綜合實驗(樊冰)

1、電子技術綜合實驗1綜合實驗要求一、綜合實驗安排1、1月14日1月16日在教四地下2號機房調試、答辯。上午9：00-11：30，下午2：00-4：002、1月16日下午3:00前交設計報告2綜合實驗要求三、實驗報告要求1、每份實驗報告前必須附有實驗任務書，任務書自行打印。2、實驗報告必須按統(tǒng)一格式書寫和打印。3、打印一律使用A4紙張。3設計時的注意事項一、繪制電路圖要規(guī)范，不能亂飛線（斜線）。必須有且僅有一個系統(tǒng)復位開關，答辯演示時，不允許通過重新仿真來復位系統(tǒng)。二、電路中所有開關必須用不同的鍵來控制，禁止一鍵多控。三、電路中所有的輸入引腳都不允許懸空，或者與某個輸出引腳連接，或者連接電源或地。

2、三、ppt中提供的設計思路僅供參考，只要能完成設計任務和要求的電路和方法都是可以使用的。4答辯注意事項綜合實驗沒有分組的概念，做同一課題的同學必須各自獨立完成，若兩名同學出現雷同電路，則此兩名同學最后成績都降一級，若三名同學及以上雷同，則成績?yōu)椴患案瘛Ｃ棵瑢W只給一次答辯機會，最后的成績主要取決于答辯成績，其次看完成的速度。請同學準備好再來答辯！不要抄襲后抱有僥幸心理，想蒙混過關，要相信老師的能力。5答辯注意事項不要以車票或機票日期為理由要求老師網開一面。答辯通過的底線要求：（1）要有完整的電路圖，并實現課題的主要功能。（2）對沒有設計能力的同學，至少要熟悉別人（包括網上下載的）電路中主要芯片

3、的基本功能，并能解釋電路中關鍵部分的實現過程。僅達到答辯底線的同學最早15號下午來答辯。6設計的總體步驟和方法一、整體規(guī)劃： 從要求出發(fā)，將整體設計分解為多個小模塊或者多個步驟。二、具體設計： 根據不同小模塊或不同步驟的功能查找可用器件，并輔以外圍電路將功能實現。三、調試整合： 將小模塊進行組合或者將不同步驟按順序依次實現。7課題一：移位寄存器型彩燈控制器一、設計任務與要求1、要求采用移位寄存器設計一個彩燈控制器。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。 花型2：

4、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。 花型3：8路彩燈分兩半，從左至右順次漸亮，全亮后則滅，循環(huán)三次。8課題一：移位寄存器型彩燈控制器花型真值表9課題一：移位寄存器型彩燈控制器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，構成一次大循環(huán)，然后重復。二、總體方案設計1、原理框圖10課題一：移位寄存器型彩燈控制器2、設計思路（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，這樣構成一次大循環(huán)共需128節(jié)拍。 例：移位脈沖CP的表達式為： 11課

5、題一：移位寄存器型彩燈控制器（2）通用移位寄存器74LS194 74LS194的功能表如下 要實現上述花型顯示，關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。12課題一：移位寄存器型彩燈控制器（3）復位電路 復位電路的功能如下：a) 系統(tǒng)總復位，用啟動開關S控制。b) 花型3每5拍清零一次， 。c) 三種花型運行一遍即第64拍總清零一次，可用對周期為64拍的CP6微分得到的負脈沖實現。 13課題二：智力搶答器一、設計任務與要求 1、設計制作一個可容納六組參賽隊的智力競賽搶答器，每組設置一個搶答按鈕供搶答者使用。設置一個“系統(tǒng)復位” 按鈕和一個“搶答開始命令”按鈕

6、供主持人使用。 2、電路具有僅顯示第一搶答信號的功能。在主持人將系統(tǒng)復位并發(fā)出“搶答開始命令”后，若參賽者按下搶答按鈕，就顯示最先搶答者的組號，指示搶答有效，并以綠燈顯示。若系統(tǒng)復位但未發(fā)“搶答開始命令”，參賽者就按下搶答按鈕，也顯示搶答者的組號，但指示搶答無效，并以紅燈顯示。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。 14課題二：智力搶答器 3、在發(fā)出“搶答開始命令”后開始計時，經過規(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，以紅燈閃爍表示，并鎖定輸入電路使各路搶答信號無法再輸入。15二、總體設計思路1、本題的根本任務是準確判斷出第一搶答者的信號并將

7、其鎖存。實現這一功能可用觸發(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。 課題二：智力搶答器16課題二：智力搶答器2、當電路形成第一搶答信號之后，用編碼、譯碼及數碼顯示電路顯示出搶答者的組號。用鑒別出的第一搶答信號控制指示燈，給以警示。 17課題三：電子拔河游戲機 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)光二極管表示拔河的“電子繩”。由甲、乙二人通過按鈕開關使發(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

8、，連續(xù)比賽多局以定勝負。18課題三：電子拔河游戲機一、設計任務與要求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17個LED管構成，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使發(fā)光的LED管向自己一方的終點移動，并阻止其向對方延伸。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、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。19課題三：電子拔河游戲機二、總體方案設計

9、 電子拔河游戲機原理框圖 20課題三：電子拔河游戲機1、信號輸入電路與控制電路的設計 要求在一個指定時間內計算甲乙的輸入次數（比較輸入頻率），指示燈將向輸入次數多的一方移動一格。重復上述過程，直到指示燈達到一側的末端，一次較量結束并計分。 2、計數電路 由加減計數器構成，若當甲頻率高時，就進行加計數，乙頻率高時則減計數。 21課題三：電子拔河游戲機3、輸出電路（1）譯碼器的輸入接計數器的輸出，輸出接電子繩，根據加、減計數情況決定電子繩的亮燈向上移動還是向下移動。 （2）計分器的設計，當最左面的燈亮的時候，給甲加一分，最右面的燈亮的時候，給乙加一分。并能對多次比賽計分，最后計算總成績。當最左或最

10、右的燈亮的時候，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。 22課題四：交通信號燈控制器一、設計任務與要求 在一個具有主、支干道的十字路口，設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、主干道經常通行。2、支干道有車才通行。23課題四：交通信號燈控制器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，實驗中用邏輯開關代替。4、每次綠燈變紅燈

11、時，要求黃燈先亮5秒，此時原紅燈不變；5、設計5秒、20秒、30秒計時的譯碼顯示電路，每秒改變一次顯示數字，可以采用正計時，也可倒計時。6、當任意一條路上出現特殊情況，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)結束后，控制器恢復原來狀態(tài)，繼續(xù)正常運行。用邏輯開關模擬有無特殊情況。二、總體方案設計1、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，實驗中用邏輯開關代替。24課題四：交通信號燈控制器2、計時器在完成計時任務時，計時部分的控制電路要向主控制器發(fā)出相應的計時結束信號以使電路根據設計進入到下一個狀態(tài)。3、按照主控制器所處的狀態(tài)進

12、行譯碼，再驅動相應的信號燈。 系統(tǒng)原理框圖 25課題四：交通信號燈控制器狀態(tài)轉換圖 26課題四：交通信號燈控制器狀態(tài)轉換表 注意：用二進制定義不同狀態(tài)時，相鄰狀態(tài)之間的改變盡量避免兩位二進制同時變化（如10變?yōu)?1），因為這樣可能帶來競爭冒險，使電路出現不可預知的錯誤。27課題四：交通信號燈控制器計時顯示電路示例28課題五：電子秒表一、設計任務與要求1、利用555定時器制作一個時鐘發(fā)生裝置，輸出計數脈沖，使電子秒表能夠在0.1秒到9.9秒之間計時并顯示出來。2、 制作電子秒表的三個控制開關： （1）開始、計時開關：第一次按下此開關（單刀雙擲開關可以是一下一上），秒表開始計時；第二次按下此開關，

13、記錄第一次計時數據，但秒表不停；第三次按下此開關，秒表停，顯示第二次計時數據。 （2）計時數據切換開關：在秒表停止后，通過此開關可切換顯示第一次計時值和第二次計時值。 （3）清零開關：秒表計時過程中，此開關動作無效，僅當計數停止后，清零開關才可以有效。 29課題五：電子秒表2、模塊設計 （1）555時鐘發(fā)生模塊 利用555定時器實現的多諧振蕩電路能夠完成時鐘信號發(fā)生器的功能。 （2）控制模塊設計（方法僅供參考） 利用寄存器（可選用74LS194）對兩次計時數據進行存儲；通過門電路控制194的輸出，完成切換顯示功能；用觸發(fā)器和門電路完成清零開關的控制：只有當開始、計時開關按下三次后，清零開關才可

14、以有效，否則無效。 （3）輸出及顯示模塊 兩個290分別連接成十進制計數器，一個輸出十分之一秒，一個輸出整秒。30課題六：電子密碼鎖一、設計任務和要求 本題要求用電子器件設計制作一個密碼鎖，使之在輸入正確的代碼時，輸出開鎖信號以推動執(zhí)行機構動作，并用綠燈亮表示開鎖。 1、在鎖的控制電路中儲存一個可修改的4位二進制代碼作為密碼，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、每組密碼輸入后要通過確認開關發(fā)出確認信號才進入解鎖控制器，第一組密碼的確認信號之后的10秒內若未將鎖打開，則電路進入自鎖狀態(tài)，使之無法再打開，并通過紅燈發(fā)出報警信號。31課題六：電子密碼鎖二、總體方案設計1、電子密碼

15、鎖的原理框圖 32課題六：電子密碼鎖2、設計思路（1）該題的主要任務是產生一個開鎖信號，而開鎖信號的形成條件是輸入代碼和已設置的密碼相同。實現這種功能的電路構思有多種。比如：用2片8位數據鎖存器或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）在產生開鎖信號后，要求輸出光信號。光信號可以用開鎖信號點亮LED指示燈。（3）用第一組密碼的確認信號觸發(fā)一個10s的定時器，若在10s內未將鎖打開，則電路進入自鎖狀態(tài)，使之無法再打開，并紅燈發(fā)出報警信號。33課題六：電子密碼鎖3、部分電路示例（密碼預置和修改電路，此電路是使用其它仿真軟件設計）34

16、課題七：數字電子鐘一、設計任務與要求1、設計一個能直接顯示時、分可以進行校“時”、?！胺帧钡臄底蛛娮隅?。小時采用二十四進制。 2、（1）設計24小時整點報時控制電路，要求每整點的55分開始報時（用紅燈亮代替），報時5分鐘。（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、設計任意幾點幾分均可響鈴的鬧鐘控制電路。響鈴5分鐘，可提前終止。 4、根據規(guī)定的作息時間表，設計自動響鈴控制電路。（選做） 35課題七：數字電子鐘二、總體方案設計 數字式電子鐘的基本功能是能夠實現時、分、秒的正確計時，計時單位為1秒。因此，一個簡單的數字式電子鐘，首先必須有計時顯示電路和秒脈沖產生電路。（為了避免