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數(shù)字電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)(集錦)-在線瀏覽

2024-08-02 00:55本頁面
  

【正文】 書 8 9. 開關(guān):?jiǎn)未伟存I 10. 三極管: 8050 11. 喇叭: 1 W /4, 8Ω 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)。如晶振為 32768 Hz,通過 15 次二分頻后可獲得 1Hz 的 脈沖輸出,電路圖如圖 所示。時(shí)為二十四進(jìn)制計(jì)數(shù)器,顯示為00~ 23,個(gè)位仍為十進(jìn)制,而十位為三進(jìn)制,但當(dāng)十進(jìn)位計(jì)到 2,而個(gè)位計(jì)到 4 時(shí)清零,就為二十四進(jìn)制了。 “數(shù)字電子技術(shù)”課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書 9 按表 狀態(tài)表不難設(shè)計(jì)出“日”計(jì)數(shù)器的電路(日用數(shù)字 8 代替)。 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。 4. 整點(diǎn)報(bào)時(shí)電路 當(dāng)時(shí)計(jì)數(shù)器在每次計(jì)到整點(diǎn)前六秒時(shí),需要報(bào)時(shí),這可用譯碼電路來解決。 五、參考電路 數(shù)字電子鐘邏輯電路參考圖如圖 所示。74LS20周校手動(dòng)自動(dòng)amp。74LS00amp。 amp。74LS0074LS20amp。74LS00QH分校手動(dòng)自動(dòng)amp。74LS20秒校手動(dòng)自動(dòng)1Hz喇叭5V(8050)T≥11KΩ74LS321amp。amp。74LS04CD406074LS08amp。amp。 2. 單次脈沖、連續(xù)脈沖 這主要是供手動(dòng)校時(shí)用。如 K1 在單次, K2 在手動(dòng),則此時(shí)按動(dòng)單次脈沖鍵,使周計(jì)數(shù)器從星期 1 到星期日計(jì)數(shù)。單次、連續(xù)脈沖均由門電路構(gòu)成。從圖 3 中可以發(fā)現(xiàn)秒、分兩組計(jì)數(shù)器完全相同。圖中利用“異步清零”反饋到 /CR 端,而實(shí)現(xiàn)個(gè)位十進(jìn)制,十位六進(jìn)制的功能。所以,這里必須使個(gè)位既能完成十進(jìn)制計(jì)數(shù),又能在高低位滿足“ 23”這一數(shù)字后,時(shí)計(jì)數(shù)器清零,圖中采用了十位的“ 2” 和個(gè)位的“ 4”相與非后再清零。 4.譯碼、顯示 譯碼、顯示很簡(jiǎn)單,采用共陰極 LED 數(shù)碼管 LC501111 和譯碼器 74LS248,當(dāng)然也可用共陽數(shù)碼管和譯碼器。圖 3 中,當(dāng)分計(jì)到 59 分時(shí), 將分觸發(fā)器 QH 置 1,而等到秒計(jì)數(shù)到 54 秒時(shí),將秒觸發(fā)器 QL 置 1,然 后通過 QL與 QH 相與后再和 1s 標(biāo)準(zhǔn)秒信號(hào)相與而去控制低音喇叭嗚叫,直至 59 秒時(shí),產(chǎn)生一個(gè)復(fù)位信號(hào),使 QL 清 0,停止低音嗚叫,同時(shí) 59 秒信號(hào)的反相又和 QH 相與后去控制高音喇叭嗚叫。 6. 嗚叫電路 嗚叫電路由高、低兩種頻率通過或門去驅(qū)動(dòng)一個(gè)三極管,帶動(dòng)喇叭嗚叫。如圖中 CD4060 分頻器的輸出端 Q5 和 Q6。 “數(shù)字電子技術(shù)”課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書 13 課題二 智力競(jìng)賽搶答器邏輯 電路設(shè)計(jì) 一、 簡(jiǎn)述 智力競(jìng)賽是一種生動(dòng)活潑的教育形式和方法,通過搶答和必答兩種方式能引起參賽者和觀眾的極大興趣,并且能在極短的時(shí)間內(nèi),使人們?cè)黾右恍┛茖W(xué)知識(shí)和生活知識(shí)。必答有時(shí)間限制,到時(shí)要告警,回答問題正確與否,由主持人判別加分還是減分,成績(jī)?cè)u(píng)定結(jié)果要用電子裝置顯示。 因此,要完成以上智力競(jìng)賽搶答器邏輯功能的數(shù)字邏輯控制系統(tǒng),至少應(yīng)包括以下幾個(gè)部分。 二、設(shè)計(jì)任務(wù)和要求 用 TTL或 CMOS 集成電路設(shè)計(jì)智力競(jìng)賽搶答器邏輯控制電路,具體要求如下: 1. 搶答組數(shù)為 4 組,輸入搶答信號(hào)的控制電路應(yīng)由無抖動(dòng)開關(guān)來實(shí)現(xiàn)。能迅速、準(zhǔn)確地判處搶答者,同時(shí)能排除其它組的干擾信號(hào),閉鎖其它各路輸入使其它組再按開關(guān)時(shí)失去作用,并能對(duì)搶中者有光、聲顯示和嗚叫指示。每組有三位十進(jìn)制計(jì)分顯示電路,能進(jìn)行加 /減計(jì)分。 “數(shù)字電子技術(shù)”課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書 14 必答時(shí),啟動(dòng)定時(shí)燈亮,以示開始,當(dāng)時(shí)間到要發(fā)出單音調(diào)“嘟”聲,并熄滅指示燈。當(dāng)有某組搶答時(shí),指示燈滅,最先搶答一組的燈亮,并發(fā)出音響。回答問題的時(shí)間應(yīng)可調(diào)整,分別為 10s、 20s、 50s、 60s 或稍長(zhǎng)些。搶答和必答定時(shí)應(yīng)有手動(dòng)控制。 2. 判別選組實(shí)現(xiàn)的方法可以用觸發(fā)器和組合電路完成,也可用一些特殊器件組成。 3. 計(jì)數(shù)顯示電路可用 8421 碼撥碼開關(guān)譯碼電路顯示。也可用加 /減計(jì)數(shù)器(如 74LS193)來組成。 “數(shù)字電子技術(shù)”課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書 15 4. 定時(shí)電路。 五、參考電路 根據(jù)智力競(jìng)賽搶答器的設(shè)計(jì)任務(wù)和要求,其邏輯參考電路如下圖所示。Q1J1KC111/Rdamp。B單音+3-+0-8421碼撥碼開關(guān)KS1/LDBoBoamp。5V10KΩ10KΩ 搶答/必答啟動(dòng)1amp。1A多音0.01μF10KΩRw74LS04amp。f1Af274LS32R28050VccR174LS08≥1680ΩD4D3D2D13G1S4S3S2S10.001μF4100KΩ8Vcc=5VR371115VDD=5V74LS25516amp。 1. 計(jì)分部分 每組均由 8421 碼撥碼開關(guān) KS1,完成分?jǐn)?shù)的增和減,每 組為三位,個(gè)、十、百位,每位可以單獨(dú)進(jìn)行加減。若減分,方法相同,即按動(dòng)“-”號(hào)就能完成減數(shù)計(jì)分。 2. 判組電路 這部分電路由 RS 觸發(fā)器完成, CD4043 為三態(tài) RS 鎖存觸 發(fā)器,當(dāng) S1 按下時(shí), Q1 為 1,這時(shí)或非門 74LS25 為低電平,封鎖了其它組的輸入。輸入端采用了阻容方法,以防止開關(guān)抖動(dòng)。當(dāng)定時(shí)時(shí)間到,即減法計(jì)數(shù)器為“ 00”時(shí), Bo 為“ 1”,定時(shí)結(jié)束,這時(shí)去控制音響電路嗚叫,并滅掉指示燈( JK 觸發(fā)器的 /Q=1, Q=0)。 4. 音響電路 音響電路中, f1 和 f2 為兩種不同的音響頻率,當(dāng)某組搶答 時(shí),應(yīng)為多音,其時(shí)序應(yīng)為間斷音頻輸出。 “數(shù)字電子技術(shù)”課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書 18 f 1f 2圖 音頻時(shí)序波形圖 “數(shù)字電子技術(shù)”課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書 19 課題三 交通燈控制邏輯電路設(shè)計(jì) 一、 簡(jiǎn)述 為了確保十字路口的車輛順利、暢通地通過,往往都采用自動(dòng)控制的交通信號(hào)燈來進(jìn)行指揮。 交通燈控制器的系統(tǒng)框圖如圖 所示。 圖中設(shè)南北方向的紅、黃、綠燈分別為 NSR、 NSY、 NSG,東西方向的紅、 黃、綠燈分別為 EWR、 EWY、 EWG。 “數(shù)字電子技術(shù)”課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書 20 南 北 向 綠 燈 亮 , 東 西 向 紅 燈 亮 — 占 5 t南 北 向 黃 燈 亮 , 東 西 向 紅 燈 亮 — 占 1 t南 北 向 紅 燈 亮 , 東 西 向 綠 燈 亮 — 占 5 t南 北 向 紅 燈 亮 , 東 西 向 黃 燈 亮 — 占 1 tt 為 時(shí) 間 單 位 圖 交通燈順序工作流程圖 2. 應(yīng)滿足兩個(gè)方向的工作時(shí)序:即東西方向亮紅燈時(shí)間應(yīng)等于南北方向亮黃、綠燈時(shí)間之和,南北方向亮紅燈時(shí)間應(yīng)等于東西方向 亮黃、綠燈時(shí)間之和。 圖 中,假設(shè)每個(gè)單位時(shí)間為 3 秒,則南北、東西方向綠、黃、紅燈亮?xí)r間分別為 15 秒、 3 秒、 18 秒,一次循環(huán)為 36 秒。 “數(shù)字電子技術(shù)”課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書 21 10 32 54 6 7 8 9 1 0 1 110 32 54 6tN S GN S YN S RE W RE W GE W Yt5 t 6 t圖 交通燈時(shí)序工作流程圖 3. 十字路口要有數(shù)字顯示,作為時(shí)間提示,以便人們更直觀地把握時(shí)間。 例如:當(dāng)南北方向從紅燈轉(zhuǎn)換成綠燈時(shí),置南北方向數(shù)字顯示為 18,并使數(shù)顯計(jì)數(shù)器開始減“ 1”計(jì)數(shù),當(dāng)減到綠燈滅而黃燈亮(閃耀)時(shí),數(shù)顯得值應(yīng)為 3,當(dāng)減到“ 0”時(shí),此時(shí)黃燈滅,而南北方向的紅燈亮;同時(shí),使得東西方向的綠燈亮,并置東西方向的數(shù)顯為 18。 5. 在完成上述任務(wù)后,可以對(duì)電路進(jìn)行以下幾方面的電路改進(jìn)或擴(kuò)展。 ( 2)用 LED 發(fā)光二極管模擬汽車行駛電路。 三、可選用器材 1. 通用實(shí)驗(yàn)底板 2. 直流穩(wěn)壓電源 3. 交通信號(hào)燈及汽車模擬裝置 4. 集成電路: 74LS7 74LS16 74LS16 74LS248 及門電路 5. 顯示: LC501111,發(fā)光二極管 6. 電阻 7. 開關(guān) 四、設(shè)計(jì)方案提示 根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)和要求,參考交通燈控制器的邏輯電路主要框圖 ,設(shè)計(jì)方案可以從以下幾部分進(jìn)行考慮。這一電路就很容易實(shí)現(xiàn),邏輯電路參考前面有關(guān)課題。 計(jì)數(shù)器可以用單觸發(fā)器組成,也可以用中規(guī)模集成計(jì)數(shù)器。扭環(huán)形計(jì)數(shù)器的狀態(tài)表如表 “數(shù)字電子技術(shù)”課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書 23 所示。 3. 顯示控制部分 顯示控制部分實(shí)際上是一個(gè)定時(shí)控制電路。譯碼顯示可用 74LS248 BCD 碼七段譯碼器,顯示器用 LC501111 共陰極LED 顯示器,計(jì)數(shù)器材用可預(yù)置加、減法計(jì)數(shù)器,如 74LS16 74LS193 等。置開關(guān)在手動(dòng)位置,輸入單次脈沖,可使交通燈在某 一位置上,開關(guān)在自動(dòng)位置時(shí),則交通信號(hào)燈按自動(dòng)循環(huán)工作方式運(yùn)行。 4. 汽車模擬運(yùn)行控制 用移位寄存器組成汽車模擬控制系統(tǒng),即當(dāng)某一方向綠燈亮?xí)r,則綠燈亮“ G” 信號(hào)使該路方向的移位通路打開,而當(dāng)黃、紅燈亮?xí)r,則使該方向的移位停止。 Q H Q G Q F Q E Q D Q C Q B Q A移 位 寄 存 器7 4 L S 1 6 4 1C PR IQ H Q G Q F Q E Q D Q C Q B Q A移 位 寄 存 器7 4 L S 1 6 4 2C PR IL E Damp。 六、參考電路簡(jiǎn)要說明 1. 單次手動(dòng)及脈沖電路 單次脈沖是由兩個(gè)與非門組成的 RS 觸發(fā)器產(chǎn)生的,當(dāng)按下 K1 時(shí),有一個(gè)脈沖輸出使 74LS164 移位計(jì)數(shù),實(shí)現(xiàn)手動(dòng)控制。秒脈沖電路可用晶振或 RC 振蕩電路構(gòu)成。amp?!?amp。amp?!?amp。74LS248a?gD C B AQ3Q2Q1Q0/LD74LS168CPPTU//DD C B A174LS248a?gD C B AQ3Q2Q1Q0/LD74LS168CPPTU//DD C B A1/CO1amp。amp。 74LS74/1DC1189。其中黃燈信號(hào)
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