2014秋季学期数字电路与逻辑设计实验课程要求及题目.pdf

2014 2015 学年第一学期学年第一学期 数字电路与逻辑设计实验 下 课程要求 数字电路与逻辑设计实验 下 课程要求 一 课程安排及要求 一 课程安排及要求 本学期数字实验教学内容为综合课题设计 教学方式采用开放式实验教学模式 第 7 周和第 10 周实验按班上课 第 8 周和第 9 周实验室全开放 学生根据开放实验安排自行选 择实验时间和地点 要求每人至少 2 次 课程具体安排如下 周次 内 容 6 召开课程说明会 介绍课程安排和题目 要求学生第 7 周上课前选好实验题目 每 个题目每班不超过 6 人 7 讲授内容 系统设计方法 综合题目要求等 实验内容 根据所选题目要求讨论确定设计方案 下课前交设计方案 包括 系统 结构框图 方框图 模块划分 模块之间信息传递关系 各模块的输入输出信号 主要模块的详细设计 ASM 图 MDS 图 等 8 9 开放实验 要求每个学生至少来 2 次 根据选定题目的要求完成电路的设计 仿真 与调试 在实验板上实现电路功能 10 验收答辩 二 成绩评定二 成绩评定 数字综合实验成绩由三部分组成 平时成绩 占总成绩的 30 验收答辩 占总成绩的 40 报告成绩 占总成绩的 30 实验报告评分标准如下 按百分制批改 占总成绩的 30 内 容 分数 1 设计课题的任务要求 5 2 系统设计 包括设计思路 总体框图 分块设计 15 3 仿真波形及波形分析 25 4 源程序 要有注释 20 5 功能说明及资源利用情况 10 6 故障及问题分析 10 7 总结和结论 10 8 报告格式规范 清晰 5 三 实验题目三 实验题目 题目一题目一 学校作息时间管理系统学校作息时间管理系统 设计并实现一个学校作息时间管理系统 设计并实现一个学校作息时间管理系统 基本要求 基本要求 1 该管理系统有常态 考试和假日三种工作模式 三种模式用一个按键 BTN 实现切换 并用点阵进行显示 常态模式显示 N 考试模式显示 E 假日模式显示 H 2 常态模式 每天上午的 7 点 50 下午 13 点 20 和 18 点 20 打预备铃 上午的 8 点 9 点 10 点 10 分 11 点 10 分 下午的 13 点 30 14 点 30 15 点 40 16 点 40 18 点 30 和 19 点 30 打上课铃 上午的 8 点 50 9 点 50 11 点 12 点 下午的 14 点 20 15 点 20 16 点 30 17 点 30 19 点 20 和 20 点 20 打下课铃 每天晚上的 23 点打熄灯铃 3 考试模式 每天上午的 7 点 50 下午 12 点 50 打预备铃 上午的 8 点 10 点 下午 的 13 点 15 点打考试铃 上午的 12 点和下午的 17 点打收卷铃 每天晚上的 23 点 打熄灯铃 4 假日模式 只在晚上 23 点打熄灯铃 5 铃声要求 预备铃声 上课玲声 下课铃声 熄灯铃声 考试铃声和收卷铃声至少 用 3 种用不同的乐曲表示 每种铃声不短于 10 秒 不长于 20 秒 且上课铃声和考 试铃声必须终止于开始时间 下课铃声和收卷铃声必须起始于课程或考试结束时间 6 任何模式下 时钟都要走时正确 且可以用按键 BTN 进行校正调节 时间用 6 个数 码管显示 提高要求 提高要求 1 打铃时间可以人工修改 2 自拟其它功能 题目二题目二 简易迷宫游戏简易迷宫游戏 设计并实现一个简易迷宫游戏机 设计并实现一个简易迷宫游戏机 基本要求 基本要求 1 用 8 8 点阵进行游戏显示 2 迷宫游戏如图 1 所示 采用双色点阵显示 其中红色 LED 为迷宫墙壁 绿色 LED 表示人物 通过 BTN0 BTN3 四个按键控制迷宫中的人物进行上下左右移动 使人 物从起始点出发 走到迷宫的出口 游戏结束 3 普通计时模式 通过按键 BTN7 启动游戏 必须在 30 秒内找到出口 否则游戏失败 用两个数码管进行倒计时显示 游戏胜利或者失败均要在 8 8 点阵上有相应的画面 出现 4 迷宫中的人物在行走过程中 如果碰到墙壁 保持原地不动 提高要求 提高要求 1 多种迷宫地图可以选择 2 在计时的基础上增加计步的功能 每按一次控制按键步数加 1 碰壁不计算步数 计步结果用数码管显示 3 为游戏增加提示音乐 在不同时间段采用不同频率的信号控制蜂鸣器发声报警 4 增加其他游戏模式 5 自拟其它功能 题目三题目三 掷骰子游戏电路的设计与实现掷骰子游戏电路的设计与实现 设计并实现一个掷骰子游戏电路 设计并实现一个掷骰子游戏电路 基本要求 基本要求 1 电路可供甲乙二人游戏 游戏者甲使用的按键为 BTN0 游戏者乙使用的按键为 BTN1 2 每按一次按键 代表掷一次骰子 可随机得到 1 6 范围内的两个数字 3 甲乙按键产生的随机数字分别用数码管 DISP0 DISP1 DISP2 DISP3 显示 并用 DISP7 显示比赛局数 比赛结束用 8 8 点阵显示获胜方 并伴有声音效果 4 具体游戏规则如下 1 第一局比赛 甲乙依次各按一次按键 按键所得两数之和为 7 或 11 者胜 若无 人取胜 则进行第二局比赛 2 第二局比赛 甲乙每人各按一次按键 按键所得二数之和与第一局比赛相同者获 胜 若无人获胜 则进行第三局比赛 重复进行步骤 2 直到出现胜者为止 3 游戏局数最多进行六局 在第六局比赛时 若重复进行步骤 2 仍未出现胜者 以按键所得两数之和最大者为获胜方 提高要求 提高要求 1 增加多人游戏的功能 数码管可分时记录显示每个游戏者的骰子点数 2 点阵显示增加游戏开机动画 结束动画 并伴有乐曲播放 3 自拟其它功能 图 1 迷宫游戏示意图 起始点 出口 题目四题目四 简易加油机控制系统简易加油机控制系统 设计并实现一个简易加油机控制系统 能够完成定值加油 加油至油箱满等功能 并显示 所加油量和钱数 设计并实现一个简易加油机控制系统 能够完成定值加油 加油至油箱满等功能 并显示 所加油量和钱数 基本要求 基本要求 1 油价固定设为 5 元 升 2 用 2 个按键 btn7 btn6 分别表示一百元 十元 用 btn5 做加油开始键 用 btn0 做系统复位键 用 3 个数码管 disp2 disp1 disp0 显示钱数 以元为单位 上限 990 元 用数码管 disp5 disp4 disp3 显示加油量 精确到 0 1 升 最大显示 99 9 升 3 定值加油时 先输入钱币 数码管同时显示钱数 按加油键 开始加油 加油过程 中 钱数及加油量的显示从零开始递增 直到钱数到达预定值 并用发光二极管表 示购买成功 加油过程中 所有按键按下无效 4 加油至油箱满 在钱币数为零的状态下 按加油键 钱数及加油量的显示从零开始 递增 直到油箱加满 自行设计一个随机数发生器 控制加油量自动停止在 30 升至 50 升之间 精确到 0 1 升 加油过程中 所有按键按下无效 5 复位键 btn0 按下后 系统复位 此时数码管显示钱币数及加油量均为零 提高要求 提高要求 1 用小键盘输入价格 用点阵显示加油机各种状态及动画 2 设定不同的油品 油价 3 油库管理功能 4 自拟其它功能 题目五题目五 足球比赛游戏机足球比赛游戏机 用用 8 8 点阵设计制作一个足球比赛游戏机 点阵设计制作一个足球比赛游戏机 基本要求 基本要求 1 按下开始键后 点阵显示球场初始状态 黄色点表示球 红 绿点表示甲 乙双方 的球员 上下各有四个点表示双方的球门 2 甲 乙双方各有一组上下左右按键来控制自己的球员 当球员位于足球的上下左右 四个点时 按下方向键可带球向对应的方向移动 如果移动方向正前方有对方球员 则球不能移动 3 在没有球员踢球的时候 足球每秒随机向四个方向移动一格 4 足球到四周边界线 点阵最外一圈的点 时 再继续向外踢球时 可以球不移动 等待球随机移动 也可以自己设定相关的出界规则 5 足球进入球门 则胜方自动加 1 分 每方的分数用 2 位数码管显示 6 每场比赛时间为 90 秒 用数码管倒计时显示时间 计时到 0 后 比赛停止 点阵 显示胜利方 甲 乙或者平 直到再次按下比赛开始键后重新开始 提高要求 提高要求 1 进球和比赛结束后点阵显示动画或者蜂鸣器播放音乐庆祝 2 自拟其它功能 题目六题目六 简易智能密码锁简易智能密码锁 设计并实现一个数字密码锁 密码锁有四位数字密码和一个确认开锁按键 密码输入正确 密码锁打开 密码输入错误进行警示 设计并实现一个数字密码锁 密码锁有四位数字密码和一个确认开锁按键 密码输入正确 密码锁打开 密码输入错误进行警示 基本要求 基本要求 1 密码设置 通过键盘进行 4 位数字密码设定输入 在数码管上显示所输入数字 通过 密码设置确定键 BTN 键 进行锁定 2 开锁 在闭锁状态下 可以输入密码开锁 且每输入一位密码 在数码管上显示 提示已输入密码的位数 输入四位核对密码后 按 开锁 键 若密码正确则系统 开锁 若密码错误系统仍然处于闭锁状态 并用蜂鸣器或 led 闪烁报警 3 在开锁状态下 可以通过密码复位键 BTN 键 来清除密码 恢复初始密码 0000 闭锁状态下不能清除密码 4 用点阵显示开锁和闭锁状态 提高要求 提高要求 1 输入密码数字由右向左依次显示 即 每输入一数字显示在最右边的数码管上 同时 将先前输入的所有数字向左移动一位 2 密码锁的密码位数 4 6 位 可调 3 自拟其它功能 题目七题目七 电子沙漏的设计与实现电子沙漏的设计与实现 相关知识 相关知识 沙漏是一种古老的计时工具 也是一种玩具 电子沙漏用发光二极管表示沙粒 模拟沙 漏的运动过程 电子沙漏会像真正的沙漏一样 上部的沙粒 点亮的发光二极管 一粒一 粒往下掉 下部的沙粒一粒一粒堆起来 在结构上 两组各 16 个发光二极管分别排列成为两个三角形 如图 1 所示 其中 VD0 VD15 位于上部 排列成倒三角形 VD0 VD15 位于下部 排列成正三角形 两个三角形 的顶尖相对 组成沙漏形状 当上部有一个发光二极管熄灭时 相应地下部就有一个发光 二极管点亮 模拟了沙粒的运动 基本要求 基本要求 1 采用 8 8 双色点阵显示电子沙漏的开机界面 如图 2 所示 其中红色 LED 代表沙 漏的上半部分沙粒 VD0 VD15 绿色 LED 代表沙漏的下半部分 VD0 VD15 2 用拨码开关 SW1 模拟重力感应器 当 SW1 为低电平时 沙粒从 VD0 VD15 向 VD0 VD15 移动 当 SW1 为高电平时 沙粒从 VD0 VD15 向 VD0 VD15 移动 3 按键 BTN0 作为计时启动停止按键 启动后沙粒即可按照 SW1 设定的方向移动 以 SW1 为低电平时为例 LED 移动的顺序与对应关系如图 3 的 16所示 若 SW1 为高电平 则点阵显示移动顺序为 16 每颗沙粒的移动时间为 1 秒 当移动 到图 3 的 16时 若 SW1 仍为低电平 则保持沙粒不动 但计时继续 直到 SW1 的 电平发生变化或者 BTN0 计时停止 VD0 VD15 VD0 V