【正文】 課程設(shè)計》 數(shù)字課程設(shè)計參考資料 夏路易 09， 5 21 .控制器電燈.狀態(tài)機. .. .t 定時器.td..D [ 7 . . 0 ] 可預(yù)置時間..... c. b. a..k. 圖中： k 是按鈕 信號 a、 b、 c 是電燈控制信號。 z4 狀態(tài)下， 18s 定時器定時，當(dāng)定時時間到后， td18=1，進入狀態(tài) z0。 a3 是停止計數(shù)狀態(tài)，當(dāng)按鈕 k 抬起后，進入狀態(tài) a4。 k = 0 / j i s h u = 1a0 a1 a2 a3k = 0 / j i s h u = 0k = 1 / f u w e i = 0k = 1 / j i s h u = 1k = 1 / j i s h u = 0k = 0 / f u w e i = 0f u w e i = 1 f u w e i = 1 f u w e i = 1f u w e i = 1j i s h u = 0j i s h u = 0a4a5....《基于 EDA 的電子技術(shù)課程設(shè)計》 數(shù)字課程設(shè)計參考資料 夏路易 09， 5 24 （ 2）畫狀態(tài)圖 說明：該題目應(yīng)該使用梅里狀態(tài)機。 [題目 B20] 電子秒表 3 設(shè)計一個秒表，該跑表使用一個按鍵工作，當(dāng)?shù)谝淮伟聪掳存I時，秒表開始計數(shù)，第二次按下按鍵時，秒表停止計數(shù)，第三次按下按鍵時，秒表計數(shù)器繼續(xù)計數(shù)，第四次按下時，秒表計數(shù)器停止計數(shù)，如此反復(fù)。若按鈕按下 k=0，進入狀態(tài) s5。 狀態(tài) s1：電器通電 15s，當(dāng) td=1 時進入狀態(tài) s2。 狀態(tài) s9：電器通電 3s，當(dāng) td=1 時進入狀態(tài) s0。 狀態(tài) s3：速度等級 1 的輸出信號 su0 為 1。 td 是定時器定時時間到信號。 sd sd sd sd4 是轉(zhuǎn)速信號。 s4 狀態(tài)：速度 4 狀態(tài)，定時器預(yù)置數(shù) 8s，當(dāng) s2=0 時，進入狀態(tài) s5。 k2控制器電機.狀態(tài)機... .t定時器.td.D [ 7 . . 0 ] 可預(yù)置時間....M1..k1.....M2.M3.. ....M1M2M35s6s7s 1 0 s...原理框圖電機運行時間 圖中： k1 是啟動電機的按鈕。 狀態(tài) s2：定時 5s，當(dāng) td=1 時進入狀態(tài) s3。 [題目 B27] 電機控制 6 兩臺電動機的控制要求為：第一臺運轉(zhuǎn) 5s 后停止，切換到第 2 臺運轉(zhuǎn)， 10s 后第 2 臺自動停止。 狀態(tài) s2：定時 5s，當(dāng) td=1 時進入狀態(tài) s2。 t 是定時器預(yù)置 /定時控制 信號 （ 2）狀態(tài)圖 .s0 s1 s2k 1= 0 k 1= 1M 1= 1定時5 s置時間5 sM 1= 0置時間1 0 sM 2= 1M 1= 0定時1 0 sM 2= 1M 2= 0M 1= 0M 2= 0s3 s4t d= 1t d= 1t =0 t =1 t =0 t =1.M 1= 0M 2= 0t =0....置時間5 s 《基于 EDA 的電子技術(shù)課程設(shè)計》 數(shù)字課程設(shè)計參考資料 夏路易 09， 5 32 狀態(tài) s0：初始狀態(tài)，置時間 5s，當(dāng) k1=0 時進入狀態(tài) s1。 狀態(tài) s8：定時 10s， td=1 時，返回狀態(tài) s0。 .s0 s1 s2k1 =0 k1 =1M1 =1定時5s置時間5sM1 =1置時間6sM2 =1M1 =1定時6sM2 =1M1 =0置時間7sM2 =1M3 =1M3 =0M2 =0M3 =0 M3 =0M1 =0定時7sM2 =0M3 =1M1 =0置時間10sM2 =0M3 =1M1 =0定時10sM2 =0M3 =1M1 =0M2 =0M3 =0s3 s4s5s6s7s8k2 =0td =1td =1td =1td =1t= 0 t= 1 t= 0 t= 1t= 0t= 1t= 0t= 1..... 《基于 EDA 的電子技術(shù)課程設(shè)計》 數(shù)字課程設(shè)計參考資料 夏路易 09， 5 31 狀態(tài) s0：初始狀態(tài)，當(dāng) k1 按下后，進入狀態(tài) s1。 M2 停止運行 （ 4） M3 運行 10s 后， M1 開始運行，同時 M3 停止運行，返 回第 1 步。 s2 狀態(tài)：速度 2 狀態(tài)， s1=0，進入狀態(tài) s3。 s2 是電機轉(zhuǎn)速減少按鈕。 （ 1）原理框圖 .k2控制器電機.狀態(tài)機.... .t定時器.td..D [ 7 . . 0 ] 可預(yù)置時間....... M1..k1...... M2.. M3 圖中： k1 是電機啟動按鈕信號。 狀態(tài) s1：速度等級 1 的輸出信號 su0 為 1。 狀態(tài) s7：電器斷電 5s，當(dāng) td=1 時進入狀態(tài) s8。 td 是定時器時間到信號。 計數(shù)狀態(tài) s2：秒表計數(shù)器計數(shù)狀態(tài)，當(dāng)按鈕再按下、抬起后，進入保持狀態(tài) s4。 a4 是停止計數(shù)狀態(tài)，當(dāng)按鈕第 3 次按下時， fuwei 信號為 0，進入狀態(tài) a5。 jishu 是秒表計數(shù)器計數(shù)控制信號。 a2 是計數(shù)器計數(shù)狀態(tài)。 z2 狀態(tài)下，若是按鈕按下時，進入狀態(tài) z3。這里用確定時鐘周期的減法計數(shù)器作為定時器 D[7..0]是定時器的預(yù)置時間。 狀態(tài) a3： 狀態(tài)機輸出 d=0,t=0 長亮狀態(tài) a4： 狀態(tài)機輸出 d=1,t=0，當(dāng)按鈕按下，進入狀態(tài) a5 第 1 次 k=0 狀態(tài) a5：狀態(tài)機輸出 d=1 ,t=0，當(dāng)按鈕抬起，進入狀態(tài) a6 第 1 次 k=1 狀態(tài) a6：狀態(tài)機輸出 d=1 ,t=0，當(dāng)按鈕按下進入 a7 第 2 次 k=0 狀態(tài) a7：狀態(tài)機輸出 d=0 ,t=0，按鈕抬起后 ，返回 a0 [題目 B14] 電燈控制開關(guān) 5 設(shè)計一個電燈延時開關(guān)，該開關(guān)有一個按鈕 k，當(dāng)按鈕 k 按下 1 次，則電燈 d 亮 8 秒鐘后滅；當(dāng)按鈕 k 連續(xù)按下 2 次，則電燈長亮不滅；當(dāng)按鈕再按下 1 次后，電燈延時 5 秒滅。 （ 2）狀態(tài)圖 當(dāng)按鈕 k1 按下，又抬起后進入初始狀態(tài)。 （ 2）狀態(tài)圖 a0K0 K1K2 a 1 5K = 0K = 1K = 0 K = 1....K = 1K = 1K = 1K = 1《基于 EDA 的電子技術(shù)課程設(shè)計》 數(shù)字課程設(shè)計參考資料 夏路易 09， 5 16 狀態(tài)機輸出： a0： d=0,t10=0,t20=0， t30=0 a1： d=1,t10=1,t20=0， t30=0 a2： d=1,t10=1,t20=0， t30=0 a3： d=1,t10=0,t20=1， t30=0 a4： d=1,t10=0,t20=1， t30=0 a5： d=1,t10=0,t20=0， t30=1 a6： d=1,t10=0,t20=0， t30=1 [題目 B11] 電燈控制開關(guān) 2 設(shè)計一個電燈延時開關(guān)，該開關(guān)有一個按鈕 k，當(dāng)按鈕 k 按下 1 次，則電燈 d 亮 10 秒鐘后滅；當(dāng)按鈕按下 2 次，則電燈長亮不滅；當(dāng)再按 1 次，則電燈滅。 [題目 B9] 流水燈 3 設(shè)計一個流水燈控制器，第 1 次按下按鈕 k， 8 個流水燈首先以 5 的順序亮滅；然后再以 8 的順序亮滅，周而復(fù)始，直到 k 再一次按下后停止。 時鐘信號 CLK 經(jīng)過 3 分頻后作為狀態(tài)機的時鐘，該時鐘的周期是狀態(tài)轉(zhuǎn)換的間隔時間。 還可以使用具有兩個計數(shù)端的加減計數(shù)器，當(dāng)計數(shù)器為 0 時，發(fā)出車輛相等信號 count。t20=1,t3=0， rst=1 方向 1 紅燈、方向 2 黃燈 a5： G1=0,Y1=0,R1=1。t20=1,t3=0， rst=1 方向 1 黃燈、方 向 2 紅燈 a1： G1=0,Y1=1,R1=0。要求，綠燈經(jīng)過黃燈后才能變紅燈。 td 是計數(shù)器歸 0 信號 t 是定時器置數(shù) /計數(shù)控制信號，當(dāng) t=0 時定時器預(yù)置數(shù)，當(dāng) t=1 時定時器定時。hg1=0,hg2=0,hr=1 [題目 B5] 鄉(xiāng)村小路交通燈。hg1=0,hg2=0,hr=1 橫道按鈕按下后， 快速路綠燈 90s 繼續(xù)定時 a1： D=0,t=1,kg=1,ky=0,kr=0。d1=0,d2=1,d3=0； t15=0， t5=1， t20=0 [題目 B4] 人行橫道燈控制。 ns 是南北方向的車輛傳感器。 在 a3 狀態(tài)：南北紅燈亮，東西綠燈亮，其他燈滅。 其他燈滅 a3 狀態(tài)：東西黃燈亮，南北紅燈亮。 （ 6）將綜合形成的文件，寫入可編程邏輯器件，實際驗證所設(shè)計控制器的正確性。 接觸器是大觸點功率的繼電器，其觸點功率一般在 10A 以上，可達數(shù)百安培。例如狀態(tài)機輸出速度 1，則電機電壓為 100V，速度 2， 則電機電壓為 150V，等等。 （ 4）車輛傳感器 車輛傳感器是檢測汽車是否存在的裝置，該裝置由 1m 寬 x 2m 長的長方形線圈組成，通常埋在汽車行駛的路面上，當(dāng)汽車經(jīng)過線圈時，線圈與電容組成的諧振電路就改變諧振頻率，檢測該頻率的變化，就可以判斷是否有汽車存在。 （ 2）定時器 定時器是用減法計數(shù)器組成，分為固定初值計數(shù)器和可變初值定時器兩種。 很多題目可能有多種實現(xiàn)答案，只要狀態(tài)機可以按照題目要求正確實現(xiàn)狀態(tài)轉(zhuǎn)換就可以。 下面介紹一些關(guān)于題目的基礎(chǔ)知識。 通常作為定時器的計數(shù)器的時鐘周期為 1s，而狀態(tài)機的時鐘可以在 ms 級，甚至在μ s級，但是在做狀態(tài)機與定時器的聯(lián)合仿真時，為加快仿真速度，可以使狀態(tài)機與定時器具有相同的時鐘信號。 （ 6）被控對象 電燈 《基于 EDA 的電子技術(shù)課程設(shè)計》 數(shù)字課程設(shè)計參考資料 夏路易 09， 5 3 電燈一般是日光燈或是白熾燈，通常采用 220V 交流電源。 若是需要改變電機轉(zhuǎn)向，則需要更改電機接線，例如，三相電機，交換任意兩相的接線，就可以改變旋轉(zhuǎn)方向。 （ 2）輸入狀態(tài)機實現(xiàn)狀態(tài)轉(zhuǎn)換的所有輸入信號，進行狀態(tài)機仿真，若是所有狀態(tài)都可以按照預(yù)想轉(zhuǎn)換方向?qū)崿F(xiàn)狀態(tài)轉(zhuǎn)換，而且狀態(tài)機輸出正確，則說明狀態(tài)機設(shè)計正確。試設(shè)計該交通燈控制器。 n n2 與 n3 是南北方向紅、黃、綠燈的控制信號。 *使用秒脈沖“與”綠燈閃爍信號就可以使綠燈閃爍。當(dāng)減到 0 時， td=1。 （ 1）原理框圖 kkg控制器交通燈..狀態(tài)機..ky...krhghy..hrt 定時器.td..D [ 7 . . 0 ] 可預(yù)置時間... 圖中定時器使用可預(yù)置數(shù)減法計數(shù)器構(gòu)成，當(dāng)減到 0 時， td=1。hg1=0,hg2=0,hr=1 快速路紅燈、橫道綠燈、置數(shù) 15s a4： D=15,t=0,kg=0,ky=0,kr=1。然后主道路紅燈亮，鄉(xiāng)間小路綠燈亮，直到 20s 定時器定時時間到或者鄉(xiāng)間小路沒有車為止。 （ 2）狀態(tài)表 鄉(xiāng)村小路交通燈控制器的狀態(tài)表 說明 現(xiàn)態(tài) 次態(tài) 條件 輸出 DB7..DB0 T N1 N2 N3 D1 D2 D3 置數(shù) A0 A1 － 25 0 1 0 0 0 1 0 主綠燈、小路紅 A1 A2 TDamp。 t t3 是定時器預(yù)置初值 /計數(shù)控制信號 td td3 是定時器歸零信號 G Y R1 是方向 1 的紅、黃、綠燈控制信號。G2=0,Y2=0,R2=1。G2=0,Y2=0,R2=1。 （ 1）原理框圖 k控制器流水燈..狀態(tài)機..... .... .d1d2d3d4d5d6d7d83 分頻8 與門C L K.. 這里， k 是按鈕， D1~8 是控制電燈的信號。這里 A 和 B 是開關(guān)信號，用鈕子開關(guān)實 現(xiàn)。當(dāng) k 第 2 次按下時，從任何狀態(tài)回到狀態(tài) k0。 td10 是定時器時間到信號。 td8，當(dāng)定時器定時時間到時， td8=1。 （ 2）狀態(tài)圖 初始狀態(tài) a0： 狀態(tài)機輸出： d=0,D=8,t=0 過渡狀態(tài) a1： 狀態(tài)機輸出： d=0,D=8,t=0 8s 定時狀態(tài) a2： 狀態(tài) 機輸出： d=1,D=8,t=1 過渡狀態(tài) a3： 狀態(tài)機輸出：