【正文】 LS321amp。74LS00amp。 “數(shù)字電子技術(shù)”課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書 9 Q4 Q3 Q2 Q1 顯示 1 0 0 0 日 0 0 0 1 1 0 0 1 0 2 0 0 1 1 3 0 1 0 0 4 0 1 0 1 5 0 1 1 0 6 表 狀 態(tài)表 3. 校時(shí)電路 在剛剛開機(jī)接通電源時(shí)，由于日、時(shí)、分、秒為任意值，所以，需要進(jìn)行調(diào)整。 三、可選用器材 1. 通用實(shí)驗(yàn)底板 2. 直流穩(wěn)壓電源 3. 集成電路： CD4060、 74LS7 74LS16 74LS248 及門電路 4. 晶振： 32768 Hz 5. 電 容： 100μ F/16V、 22pF、 3～ 22pF 之間 6. 電阻： 200Ω、 10KΩ、 22MΩ 7. 電位器： 8. 數(shù)顯：共陰顯示器 LC501111 9. 開關(guān)：?jiǎn)未伟存I 10. 三極管： 8050 11. 喇叭： 1 W /4， 8Ω “數(shù)字電子技術(shù)”課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書 8 四、設(shè)計(jì)方案提示 根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)和要求，對(duì)照數(shù)字電子鐘的框圖，可以分以下幾部分進(jìn)行模塊化設(shè)計(jì)。 “數(shù)字電子技術(shù)”課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書 7 二、設(shè)計(jì)任務(wù)和要求 用中、小規(guī)模集成電路設(shè)計(jì)一臺(tái)能顯示日、時(shí)、分、秒的數(shù)字電子鐘，要求如下： 1. 由晶振電路產(chǎn)生 1Hz 標(biāo)準(zhǔn)秒信號(hào)。 5. 器件清單。具體步驟要求每一個(gè)單元電路都須經(jīng)過調(diào)整，有 條件情況下可應(yīng)用邏輯分析儀進(jìn)行測(cè)試，確保單元正確。但由于電路參數(shù)要求不同，還需要通過選擇參數(shù)來確定集成塊型號(hào)。實(shí)際設(shè)計(jì)過程中往往反復(fù)進(jìn)行以上各 步驟，才能達(dá)到設(shè)計(jì)要求，需要靈活掌握。 2. 能合理、靈活地應(yīng)用各種標(biāo)準(zhǔn)集成電路（ SSI、 MSI、 LSI等）器件實(shí)現(xiàn)規(guī)定的數(shù)字系統(tǒng)。 3. 培養(yǎng)獨(dú)立思考、獨(dú)立準(zhǔn)備資料、獨(dú)立設(shè)計(jì)規(guī)定功能的數(shù)字系統(tǒng)的能力。 1. 總體方案選擇 設(shè)計(jì)電路的第一步就是選擇總體方案，就是根據(jù)提出的設(shè)計(jì)任務(wù)要求及性能指標(biāo)，用具有一定功能的若干單元電路組成一個(gè)整體，來實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)任務(wù)提出的各項(xiàng)要求和技術(shù)指標(biāo)。一個(gè)電路設(shè)計(jì)，單用數(shù)字電路課程內(nèi)容是不夠的，往往同時(shí)摻有線性電路元件和集 “數(shù)字電子技術(shù)”課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書 4 成塊，因此還需對(duì)相應(yīng)內(nèi)容熟悉，比如運(yùn)算放大器的種類和基本用法，集成比較器和集成穩(wěn)壓電路的特性和用法。各單元之間的匹配連接是設(shè)計(jì)的最后步驟，主要包含兩方面，分別是電平匹配和驅(qū)動(dòng)電流匹配。 6. 調(diào)試結(jié)果記錄。 2. 秒、分為 00～ 59 六十進(jìn)制計(jì)數(shù)器 。 1. 秒脈沖發(fā)生器 脈沖發(fā)生器是數(shù)字鐘的核心部分，它的精度和穩(wěn)定度決定了數(shù)字鐘的質(zhì)量，通常用晶體振蕩器發(fā)出的脈沖經(jīng)過整形、分頻獲得 1Hz 的秒脈沖。 置開關(guān)在手動(dòng)位置，分別對(duì)時(shí)、分、秒、日進(jìn)行單獨(dú)計(jì)數(shù)，計(jì)數(shù)脈沖由單次脈沖或連續(xù)脈沖輸入。74LS08amp。 amp。若開關(guān) K1 打在單次端，要調(diào)整日、時(shí)、分、秒即可按單次脈沖進(jìn)行校正。 時(shí)計(jì)數(shù)器為二十四進(jìn)制，當(dāng)開始計(jì)數(shù)時(shí)，個(gè)位按十進(jìn)制計(jì)數(shù)，當(dāng)計(jì)到 23 時(shí)，這時(shí)再來一個(gè)脈沖，應(yīng)該回到“零”。 1KHz 和 500Hz 從晶振分頻器近似獲得。 1. 計(jì) 分、顯示部分； 2. 判別選組控制部分； 3. 定時(shí)電路和音響部分。 搶答時(shí)，當(dāng)搶答開始后，指示燈應(yīng)閃亮。例如用 MC14599 或 CD4099 八路可尋址輸出鎖存器來實(shí)現(xiàn)。 “數(shù)字電子技術(shù)”課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書 16 74LS4833a～gVcⅠ組+++－－－1118421碼撥碼開關(guān)KS11274LS4833a～gVcⅡ組+++－－－22274LS4833a～gVcⅢ組+++－－－33374LS4833a～gVcⅣ組+++－－－4448421碼撥碼開關(guān)LC50111112842184218421百位十位個(gè)位CD4043S1S2S3S4Q1Q2Q3Q4秒 脈 沖74LS112定時(shí)指示燈5V1KΩamp?！?amp。Q1 為 1，使發(fā)光管 D1 發(fā)亮，同時(shí)也驅(qū)動(dòng)音響電路嗚叫，實(shí)現(xiàn)聲、光的指示。其中紅燈（ R）亮表示該條道路禁止通行；黃燈（ Y）亮表示停車；綠燈（ G）亮表示允許通行。其中紅燈亮的時(shí)間為綠燈、黃燈亮的時(shí)間之和，黃燈是間歇閃耀。當(dāng)某一方向綠燈亮?xí)r，這一方向的發(fā)光二極管接通，并一個(gè)一個(gè)向前移動(dòng)，表示汽車在行駛；當(dāng)遇到黃燈亮?xí)r，移位發(fā)光二極管就停止，而過了十字路口的移位發(fā)光二極管繼續(xù)向前移動(dòng)；紅燈亮?xí)r，則另一方向轉(zhuǎn)為綠燈亮，那么，這一方向的 LED 發(fā)光二極管就開始移位（表示這一方向的車輛行駛）。 表 狀態(tài)表 t 計(jì)數(shù)器輸出 南北方向 東西方向 Q0 Q1 Q2 Q3 Q4 Q5 NSG NSY NSR EWG EWY EWR 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 1 1 1 0 0 0 1 1 1 1 0 0 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 0 0 1 1 1 1 0 0 0 1 1 1 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0 1 1 0 0 1 0 0 1 0 0 1 0 0 1 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 1 0 0 1 0 0 1 0 0 1 0 0 1 0 0 1 0 0 1 0 0 1 0 0 1 0 0 1 1 0 0 1 0 0 1 0 0 1 0 0 1 0 0 0 0 根據(jù)狀態(tài)表，我們不難列出東西方向和南北方向綠、黃、紅燈的邏輯表達(dá)式： 東西方向 綠： 54 EWG ?? 黃： )1(54 CPE W YYEWE W Y ????? 紅： 5QEWR? 南北方向 綠： 54 NSG ?? 黃： )1(54 CPN S YYNSE W Y ????? “數(shù)字電子技術(shù)”課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書 24 紅： 5QNSR? 由于黃燈要求閃耀幾次，所以用時(shí)標(biāo) 1s 和 EWY 或 NSY 黃燈信號(hào)相“與”即可。如圖 所示，為南北方向汽車模擬控制電路。amp。東西方向南北方向LC501111EWR1samp。 在減法計(jì)數(shù)開始之前，由黃燈亮信號(hào)使減法計(jì)數(shù)器先置入數(shù)據(jù)，圖中接入U(xiǎn)/D 和 LD 的信號(hào)就是由黃燈亮（為高電平）時(shí)，置入數(shù)據(jù)。 “數(shù)字電子技術(shù)”課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書 28 課題四 汽車尾燈控制電路 一、設(shè)計(jì)任務(wù) 設(shè)計(jì)構(gòu)成一個(gè)控制汽車六個(gè)尾燈的電路，用六個(gè)指示燈模擬六個(gè)尾燈（汽車每側(cè)三個(gè)燈），并用兩個(gè)撥動(dòng)式（乒乓）開關(guān)作為轉(zhuǎn)彎信號(hào)源；一個(gè)兵乓開關(guān)用于指示右轉(zhuǎn)彎，一個(gè)乒乓開關(guān)用于指示左轉(zhuǎn)彎，如果兩個(gè)乒乓開關(guān)都被接通，說明駕駛員是一個(gè)外行，緊急閃爍器起作用。 三、設(shè)計(jì)要求 （ 1）設(shè)置轉(zhuǎn)彎信號(hào)狀態(tài)計(jì)數(shù)電路。 （ 4） 74LS00 四兩輸入與非門 3 片。 溫度傳感器A / D變換器放大電路譯碼器顯示器 圖 數(shù)字溫度計(jì)的原理圖 （ 1）溫度傳感器 溫度是最普通最基本的物理量，用電測(cè)法測(cè)量溫度時(shí)，首先要通過溫度傳感器將溫度轉(zhuǎn)換成電量，溫度傳 感器有熱膨脹式（雙金屬元件和水銀柱開關(guān)），溫差電勢(shì)效應(yīng)電壓式（熱電偶），電阻效應(yīng)式電阻溫度計(jì)（有鉑、鎳及鎳鐵合金和熱敏電阻）。 （ 2）設(shè)計(jì)溫度測(cè)量電路（確定溫度與電壓之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系）。 （ 6）數(shù)碼管（共陰性） 3 只。 （ 5） 可以根據(jù)需要隨時(shí)擴(kuò)展報(bào)警路數(shù)。 （ 2）電梯升降一層所需時(shí)間可自行設(shè)計(jì)。數(shù)字表根據(jù)用車起步價(jià)、行車?yán)锍逃?jì)費(fèi)及等候時(shí)間計(jì)費(fèi)三項(xiàng)顯示客戶用車總費(fèi)用，打印單據(jù)，還可設(shè)置起步、停車的音樂提示或語言提示。等候時(shí)間計(jì)數(shù)器將來自時(shí)鐘電路的秒脈沖作六百進(jìn)制計(jì)數(shù)，得到 10 分鐘信號(hào)，用 10 分鐘信號(hào)控制一個(gè)一百五十進(jìn)制計(jì)數(shù)器（等候 10 分鐘單價(jià)計(jì)數(shù)器）向總費(fèi)計(jì)數(shù)器輸入 150 個(gè)脈沖。 “數(shù)字電子技術(shù)”課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書 38 將各種方案進(jìn)行比較，根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)的要求，各方案的優(yōu)缺點(diǎn)、設(shè)計(jì)制作所具備的條件，任選其中的一種方案作具體設(shè)計(jì)。R 11 M ΩNS+ V C C7 4 L S 0 0圖 3 里程計(jì)費(fèi)電路 里程計(jì)費(fèi)電路如圖 3 所示。 2．等候時(shí)間計(jì)費(fèi)電路 R D DCBAR C OE PE TC PQ AQ B Q C Q DL D7 4 H C 1 6 1 ( 3 )R D DCBAR C OE PE TC PQ A Q B Q C Q DL D7 4 H C 1 6 1 ( 3 )1 1amp。計(jì)數(shù)器所得到的狀態(tài)值送入由 2 片 8 位鎖存器 74LS273 構(gòu)成的鎖存電路鎖存，然后由七段譯碼器74LS48 譯碼后送到共陰數(shù)碼管顯示。 這樣就保證了“計(jì)數(shù) — 鎖存 — 清零”的先后順序，保證計(jì)數(shù)和顯示的穩(wěn)定可靠。這類信號(hào)分高電平有效、低電平有效兩種。 圖（ e）是用開關(guān)電路產(chǎn)生點(diǎn)動(dòng)脈沖，每按一次開關(guān)產(chǎn)生一個(gè)正脈沖，使觸發(fā)器構(gòu)成的計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù) 1次；圖（ f）是用開關(guān)電路產(chǎn)生負(fù)脈沖，每按一次開關(guān)產(chǎn)生一個(gè)負(fù)脈沖。這一步是對(duì)設(shè)計(jì)內(nèi)容的檢驗(yàn)，也是設(shè)計(jì)修改的實(shí)踐過程，是理論知識(shí)和實(shí)踐知識(shí)綜合應(yīng)用的重要環(huán)節(jié)。圖 8 表示了 幾種上電自動(dòng)置位、復(fù)位或置數(shù)的電路。其中，小數(shù)點(diǎn)為固定位置。S 3+ 5 V3 . 3 K Ω邏 輯 控 制 電 路≥ 1Q 1Q 2+ 5 V圖 5 計(jì)數(shù)、鎖存、顯示電路 計(jì)數(shù)、譯碼、顯示電路為使顯示數(shù)碼不閃爍，需要保證計(jì)數(shù)、鎖存和計(jì)數(shù)器清零信號(hào)之間正確的時(shí)序關(guān)系，如圖 6 所示。P 1R D DCBAR C OE PE TC PQ AQ B Q C Q DL D7 4 H C 1 6 1 ( 3 )1R D DCBAR C OE PE TC PQ AQ B Q C Q DL D7 4 H C 1 6 1 ( 3 )1amp。汽車每前進(jìn) 1km 則輸出100 個(gè)脈沖。 三、各單元電路設(shè)計(jì) 1. 里程計(jì)費(fèi)電路設(shè)計(jì) R D DCBAR C OE PE TC PQ AQ B Q C Q DL D7 4 H C 1 6 1 ( 3 )R D DCBAR C OE PE TC PQ A Q B Q C Q DL D7 4 H C 1 6 1 ( 3 )1 1amp。 “數(shù)字電子技術(shù)”課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書 37 行 車 里 程 計(jì) 數(shù) 器等 候 時(shí) 間 計(jì) 數(shù) 器起 步 價(jià)里 程 單 價(jià) 計(jì) 數(shù) 器1 0 分 鐘 單 價(jià) 計(jì) 數(shù) 器求和總費(fèi)計(jì)數(shù)數(shù)據(jù)鎖