数字电子技术小系统课程设计题目

1、数电课程设计数电课程设计 2012年年4月月 数字系统是由许多基本的逻辑功数字系统是由许多基本的逻辑功 能部件有机连接起来完成某种任务的能部件有机连接起来完成某种任务的 数字电子系统，其规模有大有小，复数字电子系统，其规模有大有小，复 杂性有简有繁。杂性有简有繁。 数字系统的基本概念数字系统的基本概念 数字系统基本结构数字系统基本结构 数字系统的设计任务主要包括下列几部分：数字系统的设计任务主要包括下列几部分： （）对设计任务进行分析（）对设计任务进行分析: :根据课题任务，把所根据课题任务，把所 要设计的系统合理地划分成若干子系统，使其分别要设计的系统合理地划分成若干子系统，使其分别 完成较

2、小的任务。完成较小的任务。 （）设计系统控制器，以控制和协调各子系统的（）设计系统控制器，以控制和协调各子系统的 工作。工作。 （）对各子系统功能部件进行逻辑设计。（）对各子系统功能部件进行逻辑设计。 数字电路设计举例数字电路设计举例 1 简易简易自动售货机自动售货机 Q1n+1 Q0n+1 BA 分解状态分解状态 转换表：转换表： BA 1 101 n QAQABQ 1 0010 n QAQ QABQ 2）由状态转换表设计电路：）由状态转换表设计电路： 状态方程状态方程 Q1n+1 Q0n+1 BA 分解状态分解状态 转换表：转换表： BA 1 101 n QAQABQ 1 0010 n Q

3、AQ QABQ 2）由状态转换表设计电路：）由状态转换表设计电路： 状态方程状态方程 驱动方程驱动方程 10 JAQ 10 KAQAB 01 JAQ 0 KAB X BA Y BA Z BA 输出方程输出方程 1 01 0 XBAQ YBQBQ ZBQ 3）连接实现电路：）连接实现电路： 自动售货机自动售货机.ms11 注意时钟信号的设计注意时钟信号的设计 数字电路的设计举例数字电路的设计举例 2 Traffic Signal Control 参考教材参考教材 6,7,8 章章 System Application Activity Figure 662 Requirements for th

4、e traffic light sequence. P241 Requirements ： The green light for the main street will stay on for a minimum of 25s or as long as there is no vehicle on the side street. The green light for the side street will stay on until there is no vehicle on the side street up to a maximum of 25s The yellow ca

5、ution light will stay on for 4s between changes form green to red on both the main street and the side street. 四种状态：四种状态： 00， 01， 11， 10 v输入变量 Vs A vehicle is present on the side street TL The 25s timer( long timer) is on TS The 4s timer (short timer) is on Figure 663 State diagram for the traffic l

6、ight control system showing the Gray code sequence. A minimal system block diagram 状态译码逻辑电路状态译码逻辑电路 其它逻辑电路。其它逻辑电路。 Figure 6.67 Multisim circuit screen for the combinational logic showing the first state. Figure 7.62 Block diagram of the timing circuits 具体实现时需考虑长、短触发信号如何和前面组合逻辑的相关具体实现时需考虑长、短触发信号如何和前面

7、组合逻辑的相关 信号的衔接？。信号的衔接？。 Figure 7.68 Multisim screen for the timing circuits. The switches are for test purposes only. Figure 8.58 Block diagram of the sequential logic. Figure 8.62 Simulation of the traffic signal control system with each part represented by a subcircuit. 设计要求设计要求 v34人一组，协同完成同一个题目；人一

8、组，协同完成同一个题目； v每组上交一份设计报告（纸质每组上交一份设计报告（纸质+电子版）；电子版）； 具体要求参见模板具体要求参见模板 文件取名文件取名(班级组长学号姓名班级组长学号姓名) v报告上交时间：报告上交时间： 第第14周周二前周周二前(5月月22号号) 题目一：汽车尾灯控制电路 v用6只小灯泡模拟6只汽车尾灯，左侧3只，右侧3只。 用4个开关分别模拟脚踏制动器，停车信号，左转 弯控制和右转弯控制。 v汽车在转弯时，该侧的3只尾灯按下列状态周期性 的亮与暗。000100110111000 v在无制动时，如果驾驶员不慎将两个转向开关都接 通，则两侧的尾灯都作同样的周期性亮暗变化。 v

9、在制动时，若转弯开关未合上（或错误的将两个转 弯开关都合上），所有的6只尾灯均亮。 v停车时，6只尾灯按脉冲频率闪亮。 时序逻辑电路课程设计 题目二：自动售货机控制电路题目二：自动售货机控制电路 v可投入硬币（一元）或纸币（一元、五元、十元）；可投入硬币（一元）或纸币（一元、五元、十元）； v可以选择购买物品的种类与数量；可以选择购买物品的种类与数量； v选择结束后给出零钱。选择结束后给出零钱。 v物品的选择控制：每选择一样物品自动给出；选择物品的选择控制：每选择一样物品自动给出；选择 内容可更改，最终确认后才给出物品。内容可更改，最终确认后才给出物品。 v选择结束控制：单独的结束按钮控制；一

10、定时间内选择结束控制：单独的结束按钮控制；一定时间内 没有输入自动认为结束。没有输入自动认为结束。 v 题目三：家用风扇控制器题目三：家用风扇控制器 v设计并制作一个家用风扇控制器。控制器面板为：按钮三个，分别为风设计并制作一个家用风扇控制器。控制器面板为：按钮三个，分别为风 速、风种和停止。速、风种和停止。LED指示灯指示灯6个，指示风速强、中、弱，风种为睡眠、个，指示风速强、中、弱，风种为睡眠、 自然和正常。自然和正常。 v电扇处于停转状态时，所有指示灯不亮，只有按下电扇处于停转状态时，所有指示灯不亮，只有按下“风速风速”键时，才会键时，才会 响应，进入起始工作状态；电扇在任何状态，只要按

11、停止键，则进入停响应，进入起始工作状态；电扇在任何状态，只要按停止键，则进入停 止状态。止状态。 v处于工作状态时，有：处于工作状态时，有： 初始状态为：风速弱，风种正常；初始状态为：风速弱，风种正常； 按按“风速风速”键，其状态由键，其状态由“弱、中、强、弱、弱、中、强、弱、”循环；循环； 按按“风种风种”键，其状态由键，其状态由“正常、睡眠、自然、正常、正常、睡眠、自然、正常、”循环；循环； v风速的强、弱、中对应电扇的转动由慢到快；风速的强、弱、中对应电扇的转动由慢到快； v风种风种 正常电扇连续运转；正常电扇连续运转； 自然电扇模拟自然风，即转自然电扇模拟自然风，即转4s，停，停4s；

12、 睡眠睡眠电扇慢转，产生轻柔的微风，转电扇慢转，产生轻柔的微风，转8s，停，停8s； v按照风速与风种的设置输出相应的控制信号按照风速与风种的设置输出相应的控制信号 题目四：电子拔河游戏机题目四：电子拔河游戏机 v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。由一排判的三人游戏电路。由一排LED发光二极管表示拔河的发光二极管表示拔河的“电电 子绳子绳”。由甲乙双方通过按钮开关使发光的。由甲乙双方通过按钮开关使发光的LED管向自己一管向自己一 方的终点延伸，当延伸到某方的最后一方的终点延伸，当延伸到某方的最后一LED管

13、时，则该方获管时，则该方获 胜，连续比赛多局以定胜负。胜，连续比赛多局以定胜负。 v比赛开始，由裁判下达比赛命令后，甲乙双方才能输入信号，比赛开始，由裁判下达比赛命令后，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。否则，由于电路具有自锁功能，使输入信号无效。 v“电子绳电子绳”至少由至少由16个个LED管构成，裁判下达管构成，裁判下达“开始比赛开始比赛”的命的命 令后，位于令后，位于“电子绳电子绳”中点的中点的LED发亮。甲乙双方通过按键输发亮。甲乙双方通过按键输 入信号，使发亮的入信号，使发亮的LED管向自己一方移动，并阻止其向对方管向自己一方移动，并阻止其向对方 延

14、伸。当从中点至自己一方的延伸。当从中点至自己一方的LED管全部发亮时，表示比赛管全部发亮时，表示比赛 结束。这时，电路自锁，保持当前状态不变，除非由裁判使结束。这时，电路自锁，保持当前状态不变，除非由裁判使 电路复位。电路复位。 v记分电路用两位七段数码管分别对双方得分进行累计，在每记分电路用两位七段数码管分别对双方得分进行累计，在每 次比赛结束时电路自动加分。次比赛结束时电路自动加分。 题目五：出租车自动计费器题目五：出租车自动计费器 v设计制作一个自动计费器，具有行车里程计费，等设计制作一个自动计费器，具有行车里程计费，等 候时间计费及起价等三部分。三项计费总和为客户候时间计费及起价等三部

15、分。三项计费总和为客户 用车的总费用，通过数码自动显示。用用车的总费用，通过数码自动显示。用4位数码管位数码管 显示总的金额，最大值为显示总的金额，最大值为99.99元。元。 v行车里程单价（行车里程单价（0.元元/公里）、等候时间公里）、等候时间 （0.元元/10分钟）、起价（分钟）、起价（.00元）均能通过元）均能通过 BCD码拨盘输入。码拨盘输入。 v在车辆启动和停止时发出音响信号，以提请顾客注在车辆启动和停止时发出音响信号，以提请顾客注 意。意。 题目六：射击自动报靶器题目六：射击自动报靶器 v用开关信号模拟环数取样信号，设计环数编码寄用开关信号模拟环数取样信号，设计环数编码寄 存器；

16、存器； v设计主控电路设计主控电路 v设计单发成绩、累计成绩、中靶数计数、译码、设计单发成绩、累计成绩、中靶数计数、译码、 显示电路；显示电路； v设计方波信号产生器，以用作时钟源；设计方波信号产生器，以用作时钟源； v画出逻辑框图、电路原理图以及必要的波形图，画出逻辑框图、电路原理图以及必要的波形图， 写出设计报告。写出设计报告。 题目七：洗衣机的时间控制系统题目七：洗衣机的时间控制系统 v普通洗衣机的主要控制电路是一个定时器，它按照普通洗衣机的主要控制电路是一个定时器，它按照 一定的洗涤程序控制电机作正向和反向转动。一定的洗涤程序控制电机作正向和反向转动。 v定时启动定时启动正转正转20s

17、暂停暂停10s反转反转20s暂停暂停 10s定时到，停止。定时到，停止。 v如果定时时间到，则停机并发出音响信号。如果定时时间到，则停机并发出音响信号。 v可以增加排水控制可以增加排水控制 v增加漂洗功能；增加漂洗功能； v增加脱水功能；增加脱水功能； v增加水位选择功能增加水位选择功能 v可用数字显示洗衣机的全部工作时间。可用数字显示洗衣机的全部工作时间。 题目八：两人乒乓游戏机设计题目八：两人乒乓游戏机设计 v用只发光二极管代表球台。发球方按动发球开关，送出用只发光二极管代表球台。发球方按动发球开关，送出 一个单脉冲信号，靠近该方的第一个发光二极管点亮，然后一个单脉冲信号，靠近该方的第一个

18、发光二极管点亮，然后 按一定的速度向对方移动，要求移动速度按一定的速度向对方移动，要求移动速度0.1到到0.5 s v接球方只有当球到达最后一只发光二极管，即靠近本方的第接球方只有当球到达最后一只发光二极管，即靠近本方的第 一只管子点亮时，才可按动击球开关，将球击回。提前击球一只管子点亮时，才可按动击球开关，将球击回。提前击球 或未接住球均判为失分，当未接住来球时，发光二极管熄灭，或未接住球均判为失分，当未接住来球时，发光二极管熄灭， 表示乒乓球出台，对方得分。此时需要按规则重新发球，继表示乒乓球出台，对方得分。此时需要按规则重新发球，继 续比赛。续比赛。 v一方击球后，双方可以较量多个回合，

19、直到一方失误为止，一方击球后，双方可以较量多个回合，直到一方失误为止， 此时，胜方记分牌自动加一分。比赛进行到一方获得此时，胜方记分牌自动加一分。比赛进行到一方获得16分分 时，一局结束，记分牌全部清零。时，一局结束，记分牌全部清零。 设计一个两人乒乓游戏机设计一个两人乒乓游戏机,该游戏机模拟乒乓球比赛该游戏机模拟乒乓球比赛 过程过程,并按比赛规则自动裁判和计分。具体要求如下并按比赛规则自动裁判和计分。具体要求如下: 题目九：自动交通灯控制系统题目九：自动交通灯控制系统 v设设A、B通道各有红、黄、绿三种灯，交通显示情况为通道各有红、黄、绿三种灯，交通显示情况为 1）A通道绿灯、通道绿灯、B通道红灯，通道红灯，24秒，秒，A通道绿灯数码管通道绿灯数码管24计时倒秒显计时倒秒显 示、示、B通道红灯数码管通道红灯数码管28计时倒秒显示；计时倒秒显示； 2） A通道黄灯、通道黄灯、B通道红灯，通道红灯，4秒，秒， 3）A通道红灯、通道红灯、B通道绿灯，通道绿灯，24秒，秒，B通道绿灯数码管通道绿灯数码管24计时倒秒显计时倒秒显 示、示、A通道红灯数码管通道红灯数码管28计时倒秒显示；计时倒秒显示； 4） A通道黄灯、通道黄灯、B通道红灯，通道红灯，4秒秒 v产生秒脉冲信号用产生秒脉冲信号用555构成构成 v附加