【正文】 d=0,D=8,t=0 長亮狀態(tài) a4： 狀態(tài)機(jī)輸出： d=1,D=5,t=0 過渡狀態(tài) a5： 狀態(tài)機(jī)輸出： d=1,D=5,t=0 5s 定時狀態(tài) a6： 狀態(tài)機(jī)輸出： d=1,D=5,t=1 k = 08 s 定時k = 1 k = 0 k = 1a0 a1 a2 a3 a4t d = 1長亮k = 0t d = 1....k = 1a5a65 s 定時.《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 20 [題目 B15] 電燈控制開關(guān) 6 試設(shè)計一控制器，該控制器控制 4 個燈，當(dāng)按鈕 k1 按下時，燈 a 亮，燈 a 亮后 5 秒，燈 b 亮，隨后，按鈕 k2 按下后，燈 c 亮，燈 c 亮后 15 秒，燈 d 亮，這時如果按鈕 k3 按下，所有燈都滅。 td 是定時器時間到信號 t 是定時器預(yù)置 /定時控制信號。 [題目 B18] 電子秒表 1 試設(shè)計一個電子秒表，該秒表在一個按鍵 k 控制下工作，當(dāng)該按鍵 k 第 1 次按下時，秒表開始計數(shù)；第 2 次按下時，秒表停止計數(shù)；第 3 次按下時，秒表清零。 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(jìn)入狀態(tài) a5。 fuwei=0 時計數(shù)器復(fù)位、 jishu=1 時計數(shù)器計數(shù) a0 是初始狀態(tài)，計數(shù)器復(fù)位，當(dāng)按鈕按下時， jishu 信號為 1，隨后進(jìn)入狀態(tài) a1。若是在停止 計數(shù)狀態(tài)，按鍵按下時間超出 2s，則秒表計數(shù)器清零。 狀態(tài) s5：該狀態(tài)啟動 2 秒定時器，當(dāng)按鈕抬起 k=1，則進(jìn)入 s2 狀態(tài)，秒表計數(shù)器再次開始計數(shù)；若是按鈕繼續(xù)保持按下 k=0，則當(dāng) 2s 定時器時間到 td2=1，則返回初始狀態(tài)s0。 狀態(tài) s2：定時器預(yù)置 10s 后，進(jìn)入狀態(tài) s3。 任何時候，若 k2 按下都可以從任何狀態(tài)返回狀態(tài) s0。 狀態(tài) s4：速度等級 1 的輸出信號 su0 為 1。 M M M3 是電機(jī)控制。 D[7..0]是定時器預(yù)置時間。 s5 狀態(tài)：速度 3 狀態(tài)，當(dāng) s2=0 時，進(jìn)入狀態(tài) s6。 k2 是停止電機(jī)運(yùn)行的按鈕。 狀態(tài) s3：預(yù)置時間 6s，進(jìn)入狀態(tài) s4。試設(shè)計該控制器。 狀態(tài) s3：預(yù)置時間 10s，進(jìn)入 s4。 D[7..0]是定時器預(yù)置時間值。 狀態(tài) s7：預(yù)置時間 10s 后，進(jìn)入狀態(tài) s8。 t 是定時器預(yù)置 /定時控制信號。 （ 3） M3 運(yùn)行 7s 后。 s1 狀態(tài)：速度 1 狀態(tài)， s1=0，進(jìn)入狀態(tài) s2。 （ 1）原理框圖 .s2控制器電機(jī).狀態(tài)機(jī).... .t定時器.td..D [ 7 . . 0 ] 可預(yù)置時間....... s d 1..s1...... s d 2.s d 3.. .s d 4微分電路微分電路... 圖中： s1 是電機(jī)轉(zhuǎn)速增加按鈕。每臺運(yùn)行 15s 自動停機(jī)，運(yùn)行中還可以用停止按鈕 k2 將 3 臺電機(jī)同時停機(jī)。 《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 27 （ 2）狀態(tài)圖 ..s0 s1 s2 s3s u 1 = 1 s u 2 = 1P = 0 P = 0 P = 0s4s u 0 = 1P = 0Q = 0Q = 1Q = 2Q = 3s u 3 = 1s u 0 = 0 .....s u 1 = 0s u 2 = 0s u 3 = 0 狀態(tài) s0：所有輸出速度信號為 0。 狀態(tài) s6：定時器預(yù)置 5s 后，進(jìn)入狀態(tài) s7。 D[7..0]是定時器預(yù)置時間。 jishu =1 秒表計數(shù)器計數(shù) reset=1 秒表計數(shù)器復(fù)位 t2=1， 2s 定時器開始定時 td=1， 2s 定時器定時時間到 復(fù)位狀態(tài) s0：秒表計數(shù)器復(fù)位狀態(tài)，若按鈕 k 按下進(jìn)入狀態(tài) s1，再抬起進(jìn)入狀態(tài) s2。 a3 是停止計數(shù)狀態(tài)，當(dāng)按鈕 k 抬起后，進(jìn)入狀態(tài) a4。 （ 1）原理框圖 a j i s h u. f u w e i ..控制器秒表狀態(tài)機(jī) 秒表計數(shù)器 數(shù)碼管譯碼器秒表定時時鐘....b. 這里 a、 b 是秒表控制按鈕。 a1 是計數(shù)器計數(shù)狀態(tài)，當(dāng)按鈕 k 抬起時，進(jìn)入狀態(tài) a2。 z1 狀態(tài)時，按鈕 k 抬起后進(jìn)入狀態(tài) z2，該狀態(tài)下三燈都亮。 t 是定時器預(yù)置 /定時控制信號。 （ 2）狀態(tài)圖 初始狀態(tài) a0： 狀態(tài)機(jī)輸出 d=0,t=0，當(dāng) k 按下后，進(jìn)入狀態(tài) a1 狀態(tài) a1： 狀態(tài)機(jī)輸出 d=0,t=0，當(dāng)按鈕抬起后，進(jìn)入狀態(tài) a2 8s 定時狀態(tài) a2：狀態(tài)機(jī)輸出 d=1,t=1，若是按鈕按下進(jìn)入狀態(tài) a3，若是定時時間到td8=1，則返回狀態(tài) a0。 d 是控制電燈的信號。 tdx是定時器時間到信號 tx是定時器初值設(shè)置 /定時控制信號 這里的定時器是由減法計數(shù)器構(gòu)成。 當(dāng) B 信號為 0 時，可以從任何狀態(tài)回到狀態(tài) S0。 當(dāng)按鈕 k 再次按下后再抬起，回到狀態(tài) a0。注意在 綠燈開始前，增加一個計數(shù)器清零狀態(tài)，單獨(dú)發(fā)出一個清零信號 rst。G2=1,Y2=0,R2=0。G2=0,Y2=0,R2=1。車輛從方向 2 進(jìn)入時的情況與方向1 相同。 X 是鄉(xiāng)間小路上的車輛傳感器輸出信號。hg1=0,hg2=1,hr=0 快速路綠燈、橫道紅燈、置數(shù) 90s a8： D=90,t=0,kg=1,ky=0,kr=0。 （ 2）狀態(tài)機(jī) 《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 9 快速路綠燈 90s 定時 a0： D=0,t=1,kg=1,ky=0,kr=0。d1=0,d2=0,d3=1； t15=0， t5=0， t20=1 南紅、東黃狀態(tài) a3： n1=1,n2=0,n3=0。 d1:， d2：， d3：東西紅燈、黃燈、綠燈控制信號。 在 a2 狀態(tài)：南北黃燈亮，東西紅燈亮，其他燈滅。 a0a1a2a3td10=1td3=1td10=1td3=1na=1na=1南北綠燈da=1 da=1南北黃燈東西綠燈東西黃燈....《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 6 a2 狀態(tài)：東西綠燈亮，南北紅燈亮。這時應(yīng)該參考實(shí)驗(yàn)電路圖，正確鎖定按鈕、發(fā)光二極管、數(shù)碼管、時鐘源等的引腳，搭配信號邏輯電平。繼電器觸點(diǎn)功率較小，不能流過大電流，例如交流 220V、 5A 以上的電流。常用可編程邏輯器件（狀態(tài)機(jī)）輸出的弱電信號控制繼電器切換直流電機(jī)電源的方法控制直流電機(jī)是否運(yùn)行 若是改變直流轉(zhuǎn)速，則要狀態(tài)機(jī)輸出相應(yīng)的弱電信號，分段改變控制直流電機(jī)的電壓的方法實(shí)現(xiàn)。 常開觸點(diǎn)物體接觸桿 接觸桿與物體接觸后， 接觸桿移動方向R+ 5 VV1O常開觸點(diǎn) R+ 5 VV2O（a ） （b ） （c ）.... 圖 F23 行程開關(guān)結(jié)構(gòu)與接線圖 實(shí)際中還有一種近接（或是接近）開關(guān)，就是當(dāng)一鐵物體接近開關(guān)時，開關(guān)內(nèi)部的接點(diǎn)會閉合，用于判斷移動物體的位置。 k1R11K+ 5V可編程邏輯器件（b）....I/O引腳可編程邏輯器件R x l5 10 Ω+ 5V....（a）L E D（低有效）.I/O引腳.... 圖 F21 按鈕與 LED 燈電路 由于本參考答案設(shè)計的狀態(tài)機(jī)中，都是以邏輯 1 表示有效信號，因此在實(shí)際接線時，應(yīng)該增加反相器，以滿足 LED 燈的驅(qū)動需求。有不正確之處，請讀者指正，在此表示感謝。 （ 1）按鈕輸入 與 LED 燈輸出電路 按鈕輸入與 LED 燈輸出電路如圖 F21 所示。 （ 3）行程開關(guān) 行程開關(guān)（又稱為限位開關(guān)）是一種檢 測物體移動位置的開關(guān)。可編程邏輯器件（狀態(tài)機(jī)）輸出弱電控制信號，驅(qū)動繼電器、晶閘管等器件才能控制白熾燈的亮滅。實(shí)際中狀態(tài)機(jī)輸出信號與三相電機(jī)的控制接線如圖 F24 所示。 （ 3）設(shè)計定時器、譯碼器等外圍電路，并仿真驗(yàn)證是否正確，若是正確，進(jìn)行下一步。 南北綠燈1 0 秒 南北黃燈3 秒東西綠燈1 0 秒 東西黃燈3 秒南北紅燈東西紅燈.. ...... （ 1）原理框圖 .nan1t 1 0控制器交通燈..1 0 s 定時器t d 1 0狀態(tài)機(jī)..n2...n3d1d 2 da..d 3 t33 s 定時器 .t d 3... 其中： na 是南北強(qiáng)制按鈕 da 是東西強(qiáng)制按鈕 n1， n2 和 n3 是南北方 向紅、黃、綠燈控制信號 d d2 和 d3 是東西方向紅、黃、綠燈控制信號 圖中定時器用減法計數(shù)器組成，當(dāng)減到 0 時， td=1。 d d d3 是東西方向的紅、黃、綠燈的控制信號。 [題目 B3] 交通燈控制器。 （ 2）狀態(tài)機(jī) 南綠、東紅狀態(tài) a0： n1=0,n2=0,n3=1。 kg、 ky 和 kr 是快速路綠、黃和紅燈控制信號。hg1=1,hg2=0,hr=0 快速路紅燈、橫道綠燈、定時 15s a5： D=15,t=1,kg=0,ky=0,kr=1。最后鄉(xiāng)間小路的黃燈亮，主道路的紅燈亮， 4s 定時器時間到，再回到主道路綠燈、鄉(xiāng)間小路紅燈亮的初始狀態(tài)。X 1 0 0 1 1 0 0 置數(shù) A2 A3 － 4 0 0 0 1 1 0 0 主黃燈、小路紅 A3 A4 TD 1 0 1 0 1 0 0 置數(shù) A4 A5 － 20 0 0 1 0 1 0 0 主紅燈、小路綠 A5 A6 TD3+ X 1 1 0 0 0 0 1 置數(shù) A6 A7 － 5 0 1 0 0 0 0 1 主燈紅、小路黃 A7 A0 TD 1 1 0 0 0 1 0 [題目 B6] 單行道交通控制器 試設(shè)計一個單行道交通燈控制器，該單行道交通示意圖如圖題 B6 所示。 山洞或橋等單路交通交通燈1交通燈2雙路交通 雙路交通傳感器2 傳感器1方向1方向2G1Y1R1G2Y2R2等待所有車出單行道 等待所有車出單行道20s3s20s3s的等待時間 等待時間（方向1 進(jìn)入的車） （方向2 進(jìn)入的車）方向1方向2....《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 12 G Y R2 是方向 2 的紅、黃、綠燈控制信號。t20=0,t3=0,rst=1 計數(shù)器 2 清零 a3： G1=0,Y1=0,R1=1。t20=0,t3=0,rst=1 計數(shù)器 2 清零 a7： G1=0,Y1=0,R1=1。 （ 2）狀態(tài)圖 狀態(tài) a0 是初始狀態(tài)， k 按下后再抬起進(jìn)入狀態(tài) a2。 （ 1）原理圖 a0.a1 a2 a3a7 a6a4 a5k = 0 k = 1D E N G 0 = 1 D E N G 1 = 0 D E N G 3 = 1D E N G 4 = 1D E N G 5 = 1D E N G 6 = 1a8D E N G 7 = 1a9D E N G 2 = 1a10k = 0k = 1.....k = 0k = 0k = 0k = 0k = 0k = 0k = 0k = 1 k = 1k = 1k = 1k = 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 14 ABL1L2L3L4L5L6L7L8CLK.... 圖中： A、 B 是開關(guān)信號。 狀態(tài)與燈之間的關(guān)系： d1=a0+a11； d2=a1+a d3=a2+a d4=a3+a d5=a7+a1 d6=a6+a1 d7=a5+a1d8=a4+a15 狀態(tài)轉(zhuǎn)換時間間隔由狀態(tài)機(jī)時鐘 CLK 的周期控制。 t10 是定時 器設(shè)置初值 /定時控制信號 （ 2）狀態(tài)圖 狀態(tài)機(jī)輸出： a0： d=0,t10=0