数字电子技术课程设计

1、课题一：数字频率计逻辑电路设计,一、设计要求 设计一个八位的频率计数器逻辑控制线路，具体任 务和要求如下： 1、八位十进制数字显示。 2、测量显示范围1HZ10MHZ 3、量程分为四档，分别为*1000，*100，*10，*1,二、方案提示,数字频率计可分为三部分进行考虑： 1、计数、译码、显示,这一部分是频率计数器不可少的。即外部整形后的脉冲。通过计数器在单位时间里进行计数译码和显示。计数器选用十进制的中规模（TTL/CMOS）集成计数器均可，译码显示可采用共阴或共阳的配套器件。例如计数器选用74LS161，译码器为74LS248，数显器为LC501111。也可选用四合一计数寄存译码显示CL

2、102或专用大规模频率计数器ICM7216芯片等。,课题一：数字频率计逻辑电路设计,2、整形电路,由于待测信号是各种各样的，有三角波正弦波方波等，所以要使计数器准确计数，必须将输入波形进行整形，通常采用的是史密特集成触发器。史密特触发器也可由555（7555）或其它门电路构成。 3、分频器 分频器一般由计数器实现，例如用十进制计数器去分频。获得1Hz。十进制计数器用74LS16074LS16174LS290、74LS390等均可实现。,课题一：数字频率计逻辑电路设计,二、方案提示,4、量程选择 由于输入频率有大有小，所以当测低频时，量程开关选择在*1或*10位置，而测高频时，应设置*100或*

3、1000位置，在电路处理上就是将单位时间缩小为1/1000、1/100、1/10等，即在1/1000 秒测得的数值，其量程为数显值*1000；1/100 秒测得的数值，其量程值为数显值*100，余类推。所以我们这里选用1/10001/1001/101 秒四档作为脉冲输入的门控时间，完成量程的选择。,课题一：数字频率计逻辑电路设计,二、方案提示,一、设计要求 设计一个十字路口交通信号灯控制器，系统框图如图1所示。其要求如下： 1、设南北方向的红、黄、绿灯分别为NSR，NSY，NSG东西方向的红、黄、绿灯分别为EWR，EWY，EWG，则满足图2 的工作流程图，并且黄灯用于闪烁提示绿灯变为红灯。,课

4、题二：交通信号灯控制逻辑电路设计,图1 系统框图,图2 系统流程图,课题二：交通信号灯控制逻辑电路设计,一、设计要求,2、满足两个方向的工作时序：东西方向红灯亮的时间应等于南北方向黄、绿灯亮的时间之和；南北方向红灯亮的时间应等于东西方向黄、绿灯亮的时间之和。时序工作流程如图3所示：,一、设计要求,课题二：交通信号灯控制逻辑电路设计,图3 工作时序图,如上图中，假设每个单位为2秒，则南北、东西方向的绿、黄、红灯亮的时间分别为12秒、2秒、12秒，一次循环为24秒。其中红灯亮的时间为绿灯、黄灯亮的时间之和，黄灯是间歇闪耀。,一、设计要求,课题二：交通信号灯控制逻辑电路设计,3、十字路口要有数字显示

5、装置作为时间提示，以便人们更直观地把握时间。具体要求为：当某方向绿灯亮时，置计数器为某一个数值，然后以每秒减1的计数方式工作，直至减到数为“0”，十字路口红、绿灯交换，一次工作循环结束，进入另一个方向的工作循环。 4、可以手动调整脉冲时间，夜间为黄灯闪耀。,二、方案提示,课题二：交通信号灯控制逻辑电路设计,根据设计要求设计方案可以从以下几个部分进行考虑。 1、1Hz标准脉冲和分频器 因十字路口每个方向绿、黄、红灯亮时间比例分别为5:1:6,所以，如果选4秒（也可以任意）为一单位时间，则计数器每计数4秒输出一个脉冲。这一电路用D触发器（或其他触发器构成的D触发器）即可实现。,二、方案提示,课题二

6、：交通信号灯控制逻辑电路设计,2、交通灯控制器 由波形图可知，计数器每工作循环周期为12，所以可选用12进制计数器。计数器可用触发器构成也可用中规模集成计数器。如74LS164八位移位寄存器组成扭环形12进制计数器。可列出如图1所示的状态转换表，写出逻辑表达式。,二、方案提示,课题二：交通信号灯控制逻辑电路设计,图1 状态转换表,二、方案提示,课题二：交通信号灯控制逻辑电路设计,3、显示控制部分 显示控制部分实际上是一个定时控制电路。当绿灯亮时，使减法计数器开始工作（用对方的红灯信号控制），每来一个秒脉冲，使计数器减1，直到计数器为“0”停止。译码显示可用74LS47驱动BCD码七段译码器，计

7、数器采用可预置加减计数器，如74LS190，74LS193等,二、方案提示,课题二：交通信号灯控制逻辑电路设计,4、脉冲选择控制、夜间控制 这部分可用一个可调脉冲进行。调节脉冲频率的高低，可以使计数器的周期增大或减小，用来控制某个方向上车流量的大小变化，夜间时，将夜间开关接通，黄灯一直闪烁，提醒过往行人注意。,一、设计要求,课题三：循环彩灯控制电路设计,1、首先根据个人审美，将四组或八组不同颜色的彩色发光二极管布置成各式各样的图案。 2、选用熟悉的LSI，MSI数字集成电路，设计并组装一个数字电路产生四位或八位二进制数码对彩灯进行控制，每一位控制一组彩灯的亮灭。 3、要求电路产生的四位或八位二

8、进制数码以最佳状态序列循环变化，使彩灯发光并形成多种多样的美丽动感画面。,二、方案提示,课题三：循环彩灯控制电路设计,方案1：“时序电路+双向移位寄存器”,如图1所示，由移位寄存器的输出来控制彩灯的循环。,图1 系统组成框图,二、方案提示,课题三：循环彩灯控制电路设计,方案2：“时序电路+组合电路”方案,框图如图2所示，电路输出只有8种状态，用组合逻辑电路进行组合与非。最后是四组状态通过发光二极管显示出来。,图2 系统组成框图,一、设计要求,课题四：双路防盗报警器的设计,1、设计一个双路防盗报警器，当常闭开关K1（实际中是安装在窗框或门框的紧贴面上的导电铜片）发生盗窃时，K1打开，要求可以立即

9、报警或者也可以延时135s发生报警。当常开开关K2发生盗窃而闭合时，应立即报警。 2、发生报警时，有两个警灯交替闪亮，周期为12s，并有警车的报警发生，频率为f=1.51.8HZ。 3、选择电路元器件。,二、方案提示,课题四：双路防盗报警器的设计,根据设计要求，设计方案可参照如图1所示的电路框图来实现。,图1 电路框图,二、方案提示,课题四：双路防盗报警器的设计,1、电源稳压器 该部分可自行选择用已有的电源构成稳压器，也可直接用干电池来构成。 2、延时触发器 其主要功能是延时触发器和即时触发，该部分电路主要有K1常闭开关（延时触发开关），K2常开开关（急触发开关），与非门，二极管，电容，电阻及电位器组成。参考图如图2所示。,图2 延时触发器,二、方案提示,课题四：双路防盗报警器的设计,3、报警声发生单元 其主要功能是：发生报警时，发出类似