1001、1002班數電課程設計題目：要求：1、學生分組，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)待課程設計時候再做具體要求！一、汽車尾燈控制電路1、 設計任務設計一個汽車尾燈控制電路，要求汽車尾部左右兩側各有3個指示燈（用發(fā)光二極管模擬），當在汽車正常運行時指示燈全滅；在右轉彎時，右側3個指示燈按右循環(huán)順序點亮；在左轉彎時，左側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、 參考設計方案分析以上設計任務，由于汽車左轉彎或右轉彎時，3個指示燈循環(huán)點亮，所以用三進制計數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系，即邏輯功能表1-1所示。汽車尾燈控制電路設計總體框圖如圖1-1所示。汽車尾燈和汽車運行狀態(tài)表1-1開關控制汽車運行狀態(tài)右轉尾燈左轉尾燈S,S。DDDDDD12 1—2—3 ^-5—6 00正常運行燈滅燈滅01右轉彎按D1D2D3順序循環(huán)點亮燈滅10左轉彎燈滅按D4D5D6順序循環(huán)點亮11臨時剎車所有尾燈同時點亮顯示驅動電路A開關控制電路 ?譯碼電路三進制計數器圖1-1汽車尾燈控制電路設計總體框圖二、自動循環(huán)計數器1、設計任務用集成計數器實行3?9自動循環(huán)計數。電路能實現(xiàn)3?9加法和3?9減法循環(huán)計數。輸出用數碼顯示。2、參考設計方案分析設計任務，該系統(tǒng)由加減控制模塊、可逆計數器、譯碼顯示模塊構成。完成由加法計數自動轉向減法計數。可逆計數器實現(xiàn)加法、減法計數功能。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成。譯碼顯示模塊完成該結果的數字顯示。自動循環(huán)計數器設計框圖如圖2-1所示。圖2-1自動循環(huán)計數器設計框圖三、籃球競賽30秒計時器1、 設計任務30秒計時器具有顯示30秒的計時功能。系統(tǒng)設置外部操作開關，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。當計時器遞減計時到零時，數碼顯示器不能滅燈，應發(fā)出光電報警信號。2、 參考設計方案分析設計任務，該系統(tǒng)包括秒脈沖發(fā)生器、計數器、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個部分構成。其中，計數器和控制電路是系統(tǒng)的主要部分。計數器完成30s計時功能，而控制電路具有直接控制計數器的啟動計數、暫停/連續(xù)計數、譯碼顯示電路的顯示和滅燈功能。為了滿足系統(tǒng)的設計要求，在設計控制電路時，應正確處理各個信號之間的時序關系。在操作直接清零開關時，要求計數器清零，數碼顯示器滅燈。當啟動開關閉合時，控制電路應封鎖時鐘信號CP，同時計數器完成置數功能，譯碼顯示電路顯示30s字樣；當啟動開關斷開時，計數器開始計數；當暫停/連續(xù)開關撥在暫停位置上時，計數器停止計數，處于保持狀態(tài)；當暫停/連續(xù)開關撥在連續(xù)時，計數器繼續(xù)遞減計數。另外，外部操作開關都應采取去抖動措施，以防止機械抖動造成電路工作不穩(wěn)定。系統(tǒng)設計框圖如圖3-1所示。籃球競賽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)設計框圖74LW74LS4Siikn5JLmF予84。偵LD 5EX圖3-1 30秒計時器系統(tǒng)設計框圖74LW74LS4Siikn5JLmF予84。偵LD 5EX比口74LSIMCC4QU1RBI74LS4&￡tftBl74LS48uAjA]A|A：A]AiMCT四、拔河游戲機控制器1、設計任務設計一個能進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，只有復位后才使亮點恢復至中心點，由裁判下達比賽命令后，甲乙雙方才能輸入信號，否則輸入信號無效。2、參考設計方案該控制系統(tǒng)由輸入、輸出和控制器模塊構成。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，由可預置加/減計數器構成（如74LS193），其預置數為0100，作為加/減計數的起點，加/減計數的脈沖源分別取自兩個按鈕信號，計數器輸出狀態(tài)變量進入輸出模塊；輸出模塊完成計數器統(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束信號。系統(tǒng)結構框圖如圖4-1所示。圖4-1拔河游戲機系統(tǒng)結構框圖五、彩燈控制系統(tǒng)1、 設計任務四路彩燈顯示系統(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4次。2、 設計參考方案分析以上設計任務，該控制系統(tǒng)結構框圖如圖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，用以產生0.15Hz（即4s）的時鐘信號；節(jié)拍控制器產生三個節(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，即數據的左移、右移和送數功能，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、設計任務三個彩燈紅、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、參考設計方案根據彩燈顯示的狀態(tài)表分析，該電路由計數器、顯示譯碼模塊、顯示驅動電路構成。計數器實現(xiàn)000~111狀態(tài)的輸出，顯示譯碼模塊把計數器的輸出轉換成彩燈顯示狀態(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、 設計任務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。用兩個按鈕開關作為球拍，甲乙兩人參加游戲。當球到達甲方時，應立即按動開關（電路應只能響應按鈕信號的前沿），表示回球，球到達乙時，同樣也應立即按動乙方的開關，將球回擊到對方去。用一個時鐘脈沖源來移動球，約每1/4秒左右移動一次，如果雙方操作準確，則球往返運動.如果玩者按動開關的時機超前或遲后，球就會在終端位置消失，燈熄滅，表示失敗，游戲將重新開始。2、 參考設計方案該設計問題可由甲方、乙方的開關控制電路以及發(fā)球開關控制模塊、球左右往返運動控制模塊（由兩個雙向移位寄組成）、顯示驅動電路構成。開關控制模塊實現(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)的結構框圖如圖7-1所示。圖7-1乒乓燈游戲控制系統(tǒng)的結構框八、具有大小月份自動調節(jié)功能的數字鐘1、 設計任務完成普通數字鐘的計時功能的基礎上，顯示分、小時、日期。實現(xiàn)大小月份自動調節(jié)功能。即日期的計數實現(xiàn)大月31天，小月30天，二月28天。2、 參考設計方案用兩片十進制計數器（如74160）級聯(lián)構成日計數器，控制置數端使其每次從1開始計數（對應每月第一天是1號）。從日計數器的輸出，譯出31、30、28這三個信號，再根據月計數器的輸出的月份，選擇其中一路信號去控制日計數器的置數端。密出卷出演日計數琴低位〉數相魅&密出卷出演日計數琴低位〉數相魅&九、交通控制器九、交通控制器設計任務和要求: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換為綠燈。4、 用數碼管指示綠燈亮期間倒計時時間，紅燈和黃燈亮時數碼管不顯示。可用兩組紅、黃、綠發(fā)光二極管，作為交通信號燈。5、 完成全電路理論設計、安裝調試，并能發(fā)現(xiàn)問題和解決問題。6、 撰寫設計報告：寫出設計與制作的全過程，附上有關資料和圖紙，有心得體會。根據設計任務與要求，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)生器復位開關支干道主干道交通燈主干道交通燈YROunono譯碼-*譯碼—譯碼