5 試題一
一、 試題編號：11700-990201 二、 試題名稱：四位數多工顯示器 三、 檢定時間：六小時
四、 試題說明
本試題依檢定電子電路圖分為兩部份，第一部份稱為母電路板，內容包括(1)以方 格紙繪製佈線圖，(2)依所繪製之佈線圖，以萬用電路板進行裝配及焊接；第二部 份稱為子電路板，內容包括(1)以蝕刻好的電路板進行裝配及焊接工作，(2)以電子 設計自動化(EDA)軟體完成可程式晶片之電路設計。並依組裝圖將母電路板與子電 路板組合及配合測試機台完成試題動作要求。其工作說明如下：
1. 方格紙繪製之佈線圖依繪圖規則，分別繪製成標明元件接腳及元件代號之「元 件佈置圖」（元件面）及裸銅線之「佈線圖」（銅箔面）。「元件佈置圖」與
「佈線圖」背對背重疊後，「元件面」各元件端點必須與「銅箔面」相對焊點 對齊。
2. 裝配及焊接工作依「裝配規則」與「焊接規則」完成組裝。
3. 母電路板實體之「元件佈置」與「裸銅線佈線」，必須與繪圖之「元件佈置」
與「裸銅線佈線」相同。
4. 子電路板之可程式晶片，使用 EDA 工具軟體依試題動作要求，進行電路設計、
晶片規劃、接腳指定、模擬測試及下載，完成功能測試。
5. 本試題須完成母電路板與子電路板之組裝及母電路板之繪圖工作，否則不予評 分。
五、 試題動作要求
(一) 電源開關(SW1)ON，則 AC 110V 電源指示燈(NL1)及 DC 電源指示燈(NL2)應 亮。
(二) 凡未具有下列之全部功能要求者不予評分：
調整 VR1 可變電阻(測試機台面板之計數速率控制調整鈕)，改變 CK1 振盪頻
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率輸出可使顯示計數速度增快或變慢，亦即：
1. 調整 VR1 可變電阻器，讓個位數可清楚看出從 0～9 順序計數，且七段顯示 器能正常顯示。
2. 調整 VR1 可變電阻器，讓十位數可清楚看出從 0～9 順序計數，且七段顯示 器能正常顯示。
3. 調整 VR1 可變電阻器，讓百位數可清楚看出從 0～9 順序計數，且七段顯示 器能正常顯示。
4. 調整 VR1 可變電阻器，讓千位數可清楚看出從 0～9 順序計數，且七段顯示 器能正常顯示。
(三) 調整 VR2 可變電阻器(測試機台面板之位數掃瞄速率控制調整鈕)，改變 CK2 振盪頻率輸出可使多工掃瞄速度改變。
1. 順時針旋轉掃瞄速度變快，逆時針旋轉掃瞄速度變慢。
2. 當 VR2 調整至適當值時，使顯示數字穩定不閃爍。
(四) 按下清除鍵(S1)時，則 4 位數字均重置為「0000」，放開(S1)鍵後，計數重新 由「0000」開始上數。
8
(三) 已裝置部分之電子電路圖（四位數多工顯示器）
第3頁
(四)檢定電子電路圖（四位數多工顯示器）
1. 母電路板電路圖
母電路板
子電路板之 CPLD 功能方塊 Vcc +V
P1
P3
P2
P4
P22 P14 P16 P6 P8 P10 P12 3.3V 穩壓器
U10
千位計數器
百位計數器
十位計數器
個位計數器
多工器
二位元計數器 C11
C10
R10 C10
CLR C10
CK1 C10
CK2 C10
D C1 0 C C1 0 B C1 0 A C1 0 C10
+ C10
S1
S0
項目 母板腳位 子板信號 子板腳位
1 P1 (VCC) -
2 P3 CLR 31
3 P2 CK1 33
4 P4 CK2 29
5 P12 D data[3] 27
6 P10 C data[2] 26
7 P8 B data[1] 25
8 P6 A data[0] 24
9 P16 S1 21
10 P14 S0 20
11 P22 (GND) -
12 - clk_sys 43
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Block-Diagram 設計流程
1. 四組 Mod-10 的 LPM 元件
(1)元件名稱：lpm_counter → (2)格式：VHDL → (3)輸出位元數：4 →
(4)計數模式：上數 → (5)工作模式：除 10 → (6)額外接腳：carry-in、carry-out → (7)非同步式清除接腳
2. 輸入信號處理─微分
3. Mod-4 的 LPM 元件
(1)元件名稱：lpm_counter → (2)格式：VHDL → (3)輸出位元數：2 → (4)計數模式：上數 → (5)工作模式：plain binary → (6)額外接腳：carry-in →
4. 4 對 1 多功器的 LPM 元件
(1)元件名稱：lpm_mux → (2)格式：VHDL → (3)輸入埠數：4 → (4)位元數：4
Date: October 26, 2017 ex1.bdf* Project: ex1
Page 1 of 1 Revision: ex1
data[3..0]
OUTPUT
scan[1..0]
OUTPUT
CLRN D
PRN Q DFF
inst8
CLRN D
PRN Q DFF
inst9 NOT inst10
ck2 INPUTVCC
up counter modulus 10 clock cin
aclr
q[3..0]
cout lpm_counter0
inst1
up counter modulus 10 clock cin
aclr
q[3..0]
cout lpm_counter0
inst
AND2
inst11 CLRN
D PRN
Q DFF
inst5 NOT inst6
AND2
inst7
up counter clock
cin q[1..0]
lpm_counter1
inst12 data3x[3..0]
data2x[3..0]
data1x[3..0]
data0x[3..0]
sel[1..0]
result[3..0]
lpm_mux0
inst13
up counter modulus 10 clock cin
aclr
q[3..0]
cout lpm_counter0
inst2
up counter modulus 10 clock cin
aclr
q[3..0]
cout lpm_counter0
inst3
clr INPUTVCC
ck1 INPUTVCC
CLRN D
PRN Q DFF
inst4
clk_sys INPUTVCC
PIN_27 PIN_26 PIN_25 PIN_24
PIN_21 PIN_20
PIN_29
PIN_31 PIN_33
PIN_43
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