數(shù)電課程設(shè)計(jì)題目

1001、1002班數(shù)電課程設(shè)計(jì)題目：要求：1、學(xué)生分組，每組限6人，特殊情況需說(shuō)明2、 查閱資料，器件選型，提供元器件清單，本周五（11月9日）前需完成3、 后續(xù)待課程設(shè)計(jì)時(shí)候再做具體要求！一、汽車尾燈控制電路1、 設(shè)計(jì)任務(wù)設(shè)計(jì)一個(gè)汽車尾燈控制電路，要求汽車尾部左右兩側(cè)各有3個(gè)指示燈（用發(fā)光二極管模擬），當(dāng)在汽車正常運(yùn)行時(shí)指示燈全滅；在右轉(zhuǎn)彎時(shí)，右側(cè)3個(gè)指示燈按右循環(huán)順序點(diǎn)亮；在左轉(zhuǎn)彎時(shí)，左側(cè)3個(gè)指示燈按左循環(huán)順序點(diǎn)亮；在臨時(shí)剎車時(shí)，所有指示燈同時(shí)點(diǎn)亮。2、 參考設(shè)計(jì)方案分析以上設(shè)計(jì)任務(wù)，由于汽車左轉(zhuǎn)彎或右轉(zhuǎn)彎時(shí)，3個(gè)指示燈循環(huán)點(diǎn)亮，所以用三進(jìn)制計(jì)數(shù)器控制譯碼器電路順序輸出低電平，從而控制尾燈按要求點(diǎn)亮。由此得出在每種運(yùn)行狀態(tài)下，各指示燈與給定條件間的關(guān)系，即邏輯功能表1-1所示。汽車尾燈控制電路設(shè)計(jì)總體框圖如圖1-1所示。汽車尾燈和汽車運(yùn)行狀態(tài)表1-1開(kāi)關(guān)控制汽車運(yùn)行狀態(tài)右轉(zhuǎn)尾燈左轉(zhuǎn)尾燈S,S。DDDDDD12 1—2—3 ^-5—6 00正常運(yùn)行燈滅燈滅01右轉(zhuǎn)彎按D1D2D3順序循環(huán)點(diǎn)亮燈滅10左轉(zhuǎn)彎燈滅按D4D5D6順序循環(huán)點(diǎn)亮11臨時(shí)剎車所有尾燈同時(shí)點(diǎn)亮顯示驅(qū)動(dòng)電路A開(kāi)關(guān)控制電路 ?譯碼電路三進(jìn)制計(jì)數(shù)器圖1-1汽車尾燈控制電路設(shè)計(jì)總體框圖二、自動(dòng)循環(huán)計(jì)數(shù)器1、設(shè)計(jì)任務(wù)用集成計(jì)數(shù)器實(shí)行3?9自動(dòng)循環(huán)計(jì)數(shù)。電路能實(shí)現(xiàn)3?9加法和3?9減法循環(huán)計(jì)數(shù)。輸出用數(shù)碼顯示。2、參考設(shè)計(jì)方案分析設(shè)計(jì)任務(wù)，該系統(tǒng)由加減控制模塊、可逆計(jì)數(shù)器、譯碼顯示模塊構(gòu)成。完成由加法計(jì)數(shù)自動(dòng)轉(zhuǎn)向減法計(jì)數(shù)?？赡嬗?jì)數(shù)器實(shí)現(xiàn)加法、減法計(jì)數(shù)功能。加減控制模塊可由門(mén)電路組成的基本RS觸發(fā)器和其它控制門(mén)電路構(gòu)成。譯碼顯示模塊完成該結(jié)果的數(shù)字顯示。自動(dòng)循環(huán)計(jì)數(shù)器設(shè)計(jì)框圖如圖2-1所示。圖2-1自動(dòng)循環(huán)計(jì)數(shù)器設(shè)計(jì)框圖三、籃球競(jìng)賽30秒計(jì)時(shí)器1、 設(shè)計(jì)任務(wù)30秒計(jì)時(shí)器具有顯示30秒的計(jì)時(shí)功能。系統(tǒng)設(shè)置外部操作開(kāi)關(guān)，控制計(jì)時(shí)器的直接清零、啟動(dòng)和暫停/連續(xù)功能。計(jì)時(shí)器為30秒遞減計(jì)時(shí)時(shí)，其計(jì)時(shí)間隔為1秒。當(dāng)計(jì)時(shí)器遞減計(jì)時(shí)到零時(shí)，數(shù)碼顯示器不能滅燈，應(yīng)發(fā)出光電報(bào)警信號(hào)。2、 參考設(shè)計(jì)方案分析設(shè)計(jì)任務(wù)，該系統(tǒng)包括秒脈沖發(fā)生器、計(jì)數(shù)器、譯碼顯示電路、輔助時(shí)序控制電路（簡(jiǎn)稱控制電路）和報(bào)警電路等5個(gè)部分構(gòu)成。其中，計(jì)數(shù)器和控制電路是系統(tǒng)的主要部分。計(jì)數(shù)器完成30s計(jì)時(shí)功能，而控制電路具有直接控制計(jì)數(shù)器的啟動(dòng)計(jì)數(shù)、暫停/連續(xù)計(jì)數(shù)、譯碼顯示電路的顯示和滅燈功能。為了滿足系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求，在設(shè)計(jì)控制電路時(shí)，應(yīng)正確處理各個(gè)信號(hào)之間的時(shí)序關(guān)系。在操作直接清零開(kāi)關(guān)時(shí)，要求計(jì)數(shù)器清零，數(shù)碼顯示器滅燈。當(dāng)啟動(dòng)開(kāi)關(guān)閉合時(shí)，控制電路應(yīng)封鎖時(shí)鐘信號(hào)CP，同時(shí)計(jì)數(shù)器完成置數(shù)功能，譯碼顯示電路顯示30s字樣；當(dāng)啟動(dòng)開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí)，計(jì)數(shù)器開(kāi)始計(jì)數(shù)；當(dāng)暫停/連續(xù)開(kāi)關(guān)撥在暫停位置上時(shí)，計(jì)數(shù)器停止計(jì)數(shù)，處于保持狀態(tài)；當(dāng)暫停/連續(xù)開(kāi)關(guān)撥在連續(xù)時(shí)，計(jì)數(shù)器繼續(xù)遞減計(jì)數(shù)。另外，外部操作開(kāi)關(guān)都應(yīng)采取去抖動(dòng)措施，以防止機(jī)械抖動(dòng)造成電路工作不穩(wěn)定。系統(tǒng)設(shè)計(jì)框圖如圖3-1所示?；@球競(jìng)賽30秒計(jì)時(shí)器參考電路如圖3-2所示。圖3-1 30秒計(jì)時(shí)器系統(tǒng)設(shè)計(jì)框圖74LW74LS4Siikn5JLmF予84。偵LD 5EX圖3-1 30秒計(jì)時(shí)器系統(tǒng)設(shè)計(jì)框圖74LW74LS4Siikn5JLmF予84。偵LD 5EX比口74LSIMCC4QU1RBI74LS4&￡tftBl74LS48uAjA]A|A：A]AiMCT四、拔河游戲機(jī)控制器1、設(shè)計(jì)任務(wù)設(shè)計(jì)一個(gè)能進(jìn)行拔河游戲的控制電路。電路使用9個(gè)發(fā)光二極管表示拔河的“電子繩”，開(kāi)機(jī)后只有中間一個(gè)發(fā)亮，此即拔河的中心點(diǎn)。游戲甲乙雙方各持一個(gè)按鈕迅速地、不斷地按動(dòng)產(chǎn)生脈沖，誰(shuí)按得快，亮點(diǎn)向誰(shuí)方向移動(dòng)，每按一次，亮點(diǎn)移動(dòng)一次。亮點(diǎn)移到任一方終端發(fā)光二極管，這一方就獲勝，此時(shí)雙方按鈕均無(wú)作用，輸出保持，只有復(fù)位后才使亮點(diǎn)恢復(fù)至中心點(diǎn)，由裁判下達(dá)比賽命令后，甲乙雙方才能輸入信號(hào)，否則輸入信號(hào)無(wú)效。2、參考設(shè)計(jì)方案該控制系統(tǒng)由輸入、輸出和控制器模塊構(gòu)成。輸入模塊完成裁判啟動(dòng)命令和兩個(gè)按鈕信號(hào)的輸入，其邏輯關(guān)系由門(mén)電路實(shí)現(xiàn)；控制器模塊完成對(duì)輸入脈沖信號(hào)的統(tǒng)計(jì)，由可預(yù)置加/減計(jì)數(shù)器構(gòu)成（如74LS193），其預(yù)置數(shù)為0100，作為加/減計(jì)數(shù)的起點(diǎn)，加/減計(jì)數(shù)的脈沖源分別取自兩個(gè)按鈕信號(hào)，計(jì)數(shù)器輸出狀態(tài)變量進(jìn)入輸出模塊；輸出模塊完成計(jì)數(shù)器統(tǒng)計(jì)信號(hào)的翻譯（可由4-16線譯碼器74LS154完成）與顯示（可由發(fā)光二極管完成）并給出一個(gè)此次比賽結(jié)束信號(hào)。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖如圖4-1所示。圖4-1拔河游戲機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖五、彩燈控制系統(tǒng)1、 設(shè)計(jì)任務(wù)四路彩燈顯示系統(tǒng)，該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)以下功能：四路彩燈從左向右逐次漸亮，間隔為1秒。四路彩燈從右向左逐次漸滅，間隔為1秒。四路彩燈同時(shí)點(diǎn)亮，時(shí)間為0.5秒，然后同時(shí)變暗，時(shí)間為0.5秒，反復(fù)4次。2、 設(shè)計(jì)參考方案分析以上設(shè)計(jì)任務(wù)，該控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖如圖5-1所示。其中脈沖源采用秒脈沖發(fā)生器，用以提供頻率為1Hz的時(shí)鐘信號(hào)；分頻器將1Hz的時(shí)鐘信號(hào)四分頻，用以產(chǎn)生0.15Hz（即4s）的時(shí)鐘信號(hào)；節(jié)拍控制器產(chǎn)生三個(gè)節(jié)拍循環(huán)的控制信號(hào)：節(jié)拍程序執(zhí)行器完成在每個(gè)節(jié)拍下的系統(tǒng)動(dòng)作，即數(shù)據(jù)的左移、右移和送數(shù)功能，可以使用雙向移位寄存器74LS194完成:顯示電路完成系統(tǒng)循環(huán)演示的指示，可以用發(fā)光二極管模擬。六、燈光顯示電路1、設(shè)計(jì)任務(wù)三個(gè)彩燈紅、綠、黃循環(huán)顯示。彩燈顯示的狀態(tài)表如表6-1所示。表6-1彩燈顯示的狀態(tài)表CPRGY000010012010310041115100601070012、參考設(shè)計(jì)方案根據(jù)彩燈顯示的狀態(tài)表分析，該電路由計(jì)數(shù)器、顯示譯碼模塊、顯示驅(qū)動(dòng)電路構(gòu)成。計(jì)數(shù)器實(shí)現(xiàn)000~111狀態(tài)的輸出，顯示譯碼模塊把計(jì)數(shù)器的輸出轉(zhuǎn)換成彩燈顯示狀態(tài)，由發(fā)光二極管顯示輸出。彩燈顯示電路框圖如圖6-1所示。圖6-1彩燈顯示電路框圖七、乒乓燈游戲控制系統(tǒng)1、 設(shè)計(jì)任務(wù)乒乓燈游戲是一個(gè)供兩人游戲的乒乓玩具，用八只排成長(zhǎng)串的指示燈用來(lái)代表球的軌跡，其中一個(gè)亮的指示燈用來(lái)顯示球。用兩個(gè)按鈕開(kāi)關(guān)作為球拍，甲乙兩人參加游戲。當(dāng)球到達(dá)甲方時(shí)，應(yīng)立即按動(dòng)開(kāi)關(guān)（電路應(yīng)只能響應(yīng)按鈕信號(hào)的前沿），表示回球，球到達(dá)乙時(shí)，同樣也應(yīng)立即按動(dòng)乙方的開(kāi)關(guān)，將球回?fù)舻綄?duì)方去。用一個(gè)時(shí)鐘脈沖源來(lái)移動(dòng)球，約每1/4秒左右移動(dòng)一次，如果雙方操作準(zhǔn)確，則球往返運(yùn)動(dòng).如果玩者按動(dòng)開(kāi)關(guān)的時(shí)機(jī)超前或遲后，球就會(huì)在終端位置消失，燈熄滅，表示失敗，游戲?qū)⒅匦麻_(kāi)始。2、 參考設(shè)計(jì)方案該設(shè)計(jì)問(wèn)題可由甲方、乙方的開(kāi)關(guān)控制電路以及發(fā)球開(kāi)關(guān)控制模塊、球左右往返運(yùn)動(dòng)控制模塊（由兩個(gè)雙向移位寄組成）、顯示驅(qū)動(dòng)電路構(gòu)成。開(kāi)關(guān)控制模塊實(shí)現(xiàn)發(fā)球和回球，球的運(yùn)動(dòng)軌跡由左右往返運(yùn)動(dòng)控制模塊實(shí)現(xiàn)，八個(gè)發(fā)光二極管顯示球的位置。系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖如圖7-1所示。圖7-1乒乓燈游戲控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框八、具有大小月份自動(dòng)調(diào)節(jié)功能的數(shù)字鐘1、 設(shè)計(jì)任務(wù)完成普通數(shù)字鐘的計(jì)時(shí)功能的基礎(chǔ)上，顯示分、小時(shí)、日期。實(shí)現(xiàn)大小月份自動(dòng)調(diào)節(jié)功能。即日期的計(jì)數(shù)實(shí)現(xiàn)大月31天，小月30天，二月28天。2、 參考設(shè)計(jì)方案用兩片十進(jìn)制計(jì)數(shù)器（如74160）級(jí)聯(lián)構(gòu)成日計(jì)數(shù)器，控制置數(shù)端使其每次從1開(kāi)始計(jì)數(shù)（對(duì)應(yīng)每月第一天是1號(hào)）。從日計(jì)數(shù)器的輸出，譯出31、30、28這三個(gè)信號(hào)，再根據(jù)月計(jì)數(shù)器的輸出的月份，選擇其中一路信號(hào)去控制日計(jì)數(shù)器的置數(shù)端。密出卷出演日計(jì)數(shù)琴低位〉數(shù)相魅&密出卷出演日計(jì)數(shù)琴低位〉數(shù)相魅&九、交通控制器九、交通控制器設(shè)計(jì)任務(wù)和要求:1、 主干道亮綠燈時(shí)，則支干道亮紅燈，主干道通車，時(shí)間為50秒。2、 主干道亮紅燈時(shí)，則支干道亮綠燈，支干道通車，時(shí)間為30秒。3、 轉(zhuǎn)換時(shí)，綠燈先變?yōu)辄S燈，5秒后再變?yōu)榧t燈，同時(shí)另一方向道路的紅燈轉(zhuǎn)換為綠燈。4、 用數(shù)碼管指示綠燈亮期間倒計(jì)時(shí)時(shí)間，紅燈和黃燈亮?xí)r數(shù)碼管不顯示。可用兩組紅、黃、綠發(fā)光二極管，作為交通信號(hào)燈。5、 完成全電路理論設(shè)計(jì)、安裝調(diào)試，并能發(fā)現(xiàn)問(wèn)題和解決問(wèn)題。6、 撰寫(xiě)設(shè)計(jì)報(bào)告：寫(xiě)出設(shè)計(jì)與制作的全過(guò)程，附上有關(guān)資料和圖紙，有心得體會(huì)。根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)與要求，可知交通燈簡(jiǎn)單控制時(shí)序如圖所示，圖中用G、Y、R表示主干道的綠、黃、紅燈，用g、y、r表示支干道的綠、黃、紅燈，亮為‘1”。系統(tǒng)運(yùn)行共有四種狀態(tài)：主干道綠燈亮(G=1)，50秒后熄滅(GD；主干道黃燈亮(Y=1)，5秒后熄滅(YD；支干道綠燈亮(g=1)，30秒后熄滅(gD；支干道黃燈亮(y=1)，5秒后熄滅(yl)。之后又回到第一種狀態(tài)：主干道綠燈亮……如此循環(huán)。主干道交通燈主干道交通燈YROunono譯碼-*譯碼—譯碼交通燈控制器的原理框圖30秒r秒發(fā)生器復(fù)位開(kāi)關(guān)支干道主干道交通燈主干道交通燈YROunono譯碼-*譯碼—譯碼