2011电子技术综合实验

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1、刘向军刘向军2011/12/30电子技术综合实验电子技术综合实验四、要求四、要求二、设计内容二、设计内容一、综述一、综述三、设计实例三、设计实例一、综述1.1.目的和意义目的和意义 综合电子技术设计是电子技术课程的综合实践教学环节，既涉综合电子技术设计是电子技术课程的综合实践教学环节，既涉及到许多理论知识及到许多理论知识,（设计原理与方法），又涉及到许多实践知（设计原理与方法），又涉及到许多实践知识与技能识与技能(安装、调试与测量技术安装、调试与测量技术)。通过学生独立进行某一课。通过学生独立进行某一课题的设计安装和调试来完成。因此它是对学生电子技术课程学题的设计安装和调试来完成。因此它是对学

2、生电子技术课程学习的综合性训练。习的综合性训练。随着电子技术的迅速发展，电子电路的应用日益广泛，由电随着电子技术的迅速发展，电子电路的应用日益广泛，由电子电路组成的控制系统、测量系统、通信系统等电子技术产品子电路组成的控制系统、测量系统、通信系统等电子技术产品已经深入到各个领域，电子电路的设计越来越显示出其实用性已经深入到各个领域，电子电路的设计越来越显示出其实用性和重要性。和重要性。2.2.基本要求基本要求 （1 1）根据设计任务和指标要求，综合运用电子技术课程中）根据设计任务和指标要求，综合运用电子技术课程中所学到的理论知识与实践技能独立完成一个设计课题；所学到的理论知识与实践技能独立完成

3、一个设计课题；（2 2）根据课题需要选学参考书籍，查阅手册、图表等相关）根据课题需要选学参考书籍，查阅手册、图表等相关文献资料。要求通过独立思考、深入钻研课程设计所遇到文献资料。要求通过独立思考、深入钻研课程设计所遇到的问题，培养独立分析、解决问题的能力；的问题，培养独立分析、解决问题的能力；（3 3）进一步熟悉常用电子器件的类型和特性，掌握合理选）进一步熟悉常用电子器件的类型和特性，掌握合理选用的原则；用的原则；（4 4）学会电子电路的安装和调试技能，掌握常用仪器设备）学会电子电路的安装和调试技能，掌握常用仪器设备的正确使用方法。利用的正确使用方法。利用”观察、判断、实验、再判断观察、判断、

4、实验、再判断”的的基本方法，解决实验中的问题；基本方法，解决实验中的问题；（5 5）学会撰写课程设计总结报告；）学会撰写课程设计总结报告；（6 6）通过课程设计，逐步形成严肃认真、一丝不苟、）通过课程设计，逐步形成严肃认真、一丝不苟、实事求是的工作作风和科学态度，树立一定的生产观点、实事求是的工作作风和科学态度，树立一定的生产观点、经济观点和全局观点，尤其是在设计过程中注重勤俭节经济观点和全局观点，尤其是在设计过程中注重勤俭节约的作风的培养，力求设计过程中力争少损坏器件；约的作风的培养，力求设计过程中力争少损坏器件；（7 7）课程设计过程中，要做到爱护公物、遵守纪律、）课程设计过程中，要做到爱

5、护公物、遵守纪律、团结协作、注意安全。团结协作、注意安全。（8 8）上机实验中，在机房保持安静，爱护计算机，杜）上机实验中，在机房保持安静，爱护计算机，杜绝打游戏、聊天等一切与课程设计无关的事情。绝打游戏、聊天等一切与课程设计无关的事情。3.3.设计方法和步骤设计方法和步骤电子电路设计的一般方法与步骤包括：电子电路设计的一般方法与步骤包括：总体方案的设计与选择总体方案的设计与选择 单元电路的选择与设计单元电路的选择与设计 单元电路间的连接方法单元电路间的连接方法 绘制总体电路草图绘制总体电路草图 关键电路实验关键电路实验 最后绘制正式的总体电路图最后绘制正式的总体电路图二、设计内容二、设计内容

6、o1.1.移位寄存器型彩灯控制器移位寄存器型彩灯控制器o2.2.智力竞赛抢答器智力竞赛抢答器o3.3.电子拔河游戏机电子拔河游戏机o4.4.交通信号灯控制电路交通信号灯控制电路o5.5.数字电子钟数字电子钟o6.6.电子密码锁电子密码锁o7.7.电子秒表电子秒表三、设计实例三、设计实例题目题目1 1：数字钟：数字钟 1.1.设计要求设计要求（1 1）设计一个能直接显示时、分、秒的数字电子钟。）设计一个能直接显示时、分、秒的数字电子钟。小时可以为小时可以为1212进制，也可为进制，也可为2424进制。进制。（2 2）设计校）设计校”时时”、校、校”分分”电路；电路；（3 3）设计设计2424小时

7、整点报时控制电路，要求从小时整点报时控制电路，要求从5959分分5050秒开始，每秒开始，每2 2秒钟响一声，共响秒钟响一声，共响5 5次；每响一次声音次；每响一次声音持续持续0.50.5秒。秒。要求只在要求只在6:00-22:006:00-22:00之间整点报时，之间整点报时，23:00-5:0023:00-5:00之间整点不报时。之间整点不报时。（4 4）设计任意几设计任意几点几分可响铃的闹点几分可响铃的闹钟控制电路，可提钟控制电路，可提前停止响铃；前停止响铃；（5 5）根据规定的）根据规定的作息时间表，如右作息时间表，如右表所示，设计自动表所示，设计自动响铃控制电路（选响铃控制电路（选作

8、）作）。作息时间表作息时间表起床起床6:50上午上课上午上课8:00午饭午饭11:45下午上课下午上课14:00放学回家放学回家17:30 2.2.总体设计方案总体设计方案 数字时式电子钟的基本功能是能够实现时、分、数字时式电子钟的基本功能是能够实现时、分、秒的正确计时，计时单位为秒的正确计时，计时单位为1s1s。因此，首先必须有。因此，首先必须有计时显示电路和秒脉冲产生电路。其次，当刚接通计时显示电路和秒脉冲产生电路。其次，当刚接通电源或时钟走时出现误差时，需要进行时间校准，电源或时钟走时出现误差时，需要进行时间校准，否则就不能正确表示当前时间。因此，数字式电子否则就不能正确表示当前时间。因

9、此，数字式电子钟应有校时控制电路。再次，要求有自动整点报时钟应有校时控制电路。再次，要求有自动整点报时及按时闹钟，还应有整点报时和闹钟控制电路。另及按时闹钟，还应有整点报时和闹钟控制电路。另外还有其他控制电路。外还有其他控制电路。因此，该电子钟由因此，该电子钟由计计时显示电路、秒脉冲时显示电路、秒脉冲产生和控制电路产生和控制电路三大三大部分构成。部分构成。数字式电子钟的结构框图数字式电子钟的结构框图1)1)七段显示数码管七段显示数码管2)10MHz2)10MHz振荡器和十分频电路振荡器和十分频电路 -1-110MHz10MHz振荡器振荡器-2-2 如如图图所所示示为为电电子子手手表表集集成成电

10、电路路（如如5C7025C702）中中的的晶晶体体振振荡荡器器电电路路，常常取取晶晶振振的的频频率率为为32768Hz32768Hz，因因其其内内部部有有1515级级2 2分分频频集集成成电电路路，所所以以输输出出端端正正好好可得到可得到1Hz1Hz的标准脉冲的标准脉冲.3)3)校时电路校时电路4)4)整点报时电路整点报时电路题目题目2 2：交通信号灯控制器：交通信号灯控制器1.设计要求：设计要求：在一个具有主、支干道的十字路口在一个具有主、支干道的十字路口,设计一个交设计一个交通灯自动控制装置通灯自动控制装置.红灯红灯 (R)(R)亮表示该条道路禁止通亮表示该条道路禁止通行行,黄灯黄灯(Y(

11、Y）亮为过渡，使行驶中的车辆有时间停到）亮为过渡，使行驶中的车辆有时间停到禁止线以外，绿灯禁止线以外，绿灯(G)(G)亮表示该条道路允许通行亮表示该条道路允许通行具体要求：具体要求：o、主干道经常通车；、主干道经常通车；o、支干道有车才通行；、支干道有车才通行；o、主支干道均有车时，两者交替通行，并要求主干道每、主支干道均有车时，两者交替通行，并要求主干道每次至少放行秒，支干道每次最多放行秒，仿真用次至少放行秒，支干道每次最多放行秒，仿真用开关代替；开关代替；o、每次绿灯变红灯时，要求黄灯先亮秒，此时原红灯、每次绿灯变红灯时，要求黄灯先亮秒，此时原红灯不变；不变；o、设计秒、秒、秒计译码显示电

12、路，每秒改、设计秒、秒、秒计译码显示电路，每秒改变一次显示数字，可以采用正计时，也可以采用倒计时；变一次显示数字，可以采用正计时，也可以采用倒计时；o、当任意一条路上出现特殊情况，如消防车、救护车等、当任意一条路上出现特殊情况，如消防车、救护车等需要优先放行的车辆时，各方向上均为红灯，计时停止。需要优先放行的车辆时，各方向上均为红灯，计时停止。当特殊运行状态结束后，控制器恢复原来状态，继续正常当特殊运行状态结束后，控制器恢复原来状态，继续正常运行。运行。2.2.原理框图原理框图计时器计时器主控制器主控制器时钟信号时钟信号译码驱动电路译码驱动电路主干道灯主干道灯支干道灯支干道灯传感器传感器代用代

13、用开关开关1.1.（1 1）传感器用开关代）传感器用开关代替替主干道有车主干道有车:L:L表示表示支干道有车支干道有车:S:S表示表示特殊情况有车特殊情况有车:T:T表示表示1.1.（2 2）计时器设计）计时器设计3030秒计时显示电路秒计时显示电路 TLTL2020秒计时显示电路秒计时显示电路 TSTS5 5秒计时显示电路秒计时显示电路 TPTP3.3.主控制器设计主控制器设计(交通灯控制状态设计交通灯控制状态设计)主绿灯主绿灯支红灯支红灯主红灯主红灯支绿灯支绿灯主黄灯主黄灯支红灯支红灯主红灯主红灯支黄灯支黄灯支道无车或主道有车支道无车或主道有车秒秒支道有车主道无车或主道有车支道有车主道无车

14、或主道有车秒秒秒秒30秒秒支道无车支道无车或主道有车或主道有车秒秒用用L表示主道有车，用表示主道有车，用S表示支道有车表示支道有车用用TL表示表示30秒，用秒，用Ts表示表示秒，秒，用用Tp表示表示秒秒主绿灯主绿灯支红灯支红灯主红灯主红灯支绿灯支绿灯主黄灯主黄灯支红灯支红灯主红灯主红灯支黄灯支黄灯支道无车或主道有车支道无车或主道有车秒秒支道有车主道无车或主道有车支道有车主道无车或主道有车秒秒秒秒30秒秒支道无车支道无车或主道有车或主道有车秒秒S0(00)S1(01)S2(11)S3(10)现态现态Qn2 Qn1状态转换状态转换TP次态次态Qn+12 Qn+11状态转换状态转换信号信号ST0 0

15、0 00 X X 1 X X0 00 1010 10 1X 0 XX 1 X0 11 1011 11 1X X 0 X X 1111 0011 01 0X 0 XX 1 X100 001状态状态主干道主干道支干道支干道S0(00)绿绿G红红rS1(01)黄黄Y红红rS2(11)红红R绿绿gS3(10)红红R黄黄yQ2 Q1G Y Rg y r0 00 11 11 01 0 00 1 00 0 10 0 10 0 10 0 11 0 00 1 04.4.译码驱动电路设计译码驱动电路设计主干道主干道:绿绿G G 黄黄Y Y 红红R R支干道支干道:绿绿g g 黄黄y y 红红r r题目题目3:3:

16、移位寄存器型彩灯控制器移位寄存器型彩灯控制器意义o彩灯控制器可以自动控制多路彩灯按不同的节拍彩灯控制器可以自动控制多路彩灯按不同的节拍循环显示各种灯光变换花型，广泛用于大型灯会、循环显示各种灯光变换花型，广泛用于大型灯会、舞台灯光控制以及节假日灯光妆饰中舞台灯光控制以及节假日灯光妆饰中o当彩灯路数较少且花型变换较为简单时，可用移当彩灯路数较少且花型变换较为简单时，可用移位寄存器进行控制位寄存器进行控制1.1.设计要求设计要求1）要求三种变换花型要求三种变换花型o路彩灯从左至右顺次渐亮，全亮后逆序渐灭；循环路彩灯从左至右顺次渐亮，全亮后逆序渐灭；循环次次o路彩灯从中间到两边对称地逐次渐亮，全亮后

17、仍由路彩灯从中间到两边对称地逐次渐亮，全亮后仍由中间到两边对称地逐次渐灭；循环次中间到两边对称地逐次渐灭；循环次o路彩灯分两半，从左至右顺次渐亮，全亮后则灭；路彩灯分两半，从左至右顺次渐亮，全亮后则灭；循环次循环次2 2）三种花型先以慢节拍显示一遍）三种花型先以慢节拍显示一遍,再以快节拍显示一遍再以快节拍显示一遍,构构成一次大循环成一次大循环,然后重复然后重复.节拍顺序QaQbQcQdQeQfQgQh花型花型花型右右1右右1右右1右右1右右0右右1左左1左左1左左0左左0左左0左左0右右1右右02.2.原理框图原理框图控制控制电路电路编码编码发生器发生器驱动器驱动器彩灯彩灯 1 1）节拍发生器

18、设计）节拍发生器设计 由表由表1 1，一次花型循环实为，一次花型循环实为6363拍，加一拍清零共拍，加一拍清零共6464拍，拍，凑成凑成2 26 6，可用六位二进制计数器实现。此外，原题要求慢节，可用六位二进制计数器实现。此外，原题要求慢节拍和快节拍各循环一次，故还须加快慢节拍时钟分配电路。拍和快节拍各循环一次，故还须加快慢节拍时钟分配电路。2 2）快慢节拍时钟分配电路设计）快慢节拍时钟分配电路设计 脉冲源可直接使用元件库中的脉冲源，也可另行设脉冲源可直接使用元件库中的脉冲源，也可另行设计脉冲源电路计脉冲源电路(555多谐振荡器或石英晶体振荡器多谐振荡器或石英晶体振荡器)3 3）四位双向集成移

19、位寄存器）四位双向集成移位寄存器7419474194控制信号的设计控制信号的设计 1(QaQbQcQd)2(QeQfQgQh)节拍顺序QaQbQcQdQeQfQgQh花型花型花型右右1右右1右右1右右1右右0右右1左左1左左1左左0左左0左左0左左0右右1右右04 4）清）清0 0控制电路设计控制电路设计系统总清系统总清0 0花型花型3 3每每5 5拍清拍清0 0一次一次三种花型运行一遍即三种花型运行一遍即6464拍总清拍总清0 0一次一次 总总 结结o掌握原理，总体设计掌握原理，总体设计o信号清晰，单元调试信号清晰，单元调试o合理布局，疏密得当合理布局，疏密得当o分析问题，总结报告分析问题，

20、总结报告题目题目4 4：六路抢答器设计：六路抢答器设计1.1.设计要求设计要求系统应包括主持人控制台、选手抢答台、选系统应包括主持人控制台、选手抢答台、选手计分器等部分。主持人通过主持人控制台上所手计分器等部分。主持人通过主持人控制台上所设按钮向选手抢答台和选手计分器发送抢答允许、设按钮向选手抢答台和选手计分器发送抢答允许、加分、减分等信号；抢答选手通过选手抢答台上加分、减分等信号；抢答选手通过选手抢答台上所设按钮发送抢答信号并封锁竞争对手的抢答器，所设按钮发送抢答信号并封锁竞争对手的抢答器，同时向自己的计分器发出计分允许信号。同时向自己的计分器发出计分允许信号。2.2.功能描述功能描述1 1

21、）主持人预置每组）主持人预置每组100100分。分。2 2）主持人按准备按钮，宣布准备抢答并述题。）主持人按准备按钮，宣布准备抢答并述题。3 3）判断有无违章提前抢答者。如果有违章提前抢答者（选手抢）判断有无违章提前抢答者。如果有违章提前抢答者（选手抢答台红灯亮并发出答台红灯亮并发出 声音），则宣布本题失败并做违章声音），则宣布本题失败并做违章处理（如减分或口头警告），然后返回第二步。如果没有违处理（如减分或口头警告），然后返回第二步。如果没有违章并且没有提前抢答者，则进行第四步。章并且没有提前抢答者，则进行第四步。4 4）主持人按开始抢答按钮，宣布开始抢答。）主持人按开始抢答按钮，宣布开始抢

22、答。5 5）选手按自己的选手抢答台上所设的抢答按钮抢答。抢到答题）选手按自己的选手抢答台上所设的抢答按钮抢答。抢到答题权者的选手抢答台上所设的绿灯发亮并发出声音，经主持人权者的选手抢答台上所设的绿灯发亮并发出声音，经主持人允许后答题。允许后答题。6 6）主持人宣布选手得分，并按加）主持人宣布选手得分，并按加1010分按钮给选手加分按钮给选手加1010分或者按分或者按减减1010分按钮给选手减分按钮给选手减1010分。分。7 7）转入第二步进行下一题，或宣布抢答活动结束。）转入第二步进行下一题，或宣布抢答活动结束。3.3.分模块设计分模块设计1）主持人控制台功能规划主持人控制台功能规划主持人控制

23、台状态和所需器件：主持人控制台只有准备状态主持人控制台状态和所需器件：主持人控制台只有准备状态S0S0和抢答开始状态和抢答开始状态S1S1，故只需一个状态触发器，故只需一个状态触发器FF0FF0；此外需要；此外需要预置预置100100分按钮（分按钮（L L）、准备按钮（）、准备按钮（R R）、抢答开始按钮）、抢答开始按钮（S S）、加）、加1010分按钮（分按钮（U U）、减）、减1010分按钮（分按钮（D D）。）。各按钮功能规定和信号形式各按钮功能规定和信号形式L L 同时将四个计分器置成同时将四个计分器置成100100分，选用带低有效预置端的计数分，选用带低有效预置端的计数器构成器构成

24、计分器，故信号形式为负脉冲。计分器，故信号形式为负脉冲。R R 将本台状态触发器将本台状态触发器FF0FF0复位到复位到S0S0状态，同时将四个选手抢答状态，同时将四个选手抢答台置于初始状态，信号形式为负脉冲。台置于初始状态，信号形式为负脉冲。S S 将本台状态触发器将本台状态触发器FF0FF0置位到置位到S1S1状态，再由状态，再由FF0FF0向四个选手抢向四个选手抢答台输出抢答允许信号。信号形式为负脉冲。答台输出抢答允许信号。信号形式为负脉冲。U U 给竞答选手加给竞答选手加1010分，信号形式为正脉冲。分，信号形式为正脉冲。D D 给竞答选手减给竞答选手减1010分，信号形式为正脉冲。分

25、，信号形式为正脉冲。主持人控制台电路设计主持人控制台电路设计1.1.2 2）选手抢答器功能规划）选手抢答器功能规划 选手抢答器的输入和输出信号及其含意选手抢答器的输入和输出信号及其含意1）选手抢答器输入信号应包括：）选手抢答器输入信号应包括：主持人控制台送来的准备抢答信号，为负脉冲，它将选手抢答器复位到主持人控制台送来的准备抢答信号，为负脉冲，它将选手抢答器复位到初始状态；初始状态；主持人控制台送来的开始抢答信号，允许竞答选手按抢答按钮，设为主持人控制台送来的开始抢答信号，允许竞答选手按抢答按钮，设为X1，1有效；有效；其它选手抢答器送来封锁信号，使本选手不能抢答，设其组合后为其它选手抢答器送

26、来封锁信号，使本选手不能抢答，设其组合后为X0，0封锁；封锁；竞答选手按抢答按钮形成的抢答信号，在电路中作为时钟信号竞答选手按抢答按钮形成的抢答信号，在电路中作为时钟信号CP，为负，为负脉冲；脉冲；2）选手抢答器输出信号应包括：选手抢答器输出信号应包括：违章抢答信号，用于点亮红灯并使蜂鸣器发声，设为违章抢答信号，用于点亮红灯并使蜂鸣器发声，设为Y1，1有效；有效；抢答有效信号，用于点亮绿灯，设为抢答有效信号，用于点亮绿灯，设为Y2，1有效；有效；计分允许信号，使主持人能对本选手加分或减分计分允许信号，使主持人能对本选手加分或减分,设为设为Y3，1有效；有效；输出封锁信号，使其他竞答选手按抢答按

27、钮无效，设为输出封锁信号，使其他竞答选手按抢答按钮无效，设为Y4，1有效有效。选手抢答器的状态规划和原始状态图选手抢答器的状态规划和原始状态图 选手抢答器应至少具有三个状态，其一为初始状态选手抢答器应至少具有三个状态，其一为初始状态S0S0，其二为违章抢答后状态其二为违章抢答后状态S1S1，其三为有效抢答后状态，其三为有效抢答后状态S2S2，根据题，根据题意可画出原始状态图如图。意可画出原始状态图如图。S0S0、S1S1、S2S2的编码分别选为的编码分别选为0000、0101、1010，设状态，设状态1111为为S3S3，并规定在任何输入下其输出全为，并规定在任何输入下其输出全为0 0并且次状

28、态为并且次状态为S0S0。由。由此得驱动函数和输出函数真值表如下：此得驱动函数和输出函数真值表如下：(Q1Q0)nX1X0(Q1Q0)n+1J1K1J0K0Y1Y2Y30 00 X0 10 X 1 X0 0 01 00 00 X 0 X1 11 01 X 0 X0 1X X0 10 X X 01 0 11 0X X1 0X 0 0 X0 1 11 1X X0 0X 1 X 10 0 03 3）计分器功能和电路设计）计分器功能和电路设计计分器应具备下列基本功能：计分器应具备下列基本功能：计数范围为计数范围为000990000990，以，以1010为最小计数单位；为最小计数单位；采用三位七段显示数

29、码管显示计分值；采用三位七段显示数码管显示计分值；可用预置脉冲将计数值预置成可用预置脉冲将计数值预置成100100分；分；具有计分允许信号输入端，该信号有效时方可对具有计分允许信号输入端，该信号有效时方可对本计分器进行加分或减分操作；本计分器进行加分或减分操作；具有加具有加1010分脉冲信号和减分脉冲信号和减1010分脉冲信号输入端。分脉冲信号输入端。器件选择器件选择题目题目5：电子拔河游戏机：电子拔河游戏机1.1.设计任务设计任务 电子拔河游戏机是一种能容纳甲乙双方参赛或电子拔河游戏机是一种能容纳甲乙双方参赛或甲乙双方加裁判的三人游戏电路。由一排甲乙双方加裁判的三人游戏电路。由一排LEDLE

30、D发光发光二极管表示拔河的电子绳。由甲、乙二人通过按钮二极管表示拔河的电子绳。由甲、乙二人通过按钮开关使发光的开关使发光的LEDLED管向自己一方的终点移动，当亮管向自己一方的终点移动，当亮点移到任何一方的终点时，则该方获胜，连续比赛点移到任何一方的终点时，则该方获胜，连续比赛多局以定胜负。多局以定胜负。2.2.设计要求设计要求1 1）由裁判下达比赛开始命令后，甲乙双方才能输入信）由裁判下达比赛开始命令后，甲乙双方才能输入信号，否则，由于电路具有自锁功能，使输入信号无效。号，否则，由于电路具有自锁功能，使输入信号无效。2 2）电子绳由）电子绳由1717个个 LEDLED管构成，裁判下达比赛开始

31、命令管构成，裁判下达比赛开始命令后，位于电子绳中点的后，位于电子绳中点的LEDLED管发亮。甲、乙二人通过按管发亮。甲、乙二人通过按钮开关使发光的钮开关使发光的 管向自己一方的终点移动，并阻止其管向自己一方的终点移动，并阻止其向对方延伸。当点亮的向对方延伸。当点亮的LEDLED管到达某一方的终点时，该管到达某一方的终点时，该方获胜。此时通过自锁功能锁定电路，使输入不再有效，方获胜。此时通过自锁功能锁定电路，使输入不再有效，必须由裁判再次发出比赛开始命令时方能开始下一次比必须由裁判再次发出比赛开始命令时方能开始下一次比赛。赛。3 3）某方赢一次，有计分电路自动给该方加）某方赢一次，有计分电路自动

32、给该方加1 1分分 ，通过，通过多次比赛以定胜负。多次比赛以定胜负。3.3.总体方案设计总体方案设计时钟信号时钟信号译码器译码器电电子子绳绳计计数数器器甲方甲方得分得分乙方乙方得分得分控控制制电电路路信信号号输输入入电电路路甲方甲方乙方乙方1)1)输入信号与控制电路设计输入信号与控制电路设计甲乙方输入用开关代替甲乙方输入用开关代替甲乙输入能互相控制，即在有效时间里甲先输入甲乙输入能互相控制，即在有效时间里甲先输入则甲有效，乙先输入则乙有效则甲有效，乙先输入则乙有效任一方到终点获胜后，另一方输入无效任一方到终点获胜后，另一方输入无效2)2)计数器计数器 由双时钟十进制同步加减计数器由双时钟十进制

33、同步加减计数器7419274192构成，加减两端分构成，加减两端分别接控制门的两个输出端，若甲有效，进行加计数；乙有效则别接控制门的两个输出端，若甲有效，进行加计数；乙有效则减计数减计数1.1.3)3)译码器译码器2.输入接计数器输出，输出接电子绳，根据加减计数输入接计数器输出，输出接电子绳，根据加减计数情况决定电子绳的亮灯向上移还是向下移情况决定电子绳的亮灯向上移还是向下移4)4)电子绳电子绳 由由1717个发光二极管个发光二极管 LEDLED代替代替Qe QdQcAbQa00001 D100010 00011001000010100110001110100001001 D9(中间LED)1

34、000010001100101001110100101011011010111 D17甲方计数甲方计数CP-乙方计数乙方计数CP+题目题目6 6：电子密码锁：电子密码锁 锁是人们生活中的常用物品。本设锁是人们生活中的常用物品。本设计题目要求用电子器件设计制作一个密计题目要求用电子器件设计制作一个密码锁，使之在输入正确的代码时，输出码锁，使之在输入正确的代码时，输出开锁信号推动执行机构动作；并用红灯开锁信号推动执行机构动作；并用红灯亮、绿灯灭表示关锁，而绿灯亮、红灯亮、绿灯灭表示关锁，而绿灯亮、红灯灭表示开锁。灭表示开锁。1.设计任务与要求设计任务与要求 1 1）在锁的控制电路中储存一个可修改的

35、）在锁的控制电路中储存一个可修改的4 4位代码作为密码，当输入代码和锁的密码相位代码作为密码，当输入代码和锁的密码相等时，进入开锁状态使锁打开。等时，进入开锁状态使锁打开。2 2）从第一个按钮触动之后的）从第一个按钮触动之后的5 5秒内若未秒内若未将锁打开，则电路进入自锁状态，使之无法将锁打开，则电路进入自锁状态，使之无法再打开，并由扬声器发出持续再打开，并由扬声器发出持续2020秒的报警信秒的报警信号。号。2.2.设计方案设计方案 1 1）开锁信号产生电路）开锁信号产生电路 该题的主要任务是产生一个开锁信号，而开锁信号的形该题的主要任务是产生一个开锁信号，而开锁信号的形成条件是输入代码和已设

36、置的密码相同。实现这种功能的成条件是输入代码和已设置的密码相同。实现这种功能的电路构思有多种。比如：用电路构思有多种。比如：用2 2片片8 8位数据锁存器或位数据锁存器或2 2片片4 4位寄存器，位寄存器，一片存入开锁的代码，另一片存入密码，通过比较的一片存入开锁的代码，另一片存入密码，通过比较的方法判断，若二者相等，则形成开锁信号。方法判断，若二者相等，则形成开锁信号。（1 1）开锁信号产生电路：）开锁信号产生电路：（2 2）定时电路：）定时电路：该题的定时电路有两个：该题的定时电路有两个：5 5秒定时器和秒定时器和2020秒定时器。秒定时器。密码锁一经工作，即启动密码锁一经工作，即启动5

37、5秒定时器；定时器计秒定时器；定时器计到到5 5秒，如果输入密码与预置密码相符绿灯亮，否则秒，如果输入密码与预置密码相符绿灯亮，否则红灯亮，同时报警电路报警，红灯亮，同时报警电路报警，2020秒定时器开始计时，秒定时器开始计时，计时满时报警电路停止，准备下一次输入密码计时满时报警电路停止，准备下一次输入密码。（3 3）报警电路：）报警电路：报警电路是在输入密码与预置密码经报警电路是在输入密码与预置密码经比较器比较后不相符时开始工作；在比较器比较后不相符时开始工作；在2020秒定秒定时器计满时停止。因此，报警电路的控制信时器计满时停止。因此，报警电路的控制信号应该有两个：一个来自比较器的输出，令

38、号应该有两个：一个来自比较器的输出，令一个来自于一个来自于2020秒定时器的输出。我们可以用秒定时器的输出。我们可以用基本基本RSRS触发器来实现。触发器来实现。题目题目8 8：电子秒表：电子秒表 电子秒表是一种计时设备，是数字电路中基本电子秒表是一种计时设备，是数字电路中基本RSRS触发器、单稳态触发器、时钟发生器及计数、译触发器、单稳态触发器、时钟发生器及计数、译码显示等单元电路的综合应用。码显示等单元电路的综合应用。1 1）利用）利用555555定时器制作一个时钟发生装置。定时器制作一个时钟发生装置。2 2）通过二五十进制计数器制作时钟分频电路，）通过二五十进制计数器制作时钟分频电路，输

39、出输出0.10.1秒到秒到9.99.9秒的计数脉冲。秒的计数脉冲。3 3）利用）利用74LS24874LS248和数码显示器接受分频电路输和数码显示器接受分频电路输出的计数脉冲，并显示出来。出的计数脉冲，并显示出来。4 4）使用基本）使用基本RSRS触发器制作电子秒表的控制开关，触发器制作电子秒表的控制开关，实现开始计数，停止并保持计数和清零重新开实现开始计数，停止并保持计数和清零重新开始计数的功能。始计数的功能。1.1.设计任务与要求设计任务与要求课题八课题八课题八课题八 电子秒表电子秒表电子秒表电子秒表2.2.方案设计方案设计课题八课题八课题八课题八 电子秒表电子秒表电子秒表电子秒表（1

40、1）555555时钟发生模块时钟发生模块 利用利用555555定时器实现的多谐振荡电路能定时器实现的多谐振荡电路能够完成时钟信号发生器的功能，通过调节电路够完成时钟信号发生器的功能，通过调节电路中的可变电阻使多谐振荡器的输出信号频率为中的可变电阻使多谐振荡器的输出信号频率为50HZ50HZ。（2 2）输出及显示模块）输出及显示模块 两个两个290290分别连接成十进制计数器，一分别连接成十进制计数器，一个输出十分之一秒，一个输出整秒，并分别通个输出十分之一秒，一个输出整秒，并分别通过过248248芯片驱动相应的数码显示器，以显示芯片驱动相应的数码显示器，以显示0.19.90.19.9秒的秒表数

41、值。秒的秒表数值。课题八课题八课题八课题八 电子秒表电子秒表电子秒表电子秒表（3 3）控制电路）控制电路 利用基本利用基本RSRS触发器生成控制电路：分别在触发器生成控制电路：分别在R R端和端和S S端端设置开关。设置开关。开关开关S S有效，则有效，则Q Q端输出高电平，将控制时钟信号发端输出高电平，将控制时钟信号发生器输出的与非门打开，使时钟信号能顺利通过与非门输生器输出的与非门打开，使时钟信号能顺利通过与非门输出到分频电路中；同时出到分频电路中；同时Q Q端输出的低电平触发一个由门电端输出的低电平触发一个由门电路组成的微分型单稳态触发器，使其输出一个一定宽度的路组成的微分型单稳态触发器

42、，使其输出一个一定宽度的低电平，通过一个非门变成高电平控制分频电路和计数脉低电平，通过一个非门变成高电平控制分频电路和计数脉冲输出电路的清零端，使其清零，并在单稳态触发器的暂冲输出电路的清零端，使其清零，并在单稳态触发器的暂稳态消失以后恢复计数和分频功能。稳态消失以后恢复计数和分频功能。开关开关R R有效，则时钟信号被屏蔽，电子秒表保持当前有效，则时钟信号被屏蔽，电子秒表保持当前数值不变。为了避免基本数值不变。为了避免基本RSRS触发器出现不定态，需将构触发器出现不定态，需将构成触发器的两个与非门的一端经电阻接成触发器的两个与非门的一端经电阻接+5V+5V电源，同时电源，同时两个开关不能同时闭合。两个开关不能同时闭合。课题八课题八课题八课题八 电子秒表电子秒表电子秒表电子秒表四、验收方式o（1 1）1 1月月9 9日日1212日每天上午日每天上午8 8点到下午点到下午4 4点点8 8号机房上号机房上机仿真；机仿真；o（2 2）1 1月月9 9日日1212日每天上午日每天上午8 8点到下午点到下午4 4点点8 8号机房号机房现场电路功能演示；现场电路功能演示；o（3 3）撰写课程设计总结报告，打印版，撰写课程设计总结报告，打印版，1 1月月1212号下号下午午3:003:00前交，不少于前交，不少于20002000字。字。谢谢！