【正文】 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。試設(shè)計該控制器。 狀態(tài) s7：預(yù)置時間 10s 后，進(jìn)入狀態(tài) s8。 狀態(tài) s3：預(yù)置時間 6s，進(jìn)入狀態(tài) s4。 t 是定時器預(yù)置 /定時控制信號。 k2 是停止電機(jī)運(yùn)行的按鈕。 （ 3） M3 運(yùn)行 7s 后。 s5 狀態(tài)：速度 3 狀態(tài)，當(dāng) s2=0 時，進(jìn)入狀態(tài) s6。 s1 狀態(tài)：速度 1 狀態(tài)， s1=0，進(jìn)入狀態(tài) s2。 D[7..0]是定時器預(yù)置時間。 （ 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。 M M M3 是電機(jī)控制。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)。 狀態(tài) s4：速度等級 1 的輸出信號 su0 為 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 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。 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) s6：定時器預(yù)置 5s 后，進(jìn)入狀態(tài) s7。 狀態(tài) s2：定時器預(yù)置 10s 后，進(jìn)入狀態(tài) s3。 D[7..0]是定時器預(yù)置時間。 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。 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。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。 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。 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。 （ 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。 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。 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。 [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。 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。 td 是定時器時間到信號 t 是定時器預(yù)置 /定時控制信號。 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,D=8,t=0 過渡狀態(tài) a1： 狀態(tài)機(jī)輸出： d=0,D=8,t=0 8s 定時狀態(tài) a2： 狀態(tài) 機(jī)輸出： d=1,D=8,t=1 過渡狀態(tài) a3： 狀態(tài)機(jī)輸出： 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。 （ 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。 td8，當(dāng)定時器定時時間到時， td8=1。 d 是控制電燈的信號。 td10 是定時器時間到信號。 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) k 第 2 次按下時，從任何狀態(tài)回到狀態(tài) k0。 當(dāng) B 信號為 0 時，可以從任何狀態(tài)回到狀態(tài) S0。這里 A 和 B 是開關(guān)信號，用鈕子開關(guān)實(shí) 現(xiàn)。 當(dāng)按鈕 k 再次按下后再抬起，回到狀態(tài) a0。 （ 1）原理框圖 k控制器流水燈..狀態(tài)機(jī)..... .... .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。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=0,Y2=0,R2=1。G2=1,Y2=0,R2=0。G2=0,Y2=0,R2=1。G2=0,Y2=0,R2=1。 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。車輛從方向 2 進(jìn)入時的情況與方向1 相同。 （ 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。 X 是鄉(xiāng)間小路上的車輛傳感器輸出信號。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。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。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。 （ 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。 （ 1）原理框圖 kkg控制器交通燈..狀態(tài)機(jī)..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。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。當(dāng)減到 0 時， td=1。 d1:， d2：， d3：東西紅燈、黃燈、綠燈控制信號。 *使用秒脈沖“與”綠燈閃爍信號就可以使綠燈閃爍。 在 a2 狀態(tài)：南北黃燈亮，東西紅燈亮，其他燈滅。 n n2 與 n3 是南北方向紅、黃、綠燈的控制信號。 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。試設(shè)計該交通燈控制器。這時應(yīng)該參考實(shí)驗電路圖，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。 （ 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，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，則說明狀態(tài)機(jī)設(shè)計正確。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。 若是需要改變電機(jī)轉(zhuǎn)向，則需要更改電機(jī)接線，例如，三相電機(jī)，交換任意兩相的接線，就可以改變旋轉(zhuǎn)方向。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)。 （ 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。 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。 通常作為定時器的計數(shù)器的時鐘周期為 1s，而狀態(tài)機(jī)的時鐘可以在 ms 級，甚至在μ s級，但是在做狀態(tài)機(jī)與定時器的聯(lián)合仿真時，為加快仿真速度，可以使?fàn)顟B(tài)機(jī)與定時器具有相同的時鐘信號。 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。 下面介紹一些關(guān)于題目的基礎(chǔ)知識。有不正確之處，請讀者指正，在此表示感謝。 很多題目可能有多種實(shí)現(xiàn)答案，只要狀態(tài)機(jī)可以按照題目要求正確實(shí)現(xiàn)狀態(tài)轉(zhuǎn)換就可以。 （ 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。 （ 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。 （ 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)。 （ 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?？删幊踢壿嬈骷顟B(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。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。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。 接觸器是大觸點(diǎn)功率的繼電器，其觸點(diǎn)功率一般在 10A 以上，可達(dá)數(shù)百安培。 （ 3）設(shè)計定時器、譯碼器等外圍電路，并仿真驗證是否正確，若是正確，進(jìn)行下一步。 （ 6）將綜合形成的文件，寫入可編程邏輯器件，實(shí)際驗證所設(shè)計控制器的正確性。 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