電子技術(shù)綜合實驗指導書

1、電子技術(shù)綜合實驗指導書電子實驗教學基地編12567R9vccNCro(2>R9(2)ROQCCLKBMQBCLK四NCQAGNDQD74290W131g11008華北電力大學二00七年四月電子技術(shù)綜合設(shè)計概述 2任 務 書 4課題一移位寄存器型彩燈控制器 6課題二智力競賽搶答器 9課題三電子拔河游戲機 10課題四交通信號燈控制器 11課題五數(shù)字電子鐘（軟件設(shè)計） 12課題六電子密碼鎖 15課題七電子秒表 17課題八數(shù)字電子鐘的設(shè)計、安裝與調(diào)試（硬件設(shè)計） 19附錄：綜合實驗報告格式 22電子技術(shù)綜合設(shè)計概述綜合電子技術(shù)設(shè)計是電子技術(shù)課程的綜合實踐教學環(huán)節(jié)， 既涉及到許多理論知識 （總體方

2、案設(shè)計與方法） ，又涉及到許多實踐知識與技能（安裝、 調(diào)試與測量技術(shù)） 。 通過學生獨立進行某一課題的設(shè)計、 安裝和調(diào)試來完成， 因此它是對學生電子技術(shù)課程學習的綜合性訓練。隨著電子技術(shù)的迅速發(fā)展， 電子電路的應用日益廣泛， 由電子電路組成的控制系統(tǒng)、 測量系統(tǒng)、 通信系統(tǒng)等電子技術(shù)產(chǎn)品已經(jīng)深入到各個領(lǐng)域， 電子電路的設(shè)計越來越顯示出其實用性和重要性。一、電子技術(shù)綜合設(shè)計的基本要求1 、能夠根據(jù)設(shè)計任務和指標要求，綜合運用電子技術(shù)課程中所學到的理論知識與實踐技能獨立完成一個設(shè)計課題。2 、根據(jù)課題需要選學參考書籍， 查閱手冊、圖表等有關(guān)文獻資料。 要求通過獨立思考、深入鉆研課程設(shè)計中所遇到的問

3、題，培養(yǎng)自己分析、解決問題的能力。3 、進一步熟悉常用電子器件的類型和特性，掌握合理選用的原則。4 、學會電子電路的安裝與調(diào)試技能， 掌握常用儀器設(shè)備的正確使用方法。利用 “觀察、 判斷、實驗、再判斷”的基本方法，解決實驗中出現(xiàn)的問題。5 、學會撰寫課程設(shè)計總結(jié)報告。6 、通過課程設(shè)計，逐步形成嚴肅認真、一絲不茍、實事的工作作風和科學態(tài)度，培養(yǎng)學生樹立一定的生產(chǎn)觀點、 經(jīng)濟觀點和全局觀點。 要求學生在設(shè)計過程中， 堅持勤儉節(jié)約的原則，從現(xiàn)有條件出發(fā)，力爭少損壞元件。7 、在課程設(shè)計過程中，要做到愛護公物、遵守紀律、團結(jié)協(xié)作、注意安全。二、電子技術(shù)綜合設(shè)計的方法與步驟在科研和生產(chǎn)實踐中， 電子系

4、統(tǒng)設(shè)計的最終目標是做出生產(chǎn)樣機或定型產(chǎn)品。 整個設(shè)計過程大致可分為以下幾個階段：1、方案設(shè)計方案設(shè)計是根據(jù)給定的技術(shù)指標和條件， 設(shè)計出完整的電路， 通常把這一階段稱為 “預設(shè)計” 。本階段的主要任務是準備好實驗資料，包括：畫出系統(tǒng)的邏輯框圖，標出主要單元電路、數(shù)據(jù)通路、輸入、輸出及主要控制信號，畫出單元電路的詳細邏輯圖和裝配圖，同時配以文字說明，簡明解釋系統(tǒng)的工作原理，并指出采用的某些技巧或一些巧妙假設(shè)。2、方案試驗對所選定的方案進行組裝調(diào)試。 實踐證明， 由于生產(chǎn)實際的復雜性和電子元器件參數(shù)的分散性， 再加上設(shè)計者開始經(jīng)驗不足， 一個僅從理論上設(shè)計出來的電路往往是不成熟的， 可能存在許多問

5、題。若不通過實驗就想把這些問題檢查出來并加以解決是十分困難的。因此，在完成方案設(shè)計后要進行電路的裝配和調(diào)試。 通過調(diào)試， 可以發(fā)現(xiàn)實驗現(xiàn)象與設(shè)計要求不相符的情況。 這時，要從理論和實踐的結(jié)合上分析原因，找出解決問題的方法和途徑，從而進一步完善“預設(shè)計”方案，使之達到規(guī)定的技術(shù)指標。3、工藝設(shè)計工藝設(shè)計要求完成制做實驗樣機所必須的文件資料， 包括整機結(jié)構(gòu)和印刷線路板的設(shè)計 等。4、樣機制做及調(diào)試在修改完善方案設(shè)計、 工藝設(shè)計基礎(chǔ)上， 完成樣機外殼和機架的加工、 元件的組裝和焊 接、整機調(diào)試和指標測試等工作，最終做出符合技術(shù)指標的樣機。5、總結(jié)鑒定總結(jié)鑒定包括考核樣機是否全面達到規(guī)定的技術(shù)指標，

6、能否長期可靠地正常工作， 寫出 設(shè)計總結(jié)報告及產(chǎn)品說明書。一般只有通過技術(shù)鑒定之后才可投入試生產(chǎn)。綜上所述，一個完整的電子系統(tǒng)的設(shè)計與制作是比較復雜的。在課程設(shè)計中，由于受時間和設(shè)備條件的限制， 不可能完成所有設(shè)計環(huán)節(jié)的訓練， 只能選擇重要環(huán)節(jié)作為課程設(shè)計的基本容，一般選取“方案設(shè)計” 、 “方案試驗”和“寫設(shè)計總結(jié)報告”三個環(huán)節(jié)，并且方案試驗一般只在實驗室進行。 有條件時， 也可以加入印刷線路板的設(shè)計、 制作及元件組裝和焊接。 通過這些基本環(huán)節(jié)的訓練， 達到理論聯(lián)系實際的目的， 逐步掌握工程設(shè)計的步驟和方法，提高分析問題和解決問題的能力。電子技術(shù)綜合實驗任務書1、 目的與要求1. 目的1.1

7、 綜合實驗是教學中必不可少的重要環(huán)節(jié)，通過綜合實驗鞏固、深化和擴展學生的理論知識與初步的專業(yè)技能，提高綜合運用知識的能力，逐步增強實際工程訓練。1.2 注重培養(yǎng)學生正確的設(shè)計思想，掌握綜合實驗的主要容、步驟和方法。1.3 培養(yǎng)學生獲取信息和綜合處理信息的能力、文字和語言表達能力以及協(xié)作工作能力。1.4 提高學生運用所學的理論知識和技能解決實際問題的能力及其基本工程素質(zhì)。2. 要求2.1 能夠根據(jù)設(shè)計任務和指標要求， 綜合運用電子技術(shù)課程中所學到的理論知識與實踐技能獨立完成一個設(shè)計課題。2.2 根據(jù)課題需要選擇參考書籍， 查閱手冊、 圖表等有關(guān)文獻資料。 要求通過獨立思考、深入鉆研綜合實驗中所遇

8、到的問題，培養(yǎng)自己分析、解決問題的能力。2.3 進一步熟悉常用電子器件的類型和特性，掌握合理選用的原則。2.4 學會電子電路的安裝與調(diào)試技能， 掌握常用儀器設(shè)備的正確使用方法。 利用“觀察、判斷、實驗、再判斷”的基本方法，解決實驗中出現(xiàn)的問題。2.5 學會撰寫綜合實驗總結(jié)報告。2.6 通過綜合實驗，逐步形成嚴肅認真、一絲不茍、實事的工作作風和科學態(tài)度，培養(yǎng)學生樹立一定的生產(chǎn)觀點、 經(jīng)濟觀點和全局觀點。 要求學生在設(shè)計過程中， 堅持勤儉節(jié)約的原則，從現(xiàn)有條件出發(fā)，力爭少損壞元件。2.7 在綜合實驗過程中，要做到愛護公物、遵守紀律、團結(jié)協(xié)作、注意安全。2、 主要容共有 8 個既有學習價值又有一定的

9、實用性和趣味性的設(shè)計課題， 學生根據(jù)自身情況自由選擇其中之一。1. 移位寄存器型彩燈控制器2. 智力競賽搶答器3. 電子拔河游戲機4. 交通信號燈控制器5. 數(shù)字電子鐘6. 電子密碼鎖7. 電子秒表8. 數(shù)字電子鐘（硬件）三、進度計劃序號設(shè)計（實驗）容完成時間備注1設(shè)計容講解、學習資料查找方法2發(fā)放材料、清點材料、熟悉各種兀器件3查找資料、設(shè)計電路、繪制總體電路草圖1天4電路組裝并調(diào)試或在 Multisim上繪制電路圖、仿真并調(diào)試2天5驗收、撰寫實驗報告1天四、設(shè)計（實驗）成果要求1 .學生根據(jù)所選課題的任務、要求和條件進行總體方案的設(shè)計，通過論證與選擇，確定總體方案；然后對方案中單元電路進行

10、選擇和設(shè)計計算；最后畫出總體電路圖。2 .預設(shè)計經(jīng)指導教師審查通過后，學生即可向?qū)嶒炇翌I(lǐng)取所需元器件等材料，在面包板上組裝、調(diào)試電路，使之達到設(shè)計指標要求。3 .在Multisim 軟件平臺上學生可直接設(shè)計、仿真和實現(xiàn)，直至達到設(shè)計要求。五、考核方式綜合以下指標評定綜合實驗總成績：優(yōu)、良、中、及格和不及格。1 .設(shè)計方案的正確性與合理性；2 .實驗動手能力（安裝工藝水平、調(diào)試中分析解決問題的能力以及創(chuàng)新精神等）；3 .總結(jié)報告；4 .答辯，f#況（課題的論述和回答問題的情況 ）；5 .設(shè)計過程中的學習態(tài)度、工作作風和科學精神。學生： 指導教師:課題一移位寄存器型彩燈控制器彩燈控制器可以自動控制

11、多路彩燈按不同的節(jié)拍循環(huán)顯示各種燈光變換花型，它廣泛用于大型燈會、舞臺燈光控制、體育館燈光控制以及節(jié)假日燈光裝飾中。實現(xiàn)彩燈控制的方法很多，如用EPRO端程、單片機、純硬件電路等。當彩燈路數(shù)較少且花型變換較為簡單時， 可采用移位寄存器進行控制。一、設(shè)計任務與要求1 .要求采用移位寄存器設(shè)計一個彩燈控制器。2 .要求三種變換花型以某種節(jié)拍按一定規(guī)律改變彩燈的輸入電平值，控制彩燈的亮與滅，按預定規(guī)律顯示 一定的花型。花型1: 8路彩燈從左至右順次漸亮，全亮后逆序漸滅；循環(huán)兩次?；ㄐ?: 8路彩燈從中間到兩邊對稱地逐次漸亮，全亮后仍由中間到兩邊逐次漸滅；循環(huán)兩次?；ㄐ?: 8路彩燈分兩半，從左至右順

12、次漸亮，全亮后則滅，循環(huán)三次。花型真值表如下：節(jié)拍編碼 QA QB QC QD QE QF QGQH順序花型1花型2花型300 0 0 00 0 0 00 0 0 0 0 0 0 00 0 0 0 0 0 0 011 0 0 00 0 0 00 0 0 1 1 0 0 01 0 0 0 1 0 0 021 1 0 00 0 0 00 0 1 1 1 1 0 01 1 0 0 1 1 0 031 1 1 00 0 0 00 1 1 1 1 1 1 01 1 1 0 1 1 1 041 1 1 10 0 0 01 1 1 1 1 1 1 11 1 1 1 1 1 1 151 1 1 11 0 0

13、01 1 1 0 0 1 1 161 1 1 11 1 0 01 1 0 0 0 0 1 171 1 1 11 1 1 01 0 0 0 0 0 0 181 1 1 11 1 1 191 1 1 11 1 1 0101 1 11 1 0 0111 1 11 0 0 0121 1 10 0 0 0131 1 1 ()0 0 0 0141 1 0 ()0 0 0 0151 0 0 ()0 0 0 0當然三種花型也可以與上述相反，即：花型1: 8路彩燈從右至左順次漸亮，全亮后逆序漸滅；循環(huán)兩次?；ㄐ?: 8路彩燈從兩邊到中間對稱地逐次漸亮，全亮后仍由兩邊到中間逐次漸滅；循環(huán)兩次。花型3: 8路彩燈分

14、兩半，從右至左順次漸亮，全亮后則滅，循環(huán)三次。3 .三種花型先以慢節(jié)拍顯示一遍，再以快節(jié)拍顯示一遍，構(gòu)成一次大循環(huán)， 然后重復。當然也可以相反。、總體方案設(shè)計1、原理框圖彩燈控制器以某種節(jié)拍按一定規(guī)律改變彩燈的輸入電平值，控制彩燈的亮與滅，按預 定規(guī)律顯示一定的花型。因此彩燈控制器需要一個能夠按一定規(guī)律輸出不同高低電平編碼信 號的編碼發(fā)生器，同時還需要編碼發(fā)生器所要求的時序信號和控制信號。由于實際應用場合所帶彩燈可能是功率較大的白熾燈或其它，因此還需要一定的驅(qū)動電路，實驗中因采用發(fā)光二極管或指示燈，故可省略驅(qū)動電路。彩燈控制器的原理框圖如圖3.1.1所示。圖1.1 彩燈控制器原理框圖2、設(shè)計思

15、路（1）節(jié)拍控制電路三種花型循環(huán)一次需要 16*2+8*2+5*3=63個節(jié)拍，再加上清“ 0” 一拍，共64拍。三種 花型若先以慢節(jié)拍顯示一遍， 再以快節(jié)拍顯示一遍， 這樣構(gòu)成一次大循環(huán)共需 128節(jié)拍。如 圖3.1.2所示。f fzft一一器|用鎘器分頻器| ciV 快）cp/1慢）圖1.2 快慢節(jié)拍的時鐘電路框圖CP （慢）的1-32節(jié)拍顯示花型1,其中1-8節(jié)拍移位寄存器右移 8位，9-16節(jié)拍移位 寄存器左移8位，17-32節(jié)拍重復1-16節(jié)拍容。CR （慢）的33-48節(jié)拍顯示花型2,其中 33-40節(jié)拍移位寄存器1左移，移位寄存器2右移，41-48節(jié)拍重復33-40節(jié)拍容。CR

16、（慢） 的49-63節(jié)拍顯示花型3,其中49-53節(jié)拍2個移位寄存器右移，54-58、59-63節(jié)拍重復 49-53節(jié)拍容。CR （慢）的64節(jié)拍總清“ 0”。CR （快）的64節(jié)拍與慢節(jié)拍顯示相同。因 此，節(jié)拍控制電路需要產(chǎn)生 8、16、32、64、128拍的節(jié)拍控制信號。節(jié)拍控制信號電路框 圖3.1.1 ,節(jié)拍控制信號時序圖 3.1.4 。移位脈沖 “Z f/4f/吃f H 2分頻fl芬頻M 2分頻卜2分頻同后分頻同2分!ji則“2分頻 f（CPh或 cpjCF4 CP5 CFG CP7圖1.3 節(jié)拍控制信號電路框圖4 64 個 CPL' 64 個 CPh I/CP4花型1花?花3

17、花上匕花4CP5控制花型轉(zhuǎn)換）的各級信號11I1CP611I L. |圖1.4 節(jié)拍控制信號時序圖CP7=0時，移位脈沖CP為慢節(jié)拍CR; CP7=1時，CP為快節(jié)拍CRO所以能夠選擇快慢節(jié)拍的移位脈沖CP的表達式為：CP CP7.CPL CP7.CPH , CP7的周期為128節(jié)拍。（2）編碼發(fā)生器通用移位寄存器74LS194的功能表如下:C7S1S0CP功 能0XXX清 0100T保持101T右移110T左移111預置要實現(xiàn)上述花型顯示，關(guān)鍵是移位寄存器的功能控制端S0、S1和左移SL、右移SR的信號電平如何組織。（3）清零電路清零電路如圖1.5所示。清零電路的功能如下:a）系統(tǒng)總清零，用

18、啟動開關(guān) S控制。b）花型3每5拍清零一次，Cr QE.QH 。c）三種花型運行一遍即第 脈沖實現(xiàn)。C 00012 |1F64拍總清零一次，可用對周期為64拍的CP6微分得到的負移位寄存器清o信號組合圖1.5 清零控制電路三、設(shè)計報告要求（設(shè)計報告格式見附錄1）1 .目的與要求：根據(jù)任務書進行填寫。2 .正文：簡單敘述設(shè)計過程（包括原理、方案） ；畫出完整的電路原理圖，并簡述各部分的功能。3 .總結(jié)與結(jié)論：寫出設(shè)計和調(diào)試過程中出現(xiàn)的問題及解決方法；簡述心得體會。課題二 智力競賽搶答器在進行智力競賽搶答題比賽時， 各參賽者考慮好后都想搶先回答， 如果沒有合適的設(shè)備，主持人難以分清搶答者的先后。

19、為了使比賽能順利進行， 需要有一個能判斷搶答者先后的設(shè)備，稱其為智力競賽搶答器。一、設(shè)計任務與要求1 設(shè)計制作一個可容納六組參賽隊的智力競賽搶答器，每組設(shè)置一個搶答按鈕供搶答者使用。設(shè)置一個“系統(tǒng)復位”或“搶答準備命令”按鈕和一個“搶答開始命令”按鈕供主持人使用。2電路具有第一搶答信號的鑒別和鎖存功能。在主持人將系統(tǒng)復位并發(fā)出“搶答開始命令”后，若參賽者按下?lián)尨鸢粹o，就顯示最先搶答者的組號，指示搶答有效，并以聲音警示。若系統(tǒng)復位但未發(fā)“搶答開始命令” ，參賽者就按下?lián)尨鸢粹o，也顯示搶答者的組號，但指示搶答無效，并以聲音警示。要求確定第一個輸入的搶答信號，并保持該信號不變，同時使后輸入的信號無效

20、。3在發(fā)出“搶答開始命令”后開始計時，經(jīng)過規(guī)定的搶答時間后若沒有人搶答，就發(fā)出“搶答時間到”信號，以聲光警示，并鎖定輸入電路使各路搶答信號無法再輸入。4 設(shè)置計分電路， 開始時每組預置為 100 分或其它， 答對一次加 10 分， 答錯減 10 分。二、總體方案設(shè)計1 本題的根本任務是準確判斷出第一搶答者的信號并將其鎖存。實現(xiàn)這一功能可用觸發(fā)器或鎖存器等。 在得到第一搶答信號之后應立即將電路的輸入封鎖， 使其他組的搶答信號無效。同時還必須注意，第一搶答信號應該在主持人發(fā)出“搶答開始命令”后才有效，否則無效。2 當電路形成第一搶答信號之后， 用編碼、 譯碼及數(shù)碼顯示電路顯示出搶答者的組號，也可用

21、發(fā)光二極管直接指示出組號。 還可用鑒別出的第一搶答信號控制音頻振蕩器工作， 給 以警示。3計分電路可采用2 位七段數(shù)碼管顯示，由于每次都是加或減10 分，故個位總保持為 0，只要十位和百位作加減計數(shù)即可，可采用兩級十進制加/ 減計數(shù)器完成。三、設(shè)計報告要求（ 設(shè)計報告格式見附錄 1）1目的與要求：根據(jù)任務書進行填寫。2正文：簡單敘述設(shè)計過程（包括原理、方案） ；畫出完整的電路原理圖，并簡述各部分的功能。3總結(jié)與結(jié)論：寫出設(shè)計和調(diào)試過程中出現(xiàn)的問題及解決方法；簡述心得體會。課題三電子拔河游戲機一、設(shè)計任務與要求電子拔河游戲機是一種能容納甲乙雙方參賽或甲乙雙方加裁判的三人游戲電路。由一排LED發(fā)光

22、二極管表示拔河的“電子繩”。由甲、乙二人通過按鈕開關(guān)使發(fā)光的 LED管向自己 一方的終點移動，當亮點移到任何一方的終點時，則該方獲勝，連續(xù)比賽多局以定勝負。1 .由裁判下達比賽開始命令后，甲乙雙方才能輸入信號，否則，由于電路具有自鎖功能，使輸入信號無效。2 .“電子繩”至少由16個LED管構(gòu)成，裁判下達“比賽開始”命令后，位于“電子繩” 中點的LED管發(fā)亮。甲、乙二人通過按鈕開關(guān)使發(fā)光的 LED管向自己一方的終點移動， 并阻 止其向?qū)Ψ窖由?。當點亮的LED管到達某一方的終點時， 該方獲勝。此時通過自鎖功能鎖定 電路，使輸入不再有效，必須由裁判再次發(fā)出“比賽開始”命令時方能開始下一次比賽。3 .

23、某方贏一次，由計分電路自動給該方加分一次，通過多次比賽以定勝負。、總體方案設(shè)計電子拔河游戲機原理框圖如圖3.1所示。甲方一3 K電 子 繩時鐘信號圖3.1 電子拔河游戲機原理框圖信號輸入電路與控制電路的設(shè)計， 要求甲乙的輸入互相控制， 即在有效時間里若甲先輸 入則甲有效，乙先輸入則乙有效。由兩端輸出，無效端保持不變，有效端輸出一脈沖進入計數(shù)器白加/減脈沖輸入端，其進入方向則由參賽雙方輸入的按鍵信號決定。計數(shù)電路由加減計數(shù)器構(gòu)成，加減兩端分別接控制門的兩個輸出端，若當甲有效時， 就進行加計數(shù)，乙有效時則減計數(shù)。譯碼器的輸入接計數(shù)器的輸出，輸出接電子繩，根據(jù)加、減計數(shù)情況決定電子繩的亮 燈向上移動

24、還是向下移動。計分器的設(shè)計，當最上面的燈亮的時候，給甲加一分，最下面的燈亮的時候，給乙加一分。并能對多次比賽計分，最后計算總成績。當最上或最下的燈亮的時候，電路被鎖定，使 輸入不再有效，當裁判清零以后方能進行下一次比賽。、設(shè)計報告要求（設(shè)計報告格式見附錄1）1 .目的與要求：根據(jù)任務書進行填寫。2 .正 文：簡單敘述設(shè)計過程（包括原理、方案）；畫出完整的電路原理圖，并簡述各部分的功能。3 .總結(jié)與結(jié)論：寫出設(shè)計和調(diào)試過程中出現(xiàn)的問題及解決方法；簡述心得體會。課題四交通信號燈控制器在經(jīng)濟飛速發(fā)展的今天， 城鄉(xiāng)交通自動指揮越來越顯得重要， 為了確保行人和各種車輛 運行安全，保證正常的交通秩序， 應

25、對十字路口的紅綠燈進行自動控制。 實現(xiàn)紅綠燈的自動 指揮是城市管理自動化的重要課題。一、設(shè)計任務與要求交通信號燈的框圖如圖 4.1所示。圖4.1 交通信號燈的框圖在一個具有主、支干道的十字路口，設(shè)計一個交通燈自動控制裝置。紅燈 （R）亮表示該 條道路禁止通行，黃燈（Y）亮作為過渡，以使行駛中的車輛有時間停到禁止線以外， 綠燈（G） 亮表示該條道路允許通行。具體要求如下：1 .主干道經(jīng)常通行。2 .支干道有車才通行。3 .主、支干道均有車時，兩者交替通行，并要求主干道每次至少放行30秒，支干道每次最多放行20秒；采用傳感器分別監(jiān)測主、支干道是否有車，有車時向主控制器發(fā)出信 號，實驗中用邏輯開關(guān)代

26、替。4 .每次綠燈變紅燈時，要求黃燈先亮5秒，此時原紅燈不變；5 .設(shè)計5秒、20秒、30秒計時的譯碼顯示電路，每秒改變一次顯示數(shù)字，可以采用 正計時，也可倒計時。6 .當任意一條路上出現(xiàn)特殊情況，如消防車、救護車或其它需要優(yōu)先放行的車輛時， 各方向上均為紅燈， 計時停止。當特殊運行狀態(tài)結(jié)束后， 控制器恢復原來狀態(tài)，繼續(xù)正常運 行。用邏輯開關(guān)模擬有無特殊情況。二、總體方案設(shè)計1、交通燈自動控制系統(tǒng)原理框圖4.2。圖4.2 交通燈自動控制系統(tǒng)原理框圖采用傳感器分別監(jiān)測主、支干道是否有車，有車時向主控制器發(fā)出信號，實驗中用邏 輯開關(guān)代替。時鐘信號發(fā)生器產(chǎn)生穩(wěn)定的“秒”脈沖（ f=1HZ）信號，確保

27、整個電路裝置同步工作和 實現(xiàn)定時控制。計時器按設(shè)計要求記錄“秒”脈沖個數(shù)完成計時任務，并向主控制器發(fā)出相應的定時 信號以控制各干道通車時間和黃燈亮時間。主控制器根據(jù)傳感器和計時器送來的信號，保持或改變電路的狀態(tài)，以實現(xiàn)各干道車輛運行狀態(tài)的控制。按照主控制器所處的狀態(tài)進行譯碼，再驅(qū)動相應的信號燈，指揮各干道的行人和車輛。2、交通燈控制的狀態(tài)設(shè)計狀態(tài)主干道支干道狀態(tài)1(S0)綠紅狀態(tài)2(S1)黃紅狀態(tài)3(S2)紅綠狀態(tài)4(S3)紅黃三、設(shè)計報告要求（設(shè)計報告格式見附錄1）1 .目的與要求：根據(jù)任務書進行填寫。2 .正 文：簡單敘述設(shè)計過程（包括原理、方案）；畫出完整的電路原理圖，并簡述各部分的功能

28、。3 .總結(jié)與結(jié)論：寫出設(shè)計和調(diào)試過程中出現(xiàn)的問題及解決方法；簡述心得體會。課題五 數(shù)字電子鐘（軟件設(shè)計）電子鐘是一種高精度的計時工具，它采用了集成電路和石英技術(shù)，因此走時精度高， 穩(wěn)定性能好，使用方便，且不需要經(jīng)常調(diào)校。電子鐘根據(jù)顯示方式不同，分為指針式電子鐘和數(shù)字式電子鐘。指針式電子鐘采用機械傳動帶動指針顯示；而數(shù)字式電子鐘則是采用譯碼電路驅(qū)動數(shù)碼顯示器件，以數(shù)字形式顯示。這些譯碼顯示器件，利用集成技術(shù)可以做的非常小 巧，也可以另加一定的驅(qū)動電路，推動霓紅燈或白熾燈顯示系統(tǒng)，制做成大型電子鐘表。因此，數(shù)字式電子鐘用途非常廣泛。、設(shè)計任務與要求1 .設(shè)計一個能直接顯示時、分、秒，并具有校時功

29、能的數(shù)字電子鐘。小時采用二十四進制。2 . （1）設(shè)計24小時整點報時控制電路，要求每整點發(fā)出一聲音響報時。（2）要求只在6-22點之間每整點報時一次，23-5點之間整點不報時。3 .設(shè)計任意幾點幾分均可響鈴的鬧鐘控制電路。響鈴1分鐘，可提前終止。4 .根據(jù)規(guī)定的作息時間表，設(shè)計自動響鈴控制電路。（選做）作息時間表起床上午上班午飯下午上班 下班6: 508: 0011: 4513: 3017: 30、總體方案設(shè)計數(shù)字式電子鐘的基本功能是能夠?qū)崿F(xiàn)時、分、秒的正確計時，計時單位為 1秒。因此，一個簡單的數(shù)字式電子鐘， 首先必須有計時顯示電路和秒脈沖產(chǎn)生電路。 其次，當剛接通電 源或時鐘走時出現(xiàn)誤差

30、時，需要進行時間校準，否則就不能正確表示當前時間。因此， 數(shù)字 式電子鐘應有校時電路。另外，若要求數(shù)字電子鐘能夠自動整點報時（參考電路見圖 5.2） 或按要求時間鬧鈴， 還應有整點報時和鬧鈴控制電路。 若還需要其它功能， 相應的還要有一 些控制電路。綜上所述， 數(shù)字式電子鐘應由三大部分組成：即計時顯示電路、秒脈沖產(chǎn)生電路和控制電路。在軟件設(shè)計中脈沖產(chǎn)生電路可以省略，用時鐘信號源代替。 其結(jié)構(gòu)框圖如圖5.1所示。控制電路圖5.1數(shù)字式電子鐘的結(jié)構(gòu)框圖耳秒脈沖蛭鳴黯74301CLR'VCC1D>1CLK2D1PR日2CLK<1Q1Q，GND至7474圖5.2 整點報時電路（僅供

31、參考）三、設(shè)計報告要求（設(shè)計報告格式見附錄1）1 .目的與要求：根據(jù)任務書進行填寫。2 .正 文：簡單敘述設(shè)計過程（包括原理、方案）；畫出完整的電路原理圖，并簡述各部分的功能。3 .總結(jié)與結(jié)論：寫出設(shè)計和調(diào)試過程中出現(xiàn)的問題及解決方法；簡述心得體會。課題六電子密碼鎖一、設(shè)計任務和要求鎖是人們生活中的常用物品。 本題要求用電子器件設(shè)計制作一個密碼鎖， 使之在輸入正 確的代碼時，輸出開鎖信號以推動執(zhí)行機構(gòu)動作， 并用紅燈亮、綠燈滅表示關(guān)鎖，而綠燈亮、 紅燈滅表示開鎖。1 .在鎖的控制電路中儲存一個可修改的8421BDC碼作為密碼，當輸入代碼和鎖的密碼相等時，進入開鎖狀態(tài)使鎖打開。2 .從第一次密碼

32、輸入之后的 5秒若未將鎖打開，則電路進入自鎖狀態(tài)， 使之無法再打 開，并由揚聲器發(fā)出持續(xù) 20秒的報警信號。二、總體方案設(shè)計1、電子密碼鎖的原理框圖如圖6.1 。圖6.1電子密碼鎖的原理框圖音響電路2、設(shè)計思路(1)該題的主要任務是產(chǎn)生一個開鎖信號，而開鎖信號的形成條件是輸入代碼和已設(shè)置的密碼相同。實現(xiàn)這種功能的電路構(gòu)思有多種。比如：用 2片8位數(shù)據(jù)鎖存器或2片4 位寄存器，一片存入開鎖的代碼，另一片存入密碼，通過比較的方法判斷，若二者相等，則 形成開鎖信號。(2)在產(chǎn)生開鎖信號后，要求輸出聲、光信號。其中音響的產(chǎn)生可以由開鎖信號去觸發(fā)一個音響電路。其中的光信號可以用開鎖信號點亮LED指示燈。

33、(3)用按鈕開關(guān)的第一個動作信號觸發(fā)一個5s的定時器，若在5秒未將鎖打開，則電路進入自鎖狀態(tài)，使之無法再打開，并由揚聲器發(fā)出持續(xù)10秒的報警信號。1目的與要求：根據(jù)任務書進行填寫。2正文：簡單敘述設(shè)計過程（包括原理、方案） ；畫出完整的電路原理圖，并簡述各部分的功能。3總結(jié)與結(jié)論：寫出設(shè)計和調(diào)試過程中出現(xiàn)的問題及解決方法；簡述心得體會。課題七電子秒表、設(shè)計任務與要求1 .利用555定時器制作一個頻率為 50Hz時鐘發(fā)生裝置。2 .通過分頻電路，輸出周期為 0.1秒的計數(shù)脈沖。3 .利用計數(shù)器接受分頻電路輸出的計數(shù)脈沖，并通過數(shù)碼顯示器顯示出來，完成0.1秒9.9秒的秒表計時。4.使用基本 RS

34、觸發(fā)器及其它外圍電路制作電子秒表的控制開關(guān)，實現(xiàn)“開始計數(shù)”“停止并保持計數(shù)”和“清零并準備重新開始計數(shù)”的功能，在秒表計數(shù)期間應使“開始計 數(shù)”和“清零并準備重新開始計數(shù)”無效。、總體方案設(shè)計1、整體設(shè)計布局如圖:2、模塊總體方案設(shè)計圖(1) 555時鐘發(fā)生模塊利用555定時器實現(xiàn)的多諧振蕩電路能夠完成時鐘信號發(fā)生器的功能，通過調(diào)節(jié)電路中的可變電阻使多諧振蕩器的輸出信號頻率為50H乙(2)分頻電路模塊利用74LS290將輸入為50Hz頻率的時鐘脈沖進行分頻變?yōu)?0Hz的信號輸出，即周期為0.1 秒。(3)輸出及顯示模塊兩個74LS290分別連接成十進制計數(shù)器，一個輸出十分之一秒，一個輸出整秒

35、，并通過 兩個數(shù)碼顯示器顯示 0.1 -9.9秒的秒表數(shù)值。(4)控制電路利用基本RS觸發(fā)器生成控制電路：S有效，則Q端輸出高電平，控制時鐘信號輸出到 分頻電路，實現(xiàn)“開始計數(shù)”；同時Q非端輸出的低電平使“清零并準備重新開始計數(shù)”無 效；R有效，則時鐘信號被屏蔽，電子秒表保持當前數(shù)值不變，同時允許“清零并準備重新 開始計數(shù)”信號輸入。注意，設(shè)計時要避免基本RS觸發(fā)器出現(xiàn)不定態(tài)。1目的與要求：根據(jù)任務書進行填寫。2正文：簡單敘述設(shè)計過程（包括原理、方案） ；畫出完整的電路原理圖，并簡述各部分的功能。3總結(jié)與結(jié)論：寫出設(shè)計和調(diào)試過程中出現(xiàn)的問題及解決方法；簡述心得體會。課題八 數(shù)字電子鐘的設(shè)計、安

36、裝與調(diào)試（硬件設(shè)計）電子鐘是一種高精度的計時工具，它采用了集成電路和石英技術(shù)，因此走時精度高， 穩(wěn)定性能好，使用方便，且不需要經(jīng)常調(diào)校。電子鐘根據(jù)顯示方式不同，分為指針式電子鐘和數(shù)字式電子鐘。指針式電子鐘采用機械傳動帶動指針顯示；而數(shù)字式電子鐘則是采用譯碼電路驅(qū)動數(shù)碼顯示器件，以數(shù)字形式顯示。這些譯碼顯示器件，利用集成技術(shù)可以做的非常小 巧，也可以另加一定的驅(qū)動電路，推動霓紅燈或白熾燈顯示系統(tǒng)，制做成大型電子鐘表。因此，數(shù)字式電子鐘用途非常廣泛。、設(shè)計任務與要求1 、設(shè)計一臺能直接顯示時、分、秒的數(shù)字電子鐘。小時可采用十二進制也可采用二十 四進制。2 、設(shè)計?！皶r”、校“分”的控制電路。3、設(shè)計24