(dá)目的地時(shí)自動(dòng)停止。3.3 系統(tǒng)最終電路圖電路分析：當(dāng)輸入A=000

25、，B=111時(shí)，兩個(gè)信號(hào)通過(guò)74LS138譯碼器的輸出分別是Qa=011111111，Qb=11111110，經(jīng)過(guò)分別經(jīng)過(guò)與非門(mén)后的輸出是Q=10000001，此時(shí)點(diǎn)亮的LED燈是燈0和燈7，燈0是初始位置，燈7是目標(biāo)位置。按下導(dǎo)航開(kāi)關(guān)后，電路開(kāi)始導(dǎo)航，此時(shí)數(shù)據(jù)比較器輸入A=000,B=111,A<B，此時(shí)輸出Y1Y2=10，經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單的邏輯運(yùn)算后輸入給74LS193芯片的UP、DOWN的電位是變化的脈沖和1，結(jié)合74LS193真值表，來(lái)一個(gè)脈沖，對(duì)A進(jìn)行加1操作，此時(shí)A=001，此時(shí)與A相連接的74LS138輸出Qa=10111111，和Qb=11111110與非運(yùn)算后的輸出是Q=01000001，LED0滅，LED1亮起，即初始位置向目標(biāo)位置移動(dòng)了一位，此時(shí)輸入給數(shù)據(jù)比較器的數(shù)據(jù)A、B大小關(guān)系仍為A>B，則重復(fù)上述過(guò)程，即繼續(xù)對(duì)A進(jìn)行加1操作，則初始位置繼續(xù)向目標(biāo)位置移動(dòng)，直到兩個(gè)位置重合時(shí)，A=B=111時(shí)，數(shù)據(jù)比較器輸出為00，經(jīng)過(guò)邏輯運(yùn)算后，接入74LS193芯片的UP、DOWN的電位是11，再結(jié)合74LS193真值表知，不再對(duì)A進(jìn)行任何操作，則導(dǎo)航停止，并且完成了導(dǎo)航，在導(dǎo)航過(guò)程中，把每次輸給74LS193的脈沖也輸給里程表的加法器，由真值表知，每次來(lái)一個(gè)脈沖，就加1，整個(gè)導(dǎo)航過(guò)程對(duì)A加了7次，也就是7個(gè)脈沖，同