【正文】 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(shí)間間隔由狀態(tài)機(jī)時(shí)鐘 CLK 的周期控制。 （ 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。t20=0,t3=0,rst=1 計(jì)數(shù)器 2 清零 a3： G1=0,Y1=0,R1=1。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(jì)一個(gè)單行道交通燈控制器，該單行道交通示意圖如圖題 B6 所示。hg1=1,hg2=0,hr=0 快速路紅燈、橫道綠燈、定時(shí) 15s a5： D=15,t=1,kg=0,ky=0,kr=1。 （ 2）狀態(tài)機(jī) 南綠、東紅狀態(tài) a0： n1=0,n2=0,n3=1。 d d d3 是東西方向的紅、黃、綠燈的控制信號(hào)。 （ 3）設(shè)計(jì)定時(shí)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。可編程邏輯器件（狀態(tài)機(jī)）輸出弱電控制信號(hào)，驅(qū)動(dòng)繼電器、晶閘管等器件才能控制白熾燈的亮滅。 （ 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。 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(jì)的狀態(tài)機(jī)中，都是以邏輯 1 表示有效信號(hào)，因此在實(shí)際接線(xiàn)時(shí)，應(yīng)該增加反相器，以滿(mǎn)足 LED 燈的驅(qū)動(dòng)需求。常用可編程邏輯器件（狀態(tài)機(jī)）輸出的弱電信號(hào)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(hào)，分段改變控制直流電機(jī)的電壓的方法實(shí)現(xiàn)。這時(shí)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(shí)鐘源等的引腳，搭配信號(hào)邏輯電平。 在 a2 狀態(tài)：南北黃燈亮，東西紅燈亮，其他燈滅。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。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。車(chē)輛從方向 2 進(jìn)入時(shí)的情況與方向1 相同。G2=1,Y2=0,R2=0。 當(dāng)按鈕 k 再次按下后再抬起，回到狀態(tài) a0。 tdx是定時(shí)器時(shí)間到信號(hào) tx是定時(shí)器初值設(shè)置 /定時(shí)控制信號(hào) 這里的定時(shí)器是由減法計(jì)數(shù)器構(gòu)成。 （ 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(shí)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(shí)時(shí)間到td8=1，則返回狀態(tài) a0。 z1 狀態(tài)時(shí)，按鈕 k 抬起后進(jìn)入狀態(tài) z2，該狀態(tài)下三燈都亮。 （ 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(jì)數(shù)器 數(shù)碼管譯碼器秒表定時(shí)時(shí)鐘....b. 這里 a、 b 是秒表控制按鈕。 jishu =1 秒表計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù) reset=1 秒表計(jì)數(shù)器復(fù)位 t2=1， 2s 定時(shí)器開(kāi)始定時(shí) td=1， 2s 定時(shí)器定時(shí)時(shí)間到 復(fù)位狀態(tài) s0：秒表計(jì)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。 狀態(tài) s6：定時(shí)器預(yù)置 5s 后，進(jìn)入狀態(tài) s7。每臺(tái)運(yùn)行 15s 自動(dòng)停機(jī)，運(yùn)行中還可以用停止按鈕 k2 將 3 臺(tái)電機(jī)同時(shí)停機(jī)。 s1 狀態(tài)：速度 1 狀態(tài)， s1=0，進(jìn)入狀態(tài) s2。 t 是定時(shí)器預(yù)置 /定時(shí)控制信號(hào)。 D[7..0]是定時(shí)器預(yù)置時(shí)間值。試設(shè)計(jì)該控制器。 k2 是停止電機(jī)運(yùn)行的按鈕。 D[7..0]是定時(shí)器預(yù)置時(shí)間。 狀態(tài) s4：速度等級(jí) 1 的輸出信號(hào) su0 為 1。 狀態(tài) s2：定時(shí)器預(yù)置 10s 后，進(jìn)入狀態(tài) s3。若是在停止 計(jì)數(shù)狀態(tài)，按鍵按下時(shí)間超出 2s，則秒表計(jì)數(shù)器清零。 a4 是停止計(jì)數(shù)狀態(tài)，當(dāng)按鈕第 3 次按下時(shí)， fuwei 信號(hào)為 0，進(jìn)入狀態(tài) a5。 td 是定時(shí)器時(shí)間到信號(hào) t 是定時(shí)器預(yù)置 /定時(shí)控制信號(hào)。 td8，當(dāng)定時(shí)器定時(shí)時(shí)間到時(shí)， td8=1。當(dāng) k 第 2 次按下時(shí)，從任何狀態(tài)回到狀態(tài) k0。 （ 1）原理框圖 k控制器流水燈..狀態(tài)機(jī)..... .... .d1d2d3d4d5d6d7d83 分頻8 與門(mén)C L K.. 這里， k 是按鈕， D1~8 是控制電燈的信號(hào)。G2=0,Y2=0,R2=1。 （ 2）狀態(tài)表 鄉(xiāng)村小路交通燈控制器的狀態(tài)表 說(shuō)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。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。當(dāng)減到 0 時(shí)， td=1。 n n2 與 n3 是南北方向紅、黃、綠燈的控制信號(hào)。 （ 2）輸入狀態(tài)機(jī)實(shí)現(xiàn)狀態(tài)轉(zhuǎn)換的所有輸入信號(hào)，進(jìn)行狀態(tài)機(jī)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(jī)輸出正確，則說(shuō)明狀態(tài)機(jī)設(shè)計(jì)正確。 （ 6）被控對(duì)象 電燈 《基于 EDA 的電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)》 數(shù)字課程設(shè)計(jì)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。 下面介紹一些關(guān)于題目的基礎(chǔ)知識(shí)。 （ 2）定時(shí)器 定時(shí)器是用減法計(jì)數(shù)器組成，分為固定初值計(jì)數(shù)器和可變初值定時(shí)器兩種。例如狀態(tài)機(jī)輸出速度 1，則電機(jī)電壓為 100V，速度 2， 則電機(jī)電壓為 150V，等等。 （ 6）將綜合形成的文件，寫(xiě)入可編程邏輯器件，實(shí)際驗(yàn)證所設(shè)計(jì)控制器的正確性。 在 a3 狀態(tài)：南北紅燈亮，東西綠燈亮，其他燈滅。d1=0,d2=1,d3=0； t15=0， t5=1， t20=0 [題目 B4] 人行橫道燈控制。hg1=0,hg2=0,hr=1 [題目 B5] 鄉(xiāng)村小路交通燈。要求，綠燈經(jīng)過(guò)黃燈后才能變紅燈。t20=1,t3=0， rst=1 方向 1 紅燈、方向 2 黃燈 a5： G1=0,Y1=0,R1=1。 時(shí)鐘信號(hào) CLK 經(jīng)過(guò) 3 分頻后作為狀態(tài)機(jī)的時(shí)鐘，該時(shí)鐘的周期是狀態(tài)轉(zhuǎn)換的間隔時(shí)間。 （ 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(jì)》 數(shù)字課程設(shè)計(jì)參考資料 夏路易 09， 5 16 狀態(tài)機(jī)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(kāi)關(guān) 2 設(shè)計(jì)一個(gè)電燈延時(shí)開(kāi)關(guān)，該開(kāi)關(guān)有一個(gè)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(zhǎng)亮不滅；當(dāng)再按 1 次，則電燈滅。 狀態(tài) a3： 狀態(tài)機(jī)輸出 d=0,t=0 長(zhǎng)亮狀態(tài) a4： 狀態(tài)機(jī)輸出 d=1,t=0，當(dāng)按鈕按下，進(jìn)入狀態(tài) a5 第 1 次 k=0 狀態(tài) a5：狀態(tài)機(jī)輸出 d=1 ,t=0，當(dāng)按鈕抬起，進(jìn)入狀態(tài) a6 第 1 次 k=1 狀態(tài) a6：狀態(tài)機(jī)輸出 d=1 ,t=0，當(dāng)按鈕按下進(jìn)入 a7 第 2 次 k=0 狀態(tài) a7：狀態(tài)機(jī)輸出 d=0 ,t=0，按鈕抬起后 ，返回 a0 [題目 B14] 電燈控制開(kāi)關(guān) 5 設(shè)計(jì)一個(gè)電燈延時(shí)開(kāi)關(guān)，該開(kāi)關(guān)有一個(gè)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(zhǎng)亮不滅；當(dāng)按鈕再按下 1 次后，電燈延時(shí) 5 秒滅。 z2 狀態(tài)下，若是按鈕按下時(shí)，進(jìn)入狀態(tài) z3。 jishu 是秒表計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)控制信號(hào)。 計(jì)數(shù)狀態(tài) s2：秒表計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)狀態(tài)，當(dāng)按鈕再按下、抬起后，進(jìn)入保持狀態(tài) s4。 狀態(tài) s7：電器斷電 5s，當(dāng) td=1 時(shí)進(jìn)入狀態(tài) s8。 （ 1）原理框圖 .k2控制器電機(jī).狀態(tài)機(jī).... .t定時(shí)器.td..D [ 7 . . 0 ] 可預(yù)置時(shí)間....... M1..k1...... M2.. M3 圖中： k1 是電機(jī)啟動(dòng)按鈕信號(hào)。 s2 狀態(tài)：速度 2 狀態(tài)， s1=0，進(jìn)入狀態(tài) s3。 .s0 s1 s2k1 =0 k1 =1M1 =1定時(shí)5s置時(shí)間5sM1 =1置時(shí)間6sM2 =1M1 =1定時(shí)6sM2 =1M1 =0置時(shí)間7sM2 =1M3 =1M3 =0M2 =0M3 =0 M3 =0M1 =0定時(shí)7sM2 =0M3 =1M1 =0置時(shí)間10sM2 =0M3 =1M1 =0定時(shí)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(jì)》 數(shù)字課程設(shè)計(jì)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(jìn)入狀態(tài) s1。 t 是定時(shí)器預(yù)置 /定時(shí)控制 信號(hào) （ 2）狀態(tài)圖 .s0 s1 s2k 1= 0 k 1= 1M 1= 1定時(shí)5 s置時(shí)間5 sM 1= 0置時(shí)間1 0 sM 2= 1M 1= 0定時(shí)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(shí)間5 s 《基于 EDA 的電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)》 數(shù)字課程設(shè)計(jì)參考資料 夏路易 09， 5 32 狀態(tài) s0：初始狀態(tài)，置時(shí)間 5s，當(dāng) k1=0 時(shí)進(jìn)入狀態(tài) s1。 [題目 B27] 電機(jī)控制 6 兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)的控制要求為：第一臺(tái)運(yùn)轉(zhuǎn) 5s 后停止，切換到第 2 臺(tái)運(yùn)轉(zhuǎn)， 10s 后第 2 臺(tái)自動(dòng)停止。 k2控制器電機(jī).狀態(tài)機(jī)... .t定時(shí)器.td.D [ 7 . . 0 ] 可預(yù)置時(shí)間....M1..k1.....M2.M3.. ....M1M2M35s6s7s 1 0 s...原理框圖電機(jī)運(yùn)行時(shí)間 圖中： k1 是啟動(dòng)電機(jī)的按鈕。 sd sd sd sd4 是轉(zhuǎn)速信號(hào)。 狀態(tài) s3：速度等級(jí) 1 的輸出信號(hào) su0 為 1。 狀態(tài) s1：電器通電 15s，當(dāng) td=1 時(shí)進(jìn)入狀態(tài) s2。 [題目 B20] 電子秒表 3 設(shè)計(jì)一個(gè)秒表，該跑表使用一個(gè)按鍵工作，當(dāng)?shù)谝淮伟聪掳存I時(shí)，秒表開(kāi)始計(jì)數(shù)，第二次按下按鍵時(shí)，秒表停止計(jì)數(shù)，第三次按下按鍵時(shí)，秒表計(jì)數(shù)器繼續(xù)計(jì)數(shù)，第四次按下時(shí)，秒表計(jì)數(shù)器停止計(jì)數(shù)，如此反復(fù)。 a3 是停止計(jì)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 k 1 = 05 s 定時(shí)初始狀態(tài)t d = 1d 燈亮a0 a1 a2 a3 a41 5 s