【正文】 圖，并在實(shí)驗(yàn)板上組裝電路。 圖81乒乓球游戲控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖四、參考器件（可參考附錄） 雙向移位寄存器74LS194A、譯碼器74LS13計(jì)數(shù)器、發(fā)光二極管等。頻率可調(diào)的時(shí)鐘發(fā)生器為雙向移位寄存器提供時(shí)鐘脈沖，用雙向移位寄存器的輸出端控制指示燈來模擬乒乓球的運(yùn)動(dòng)軌跡。（4）一方得分時(shí)，電路自動(dòng)響鈴3s，此時(shí)發(fā)球無效，等鈴聲停止后方能繼續(xù)比賽。（2）用八只（或更多）排成長串的指示燈（發(fā)光二極管）用來代表球的軌跡，其中一個(gè)亮的指示燈用來顯示球的當(dāng)前位置，用一個(gè)時(shí)鐘脈沖源使點(diǎn)亮的指示燈依次從左向右，或從右向左移動(dòng)，其速度應(yīng)能調(diào)節(jié)，一般為1s轉(zhuǎn)換一次。一、設(shè)計(jì)目的1. 掌握設(shè)計(jì)乒乓燈游戲控制系統(tǒng)的方法。 (4) 畫出總邏輯圖和裝配圖，并在實(shí)驗(yàn)板上組裝電路。顯示驅(qū)動(dòng)電路顯示譯碼模塊計(jì)數(shù)器圖71 彩燈顯示電路框圖四、參考器件（可參考附錄） 計(jì)數(shù)器、顯示譯碼器、數(shù)碼顯示管及一些門電路等。表71彩燈顯示的狀態(tài)表ＣＰＲＧＹ００００１００１２０１０３１００４１１１５１００６０１０７００１三、參考設(shè)計(jì)方案 根據(jù)彩燈顯示的狀態(tài)表分析，該電路由計(jì)數(shù)器、顯示譯碼模塊、顯示驅(qū)動(dòng)電路構(gòu)成。設(shè)計(jì)題目七: 燈光顯示電路一、設(shè)計(jì)目的1. 掌握計(jì)數(shù)、譯碼、顯示驅(qū)動(dòng)電路的設(shè)計(jì)與調(diào)試方法。(2) 選擇元器件型號(hào)。顯然，不同的計(jì)數(shù)器和譯碼器電路，得到的是不同的彩燈循環(huán)控制結(jié)果。其中脈沖源采用秒脈沖發(fā)生器，用以提供頻率為１Hz的時(shí)鐘信號(hào)，也可由555振蕩電路提供，改變555的振蕩頻率，即可改變計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)快慢；分頻器將1Hz的時(shí)鐘信號(hào)四分頻， (即4s)的時(shí)鐘信號(hào)；節(jié)拍控制器產(chǎn)生三個(gè)節(jié)拍循環(huán)的控制信號(hào)，可由計(jì)數(shù)器來完成：節(jié)拍程序執(zhí)行器完成在每個(gè)節(jié)拍下的系統(tǒng)動(dòng)作，即數(shù)據(jù)的左移、右移和送數(shù)功能，可以使用雙向移位寄存器74LSl94完成，也可用計(jì)數(shù)器控制譯碼器譯碼得到不同的輸出信號(hào)，決定控制彩燈的循環(huán)變化；顯示電路完成系統(tǒng)循環(huán)演示的指示，可以用發(fā)光二極管模擬。二、設(shè)計(jì)任務(wù) 八路彩燈顯示系統(tǒng)，該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)以下功能：1． 八路彩燈從左向右逐次漸亮，間隔為1秒。(6) 寫出總結(jié)報(bào)告。（2）各單元電路的功能，并進(jìn)行單元電路的設(shè)計(jì)，畫出邏輯圖。三、參考設(shè)計(jì)方案 該控制系統(tǒng)由輸入、輸出和控制器模塊構(gòu)成。二、設(shè)計(jì)任務(wù) 設(shè)計(jì)一個(gè)能進(jìn)行拔河游戲的控制電路。(5) 寫出總結(jié)報(bào)告。五、設(shè)計(jì)要求 (1) 確定總體設(shè)計(jì)方案畫出總方框圖，明確各單元電路的功能，進(jìn)行單元電路的設(shè)計(jì)，畫出邏輯圖。另外，外部操作開關(guān)都應(yīng)采取去抖動(dòng)措施，以防止機(jī)械抖動(dòng)造成電路工作不穩(wěn)定。計(jì)數(shù)器完成30s計(jì)時(shí)功能，而控制電路具有直接控制計(jì)數(shù)器的啟動(dòng)計(jì)數(shù)、暫停／連續(xù)計(jì)數(shù)、譯碼顯示電路的顯示和滅燈功能。 3．計(jì)時(shí)器為30秒遞減計(jì)時(shí)，其計(jì)時(shí)間隔為1秒。、譯碼器的用法。 (4) 畫出總邏輯圖并在實(shí)驗(yàn)板上組裝電路。譯碼器74LS4顯示管等。三片74LS245的輸入數(shù)據(jù)分別接入30，20，5三個(gè)不同的數(shù)字，任一輸入數(shù)據(jù)道減法計(jì)數(shù)器的置入都由狀態(tài)譯碼器的輸出信號(hào)控制不同74LS245的選通信號(hào)來實(shí)現(xiàn)。交通信號(hào)燈4種不同的狀態(tài)分別用S0(主綠燈亮，支紅燈亮)、S1(主黃燈亮．支紅燈閃爍)、S2(主紅燈亮，支綠燈亮)、S3(主紅燈閃爍，支黃燈亮)表示，其狀態(tài)編碼及狀態(tài)轉(zhuǎn)換如圖33所示。減法計(jì)數(shù)器的回零脈沖使?fàn)顟B(tài)控制器完成狀態(tài)轉(zhuǎn)換，同時(shí)狀態(tài)譯碼器根據(jù)系統(tǒng)下一個(gè)工作狀態(tài)決定計(jì)數(shù)器下一此減計(jì)數(shù)的初始值。（7）用發(fā)光二極管模擬紅綠黃交通燈。（4）十字路口要有數(shù)字顯示，作為時(shí)間提示，以便人們更直觀地把握時(shí)間。3. 熟悉中規(guī)模集成計(jì)數(shù)器CD4029的功能，并能正確應(yīng)用。設(shè)計(jì)題目三: 交通信號(hào)燈定時(shí)控制系統(tǒng) 交通信號(hào)燈是指揮行人和各種車輛的安全運(yùn)行的重要工具，對(duì)于有主支干道之分的十字路口，要求主干道通行的時(shí)間比支干道長。(2)選擇元器件型號(hào)。加減控制模塊可由門電路組成的基本RS觸發(fā)器和其它控制門電路構(gòu)成。3. 輸出用數(shù)碼顯示。設(shè)計(jì)題目二：自動(dòng)循環(huán)計(jì)數(shù)器一、設(shè)計(jì)目的。(2)選擇元器件型號(hào)，確定元器件的參數(shù)。由此得出在每種運(yùn)行狀態(tài)下，各指示燈與給定條件間的關(guān)系，即邏輯功能表11所示。、譯碼器的工作原理。每位學(xué)生上交一份課程設(shè)計(jì)報(bào)告。7. 總結(jié)設(shè)計(jì)電路的特點(diǎn)和方案的優(yōu)缺點(diǎn)。4. 單元電路的設(shè)計(jì)、參數(shù)計(jì)算、器件選擇及介紹。電路圖規(guī)范、邏輯關(guān)系正確，表達(dá)完整清楚。自上向下的設(shè)計(jì)過程并非處一個(gè)線性過程，在下—級(jí)定義和描述中往往會(huì)發(fā)現(xiàn)上—級(jí)的定義和描述中的缺陷或錯(cuò)漏，因此必須對(duì)上一級(jí)的定義和描述加以修正，使其更真實(shí)地反映系統(tǒng)的要求和客觀的可能性。受控電路可以根據(jù)其邏輯功能選樣合適的SSI、MSI、LSI功能部件來實(shí)現(xiàn)，而控制器由于是一個(gè)較復(fù)雜的時(shí)序邏輯系統(tǒng)，很難用傳統(tǒng)的狀態(tài)圖或狀態(tài)表來描述其邏輯功能。這種方法的基本思想是：把規(guī)模較大的數(shù)字系統(tǒng)從邏輯上劃分為控制器和受控制器電路兩大部分，采用邏輯流程圖或ASM圖或MDS圖來描述控制器的控制過程，并根據(jù)控制器及受控制電路的邏輯功能，選擇適當(dāng)?shù)腟SI、MSI功能器件來實(shí)現(xiàn)。畫圖時(shí)應(yīng)綜合考慮各功能之間的配合問題，如時(shí)序的協(xié)調(diào)、負(fù)載和匹配，競(jìng)爭(zhēng)與冒險(xiǎn)的消除、初始狀態(tài)的設(shè)置、電路的啟動(dòng)等等。 （3）選擇功能部件去構(gòu)成，將上面劃分的邏輯單元進(jìn)一步分解成若干相對(duì)獨(dú)立模塊，以便直接選用標(biāo)準(zhǔn)SSI、MSI、LSI器件來實(shí)現(xiàn)。如數(shù)據(jù)的輸入輸出方式，系統(tǒng)需要完成的處理任務(wù)等。對(duì)于一些規(guī)模不大，功能不太復(fù)雜的數(shù)字系統(tǒng)，選用中、大規(guī)模器件，采用試湊法設(shè)計(jì)，具有設(shè)計(jì)過程簡(jiǎn)單、電路調(diào)試方便、性能穩(wěn)定可靠等優(yōu)點(diǎn)。下面就這兩種方法作簡(jiǎn)要介紹。（4）綜合應(yīng)用課程中學(xué)到的理論知識(shí)去獨(dú)立完成一個(gè)設(shè)計(jì)任務(wù)。 教師應(yīng)事先準(zhǔn)備好課程設(shè)計(jì)任務(wù)書、指導(dǎo)學(xué)生查閱有關(guān)資料，安排適當(dāng)?shù)臅r(shí)間進(jìn)行答疑，幫助學(xué)生解決課程設(shè)計(jì)過程中的問題。自動(dòng)化專業(yè)《數(shù)字電子技術(shù)》課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書自動(dòng)化教研室 2011年11月一、課程設(shè)計(jì)目的課程設(shè)計(jì)是在教學(xué)實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上進(jìn)行的一次大規(guī)模綜合性實(shí)驗(yàn)，作為數(shù)字電子技術(shù)課程的重要組成部分，目的是使學(xué)生進(jìn)一步理解課程內(nèi)容，基本掌握數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)和調(diào)試的方法，增加集成電路應(yīng)用知識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生實(shí)際動(dòng)手能力以及分析、解決問題的綜合能力。二、課程設(shè)計(jì)內(nèi)容與要求1．教學(xué)基本要求要求學(xué)生獨(dú)立完成選題設(shè)計(jì)，掌握數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法；完成系統(tǒng)的組裝配及調(diào)試工作；在課程設(shè)計(jì)中要注重培養(yǎng)工程質(zhì)量意識(shí)，寫出課程設(shè)計(jì)報(bào)告包括調(diào)試中出現(xiàn)異?，F(xiàn)象的分析和討論。（3）掌握常用儀器設(shè)備的使用方法，學(xué)會(huì)簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)調(diào)試，提高動(dòng)手能力。數(shù)字電路系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法有試湊法和自上而下法。沒有必要再按照組合邏輯電路和時(shí)序邏輯電路的設(shè)計(jì)方法來設(shè)計(jì)這些電路，可以直接用這些部件來構(gòu)成完整的數(shù)字系統(tǒng)。 （1）分析系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求，確定系統(tǒng)的總體方案 ，消化設(shè)計(jì)任務(wù)書，明確系統(tǒng)的功能。邏輯單元大小要適當(dāng)，以功能比較單一，易于實(shí)現(xiàn)且便于進(jìn)行方案比較為原則。（4）將功能部件組成數(shù)字系統(tǒng)，連接各個(gè)模塊，繪制總體電路圖。通常采用的工具有：邏輯流程圖、算法狀態(tài)機(jī)ASM流程圖（Algorithmic State Machine chart）、助記文件狀態(tài)圖(Mnemonic Documented State Diagrams )等。自上而下設(shè)計(jì)方法的步驟如下：（1）明確待設(shè)計(jì)系統(tǒng)的邏輯功能；（2）擬定數(shù)字系統(tǒng)的總體方案；（3）邏輯劃分，即把系統(tǒng)劃分成控制器和受控電路兩大部分，并規(guī)定其具體的邏輯要求，但不涉及具體的硬件電路，如圖一所示：圖一 數(shù)字系統(tǒng)的邏輯劃分 （4）設(shè)計(jì)受控電路及控制器。這是可以將上面的描述直接轉(zhuǎn)換成EDA工具使用硬件描述語言送入汁算機(jī)，由EDA完成邏輯描述、邏輯綜合及仿真等工作，完成電路設(shè)計(jì)。四、課程設(shè)計(jì)報(bào)告的基本格式課程設(shè)計(jì)報(bào)告要給出結(jié)構(gòu)框圖，對(duì)總體設(shè)計(jì)思想進(jìn)行闡述，并給出每個(gè)單元邏輯電路且論述其工作原理，文字說明部分要求內(nèi)容完整，言簡(jiǎn)意賅，書寫工整。3. 根據(jù)功能要求構(gòu)建總體設(shè)計(jì)思想，比較和選定設(shè)計(jì)的系統(tǒng)方案，確定整個(gè)電路的組成以及各單元電路完成的功能，畫出系統(tǒng)框圖。調(diào)試方法技巧，測(cè)試結(jié)果，調(diào)