電子技術綜合實驗

1、1劉向軍劉向軍2012/1/122四、要求四、要求二、設計內容二、設計內容一、綜述一、綜述三、設計實例三、設計實例3一、綜述1.1.目的和意義目的和意義 綜合電子技術設計是電子技術課程的綜合實踐教學環(huán)節(jié)，既涉綜合電子技術設計是電子技術課程的綜合實踐教學環(huán)節(jié)，既涉及到許多理論知識及到許多理論知識, ,（設計原理與方法），又涉及到許多實踐知（設計原理與方法），又涉及到許多實踐知識與技能識與技能( (安裝、調試與測量技術安裝、調試與測量技術) )。通過學生獨立進行某一課。通過學生獨立進行某一課題的設計安裝和調試來完成。因此它是對學生電子技術課程學題的設計安裝和調試來完成。因此它是對學生電子技術課程學

2、習的綜合性訓練。習的綜合性訓練。 隨著電子技術的迅速發(fā)展，電子電路的應用日益廣泛，由電隨著電子技術的迅速發(fā)展，電子電路的應用日益廣泛，由電子電路組成的控制系統(tǒng)、測量系統(tǒng)、通信系統(tǒng)等電子技術產品子電路組成的控制系統(tǒng)、測量系統(tǒng)、通信系統(tǒng)等電子技術產品已經深入到各個領域，電子電路的設計越來越顯示出其實用性已經深入到各個領域，電子電路的設計越來越顯示出其實用性和重要性。和重要性。42.2.基本要求基本要求 （1 1）根據設計任務和指標要求，綜合運用電子技術課程中）根據設計任務和指標要求，綜合運用電子技術課程中所學到的理論知識與實踐技能獨立完成一個設計課題；所學到的理論知識與實踐技能獨立完成一個設計課題

3、；（2 2）根據課題需要選學參考書籍，查閱手冊、圖表等相）根據課題需要選學參考書籍，查閱手冊、圖表等相關文獻資料。要求通過獨立思考、深入鉆研課程設計所遇關文獻資料。要求通過獨立思考、深入鉆研課程設計所遇到的問題，培養(yǎng)獨立分析、解決問題的能力；到的問題，培養(yǎng)獨立分析、解決問題的能力；（3 3）進一步熟悉常用電子器件的類型和特性，掌握合理）進一步熟悉常用電子器件的類型和特性，掌握合理選用的原則；選用的原則；（4 4）學會電子電路的安裝和調試技能，掌握常用儀器設）學會電子電路的安裝和調試技能，掌握常用儀器設備的正確使用方法。利用備的正確使用方法。利用”觀察、判斷、實驗、再判斷觀察、判斷、實驗、再判斷

4、”的基本方法，解決實驗中的問題；的基本方法，解決實驗中的問題；（5 5）學會撰寫課程設計總結報告；）學會撰寫課程設計總結報告；5 （6 6）通過課程設計，逐步形成嚴肅認真、一絲不茍、）通過課程設計，逐步形成嚴肅認真、一絲不茍、實事求是的工作作風和科學態(tài)度，樹立一定的生產觀點、實事求是的工作作風和科學態(tài)度，樹立一定的生產觀點、經濟觀點和全局觀點，尤其是在設計過程中注重勤儉節(jié)經濟觀點和全局觀點，尤其是在設計過程中注重勤儉節(jié)約的作風的培養(yǎng)，力求設計過程中力爭少損壞器件；約的作風的培養(yǎng)，力求設計過程中力爭少損壞器件； （7 7）課程設計過程中，要做到愛護公物、遵守紀律、）課程設計過程中，要做到愛護公物

5、、遵守紀律、團結協(xié)作、注意安全。團結協(xié)作、注意安全。 （8 8）上機實驗中，在機房保持安靜，愛護計算機，杜）上機實驗中，在機房保持安靜，愛護計算機，杜絕打游戲、聊天等一切與課程設計無關的事情。絕打游戲、聊天等一切與課程設計無關的事情。63.3.設計方法和步驟設計方法和步驟電子電路設計的一般方法與步驟包括：電子電路設計的一般方法與步驟包括： 總體方案的設計與選擇總體方案的設計與選擇 單元電路的選擇與設計單元電路的選擇與設計 單元電路間的連接方法單元電路間的連接方法 繪制總體電路草圖繪制總體電路草圖 關鍵電路實驗關鍵電路實驗 最后繪制正式的總體電路圖最后繪制正式的總體電路圖7二、設計內容二、設計內

6、容o1.1.移位寄存器型彩燈控制器移位寄存器型彩燈控制器o2.2.智力競賽搶答器智力競賽搶答器o3.3.電子拔河游戲機電子拔河游戲機o4.4.交通信號燈控制電路交通信號燈控制電路o5.5.數字電子鐘數字電子鐘o6.6.電子密碼鎖電子密碼鎖o7.7.電子秒表電子秒表8三、設計實例三、設計實例題目題目1 1：數字鐘：數字鐘 1.1.設計要求設計要求 （1 1）設計一個能直接顯示時、分、秒的數字電子鐘。）設計一個能直接顯示時、分、秒的數字電子鐘。小時可以為小時可以為1212進制，也可為進制，也可為2424進制。進制。 （2 2）設計校）設計?！睍r時”、校、?！狈址帧彪娐?；電路； （3 3） 設計設計

7、2424小時整點報時控制電路，要求從小時整點報時控制電路，要求從5959分分5050秒開始，每秒開始，每2 2秒鐘響一聲，共響秒鐘響一聲，共響5 5次；每響一次聲音次；每響一次聲音持續(xù)持續(xù)0.50.5秒。秒。 要求只在要求只在6:00-22:006:00-22:00之間整點報時，之間整點報時，23:00-5:0023:00-5:00之間整點不報時。之間整點不報時。9（4 4） 設計任意幾設計任意幾點幾分可響鈴的鬧點幾分可響鈴的鬧鐘控制電路，可提鐘控制電路，可提前停止響鈴；前停止響鈴；（5 5）根據規(guī)定的）根據規(guī)定的作息時間表，如右作息時間表，如右表所示，設計自動表所示，設計自動響鈴控制電路（選

8、響鈴控制電路（選作）作）。作息時間表作息時間表起床起床6:50上午上課上午上課8:00午飯午飯11:45下午上課下午上課14:00放學回家放學回家17:3010 2. 2.總體設計方案總體設計方案 數字時式電子鐘的基本功能是能夠實現(xiàn)時、分、數字時式電子鐘的基本功能是能夠實現(xiàn)時、分、秒的正確計時，計時單位為秒的正確計時，計時單位為1s1s。因此，首先必須有。因此，首先必須有計時顯示電路和秒脈沖產生電路。其次，當剛接通計時顯示電路和秒脈沖產生電路。其次，當剛接通電源或時鐘走時出現(xiàn)誤差時，需要進行時間校準，電源或時鐘走時出現(xiàn)誤差時，需要進行時間校準，否則就不能正確表示當前時間。因此，數字式電子否則就

9、不能正確表示當前時間。因此，數字式電子鐘應有校時控制電路。再次，要求有自動整點報時鐘應有校時控制電路。再次，要求有自動整點報時及按時鬧鐘，還應有整點報時和鬧鐘控制電路。另及按時鬧鐘，還應有整點報時和鬧鐘控制電路。另外還有其他控制電路。外還有其他控制電路。11數字式電子鐘的結構框圖數字式電子鐘的結構框圖12131) 1) 七段顯示數碼管七段顯示數碼管142) 10MHz2) 10MHz振蕩器和十分頻電路振蕩器和十分頻電路 -1-11510MHz10MHz振蕩器振蕩器-2-2 1 1 vo RF 22M JT 32768Hz R 150k C2 20pF C1 3/22pF 如圖所示為電子手表如圖

10、所示為電子手表集成電路（如集成電路（如5C7025C702）中）中的晶體振蕩器電路，常取的晶體振蕩器電路，常取晶振的頻率為晶振的頻率為32768Hz32768Hz，因其內部有因其內部有1515級級2 2分頻集分頻集成電路，所以輸出端正好成電路，所以輸出端正好可得到可得到1Hz1Hz的標準脈沖的標準脈沖. .163) 3) 校時電路校時電路174) 4) 整點報時電路整點報時電路18題目題目2 2：交通信號燈控制器：交通信號燈控制器1.設計要求：設計要求： 在一個具有主、支干道的十字路口在一個具有主、支干道的十字路口, ,設計一個交設計一個交通燈自動控制裝置通燈自動控制裝置. .紅燈紅燈 (R)

11、 (R) 亮表示該條道路禁止通亮表示該條道路禁止通行行, ,黃燈黃燈( Y( Y）亮為過渡，使行駛中的車輛有時間停到）亮為過渡，使行駛中的車輛有時間停到禁止線以外，綠燈禁止線以外，綠燈(G)(G)亮表示該條道路允許通行亮表示該條道路允許通行19具體要求：具體要求：o、主干道經常通車；、主干道經常通車；o、支干道有車才通行；、支干道有車才通行；o、主支干道均有車時，兩者交替通行，并要求主干道每、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，仿真用開關代替；開關代替；o、每次綠燈變紅燈時，要求黃燈先亮秒，此時原紅燈、每次

12、綠燈變紅燈時，要求黃燈先亮秒，此時原紅燈不變；不變；o、設計秒、秒、秒計譯碼顯示電路，每秒改、設計秒、秒、秒計譯碼顯示電路，每秒改變一次顯示數字，可以采用正計時，也可以采用倒計時；變一次顯示數字，可以采用正計時，也可以采用倒計時；o、當任意一條路上出現(xiàn)特殊情況，如消防車、救護車等、當任意一條路上出現(xiàn)特殊情況，如消防車、救護車等需要優(yōu)先放行的車輛時，各方向上均為紅燈，計時停止。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。運行。202.2.原理框圖原理框圖計時器計時器主控制器主控制器時鐘

13、信號時鐘信號譯碼驅動電路譯碼驅動電路主干道燈主干道燈支干道燈支干道燈傳感器傳感器代用代用開關開關21（1 1）傳感器用開關代替）傳感器用開關代替 主干道有車主干道有車:L:L表示表示 支干道有車支干道有車:S:S表示表示 特殊情況有車特殊情況有車:T:T表示表示（2 2）計時器設計）計時器設計 3030秒計時顯示電路秒計時顯示電路 TLTL 2020秒計時顯示電路秒計時顯示電路 TSTS 5 5秒計時顯示電路秒計時顯示電路 TPTP223.3.主控制器設計主控制器設計( (交通燈控制狀態(tài)設計交通燈控制狀態(tài)設計) )主綠燈主綠燈支紅燈支紅燈主紅燈主紅燈支綠燈支綠燈主黃燈主黃燈支紅燈支紅燈主紅燈主

14、紅燈支黃燈支黃燈支道無車或主道有車支道無車或主道有車秒秒支道有車主道無車或主道有車支道有車主道無車或主道有車秒秒秒秒30秒秒支道無車支道無車或主道有車或主道有車秒秒23用用L表示主道有車，用表示主道有車，用S表示支道有車表示支道有車用用TL表示表示30秒，用秒，用Ts表示表示秒，秒，用用Tp表示秒表示秒主綠燈主綠燈支紅燈支紅燈主紅燈主紅燈支綠燈支綠燈主黃燈主黃燈支紅燈支紅燈主紅燈主紅燈支黃燈支黃燈支道無車或主道有車支道無車或主道有車秒秒支道有車主道無車或主道有車支道有車主道無車或主道有車秒秒秒秒30秒秒支道無車支道無車或主道有車或主道有車秒秒S0(00)S1(01)S2(11)S3(10)SS

15、L T24 現(xiàn)態(tài)現(xiàn)態(tài)Qn2 Qn1狀態(tài)轉換狀態(tài)轉換TP次態(tài)次態(tài)Qn+12 Qn+11狀態(tài)轉換狀態(tài)轉換信號信號ST0 00 00 X X 1 X X0 00 1010 10 1X 0 XX 1 X0 11 1011 11 1X X 0 X X 111 0011 01 0X 0 XX 1 X00 001LTSLSLSTLSPnPnnpnnPnnnpnnTQTQQKTQJQ)TQQ(QTQQ1112122112112nSSnnnLLnnSnnnLnnQSLT)LTS(QQkQSLT)LSTSL(QJQ)LTS(QQQ)LSTSL(QQ2222212212111125狀態(tài)狀態(tài)主干道主干道支干道支干道S

16、0(00)綠綠G紅紅rS1(01)黃黃Y紅紅rS2(11)紅紅R綠綠gS3(10)紅紅R黃黃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 021212QRQQYQQG21212QrQQyQQg4.4.譯碼驅動電路設計譯碼驅動電路設計主干道主干道: : 綠綠G G 黃黃Y Y 紅紅R R支干道支干道: : 綠綠g g 黃黃y y 紅紅r r2627題目題目3: 3: 移位寄存器型彩燈控制器移位寄存器型彩燈控制器意義o彩燈控制器可以自動控制多路彩燈按不同的節(jié)拍彩燈控制器可以自動控制多路彩燈按不同的節(jié)拍循環(huán)顯示各

17、種燈光變換花型，廣泛用于大型燈會、循環(huán)顯示各種燈光變換花型，廣泛用于大型燈會、舞臺燈光控制以及節(jié)假日燈光妝飾中舞臺燈光控制以及節(jié)假日燈光妝飾中o當彩燈路數較少且花型變換較為簡單時，可用移當彩燈路數較少且花型變換較為簡單時，可用移位寄存器進行控制位寄存器進行控制281. 1. 設計要求設計要求1） 要求三種變換花型要求三種變換花型o路彩燈從左至右順次漸亮，全亮后逆序漸滅；循環(huán)路彩燈從左至右順次漸亮，全亮后逆序漸滅；循環(huán)次次o路彩燈從中間到兩邊對稱地逐次漸亮，全亮后仍由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對稱地逐次漸滅；循環(huán)次中間到兩邊對稱地逐次漸滅；循環(huán)次o路彩燈分兩半，從左至

18、右順次漸亮，全亮后則滅；路彩燈分兩半，從左至右順次漸亮，全亮后則滅；循環(huán)次循環(huán)次2 2）三種花型先以慢節(jié)拍顯示一遍）三種花型先以慢節(jié)拍顯示一遍, ,再以快節(jié)拍顯示一遍再以快節(jié)拍顯示一遍, ,構構成一次大循環(huán)成一次大循環(huán), ,然后重復然后重復. .29節(jié)拍順序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0302.2.原理框圖原理框圖控制控制電路電路編碼編碼發(fā)生器發(fā)生器驅動器驅動器彩燈彩燈31 1 1）節(jié)拍發(fā)生器設計）節(jié)拍發(fā)生器設計 由表由表1 1，一次花型循環(huán)實為，一次花型循環(huán)實為6363拍，加一拍清零共拍，加一拍

19、清零共6464拍，拍，湊成湊成2 26 6，可用六位二進制計數器實現(xiàn)。此外，原題要求慢，可用六位二進制計數器實現(xiàn)。此外，原題要求慢節(jié)拍和快節(jié)拍各循環(huán)一次，故還須加快慢節(jié)拍時鐘分配電節(jié)拍和快節(jié)拍各循環(huán)一次，故還須加快慢節(jié)拍時鐘分配電路。路。 32HLCPCPCPCPCP772 2）快慢節(jié)拍時鐘分配電路設計）快慢節(jié)拍時鐘分配電路設計 脈沖源可直接使用元件庫中的脈沖源，也可另行設脈沖源可直接使用元件庫中的脈沖源，也可另行設計脈沖源電路計脈沖源電路 (555多諧振蕩器或石英晶體振蕩器多諧振蕩器或石英晶體振蕩器)333 3）四位雙向集成移位寄存器）四位雙向集成移位寄存器7419474194控制信號的設計

20、控制信號的設計 34,CPCPCPCPSS465601,CPCPSS46011(QaQbQcQd)2(QeQfQgQh)35節(jié)拍順序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0HDAEQCPQCPSRSLSRQCPQCPSL6622166101364 4）清）清0 0控制電路設計控制電路設計系統(tǒng)總清系統(tǒng)總清0 0花型花型3 3每每5 5拍清拍清0 0一次一次三種花型運行一遍即三種花型運行一遍即6464拍總清拍總清0 0一次一次37 總總 結結o掌握原理，總體設計掌握原理，總體設計o信號清晰，單元調試信號清晰，單

21、元調試o合理布局，疏密得當合理布局，疏密得當o分析問題，總結報告分析問題，總結報告38題目題目4 4：六路搶答器設計：六路搶答器設計1.1.設計要求設計要求系統(tǒng)應包括主持人控制臺、選手搶答臺、選系統(tǒng)應包括主持人控制臺、選手搶答臺、選手計分器等部分。主持人通過主持人控制臺上所手計分器等部分。主持人通過主持人控制臺上所設按鈕向選手搶答臺和選手計分器發(fā)送搶答允許、設按鈕向選手搶答臺和選手計分器發(fā)送搶答允許、加分、減分等信號；搶答選手通過選手搶答臺上加分、減分等信號；搶答選手通過選手搶答臺上所設按鈕發(fā)送搶答信號并封鎖競爭對手的搶答器，所設按鈕發(fā)送搶答信號并封鎖競爭對手的搶答器，同時向自己的計分器發(fā)出計

22、分允許信號。同時向自己的計分器發(fā)出計分允許信號。392.2.功能描述功能描述1 1）主持人預置每組）主持人預置每組100100分。分。2 2）主持人按準備按鈕，宣布準備搶答并述題。）主持人按準備按鈕，宣布準備搶答并述題。3 3）判斷有無違章提前搶答者。如果有違章提前搶答者（選手）判斷有無違章提前搶答者。如果有違章提前搶答者（選手搶答臺紅燈亮并發(fā)出搶答臺紅燈亮并發(fā)出 聲音），則宣布本題失敗并做違章聲音），則宣布本題失敗并做違章處理（如減分或口頭警告），然后返回第二步。如果沒有違處理（如減分或口頭警告），然后返回第二步。如果沒有違章并且沒有提前搶答者，則進行第四步。章并且沒有提前搶答者，則進行第四

23、步。4 4）主持人按開始搶答按鈕，宣布開始搶答。）主持人按開始搶答按鈕，宣布開始搶答。5 5）選手按自己的選手搶答臺上所設的搶答按鈕搶答。搶到答）選手按自己的選手搶答臺上所設的搶答按鈕搶答。搶到答題權者的選手搶答臺上所設的綠燈發(fā)亮并發(fā)出聲音，經主持題權者的選手搶答臺上所設的綠燈發(fā)亮并發(fā)出聲音，經主持人允許后答題。人允許后答題。6 6）主持人宣布選手得分，并按加）主持人宣布選手得分，并按加1010分按鈕給選手加分按鈕給選手加1010分或者分或者按減按減1010分按鈕給選手減分按鈕給選手減1010分。分。7 7）轉入第二步進行下一題，或宣布搶答活動結束。）轉入第二步進行下一題，或宣布搶答活動結束。

24、403.3.分模塊設計分模塊設計1） 主持人控制臺功能規(guī)劃主持人控制臺功能規(guī)劃主持人控制臺狀態(tài)和所需器件：主持人控制臺只有準備狀態(tài)主持人控制臺狀態(tài)和所需器件：主持人控制臺只有準備狀態(tài)S0S0和搶答開始狀態(tài)和搶答開始狀態(tài)S1S1，故只需一個狀態(tài)觸發(fā)器，故只需一個狀態(tài)觸發(fā)器FF0FF0；此外需要；此外需要預置預置100100分按鈕（分按鈕（L L）、準備按鈕（）、準備按鈕（R R）、搶答開始按鈕）、搶答開始按鈕（S S）、加）、加1010分按鈕（分按鈕（U U）、減）、減1010分按鈕（分按鈕（D D）。）。各按鈕功能規(guī)定和信號形式各按鈕功能規(guī)定和信號形式L L 同時將四個計分器置成同時將四個計分

25、器置成100100分，選用帶低有效預置端的計數分，選用帶低有效預置端的計數器構成器構成 計分器，故信號形式為負脈沖。計分器，故信號形式為負脈沖。R R 將本臺狀態(tài)觸發(fā)器將本臺狀態(tài)觸發(fā)器FF0FF0復位到復位到S0S0狀態(tài)，同時將四個選手搶答狀態(tài)，同時將四個選手搶答臺置于初始狀態(tài)，信號形式為負脈沖。臺置于初始狀態(tài)，信號形式為負脈沖。S S 將本臺狀態(tài)觸發(fā)器將本臺狀態(tài)觸發(fā)器FF0FF0置位到置位到S1S1狀態(tài)，再由狀態(tài)，再由FF0FF0向四個選手搶向四個選手搶答臺輸出搶答允許信號。信號形式為負脈沖。答臺輸出搶答允許信號。信號形式為負脈沖。U U 給競答選手加給競答選手加1010分，信號形式為正脈沖

26、。分，信號形式為正脈沖。D D 給競答選手減給競答選手減1010分，信號形式為正脈沖。分，信號形式為正脈沖。41主持人控制臺電路設計主持人控制臺電路設計42 2 2）選手搶答器功能規(guī)劃）選手搶答器功能規(guī)劃 選手搶答器的輸入和輸出信號及其含意選手搶答器的輸入和輸出信號及其含意1）選手搶答器輸入信號應包括：）選手搶答器輸入信號應包括： 主持人控制臺送來的準備搶答信號，為負脈沖，它將選手搶答器復位到主持人控制臺送來的準備搶答信號，為負脈沖，它將選手搶答器復位到初始狀態(tài)；初始狀態(tài)； 主持人控制臺送來的開始搶答信號，允許競答選手按搶答按鈕，設為主持人控制臺送來的開始搶答信號，允許競答選手按搶答按鈕，設為

27、X1，1有效；有效； 其它選手搶答器送來封鎖信號，使本選手不能搶答，設其組合后為其它選手搶答器送來封鎖信號，使本選手不能搶答，設其組合后為X0，0封鎖；封鎖； 競答選手按搶答按鈕形成的搶答信號，在電路中作為時鐘信號競答選手按搶答按鈕形成的搶答信號，在電路中作為時鐘信號CP，為負，為負脈沖；脈沖； 2） 選手搶答器輸出信號應包括：選手搶答器輸出信號應包括： 違章?lián)尨鹦盘枺糜邳c亮紅燈并使蜂鳴器發(fā)聲，設為違章?lián)尨鹦盘?，用于點亮紅燈并使蜂鳴器發(fā)聲，設為Y1，1有效；有效； 搶答有效信號，用于點亮綠燈，設為搶答有效信號，用于點亮綠燈，設為Y2，1有效；有效； 計分允許信號，使主持人能對本選手加分或減分

28、計分允許信號，使主持人能對本選手加分或減分,設為設為Y3，1有效；有效； 輸出封鎖信號，使其他競答選手按搶答按鈕無效，設為輸出封鎖信號，使其他競答選手按搶答按鈕無效，設為Y4，1有效有效。43選手搶答器的狀態(tài)規(guī)劃和原始狀態(tài)圖選手搶答器的狀態(tài)規(guī)劃和原始狀態(tài)圖 選手搶答器應至少具有三個狀態(tài)，其一為初始狀態(tài)選手搶答器應至少具有三個狀態(tài)，其一為初始狀態(tài)S0S0，其二為違章?lián)尨鸷鬆顟B(tài)其二為違章?lián)尨鸷鬆顟B(tài)S1S1，其三為有效搶答后狀態(tài)，其三為有效搶答后狀態(tài)S2S2，根據題，根據題意可畫出原始狀態(tài)圖如圖。意可畫出原始狀態(tài)圖如圖。44 S0S0、S1S1、S2S2的編碼分別選為的編碼分別選為0000、0101

29、、1010，設狀態(tài)，設狀態(tài)1111為為S3S3，并規(guī)定在任何輸入下其輸出全為，并規(guī)定在任何輸入下其輸出全為0 0并且次狀態(tài)為并且次狀態(tài)為S0S0。由。由此得驅動函數和輸出函數真值表如下：此得驅動函數和輸出函數真值表如下：(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 04546473 3）計分器功能和電路設計）計分器功能和電路設計計分器應具備下列基本功能：計分

30、器應具備下列基本功能： 計數范圍為計數范圍為000990000990，以，以1010為最小計數單位；為最小計數單位； 采用三位七段顯示數碼管顯示計分值；采用三位七段顯示數碼管顯示計分值； 可用預置脈沖將計數值預置成可用預置脈沖將計數值預置成100100分；分； 具有計分允許信號輸入端，該信號有效時方可對具有計分允許信號輸入端，該信號有效時方可對本計分器進行加分或減分操作；本計分器進行加分或減分操作； 具有加具有加1010分脈沖信號和減分脈沖信號和減1010分脈沖信號輸入端。分脈沖信號輸入端。48器件選擇器件選擇4950題目題目5：電子拔河游戲機：電子拔河游戲機1. 1. 設計任務設計任務 電子

31、拔河游戲機是一種能容納甲乙雙方參賽或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。由一排甲乙雙方加裁判的三人游戲電路。由一排LEDLED發(fā)光發(fā)光二極管表示拔河的電子繩。由甲、乙二人通過按鈕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)光的開關使發(fā)光的LEDLED管向自己一方的終點移動，當亮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，連續(xù)比賽點移到任何一方的終點時，則該方獲勝，連續(xù)比賽多局以定勝負。多局以定勝負。512.2.設計要求設計要求1 1）由裁判下達比賽開始命令后，甲乙雙方才能輸入信）由裁判下達比賽開始命令后，甲乙雙方才能輸入信號，否則，

32、由于電路具有自鎖功能，使輸入信號無效。號，否則，由于電路具有自鎖功能，使輸入信號無效。2 2）電子繩由）電子繩由1717個個 LEDLED管構成，裁判下達比賽開始命令管構成，裁判下達比賽開始命令后，位于電子繩中點的后，位于電子繩中點的LEDLED管發(fā)亮。甲、乙二人通過按管發(fā)亮。甲、乙二人通過按鈕開關使發(fā)光的鈕開關使發(fā)光的 管向自己一方的終點移動，并阻止其管向自己一方的終點移動，并阻止其向對方延伸。當點亮的向對方延伸。當點亮的LEDLED管到達某一方的終點時，該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，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

33、次發(fā)出比賽開始命令時方能開始下一次比必須由裁判再次發(fā)出比賽開始命令時方能開始下一次比賽。賽。3 3）某方贏一次，有計分電路自動給該方加）某方贏一次，有計分電路自動給該方加1 1分分 ，通過，通過多次比賽以定勝負。多次比賽以定勝負。523.3.總體方案設計總體方案設計時鐘信號時鐘信號譯碼器譯碼器電子繩電子繩計數器計數器甲方甲方得分得分乙方乙方得分得分控控制制電電路路信信號號輸輸入入電電路路甲方甲方乙方乙方531) 1) 輸入信號與控制電路設計輸入信號與控制電路設計甲乙方輸入用開關代替甲乙方輸入用開關代替甲乙輸入能互相控制，即在有效時間里甲先輸入甲乙輸入能互相控制，即在有效時間里甲先輸入則甲有效，

34、乙先輸入則乙有效則甲有效，乙先輸入則乙有效任一方到終點獲勝后，另一方輸入無效任一方到終點獲勝后，另一方輸入無效542)2)計數器計數器 由雙時鐘十進制同步加減計數器由雙時鐘十進制同步加減計數器7419274192構成，加減兩端分構成，加減兩端分別接控制門的兩個輸出端，若甲有效，進行加計數；乙有效則別接控制門的兩個輸出端，若甲有效，進行加計數；乙有效則減計數減計數3)3)譯碼器譯碼器 輸入接計數器輸出，輸出接電子繩，根據加減計數情輸入接計數器輸出，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還是向下移況決定電子繩的亮燈向上移還是向下移4)4)電子繩電子繩 由由1717個發(fā)光二極管個發(fā)光二

35、極管 LEDLED代替代替55Qe QdQcAbQa00001 D100010 00011001000010100110001110100001001 D9(中間LED)1000010001100101001110100101011011010111 D17甲方計數甲方計數CP-乙方計數乙方計數CP+56題目題目6 6：電子密碼鎖：電子密碼鎖 鎖是人們生活中的常用物品。本設鎖是人們生活中的常用物品。本設計題目要求用電子器件設計制作一個密計題目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，輸出碼鎖，使之在輸入正確的代碼時，輸出開鎖信號推動執(zhí)行機構動作；并用紅燈開鎖信號推動執(zhí)行機構動作

36、；并用紅燈亮、綠燈滅表示關鎖，而綠燈亮、紅燈亮、綠燈滅表示關鎖，而綠燈亮、紅燈滅表示開鎖。滅表示開鎖。571. 設計任務與要求設計任務與要求 1 1）在鎖的控制電路中儲存一個可修改的）在鎖的控制電路中儲存一個可修改的4 4位代碼作為密碼，當輸入代碼和鎖的密碼相位代碼作為密碼，當輸入代碼和鎖的密碼相等時，進入開鎖狀態(tài)使鎖打開。等時，進入開鎖狀態(tài)使鎖打開。 2 2）從第一個按鈕觸動之后的）從第一個按鈕觸動之后的5 5秒內若未秒內若未將鎖打開，則電路進入自鎖狀態(tài)，使之無法將鎖打開，則電路進入自鎖狀態(tài)，使之無法再打開，并由揚聲器發(fā)出持續(xù)再打開，并由揚聲器發(fā)出持續(xù)2020秒的報警信秒的報警信號。號。58

37、2.2.設計方案設計方案59 1 1）開鎖信號產生電路）開鎖信號產生電路 該題的主要任務是產生一個開鎖信號，而開鎖信號的形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(xiàn)這種功能的成條件是輸入代碼和已設置的密碼相同。實現(xiàn)這種功能的電路構思有多種。比如：用電路構思有多種。比如：用2 2片片8 8位數據鎖存器或位數據鎖存器或2 2片片4 4位寄存位寄存器，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。方法判斷，若二者相等，則形成開鎖信號。60 （1 1）開鎖信號產生電路：

38、）開鎖信號產生電路：61（2 2）定時電路：）定時電路： 該題的定時電路有兩個：該題的定時電路有兩個：5 5秒定時器和秒定時器和2020秒定時器。秒定時器。 密碼鎖一經工作，即啟動密碼鎖一經工作，即啟動5 5秒定時器；定時器秒定時器；定時器計到計到5 5秒，如果輸入密碼與預置密碼相符綠燈亮，否秒，如果輸入密碼與預置密碼相符綠燈亮，否則紅燈亮，同時報警電路報警，則紅燈亮，同時報警電路報警，2020秒定時器開始計秒定時器開始計時，計時滿時報警電路停止，準備下一次輸入密碼時，計時滿時報警電路停止，準備下一次輸入密碼。62（3 3）報警電路：）報警電路： 報警電路是在輸入密碼與預置密碼經報警電路是在輸

39、入密碼與預置密碼經比較器比較后不相符時開始工作；在比較器比較后不相符時開始工作；在2020秒定秒定時器計滿時停止。因此，報警電路的控制信時器計滿時停止。因此，報警電路的控制信號應該有兩個：一個來自比較器的輸出，令號應該有兩個：一個來自比較器的輸出，令一個來自于一個來自于2020秒定時器的輸出。我們可以用秒定時器的輸出。我們可以用基本基本RSRS觸發(fā)器來實現(xiàn)。觸發(fā)器來實現(xiàn)。63題目題目8 8：電子秒表：電子秒表 電子秒表是一種計時設備，是數字電路中基本電子秒表是一種計時設備，是數字電路中基本RSRS觸發(fā)器、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器、時鐘發(fā)生器及計數、觸發(fā)器、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器、時鐘發(fā)生器及計數、譯碼顯示等單元電路的綜合應用。譯碼顯示等單元電路的綜合應用。64 1 1）利用）利用555555定時器制作一個時鐘發(fā)生裝置。定時器制作一個時鐘發(fā)生裝置。 2 2）通過二五十進制計數器制作時鐘分頻電路，）通過二五十進制計數器制作時鐘分頻電路，輸出輸出0.10.1秒到秒到9.99.9秒的計數脈沖。秒的計數脈沖。 3 3）利用）利用74LS24874LS248和