2018電賽-簡易數(shù)字信號時序分析裝置（G題）研究與討論

ID:226339 · 發(fā)表于 2018-7-21 04:55

2018年TI杯大學(xué)生電子設(shè)計競賽

G題：簡易數(shù)字信號時序分析裝置（高職高專）

1. 任務(wù)

設(shè)計一個數(shù)字信號時序分析裝置，可在示波器（X-Y模式）上同時顯示8路數(shù)字信號時序，裝置的系統(tǒng)組成如圖1所示。

2．要求

（1）設(shè)計制作8位數(shù)字信號發(fā)生電路，可產(chǎn)生8位并行移位循環(huán)輸出的TTL電平信號，TTL電平的外輸入移位時鐘clock信號頻率為100kHz，D0 ~ D7循環(huán)輸出的時序波形如圖2。（20分）

（2）設(shè)計制作數(shù)字信號時序分析裝置，通過鍵盤預(yù)置8位單級觸發(fā)字TW，滿足觸發(fā)條件（即D0 ~ D7剛好為預(yù)置的TW）時，可在示波器上不重疊地自左至右同時顯示8路數(shù)字信號1個移位循環(huán)周期的時序波形。（30分）（3）8路數(shù)字信號時序波形的觸發(fā)時間位置可調(diào)，可分別選擇“觸發(fā)開始跟蹤”、“中心觸發(fā)”和“觸發(fā)終止跟蹤”三種方式（即觸發(fā)字的時間位置可分別選在示波器屏幕的左側(cè)、中間和右側(cè)）。（15分）

（4）在示波器屏幕上添加可手動位移的時間標(biāo)志線（屏幕上的豎亮線），并用8個LED顯示時間標(biāo)志線對應(yīng)時刻的8路數(shù)字信號的狀態(tài)字SW（狀態(tài)1時LED點(diǎn)亮、狀態(tài)0時LED熄滅）。（15分）

（5）在觸發(fā)字時刻，分析裝置對8路數(shù)字信號的邏輯狀態(tài)開始采集與存儲，并可在示波器上回放2個移位循環(huán)周期的8路數(shù)字信號時序波形。（10分）
（6）其他（10分）

（7）設(shè)計報告（20分）

項目	主要內(nèi)容	滿分
方案論證	比較與選擇，方案描述。	3
理論分析與計算	系統(tǒng)相關(guān)參數(shù)設(shè)計	5
電路與程序設(shè)計	系統(tǒng)組成，原理框圖與各部分電路圖，系統(tǒng)軟件與流程圖。	5
測試方案與測試結(jié)果	測試結(jié)果完整性，測試結(jié)果分析。	5
設(shè)計報告結(jié)構(gòu)及規(guī)范性	摘要，正文結(jié)構(gòu)規(guī)范，圖表的完整與準(zhǔn)確性。	2
總分		20

3．說明

（1）8路數(shù)字信號發(fā)生電路輸出與時序分析裝置輸入端D0~ D7之間采用跳線連接，供設(shè)計作品測試時可能顛倒輸入接線順序使用。數(shù)字信號時序分析裝置如需clock信號，或需產(chǎn)生與clock信號同步的時鐘信號，均可直接引用外部輸入的clock信號。

（2）可預(yù)置的觸發(fā)字TW是8位二進(jìn)制碼組（稱為字），碼組D0 ~ D7稱為狀態(tài)字SW（本題僅有8種不同的SW），SW等于TW時觸發(fā)X通道掃描。

（3）可對clock信號8分頻得到同步掃描周期信號，將其變換為周期性斜升波作為示波器X通道輸入的掃描信號。

（4）完成第（2）步要求時，既可采用8通道A/D采集輸入數(shù)字信號，也可采用簡單方案，即“八進(jìn)制計數(shù)器、D/A、8選1模擬開關(guān)、加法器”組合的簡單實現(xiàn)方案，其中八進(jìn)制計數(shù)器對clock信號計數(shù)形成3位地址碼，同時作為用于輪流選通D0 ~ D7的8選1模擬開關(guān)的選通信號及D/A地址線，使D/A輸出8級周期性階梯波，這8個臺階電壓分別與模擬開關(guān)選通輸出的某一路數(shù)字信號疊加，確保8路數(shù)字信號波形顯示不重疊。加法器可以是有源的，也可以是無源的，其輸出接示波器Y通道。

（5）現(xiàn)場測試正式開始后，參賽者不能再對示波器進(jìn)行任何調(diào)整操作。

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