數(shù)字電子技術(shù)課程設(shè)計

1、課題一：數(shù)字頻率計邏輯電路設(shè)計課題一：數(shù)字頻率計邏輯電路設(shè)計 一、設(shè)計要求設(shè)計要求 設(shè)計一個八位的頻率計數(shù)器邏輯控制線路，具體任設(shè)計一個八位的頻率計數(shù)器邏輯控制線路，具體任務(wù)和要求如下：務(wù)和要求如下： 1 1、八位十進制數(shù)字顯示。、八位十進制數(shù)字顯示。 2 2、測量顯示范圍、測量顯示范圍1HZ10MHZ1HZ10MHZ 3 3、量程分為四檔，分別為、量程分為四檔，分別為* *10001000，* *100100，* *1010，* *1 1二、方案提示二、方案提示 數(shù)字頻率計可分為三部分進行考慮：數(shù)字頻率計可分為三部分進行考慮： 1 1、計數(shù)、譯碼、顯示、計數(shù)、譯碼、顯示 這一部分是頻率計數(shù)器

2、不可少的。即外部整形后的脈沖。這一部分是頻率計數(shù)器不可少的。即外部整形后的脈沖。通過計數(shù)器在單位時間里進行計數(shù)通過計數(shù)器在單位時間里進行計數(shù)譯碼和顯示。計數(shù)器選用譯碼和顯示。計數(shù)器選用十進制的中規(guī)模（十進制的中規(guī)模（TTL/CMOSTTL/CMOS）集成計數(shù)器均可，譯碼顯示可）集成計數(shù)器均可，譯碼顯示可采用共陰或共陽的配套器件。例如計數(shù)器選用采用共陰或共陽的配套器件。例如計數(shù)器選用74LS16174LS161，譯碼，譯碼器為器為74LS24874LS248，數(shù)顯器為，數(shù)顯器為LC501111LC501111。也可選用四合一計數(shù)。也可選用四合一計數(shù)寄存寄存譯碼譯碼顯示顯示CL102CL102或?qū)?/p>

3、用大規(guī)模頻率計數(shù)器或?qū)Ｓ么笠?guī)模頻率計數(shù)器ICM7216ICM7216芯芯片等。片等。 課題一：數(shù)字頻率計邏輯電路設(shè)計課題一：數(shù)字頻率計邏輯電路設(shè)計2 2、整形電路整形電路 由于待測信號是各種各樣的，有三角波由于待測信號是各種各樣的，有三角波正弦波正弦波方方波等，所以要使計數(shù)器準(zhǔn)確計數(shù)，必須將輸入波形進行整波等，所以要使計數(shù)器準(zhǔn)確計數(shù)，必須將輸入波形進行整形，通常采用的是史密特集成觸發(fā)器。史密特觸發(fā)器也可形，通常采用的是史密特集成觸發(fā)器。史密特觸發(fā)器也可由由555555（75557555）或其它門電路構(gòu)成。）或其它門電路構(gòu)成。 3 3、分頻器、分頻器 分頻器一般由計數(shù)器實現(xiàn)，例如用十進制計數(shù)器去

4、分分頻器一般由計數(shù)器實現(xiàn)，例如用十進制計數(shù)器去分頻。獲得頻。獲得1Hz1Hz。十進制計數(shù)器用。十進制計數(shù)器用74LS16074LS16074LS16174LS16174LS29074LS290、74LS39074LS390等均可實現(xiàn)。等均可實現(xiàn)。課題一：數(shù)字頻率計邏輯電路設(shè)計課題一：數(shù)字頻率計邏輯電路設(shè)計二、方案提示二、方案提示 4 4、量程選擇、量程選擇 由于輸入頻率有大有小，所以當(dāng)測低頻時，量程開關(guān)由于輸入頻率有大有小，所以當(dāng)測低頻時，量程開關(guān)選擇在選擇在* *1 1或或* *1010位置，而測高頻時，應(yīng)設(shè)置位置，而測高頻時，應(yīng)設(shè)置* *100100或或* *10001000位位置，在電路

5、處理上就是將單位時間縮小為置，在電路處理上就是將單位時間縮小為1/10001/1000、1/1001/100、1/101/10等，即在等，即在1/10001/1000秒測得的數(shù)值，其量程為數(shù)顯值秒測得的數(shù)值，其量程為數(shù)顯值* *10001000；1/1001/100秒測得的數(shù)值，其量程值為數(shù)顯值秒測得的數(shù)值，其量程值為數(shù)顯值* *100100，余類推，余類推。所以我們這里選用。所以我們這里選用1/10001/10001/1001/1001/101/101 1秒四檔作為秒四檔作為脈沖輸入的門控時間，完成量程的選擇。脈沖輸入的門控時間，完成量程的選擇。課題一：數(shù)字頻率計邏輯電路設(shè)計課題一：數(shù)字頻率

6、計邏輯電路設(shè)計二、方案提示二、方案提示 一、設(shè)計要求設(shè)計要求 設(shè)計一個十字路口交通信設(shè)計一個十字路口交通信號燈控制器，系統(tǒng)框圖如圖號燈控制器，系統(tǒng)框圖如圖1 1所示。其要求如下：所示。其要求如下： 1 1、設(shè)南北方向的紅、黃、設(shè)南北方向的紅、黃、綠燈分別為綠燈分別為NSRNSR，NSYNSY，NSGNSG東西方向的紅、黃、綠燈分別東西方向的紅、黃、綠燈分別為為EWREWR，EWYEWY，EWGEWG，則滿，則滿足圖足圖2 2的工作流程圖，并且黃的工作流程圖，并且黃燈用于閃爍提示綠燈變?yōu)榧t燈。燈用于閃爍提示綠燈變?yōu)榧t燈。 課題二：交通信號燈控制邏輯電路設(shè)計課題二：交通信號燈控制邏輯電路設(shè)計圖圖1

7、 系統(tǒng)框圖系統(tǒng)框圖圖圖2 系統(tǒng)流程圖系統(tǒng)流程圖課題二：交通信號燈控制邏輯電路設(shè)計課題二：交通信號燈控制邏輯電路設(shè)計一、設(shè)計要求設(shè)計要求 2、滿足兩個方向滿足兩個方向的工作時序：的工作時序：東西方向東西方向紅燈亮的時間應(yīng)等于南北紅燈亮的時間應(yīng)等于南北方向黃、綠燈亮的時間之方向黃、綠燈亮的時間之和；南北方向紅燈亮的時和；南北方向紅燈亮的時間應(yīng)等于東西方向黃、綠間應(yīng)等于東西方向黃、綠燈亮的時間之和。時序工燈亮的時間之和。時序工作流程如圖作流程如圖3所示：所示：一、設(shè)計要求設(shè)計要求課題二：交通信號燈控制邏輯電路設(shè)計課題二：交通信號燈控制邏輯電路設(shè)計圖圖3 工作時序圖工作時序圖 如上圖中，假設(shè)每個單位為

8、如上圖中，假設(shè)每個單位為2 2秒，則南北、東西方向秒，則南北、東西方向的綠、黃、紅燈亮的時間分別為的綠、黃、紅燈亮的時間分別為1212秒、秒、2 2秒、秒、1212秒，一次秒，一次循環(huán)為循環(huán)為2424秒。其中紅燈亮的時間為綠燈、黃燈亮的時間秒。其中紅燈亮的時間為綠燈、黃燈亮的時間之和，黃燈是間歇閃耀。之和，黃燈是間歇閃耀。一、設(shè)計要求設(shè)計要求課題二：交通信號燈控制邏輯電路設(shè)計課題二：交通信號燈控制邏輯電路設(shè)計 3 3、十字路口要有數(shù)字顯示裝置作為時間提示，以便、十字路口要有數(shù)字顯示裝置作為時間提示，以便人們更直觀地把握時間。具體要求為：當(dāng)某方向綠燈亮人們更直觀地把握時間。具體要求為：當(dāng)某方向綠

9、燈亮?xí)r，置計數(shù)器為某一個數(shù)值，然后以每秒減時，置計數(shù)器為某一個數(shù)值，然后以每秒減1 1的計數(shù)方式的計數(shù)方式工作，直至減到數(shù)為工作，直至減到數(shù)為“0”0”，十字路口紅、綠燈交換，一，十字路口紅、綠燈交換，一次工作循環(huán)結(jié)束，進入另一個方向的工作循環(huán)。次工作循環(huán)結(jié)束，進入另一個方向的工作循環(huán)。 4 4、可以手動調(diào)整脈沖時間，夜間為黃燈閃耀。、可以手動調(diào)整脈沖時間，夜間為黃燈閃耀。二、方案提示方案提示課題二：交通信號燈控制邏輯電路設(shè)計課題二：交通信號燈控制邏輯電路設(shè)計 根據(jù)設(shè)計要求設(shè)計方案可以從以下幾個部分進行根據(jù)設(shè)計要求設(shè)計方案可以從以下幾個部分進行考慮?？紤]。 1、1Hz標(biāo)準(zhǔn)脈沖和分頻器標(biāo)準(zhǔn)脈沖和

10、分頻器 因十字路口每個方向綠、黃、紅燈亮?xí)r間比例分因十字路口每個方向綠、黃、紅燈亮?xí)r間比例分別為別為5:1:6,所以，如果選所以，如果選4秒（也可以任意）為一單位秒（也可以任意）為一單位時間，則計數(shù)器每計數(shù)時間，則計數(shù)器每計數(shù)4秒輸出一個脈沖。這一電路秒輸出一個脈沖。這一電路用用D觸發(fā)器（或其他觸發(fā)器構(gòu)成的觸發(fā)器（或其他觸發(fā)器構(gòu)成的D觸發(fā)器）即可實現(xiàn)。觸發(fā)器）即可實現(xiàn)。二、方案提示方案提示課題二：交通信號燈控制邏輯電路設(shè)計課題二：交通信號燈控制邏輯電路設(shè)計 2、交通燈控制器、交通燈控制器 由波形圖可知，計數(shù)器每工作循環(huán)周期為由波形圖可知，計數(shù)器每工作循環(huán)周期為12，所以，所以可選用可選用12進

11、制計數(shù)器。計數(shù)器可用觸發(fā)器構(gòu)成也可用中進制計數(shù)器。計數(shù)器可用觸發(fā)器構(gòu)成也可用中規(guī)模集成計數(shù)器。如規(guī)模集成計數(shù)器。如74LS164八位移位寄存器組成扭環(huán)八位移位寄存器組成扭環(huán)形形12進制計數(shù)器。可列出如圖進制計數(shù)器。可列出如圖1所示的狀態(tài)轉(zhuǎn)換表，寫所示的狀態(tài)轉(zhuǎn)換表，寫出邏輯表達式。出邏輯表達式。 二、方案提示方案提示課題二：交通信號燈控制邏輯電路設(shè)計課題二：交通信號燈控制邏輯電路設(shè)計圖圖1 1 狀態(tài)轉(zhuǎn)換表狀態(tài)轉(zhuǎn)換表二、方案提示方案提示課題二：交通信號燈控制邏輯電路設(shè)計課題二：交通信號燈控制邏輯電路設(shè)計 3、顯示控制部分、顯示控制部分 顯示控制部分實際上是一個定時控制電路。當(dāng)綠燈亮?xí)r，顯示控制部分

12、實際上是一個定時控制電路。當(dāng)綠燈亮?xí)r，使減法計數(shù)器開始工作（用對方的紅燈信號控制），每來一使減法計數(shù)器開始工作（用對方的紅燈信號控制），每來一個秒脈沖，使計數(shù)器減個秒脈沖，使計數(shù)器減1，直到計數(shù)器為，直到計數(shù)器為“0”停止。譯碼顯停止。譯碼顯示可用示可用74LS47驅(qū)動驅(qū)動BCD碼七段譯碼器，計數(shù)器采用可預(yù)置加碼七段譯碼器，計數(shù)器采用可預(yù)置加減計數(shù)器，如減計數(shù)器，如74LS190，74LS193等等 二、方案提示方案提示課題二：交通信號燈控制邏輯電路設(shè)計課題二：交通信號燈控制邏輯電路設(shè)計 4、脈沖選擇控制、夜間控制、脈沖選擇控制、夜間控制 這部分可用一個可調(diào)脈沖進行。調(diào)節(jié)脈沖頻率的高低，這部分

13、可用一個可調(diào)脈沖進行。調(diào)節(jié)脈沖頻率的高低，可以使計數(shù)器的周期增大或減小，用來控制某個方向上車流可以使計數(shù)器的周期增大或減小，用來控制某個方向上車流量的大小變化，夜間時，將夜間開關(guān)接通，黃燈一直閃爍，量的大小變化，夜間時，將夜間開關(guān)接通，黃燈一直閃爍，提醒過往行人注意。提醒過往行人注意。 一、設(shè)計要求設(shè)計要求課題三：循環(huán)彩燈控制電路設(shè)計課題三：循環(huán)彩燈控制電路設(shè)計 1 1、首先根據(jù)個人審美，將四組或八組不同顏色的彩色發(fā)、首先根據(jù)個人審美，將四組或八組不同顏色的彩色發(fā)光二極管布置成各式各樣的圖案。光二極管布置成各式各樣的圖案。 2 2、選用熟悉的、選用熟悉的LSILSI，MSIMSI數(shù)字集成電路，

14、設(shè)計并組裝一個數(shù)字集成電路，設(shè)計并組裝一個數(shù)字電路產(chǎn)生四位或八位二進制數(shù)碼對彩燈進行控制，每一數(shù)字電路產(chǎn)生四位或八位二進制數(shù)碼對彩燈進行控制，每一位控制一組彩燈的亮滅。位控制一組彩燈的亮滅。 3 3、要求電路產(chǎn)生的四位或八位二進制數(shù)碼以最佳狀態(tài)序、要求電路產(chǎn)生的四位或八位二進制數(shù)碼以最佳狀態(tài)序列循環(huán)變化，使彩燈發(fā)光并形成多種多樣的美麗動感畫面。列循環(huán)變化，使彩燈發(fā)光并形成多種多樣的美麗動感畫面。二、方案提示方案提示課題三：循環(huán)彩燈控制電路設(shè)計課題三：循環(huán)彩燈控制電路設(shè)計 方案方案1 1：“時序電路時序電路+ +雙向移位寄存器雙向移位寄存器” 如圖如圖1 1所示，由移所示，由移位寄存器的輸出來控

15、制位寄存器的輸出來控制彩燈的循環(huán)。彩燈的循環(huán)。圖圖1 1 系統(tǒng)組成框圖系統(tǒng)組成框圖二、方案提示方案提示課題三：循環(huán)彩燈控制電路設(shè)計課題三：循環(huán)彩燈控制電路設(shè)計 方案方案2 2：“時序電路時序電路+ +組合電路組合電路”方案方案 框圖如圖框圖如圖2 2所示，所示，電路輸出只有電路輸出只有8 8種狀種狀態(tài)，用組合邏輯電路態(tài)，用組合邏輯電路進行組合與非。最后進行組合與非。最后是四組狀態(tài)通過發(fā)光是四組狀態(tài)通過發(fā)光二極管顯示出來。二極管顯示出來。圖圖2 2 系統(tǒng)組成框圖系統(tǒng)組成框圖一、設(shè)計要求設(shè)計要求課題四：雙路防盜報警器的設(shè)計課題四：雙路防盜報警器的設(shè)計 1 1、設(shè)計一個雙路防盜報警器，當(dāng)常閉開關(guān)、設(shè)

16、計一個雙路防盜報警器，當(dāng)常閉開關(guān)K1K1（實際（實際中是安裝在窗框或門框的緊貼面上的導(dǎo)電銅片）發(fā)生盜竊中是安裝在窗框或門框的緊貼面上的導(dǎo)電銅片）發(fā)生盜竊時，時，K1K1打開，要求可以立即報警或者也可以延時打開，要求可以立即報警或者也可以延時135s135s發(fā)發(fā)生報警。當(dāng)常開開關(guān)生報警。當(dāng)常開開關(guān)K2K2發(fā)生盜竊而閉合時，應(yīng)立即報警。發(fā)生盜竊而閉合時，應(yīng)立即報警。 2 2、發(fā)生報警時，有兩個警燈交替閃亮，周期為、發(fā)生報警時，有兩個警燈交替閃亮，周期為12s12s，并有警車的報警發(fā)生，頻率為并有警車的報警發(fā)生，頻率為f=1.51.8HZf=1.51.8HZ。 3 3、選擇電路元器件。、選擇電路元器

17、件。二、方案提示方案提示課題四：雙路防盜報警器的設(shè)計課題四：雙路防盜報警器的設(shè)計 根據(jù)設(shè)計要求，設(shè)計方案可參照如圖根據(jù)設(shè)計要求，設(shè)計方案可參照如圖1 1所示的電路框圖所示的電路框圖來實現(xiàn)。來實現(xiàn)。 圖圖1 1 電路框圖電路框圖二、方案提示方案提示課題四：雙路防盜報警器的設(shè)計課題四：雙路防盜報警器的設(shè)計 1 1、電源穩(wěn)壓器、電源穩(wěn)壓器 該部分可自行選擇用已該部分可自行選擇用已有的電源構(gòu)成穩(wěn)壓器，也可有的電源構(gòu)成穩(wěn)壓器，也可直接用干電池來構(gòu)成。直接用干電池來構(gòu)成。 2 2、延時觸發(fā)器、延時觸發(fā)器 其主要功能是延時觸發(fā)其主要功能是延時觸發(fā)器和即時觸發(fā)，該部分電路器和即時觸發(fā)，該部分電路主要有主要有K1K1常閉開關(guān)（延時觸常閉開關(guān)（延時觸發(fā)開關(guān)），發(fā)開關(guān)），K2K2常開開關(guān)（急常開開關(guān)（急觸發(fā)開關(guān)），與非門，二極觸發(fā)開關(guān)），與非門，二極管，電容，電阻及電位器組管，電容，電阻及電位器組成。參考圖如圖成。參考圖如圖2 2所示。所示。 圖圖2 2 延時觸發(fā)器延時觸發(fā)器 二、方案提示方案提示課題四：雙路防盜報警器的設(shè)計課題四：雙路防盜報警器的設(shè)計 3 3、報警聲發(fā)生單元、報警聲發(fā)生單元 其主要功能是：發(fā)生其主要功能是：發(fā)生報警時，發(fā)出類似于警車報警時，發(fā)出類似于