數(shù)電課程設(shè)計題目

1001、1002班數(shù)電課程設(shè)計題目：要求：1、學(xué)生分組，每組限6人，特殊情況需說明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)計時候再做具體要求！一、汽車尾燈控制電路1、 設(shè)計任務(wù)設(shè)計一個汽車尾燈控制電路，要求汽車尾部左右兩側(cè)各有3個指示燈（用發(fā)光二極管模擬），當(dāng)在汽車正常運行時指示燈全滅；在右轉(zhuǎn)彎時，右側(cè)3個指示燈按右循環(huán)順序點亮；在左轉(zhuǎn)彎時，左側(cè)3個指示燈按左循環(huán)順序點亮；在臨時剎車時，所有指示燈同時點亮。2、 參考設(shè)計方案分析以上設(shè)計任務(wù)，由于汽車左轉(zhuǎn)彎或右轉(zhuǎn)彎時，3個指示燈循環(huán)點亮，所以用三進(jìn)制計數(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亮。由此得出在每種運行狀態(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)計總體框圖如圖1-1所示。汽車尾燈和汽車運行狀態(tài)表1-1開關(guān)控制汽車運行狀態(tài)右轉(zhuǎn)尾燈左轉(zhuǎn)尾燈S,S。DDDDDD12 1—2—3 ^-5—6 00正常運行燈滅燈滅01右轉(zhuǎn)彎按D1D2D3順序循環(huán)點亮燈滅10左轉(zhuǎn)彎燈滅按D4D5D6順序循環(huán)點亮11臨時剎車所有尾燈同時點亮顯示驅(qū)動電路A開關(guān)控制電路 ?譯碼電路三進(jìn)制計數(shù)器圖1-1汽車尾燈控制電路設(shè)計總體框圖二、自動循環(huán)計數(shù)器1、設(shè)計任務(wù)用集成計數(shù)器實行3?9自動循環(huán)計數(shù)。電路能實現(xiàn)3?9加法和3?9減法循環(huán)計數(shù)。輸出用數(shù)碼顯示。2、參考設(shè)計方案分析設(shè)計任務(wù)，該系統(tǒng)由加減控制模塊、可逆計數(shù)器、譯碼顯示模塊構(gòu)成。完成由加法計數(shù)自動轉(zhuǎn)向減法計數(shù)?？赡嬗嫈?shù)器實現(xiàn)加法、減法計數(shù)功能。加減控制模塊可由門電路組成的基本RS觸發(fā)器和其它控制門電路構(gòu)成。譯碼顯示模塊完成該結(jié)果的數(shù)字顯示。自動循環(huán)計數(shù)器設(shè)計框圖如圖2-1所示。圖2-1自動循環(huán)計數(shù)器設(shè)計框圖三、籃球競賽30秒計時器1、 設(shè)計任務(wù)30秒計時器具有顯示30秒的計時功能。系統(tǒng)設(shè)置外部操作開關(guān)，控制計時器的直接清零、啟動和暫停/連續(xù)功能。計時器為30秒遞減計時時，其計時間隔為1秒。當(dāng)計時器遞減計時到零時，數(shù)碼顯示器不能滅燈，應(yīng)發(fā)出光電報警信號。2、 參考設(shè)計方案分析設(shè)計任務(wù)，該系統(tǒng)包括秒脈沖發(fā)生器、計數(shù)器、譯碼顯示電路、輔助時序控制電路（簡稱控制電路）和報警電路等5個部分構(gòu)成。其中，計數(shù)器和控制電路是系統(tǒng)的主要部分。計數(shù)器完成30s計時功能，而控制電路具有直接控制計數(shù)器的啟動計數(shù)、暫停/連續(xù)計數(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)計要求，在設(shè)計控制電路時，應(yīng)正確處理各個信號之間的時序關(guān)系。在操作直接清零開關(guān)時，要求計數(shù)器清零，數(shù)碼顯示器滅燈。當(dāng)啟動開關(guān)閉合時，控制電路應(yīng)封鎖時鐘信號CP，同時計數(shù)器完成置數(shù)功能，譯碼顯示電路顯示30s字樣；當(dāng)啟動開關(guān)斷開時，計數(shù)器開始計數(shù)；當(dāng)暫停/連續(xù)開關(guān)撥在暫停位置上時，計數(shù)器停止計數(shù)，處于保持狀態(tài)；當(dāng)暫停/連續(xù)開關(guān)撥在連續(xù)時，計數(shù)器繼續(xù)遞減計數(shù)。另外，外部操作開關(guān)都應(yīng)采取去抖動措施，以防止機(jī)械抖動造成電路工作不穩(wěn)定。系統(tǒng)設(shè)計框圖如圖3-1所示?；@球競賽30秒計時器參考電路如圖3-2所示。圖3-1 30秒計時器系統(tǒng)設(shè)計框圖74LW74LS4Siikn5JLmF予84。偵LD 5EX圖3-1 30秒計時器系統(tǒng)設(shè)計框圖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)計任務(wù)設(shè)計一個能進(jìn)行拔河游戲的控制電路。電路使用9個發(fā)光二極管表示拔河的“電子繩”，開機(jī)后只有中間一個發(fā)亮，此即拔河的中心點。游戲甲乙雙方各持一個按鈕迅速地、不斷地按動產(chǎn)生脈沖，誰按得快，亮點向誰方向移動，每按一次，亮點移動一次。亮點移到任一方終端發(fā)光二極管，這一方就獲勝，此時雙方按鈕均無作用，輸出保持，只有復(fù)位后才使亮點恢復(fù)至中心點，由裁判下達(dá)比賽命令后，甲乙雙方才能輸入信號，否則輸入信號無效。2、參考設(shè)計方案該控制系統(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命令和兩個按鈕信號的輸入，其邏輯關(guān)系由門電路實現(xiàn)；控制器模塊完成對輸入脈沖信號的統(tǒng)計，由可預(yù)置加/減計數(shù)器構(gòu)成（如74LS193），其預(yù)置數(shù)為0100，作為加/減計數(shù)的起點，加/減計數(shù)的脈沖源分別取自兩個按鈕信號，計數(shù)器輸出狀態(tài)變量進(jìn)入輸出模塊；輸出模塊完成計數(shù)器統(tǒng)計信號的翻譯（可由4-16線譯碼器74LS154完成）與顯示（可由發(fā)光二極管完成）并給出一個此次比賽結(jié)束信號。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)計任務(wù)四路彩燈顯示系統(tǒng)，該系統(tǒng)實現(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。四路彩燈同時點亮，時間為0.5秒，然后同時變暗，時間為0.5秒，反復(fù)4次。2、 設(shè)計參考方案分析以上設(shè)計任務(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的時鐘信號；分頻器將1Hz的時鐘信號四分頻，用以產(chǎn)生0.15Hz（即4s）的時鐘信號；節(jié)拍控制器產(chǎn)生三個節(jié)拍循環(huán)的控制信號：節(jié)拍程序執(zhí)行器完成在每個節(jié)拍下的系統(tǒng)動作，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)計任務(wù)三個彩燈紅、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)計方案根據(jù)彩燈顯示的狀態(tài)表分析，該電路由計數(shù)器、顯示譯碼模塊、顯示驅(qū)動電路構(gòu)成。計數(shù)器實現(xiàn)000~111狀態(tài)的輸出，顯示譯碼模塊把計數(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)計任務(wù)乒乓燈游戲是一個供兩人游戲的乒乓玩具，用八只排成長串的指示燈用來代表球的軌跡，其中一個亮的指示燈用來顯示球。用兩個按鈕開關(guān)作為球拍，甲乙兩人參加游戲。當(dāng)球到達(dá)甲方時，應(yīng)立即按動開關(guān)（電路應(yīng)只能響應(yīng)按鈕信號的前沿），表示回球，球到達(dá)乙時，同樣也應(yīng)立即按動乙方的開關(guān)，將球回?fù)舻綄Ψ饺?。用一個時鐘脈沖源來移動球，約每1/4秒左右移動一次，如果雙方操作準(zhǔn)確，則球往返運動.如果玩者按動開關(guān)的時機(jī)超前或遲后，球就會在終端位置消失，燈熄滅，表示失敗，游戲?qū)⒅匦麻_始。2、 參考設(shè)計方案該設(shè)計問題可由甲方、乙方的開關(guān)控制電路以及發(fā)球開關(guān)控制模塊、球左右往返運動控制模塊（由兩個雙向移位寄組成）、顯示驅(qū)動電路構(gòu)成。開關(guān)控制模塊實現(xiàn)發(fā)球和回球，球的運動軌跡由左右往返運動控制模塊實現(xiàn)，八個發(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、具有大小月份自動調(diào)節(jié)功能的數(shù)字鐘1、 設(shè)計任務(wù)完成普通數(shù)字鐘的計時功能的基礎(chǔ)上，顯示分、小時、日期。實現(xiàn)大小月份自動調(diào)節(jié)功能。即日期的計數(shù)實現(xiàn)大月31天，小月30天，二月28天。2、 參考設(shè)計方案用兩片十進(jìn)制計數(shù)器（如74160）級聯(lián)構(gòu)成日計數(shù)器，控制置數(shù)端使其每次從1開始計數(shù)（對應(yīng)每月第一天是1號）。從日計數(shù)器的輸出，譯出31、30、28這三個信號，再根據(jù)月計數(shù)器的輸出的月份，選擇其中一路信號去控制日計數(shù)器的置數(shù)端。密出卷出演日計數(shù)琴低位〉數(shù)相魅&密出卷出演日計數(shù)琴低位〉數(shù)相魅&九、交通控制器九、交通控制器設(shè)計任務(wù)和要求:1、 主干道亮綠燈時，則支干道亮紅燈，主干道通車，時間為50秒。2、 主干道亮紅燈時，則支干道亮綠燈，支干道通車，時間為30秒。3、 轉(zhuǎn)換時，綠燈先變?yōu)辄S燈，5秒后再變?yōu)榧t燈，同時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時時間，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，作為交通信號燈。5、 完成全電路理論設(shè)計、安裝調(diào)試，并能發(fā)現(xiàn)問題和解決問題。6、 撰寫設(shè)計報告：寫出設(shè)計與制作的全過程，附上有關(guān)資料和圖紙，有心得體會。根據(jù)設(shè)計任務(wù)與要求，可知交通燈簡單控制時序如圖所示，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)位開關(guān)支干道主干道交通燈主干道交通燈YROunono譯碼-*譯碼—譯碼