毕业论文_数字课程设计题目的状态机参考状态图

数字课程设计题目的状态机参考状态图夏路易太原理工大学自动化系2009，5前面的话如下是基于EDA的电子技术课程设计书中的数字课程设计中各个题目的原理框图与状态机的状态图，供读者参考。有不正确之处，请读者指正，在此表示感谢。很多题目可能有多种实现答案，只要状态机可以按照题目要求正确实现状态转换就可以。通常为实际调试方便，可将计数器的计数值显示在实验板的数码管上（设计中增加译码模块）。另外，实际实验是要连接实验板的，所以锁定引脚时，要参考实验板电路。下面介绍一些关于题目的基础知识。（1）按钮输入与LED灯输出电路按钮输入与LED灯输出电路如图F21所示。图F21A显示的按钮电路中，当按钮按下时，按钮信号K10，当按钮抬起时，按钮信号K11。图F21B是LED灯显示电路，当可编程逻辑器件的输出引脚输出低电平时，LED灯亮。K1R11K5VBI/ORXL5105VALEDI/O图F21按钮与LED灯电路由于本参考答案设计的状态机中，都是以逻辑1表示有效信号，因此在实际接线时，应该增加反相器，以满足LED灯的驱动需求。（2）定时器定时器是用减法计数器组成，分为固定初值计数器和可变初值定时器两种。TD70T88SBATD8TD图F22定时器电路图F2A所示的是固定初值为8的减法计数器，当T80时，计数器预置初值；当T81时计数器开始减法计数，当计数值减到0时TD81。图F2B所示的是可变初值的减法计数器，当T0时，数据D70被置入计数器，当T1时，开始减法计数，当计数值减到0时，TD1。通常作为定时器的计数器的时钟周期为1S，而状态机的时钟可以在MS级，甚至在S级，但是在做状态机与定时器的联合仿真时，为加快仿真速度，可以使状态机与定时器具有相同的时钟信号。（3）行程开关行程开关（又称为限位开关）是一种检测物体移动位置的开关。图F23A是结构图，当物体碰到行程开关的接触杆时，接触杆向下移动，使开关的常开触点闭合。若是具有上拉电阻，如图F23B所示，则常开触点闭合后，行程开关输出低电平；若是具有下拉电阻，如图F23C所示，则常开触点闭合后，行程开关输出高电平。R5VV1OR5VV2OABC图F23行程开关结构与接线图实际中还有一种近接（或是接近）开关，就是当一铁物体接近开关时，开关内部的接点会闭合，用于判断移动物体的位置。（4）车辆传感器车辆传感器是检测汽车是否存在的装置，该装置由1M宽X2M长的长方形线圈组成，通常埋在汽车行驶的路面上，当汽车经过线圈时，线圈与电容组成的谐振电路就改变谐振频率，检测该频率的变化，就可以判断是否有汽车存在。（5）被控对象交通灯现在的新型交通灯通常用发光二极管组成，由于是多个发光二极管串、并联在一起，因此有很大的电流驱动才能工作，通常是用可编程逻辑器件实现状态机，因此状态机输出驱动能力有限，所以要驱动交通灯，需要大功率器件才可以。在实验交通灯电路时，可以用单个发光二极管，这样不加驱动就可以用可编程逻辑器件直接驱动。（6）被控对象电灯电灯一般是日光灯或是白炽灯，通常采用220V交流电源。可编程逻辑器件（状态机）输出弱电控制信号，驱动继电器、晶闸管等器件才能控制白炽灯的亮灭。（7）被控对象电机电机是一种机电能量转换器件，是将电能转换为旋转机械能的装置，通常分为直流电机和交流电机两类。直流电机需要加直流电，改变直流电压值，就可以改变旋转速度。常用可编程逻辑器件（状态机）输出的弱电信号控制继电器切换直流电机电源的方法控制直流电机是否运行若是改变直流转速，则要状态机输出相应的弱电信号，分段改变控制直流电机的电压的方法实现。例如状态机输出速度1，则电机电压为100V，速度2，则电机电压为150V，等等。交流电机需要加交流电才能运行，加单相电源的电机称为单相交流电机，加三相电源的电机称为三相交流电机。无论单相电机还是三相电机，用状态机控制继电器切换电机的电源，就可以控制电机是否运转。若是需要改变电机转向，则需要更改电机接线，例如，三相电机，交换任意两相的接线，就可以改变旋转方向。实际中状态机输出信号与三相电机的控制接线如图F24所示。3KQ19013RY1D11N40015VI/O3KQ29013D31N40015VJ2MRY2J1J2220V220VJ1J2380VI/O图F24状态机输出信号与三相电机的控制接线图（8）继电器继电器结构图与符号图如图F25所示。AB图F25继电器结构图与符号图当继电器线圈通电后，动铁被磁路吸合，常开触点闭合，使触点外电路连接在一起。继电器触点功率较小，不能流过大电流，例如交流220V、5A以上的电流。接触器是大触点功率的继电器，其触点功率一般在10A以上，可达数百安培。如下题目参考的内容中只给出了原理框图与状态图，还需要用硬件描述语言描述状态机，描述完毕后还要仿真，仿真正确后才能说明所设计的状态机是正确的。在状态图给出的情况下，还需要如下步骤（1）采用硬件描述语言（例如，VERILOGHDL语言）描述状态机，编译文件，检查语法错误与描述错误。（2）输入状态机实现状态转换的所有输入信号，进行状态机仿真，若是所有状态都可以按照预想转换方向实现状态转换，而且状态机输出正确，则说明状态机设计正确。（3）设计定时器、译码器等外围电路，并仿真验证是否正确，若是正确，进行下一步。（4）设计顶层电路图（为仿真方便，定时器与状态机可以采用相同时钟源），添加时钟引脚、输入信号与输出信号引脚后，再次仿真，（这时只需要所设计控制器的输入引脚，而定时器与状态机等之间的连接引脚，例如TD等，就不用输入了）若仿真正确，则进行下一步。（5）选定可编程逻辑器件，例如FPGA芯片10K20TC144，然后实现引脚锁定。这时应该参考实验电路图，正确锁定按钮、发光二极管、数码管、时钟源等的引脚，搭配信号逻辑电平。（6）将综合形成的文件，写入可编程逻辑器件，实际验证所设计控制器的正确性。（7）写课程设计报告书题目B1带有强制按钮的交通灯交通信号灯的动作如下图所示。要求可以用按钮强制使南北通行或东西通行。试设计该交通灯控制器。103103（1）原理框图NAN1T1010STD10N2N3D1D2DAD3T33STD3其中NA是南北强制按钮DA是东西强制按钮N1，N2和N3是南北方向红、黄、绿灯控制信号D1、D2和D3是东西方向红、黄、绿灯控制信号图中定时器用减法计数器组成，当减到0时，TD1。（2）状态图A0状态南北绿灯亮，东西红灯亮，其他灯灭。A1状态南北黄灯亮，东西红灯亮，其他灯灭。A2状态东西绿灯亮，南北红灯亮。其他灯灭A3状态东西黄灯亮，南北红灯亮。其他灯灭题目B2交通灯控制器试设计一交通信号灯控制器，图中绿灯在转黄灯前，闪烁3次。该交通灯的亮灭顺序是如下A0A1A2A3TD101TD31TD101TD31NA1NA1DA1DA110351035（1）原理框图CLKN1T1010STD10N2N3D1D2D3T55STD5T33STD3图中定时器用减法计数器实现。N1、N2与N3是南北方向红、黄、绿灯的控制信号。D1、D2、D3是东西方向的红、黄、绿灯的控制信号。（2）状态图A0A1A2A3A4A5TD10TD5TD3TD10TD5TD3状态说明在A0状态南北绿灯亮，东西红灯亮，其他灯灭。在A1状态南北绿灯闪，东西红灯亮，其他灯灭。在A2状态南北黄灯亮，东西红灯亮，其他灯灭。在A3状态南北红灯亮，东西绿灯亮，其他灯灭。在A4状态南北红灯亮，东西绿灯闪，其他灯灭。在A5状态南北红灯亮，东西黄灯亮，其他灯灭。使用秒脉冲“与”绿灯闪烁信号就可以使绿灯闪烁。题目B3交通灯控制器。设计一个交通灯控制器，该控制器控制的交通灯顺序为，南北方向是绿（15S）、黄（5S）、红（20S），红（5S）东西方向是红（15S）、红（5S）、绿（20S），黄（5S）要求在红灯方向上，若是没有车（两路上分别安装有传感器NS和DS，若无车时，传感器输出高电平），永远是红灯。（1）原理框图NSN1T2020STD20N2N3D1D2DSD3T1515STD15T55STD5图中N1，N2，N3南北红灯、黄灯、绿灯控制信号。D1，D2，D3东西红灯、黄灯、绿灯控制信号。NS是南北方向的车辆传感器。DS是东西方向的车辆传感器。图中定时器是由对确定周期时钟脉冲计数的减法计数器构成。当减到0时，TD1。（2）状态机南绿、东红状态A0N10,N20,N31D11,D20,D30；T151，T50，T200南黄、东红状态A1N10,N21,N30D11,D20,D30；T150，T51，T200南红、东绿状态A2N11,N20,N30D10,D20,D31；T150，T50，T201南红、东黄状态A3N11,N20,N30D10,D21,D30；T150，T51，T200题目B4人行横道灯控制。一条快速路上有人行横道，通常情况下，快速路是绿灯，人行横道是红灯。如果有人通过人行横道时，需要按下按钮K，当按钮K按下时，快速路上的绿灯变为黄灯，5秒后变成红灯，随后人行横道绿灯15秒后，绿灯开始闪烁5秒，然后人行横道变红灯，快速路变绿灯，在快速路变为绿灯后的90秒内，即使有按钮按下，人行横道也不会转成绿灯，一定要等到快速路绿灯持续90S后，才能变为黄灯，进而转成红灯（如果高速路绿灯已经持续了90S，则只要按钮K按下，快速路立刻就会变为黄灯，再转成红灯）。（1）原理框图A0A1A2A3TD151ANDDS1TD51TD201ANDNS1TD51KKGKYKRHGHYHRTTDD70图中定时器使用可预置数减法计数器构成，当减到0时，TD1。KG、KY和KR是快速路绿、黄和红灯控制信号。HG、HY和HR是人行横道的绿、黄和红灯控制信号。D70是定时器预置数。（2）状态机快速路绿灯90S定时A0D0,T1,KG1,KY0,KR0HG10,HG20,HR1横道按钮按下后，快速路绿灯90S继续定时A1D0,T1,KG1,KY0,KR0HG10,HG20,HR1快速路黄灯、横道红灯、置数5SA2D5,T0,KG0,KY1,KR0HG10,HG20,HR1快速路黄灯、横道红灯、定时5SA3D5,T1,KG0,KY1,KR0HG10,HG20,HR1快速路红灯、横道绿灯、置数15SA4D15,T0,KG0,KY0,KR1HG11,HG20,HR0快速路红灯、横道绿灯、定时15SA5D15,T1,KG0,KY0,KR1HG11,HG20,HR0快速路红灯、横道绿灯闪、置数5SA6D5,T0,KG0,KY0,KR1HG10,HG21,HR0快速路红灯、横道绿灯闪、定时5SA7D5,T1,KG0,KY0,KR1HG10,HG21,HR0快速路绿灯、横道红灯、置数90SA8D90,T0,KG1,KY0,KR0HG10,HG20,HR1K0A0A1A2A3A4TD1TD15S5SA5A6A7TD1A890S90STD115S15S5S5S90S题目B5乡村小路交通灯。一主要交通道路和一条乡间小路的相交路口上安装了红绿灯，该红绿灯的功能如下当安装在乡间小路上的车辆传感器没有车辆信号时，主道路的绿灯一直亮，乡间小路的红灯一直亮，直到25S定时器到时、同时乡间小路上有车为止。当乡间小路上的传感器检测到车辆时，主道路的黄灯亮、乡间小路的红灯亮，这种状态直到当5S定时器时间到。然后主道路红灯亮，乡间小路绿灯亮，直到20S定时器定时时间到或者乡间小路没有车为止。最后乡间小路的黄灯亮，主道路的红灯亮，4S定时器时间到，再回到主道路绿灯、乡间小路红灯亮的初始状态。（1）原理框图XN1N2N3D1D2D3TTDD70图中N1、N2、N3是南北主要交通道路的红、黄、绿灯。D1、D2、D3是东西乡间小道的红、黄、绿灯。X是乡间小路上的车辆传感器输出信号。TD是计数器归0信号T是定时器置数/计数控制信号，当T0时定时器预置数，当T1时定时器定时。D70是定时器的预置数据。图中定时器是由减法计数器构成，当减到0时，TD1。（2）状态表乡村小路交通灯控制器的状态表输出说明现态次态条件DB7DB0TN1N2N3D1D2D3置数A0A1250100010主绿灯、小路红A1A2TDG20,Y20,R21T201,T30，RST1方向1黄灯、方向2红灯A1G10,Y11,R10G20,Y20,R21T200,T31,RST1方向1红灯、方向2红灯A2G10,Y10,R11G20,Y20,R21T200,T30,RST1计数器1、2清零A3G10,Y10,R11G20,Y20,R21T200,T30,RST0方向1红灯、方向2绿灯A4G10,Y10,R11G21,Y20,R20T201,T30，RST1方向1红灯、方向2黄灯A5G10,Y10,R11G20,Y21,R20T200,T31，RST1方向1红灯、方向2红灯A6G10,Y10,R11G20,Y20,R21T200,T30,RST1计数器1、2清零A7G10,Y10,R11G20,Y20,R21T200,T30,RST0这里使用两个加计数器1、2分别计数两个方向的车辆，然后再使用相减（相比较）的方法，若是计数值相同，则CON1，表明驶入单行道的车与驶出单行道的车数相同。注意在绿灯开始前，增加一个计数器清零状态，单独发出一个清零信号RST。还可以使用具有两个计数端的加减计数器，当计数器为0时，发出车辆相等信号COUNT。A0A11TD201212A2TD31COUNT112TD201A3COUNT112TD31A4A51212A6A7题目B7流水灯1试设计一个闪烁流水灯控制器，该控制器可以控制8个灯顺序亮灭，当按钮K按下1次后，每次顺序点亮一个灯。而且每个点亮的灯在闪烁3次后，才能灭，周而复始，直到按钮K二次按下。（1）原理框图KD1D2D3D4D5D6D7D838CLK这里，K是按钮，D18是控制电灯的信号。（2）状态图状态A0是初始状态，K按下后再抬起进入状态A2。从状态A2开始，到A9状态，每个状态有一个灯亮。闪烁电路状态机的每个输出都与秒信号“与”后输出，产生每秒闪烁一次的效果。当按钮K再次按下后再抬起，回到状态A0。时钟信号CLK经过3分频后作为状态机的时钟，该时钟的周期是状态转换的间隔时间。题目B8流水灯2设计一个流水灯控制器，在开关A0时，8个流水灯的亮灭顺序是A0A1A2A3A7A6A4A5K0K1DENG01DENG10DENG31DENG41DENG51DENG61A8DENG71A9DENG21A10K0K1K0K0K0K0K0K0K0K1K1K1K1K1K1K1K11、2、3、4、5、6、7、8；当A1时，8个灯的亮灭顺序是8、7、6、5、4、3、2、1。当开关B可以随时启动或是停止流水灯的运行。这里A和B是开关信号，用钮子开关实现。（1）原理图ABL1L2L3L4L5L6L7L8CLK图中A、B是开关信号。L（18）是控制灯的信号。（2）状态图S0S1S2S7A0A0A0A0A0B0B0B0A1A1A1A1A1当A信号为1时，状态从S0向S7转换；当A信号为0时，状态从S7向S0转换。当B信号为0时，可以从任何状态回到状态S0。题目B9流水灯3设计一个流水灯控制器，第1次按下按钮K，8个流水灯首先以1、2、3、4、8、7、6、5的顺序亮灭；然后再以4、3、2、1、5、6、7、8的顺序亮灭，周而复始，直到K再一次按下后停止。（K按钮按下时输出低电平，抬起时输出高电平）（1）原理框图KCLKD1D2D3D4D5D6D7D8其中K是按钮D1D8是控制发光二极管的信号。（2）状态图当按钮K第1次按下时，状态从A0向A15转换。当K第2次按下时，从任何状态回到状态K0。状态与灯之间的关系D1A0A11；D2A1A10、D3A2A9、D4A3A8、D5A7A12、D6A6A13、D7A5A14、D8A4A15状态转换时间间隔由状态机时钟CLK的周期控制。题目B10电灯控制开关1设计一个电灯延时开关，该开关有一个按钮K，当按钮按下1次，则电灯亮10S后灭；当按钮按下2次（在按钮第1次按下后的10S内），则电灯亮20S后灭；当按钮按下3次（在按钮第2次按下的20S内），则电灯亮30S后灭。（1）原理框图KDT1010STD10T2020STD20T3030STD30K是按钮信号D是控制电灯的信号。TDX是定时器时间到信号A0K0K1K2A15K0K1K0K1K1K1K1K1TX是定时器初值设置/定时控制信号这里的定时器是由减法计数器构成。（2）状态图状态机输出A0D0,T100,T200，T300A1D1,T101,T200，T300A2D1,T101,T200，T300A3D1,T100,T201，T300A4D1,T100,T201，T300A5D1,T100,T200，T301A6D1,T100,T200，T301题目B11电灯控制开关2设计一个电灯延时开关，该开关有一个按钮K，当按钮K按下1次，则电灯D亮10秒钟后灭；当按钮按下2次，则电灯长亮不灭；当再按1次，则电灯灭。（1）原理框图KDT1010STD10这里K是按钮D是控制电灯的信号。定时器用减法计数器构成。TD10是定时器时间到信号。T10是定时器设置初值/定时控制信号（2）状态图状态机输出A0D0,T100A1D1,T101A2D1,T101A3D1,T100A4D1,T100A5D0,T100A0A1A2A3A4A5A6K0K1K0K1K0K1TD101TD201TD301A0A1A2A3A4A5K0K1K0K1K0K1TD101题目B12电灯控制开关3设计一个电灯延时开关，该开关有一个按钮K1和K2，当按钮K1按下1次，则电灯D亮25秒钟后灭；当按钮K1连续按下2次，则电灯长亮不灭；任何时候按钮K2按下时，都能使电灯灭。（1）原理图K1DTTDD70K2K1是状态机启动按钮，当K1按下后启动状态机K2是停止按钮，当K2按下后，从任何状态回到初始状态。TD是定时器时间到信号D70是定时器预置数T是定时器预置/定时控制信号。D是控制电灯的信号。（2）状态图当按钮K1按下，又抬起后进入初始状态。状态机输出初始状态A0D0，D25，T0过渡状态A1D0，D25，T025S定时状态A2D1，D25，T1过渡状态A3D0，D25，T0长亮状态A4D1，D25，T0K1025SK11K10K11A0A1A2A3A4ORK20K20TD1题目B13电灯控制开关4设计一个电灯延时开关，该开关有一个按钮K，当按钮K按下1次，则电灯D亮8秒钟后灭；当按钮K连续按下2次，则电灯长亮不灭；当按钮再连续按下2次后，电灯灭。（1）原理框图KDT88STD8图中K是按钮，用于启动状态机。TD8，当定时器定时时间到时，TD81。T8是定时器赋初值/定时控制信号。定时器由8进制减法计数器构成。D是控制电灯的信号。（2）状态图初始状态A0状态机输出D0,T0，当K按下后，进入状态A1状态A1状态机输出D0,T0，当按钮抬起后，进入状态A28S定时状态A2状态机输出D1,T1，若是按钮按下进入状态A3，若是定时时间到TD81，则返回状态A0。状态A3状态机输出D0,T0长亮状态A4状态机输出D1,T0，当按钮按下，进入状态A5第1次K0状态A5状态机输出D1,T0，当按钮抬起，进入状态A6第1次K1状态A6状态机输出D1,T0，当按钮按下进入A7第2次K0状态A7状态机输出D0,T0，按钮抬起后，返回A0题目B14电灯控制开关5K08SK1K0K1A0A1A2A3A4K1K0K0A5A6A7K1TD81设计一个电灯延时开关，该开关有一个按钮K，当按钮K按下1次，则电灯D亮8秒钟后灭；当按钮K连续按下2次，则电灯长亮不灭；当按钮再按下1次后，电灯延时5秒灭。（1）原理框图KDTTDD70图中K是按钮信号D是控制电灯的信号。D70是定时器预置时间TD是定时器定时到信号T是定时器预置/定时控制信号。（2）状态图初始状态A0状态机输出D0,D8,T0过渡状态A1状态机输出D0,D8,T08S定时状态A2状态机输出D1,D8,T1过渡状态A3状态机输出D0,D8,T0长亮状态A4状态机输出D1,D5,T0过渡状态A5状态机输出D1,D5,T05S定时状态A6状态机输出D1,D5,T1K08SK1K0K1A0A1A2A3A4TD1K0TD1K1A5A65S题目B15电灯控制开关6试设计一控制器，该控制器控制4个灯，当按钮K1按下时，灯A亮，灯A亮后5秒，灯B亮，随后，按钮K2按下后，灯C亮，灯C亮后15秒，灯D亮，这时如果按钮K3按下，所有灯都灭。（1）原理框图K2DTTDD70CBAK3K1图中K1、K2是控制灯亮的按钮信号。K3是停止灯亮的信号。A、B、C、D是控制电灯的信号TD是定时器时间到信号。T是定时器预置/定时控制信号。这里用确定时钟周期的减法计数器作为定时器D70是定时器的预置时间。（2）状态图初始状态，置时间5S状态A0状态机输出D5,T0,A0,B0,C0,D0A灯亮，5S定时状态A1状态机输出D5,T1,A1,B0,C0,D0B灯亮，置时间15S状态A2状态机输出D15,T0,A1,B1,C0,D0C灯亮，定时15S状态A3状态机输出D15,T1,A1,B1,C1,D0D灯亮，灯全亮状态A4状态机输出D15,T0,A1,B1,C1,D1题目B16顺序开关灯控制器7K105STD1DA0A1A2A3A415STD1K30K2015S5SABC试设计一个顺序开关灯控制器，要求当按钮K第1次按下时，灯A立刻亮，灯B在延时11秒钟后亮，在灯B亮后15秒后，灯C亮；当按钮K第2次按下时，灯C立刻灭，延时17秒后灯B灭，灯B灭后12秒，灯A灭。（1）原理框图TTDD70CBAK图中K是按钮信号A、B、C是电灯控制信号。TD是定时器时间到信号T是定时器预置/定时控制信号。这里用确定时钟周期的减法计数器作为定时器D70是定时器的预置时间。（2）状态机初始状态，灯全灭，向定时器置数11S状态A0状态机输出A0,B0,C0,DATA11,T0A灯亮，11S定时开始状态A1状态机输出A1,B0,C0,D11,T1B灯亮，置时间15S状态A2状态机输出A1,B1,C0,D15,T115S定时状态A3状态机输出A1,B1,C0,D15,T1C灯亮，置时间17S状态A4状态机输出A1,B1,C1,D17,T0（这是3灯全亮状态）C灯灭，17S定时状态A5状态机输出A1,B1,C0,D17,T1B灯灭，置时间12S状态A6状态机输出A1,B0,C0,D12,T012S定时状态A7状态机输出A1,B0,C0,D17,T1K011STD13A0A1A2A3A4TD115STD1TD1K0A5A617S15S11S12S17S12SA7ABCCB题目B17顺序灯开关控制器8设计一个开关装置，该开关装置在按钮K第一次按下时，三盏灯X、Y和Z同时点亮，当K再次按下时，X灯立刻熄灭；Y灯15S后熄灭，在Y灯熄灭后18S后，Z灯熄灭。（1）原理框图KXT1515STD15YZT1818STD18图中K是按钮X、Y和Z是三盏灯T15是15S定时器置初值/定时控制信号T18是18S定时器置初值/定时控制信号TD15是15S定时器时间到信号TD18是18S定时器时间到信号（2）状态图Z0是初始状态，当按钮K按下进入状态Z1。Z1状态时，按钮K抬起后进入状态Z2，该状态下三灯都亮。Z2状态下，若是按钮按下时，进入状态Z3。Z3状态下，15S定时器定时，当定时时间到后，TD151，进入状态Z4。Z4状态下，18S定时器定时，当定时时间到后，TD181，进入状态Z0。题目B18电子秒表1Z0Z1Z2Z3Z4K0K1TD151TD181K0X0Y0Z0X1Y1Z1X1Y1Z1X0Y1Z1X0Y0Z1试设计一个电子秒表，该秒表在一个按键K控制下工作，当该按键K第1次按下时，秒表开始计数；第2次按下时，秒表停止计数；第3次按下时，秒表清零。（1）原理框图KJISHUFUWEI这里K是秒表控制按钮。JISHU是秒表计数器计数控制信号FUWEI秒表计数器复位信号（2）状态图说明该题目应该使用梅里状态机。FUWEI0时计数器复位、JISHU1时计数器计数A0是初始状态，计数器复位，当按钮按下时，JISHU信号为1，随后进入状态A1。A1是计数器计数状态，当按钮K抬起时，进入状态A2。A2是计数器计数状态。当按钮K再次按下时，JISHU信号为0，随后进入状态A3。A3是停止计数状态，当按钮K抬起后，进入状态A4。A4是停止计数状态，当按钮第3次按下时，FUWEI信号为0，进入状态A5。A5是计数器复位状态，当按钮抬起后，返回状态A0。题目B19电子秒表2试设计一个电子秒表，该秒表在二个按键A、B控制下工作，当该按键A第1次按下时，秒表开始计数；第2次按下时，秒表停止计数；第3次按下时，秒表继续计数。在秒表停止计数时，按键B可以使秒表清零。（1）原理框图AJISHUFUWEIBK0/JISHU1A0A1A2A3K0/JISHU0K1/FUWEI0K1/JISHU1K1/JISHU0K0/FUWEI0FUWEI1FUWEI1FUWEI1FUWEI1JISHU0JISHU0A4A5这里A、B是秒表控制按钮。JISHU是秒表计数器计数控制信号。FUWEI秒表计数器复位信号。（2）画状态图说明该题目应该使用梅里状态机。FUWEI0时计数器复位、JISHU1时计数器计数A0是初始状态，计数器复位，当按钮按下时，JISHU信号为1，随后进入状态A1。A1是计数器计数状态，当按钮K抬起时，进入状态A2。A2是计数器计数状态。当按钮K再次按下时，JISHU信号为0，随后进入状态A3。A3是停止计数状态，当按钮K抬起后，进入状态A4。A4是停止计数状态，当按钮第3次按下时，FUWEI信号为0，进入状态A5。A5是计数器复位状态，当按钮抬起后，返回状态A0。题目B20电子秒表3设计一个秒表，该跑表使用一个按键工作，当第一次按下按键时，秒表开始计数，第二次按下按键时，秒表停止计数，第三次按下按键时，秒表计数器继续计数，第四次按下时，秒表计数器停止计数，如此反复。若是在停止计数状态，按键按下时间超出2S，则秒表计数器清零。（1）原理框图KJISHURESETT22STD2图中A0/JISHU1A0A1A2A3A0/JISHU0B0/FUWEI0A1/JISHU1A1/JISHU0FUWEI1FUWEI1FUWEI1FUWEI1JISHU0A4A5A0/JISHU1FUWEI1A1/JISHU1B1/FUWEI0FUWEI1JISHU0A6K是秒表控制按钮。TD2是2S定时器时间到按钮JISHU是秒表计数器计数控制信号RESET是秒表计数器复位信号T2是2秒定时器置初值/定时控制信号。（2）状态图按钮按下时，K0，按钮抬起时，K1。JISHU1秒表计数器计数RESET1秒表计数器复位T21，2S定时器开始定时TD1，2S定时器定时时间到复位状态S0秒表计数器复位状态，若按钮K按下进入状态S1，再抬起进入状态S2。计数状态S2秒表计数器计数状态，当按钮再按下、抬起后，进入保持状态S4。保持状态S4秒表计数器不计数，保持已有计数值。若按钮按下K0，进入状态S5。状态S5该状态启动2秒定时器，当按钮抬起K1，则进入S2状态，秒表计数器再次开始计数；若是按钮继续保持按下K0，则当2S定时器时间到TD21，则返回初始状态S0。题目B21家用电器控制器试设计一个控制器，当按钮K1按下一次后，某家用电器需要接通电源15秒，然后再断开10秒，然后再通电10秒，再断电5秒后再通电3S后结束。任何时候按钮K2都可以结束动作。（1）原理框图K0K1S0S1S2K0K1K0K1TD12SS3S4S5K2TTDD70SHUCHUK1图中按钮信号K1、K2低电平有效；输出信号SHUCHU高电平有效；定时器控制信号T1时定时器定时，T0时，定时器置初值。D70是定时器预置时间。TD是定时器时间到信号。S0SHUCHU0T0K10D15S1SHUCHU1T1TD1D15S2SHUCHU0T0TD1D10S3SHUCHU0T1D10S4SHUCHU1T0TD1D10S5SHUCHU1T1D10S6SHUCHU0T0TD1D5S7SHUCHU0T1D5S8SHUCHU1T0D3TD1S9SHUCHU1T1D3K20状态S0定时器预置15S，当按钮按下进入状态S1。状态S1电器通电15S，当TD1时进入状态S2。状态S2定时器预置10S后，进入状态S3。状态S3电器断电10S，当TD1时进入状态S4。状态S4定时器预置10S后，进入状态S5。状态S5电器通电10S，当TD1时进入状态S6。状态S6定时器预置5S后，进入状态S7。状态S7电器断电5S，当TD1时进入状态S8。状态S8定时器预置3S后，进入状态S9。状态S9电器通电3S，当TD1时进入状态S0。任何时候，若K2按下都可以从任何状态返回状态S0。题目B22电机控制1一个电机转速控制器的控制要求如下按下按钮P，设备转速以速度级1起动；再按下P，转速提高到速度级2；依次可以按下P四次，所以有4个转速级。按下Q按钮，则设备转速开始降低，每按一次，速度降低一个级别，直至转速为0。（1）原理框图PQSU0SU1SU2SU3按钮P是速度增加按钮按钮Q是速度减少按钮SU0SU3是速度控制信号。（2）状态图S0S1S2S3SU11SU21P0P0P0S4SU01P0Q0Q1Q2Q3SU31SU00SU10SU20SU30状态S0所有输出速度信号为0。状态S1速度等级1的输出信号SU0为1。状态S2速度等级1的输出信号SU0为1。状态S3速度等级1的输出信号SU0为1。状态S4速度等级1的输出信号SU0为1。题目B23电机控制2试设计一个两台电机控制器，两台电机的控制要求是在按钮K按下后，第1台电机运行10S后，第2台电机开始运行，当第2台电机运行20S后，两台电机同时停止运行。（1）原理框图KM1TTDD70M2图中K为启动按钮M1电机1控制信号M2电机2控制信号D70定时器预置时间信号TD定时器时间到信号T预置/定时控制信号（2）状态图S0K0T0D10M10S1T1TD1M20D10M11M20S2T0TD1D20M11M20S3T1D20M11M21S0初始状态，由于T0，所以定时器预置时间为10S，电机M1、M2停止运行，当按钮K0时，转移到状态S1。S1电机1运行，电机2停止，定时器定时到TD1时，转移到状态S2S2电机1运行，电机2停止，定时器预置时间20S，转移到状态S3S3电机1运行，电机2运行，定时器定时到TD1时，转移到状态S0题目B24电机控制3三台电动机，要求按钮K1按下时，每隔10S依次起动一台。每台运行15S自动停机，运行中还可以用停止按钮K2将3台电机同时停机。（1）原理框图K2TTDD70M1K1M2M3图中K1是电机启动按钮信号。K2是停止按钮，任何时候按下K2都可以返回S0。TD是定时器定时时间到信号。M1、M2、M3是电机控制。D70是定时器预置时间T是定时器预置时间/定时控制信号（2）各电机动作时间示意图010S15S20S25S35SM1M2M3（3）状态图S0M10T0K10D10K20M20M30S1M11T1TD1D10M20M30S2M11T0TD1D5M21M30S3M11T1TD1D5M21M30S4M10T0D5M21M30S5M10T1TD1D5M21M30S6M10T0D5M21M31S7M10T1D5M21M3110S15S20STD1S8M10T0D10M20M31S9M10T1D10M20M3125S35SS0初始状态，当K10进入状态S1。S1定时10S状态，当TD1时，进入状态S2。S2预置时间5秒，题目B25电机控制4电机转速控制器设计，一电机转速控制器，当按钮S1按下1次后，电机以速度1启动，再按下1次，提高到转速2，再按下1次，提高到转速3，随后经过5秒，自动提高到转速4；当按钮S2按下时，从转速4退到转速3，再按下1次按钮S2，从转速3退到转速2，随后经过8S，退到转速1，再经过12秒，停止电机运转。（1）原理框图S2TTDD70SD1S1SD2SD3SD4图中S1是电机转速增加按钮。S2是电机转速减少按钮。TD是定时器时间到信号。SD1、SD2、SD3、SD4是转速信号。D70是定时器预置时间。T是定时器预置时间/定时控制信号。微分电路的作用是当S1或是S2按下时，输出一个状态机时钟周期相同的低电平脉冲。（2）状态图S0SD10T0S10D5SD20SD30SD40S1SD11T0S10D5SD20SD30SD40S2SD10T0S10D5SD21SD30SD40S3SD10T1TD1D5SD20SD31SD40S4SD10T0S20D8SD20SD30SD41S20S5SD10T0D8SD20SD31SD40TD1S6SD10T1D8SD21SD30SD40S7SD11T0D12SD20SD30SD40TD1S8SD11T1D12SD20SD30SD40S0状态初始状态，定时器预置数5S，S10，进入状态S1。S1状态速度1状态，S10，进入状态S2。S2状态速度2状态，S10，进入状态S3。S3状态速度3状态，延时5S后，进入状态S3。S4状态速度4状态，定时器预置数8S，当S20时，进入状态S5。S5状态速度3状态，当S20时，进入状态S6。S6状态速度2状态，延时8S后，TD1，进入状态S7S7状态速度1状态，置数12S，进入状态S8S8状态延时12S后，TD1，返回状态S0。题目B26电机控制5三台电动机的启动和停止需要顺序控制，在按钮K1按下后，要求如下（1）M1运行5S后，M2开始运行。（2）M2运行6S后，M3运行，M1停止运行。（3）M3运行7S后。M2停止运行（4）M3运行10S后，M1开始运行，同时M3停止运行，返回第1步。任何时候按钮K2按下，停止所有电机运行。K2TTDD70M1K1M2M3M1M2M35S6S7S10S图中K1是启动电机的按钮。K2是停止电机运行的按钮。TD是定时器时间到信号。M1、M2、M3是电机控制信号。D70是定时器预置信号。T是定时器预置/定时控制信号。S0S1S2K10K11M115S5SM116SM21M116SM21M107SM21M31M30M20M30M30M107SM20M31M1010SM20M31M1010SM20M31M10M20M30S3S4S5S6S7S8K20TD1TD1TD1TD1T0T1T0T1T0T1T0T1状态S0初始状态，当K1按下后，进入状态S1。状态S1预置时间5S，当K1处于抬起状态，进入状态S2。状态S2定时5S，当TD1时进入状态S3。状态S3预置时间6S，进入状态S4。状态S4定时6S，TD1时，进入状态S5。状态S5预置时间7S后，进入状态S6。状态S6定时7S，TD1时，进入状态S7。状态S7预置时间10S后，进入状态S8。状态S8定时10S，TD1时，返回状态S0。任何时候K2按下，返回状态S0。题目B27电机控制6两台电动机的控制要求为第一台运转5S后停止，切换到第2台运转，10S后第2台自动停止。试设计该控制器。（1）原理框图TTDD70M1K1M2M1M25S10S图中K1是电机启动按钮。TD是定时器时间到信号。M1、M2是电机控制信号。D70是定时器预置时间值。T是定时器预置/定时控制信号（2）状态图S0S1S2K10K11M115S5SM1010SM21M1010SM21M20M10M20S3S4TD1TD1T0T1T0T1M10M20T05S状态S0初始状态，置时间5S，当K10时进入状态S1。状态S1预置时间5S，当K1抬起后，进入状态S2。状态S2定时5S，当TD1时进入状态S2。状态S3预置时间10S，进入S4。状态S4定时10S，当TD1时返回状态S0。题目B28电机控制7一台电动机运转10S后停止5S，如此动作3次后自动结束。（1）原理框图M1K1TDTCNTCD70CLRK1是电机启动按钮。TD是定时器时间到信号。CNT是计数器计数值到信号。C是计数器时钟信号。CLR是计数器复位信号。M1是电机控制信号。D70是定时器预置时间值。T是定时器预置/定时控制信号。（2）状态机S0S1S2K10K11M1110S10SM105SM105SM10S3S4TD1TD1T0T1T0T1M10T0CNT0M10T0S5C0C1C0C0CNT1CLR0CLR0CLR0CLR0CLR1CLR1状态S0初始状态，预置时间10S，计数器复位，当K10时进入状态S1。状态S1预置时间10S，计数器复位，当K1抬起后，进入状态S2。状态S2预置时间10S，当CNT0时进入状态S3，当CNT1时进入状态S0。状态S3定时时间10S，当TD1时进入S4。状态S4预置时间5S，进入状态S5。状态S5定时5S，计数器信号C从状态4的0变为1，产生上升沿，使计数器计数，当TD1，进入S2。题目B29电机控制8试设计一个锅炉鼓风机和引风机控制装置，要求鼓风机比引风机晚12S起动，引风机比鼓风机晚15S停机，任何情况下，只要按下紧急停止按钮，鼓风机与引风机都停止工作。（1）原理图TTDD70YFJK1GFJK2K3图中K1是电机启动按钮。K2是停止按钮。K3是紧急停止按钮。YFJ是引风机控制信号。GFJ是鼓风机控制信号。D70是定时器预置时间值。TD是定时器时间到信号。T是定时器预置/定时控制信号。（2）状态图S0S1S2K10K1112SK2115SS3TD1T1K20GFJ0YFJ115SS4T0TD1S5GFJ1YFJ1T0GFJ1YFJ115ST1GFJ0YFJ112SGFJ0T0YFJ012SGFJ0T0YFJ0K30K3S0状态S0初始状态，预置时间12S，当K10时进入状态S1。状态S1预置时间12S，当K11后，进入状态S2。状态S2定时12S，当TD1时进入状态S3。状态S3预置时间15S，当K20时进入S4。状态S4预置时间15S，当K21时进入S5。状态S5定时15S，当TD1，进入S0。任何状态下，当K30时，进入状态S0。题目B30电机控制9电动葫芦提升机构的动负荷试验，控制要求如下上升6秒后停9S，然后下降6S，再停9S，反复运行8次后停止运行。（1）原理框图SK1TDTCNTCDD70CLR图中K1是电葫芦电机启动按钮。TD是定时器时间到信号。CNT是计数器计数值到信号。C是计数器时钟信号。CLR是计数器复位信号。S是电机上升控制信号。D是电机下降控制信号。D70是定时器预置时间值。T是定时器预置/定时控制信号。S0S1