【正文】 0分，只需按動撥碼開關(guān)十位“+”號一次；若加“20”分，只要按動“+”號兩次。順便提一下，計分電路也可以用電子開關(guān)或集成加、減法計數(shù)器來組合完成。Q1為1，使發(fā)光管D1發(fā)亮，同時也驅(qū)動音響電路嗚叫，實現(xiàn)聲、光的指示。3. 定時電路當進行搶答或必答時，主持人按動單次脈沖起動開關(guān)，使定時數(shù)據(jù)置入計數(shù)器，同時使JK觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)（Q=1），定時器進行減計數(shù)定時，定時開始，定時指示燈亮。定時顯示用CL002，定時的時標脈沖為“秒”脈沖。當定時到，應為單音，其時序應為單音頻輸出。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。 交通燈控制器系統(tǒng)框圖二、設(shè)計任務和要求設(shè)計一個十字路口交通信號燈控制器，其要求如下：1. 。它們的工作方式，有些必須是并行進行的，即南北方向綠燈亮，東西方向紅燈亮；南北方向黃燈亮，東西方向紅燈亮；南北方向紅燈亮，東西方向綠燈亮；南北方向紅燈亮，東西方向黃燈亮。，假設(shè)每個單位時間為3秒，則南北、東西方向綠、黃、紅燈亮時間分別為15秒、3秒、18秒，一次循環(huán)為36秒。 交通燈時序工作流程圖3. 十字路口要有數(shù)字顯示，作為時間提示，以便人們更直觀地把握時間。例如：當南北方向從紅燈轉(zhuǎn)換成綠燈時，置南北方向數(shù)字顯示為18，并使數(shù)顯計數(shù)器開始減“1”計數(shù)，當減到綠燈滅而黃燈亮（閃耀）時，數(shù)顯得值應為3，當減到“0”時，此時黃燈滅，而南北方向的紅燈亮；同時，使得東西方向的綠燈亮，并置東西方向的數(shù)顯為18。5. 在完成上述任務后，可以對電路進行以下幾方面的電路改進或擴展。（2）用LED發(fā)光二極管模擬汽車行駛電路。三、可選用器材1. 通用實驗底板2. 直流穩(wěn)壓電源3. 交通信號燈及汽車模擬裝置4. 集成電路：74LS774LS1674LS1674LS248及門電路5. 顯示：LC501111，發(fā)光二極管6. 電阻7. 開關(guān)四、設(shè)計方案提示根據(jù)設(shè)計任務和要求，設(shè)計方案可以從以下幾部分進行考慮。這一電路就很容易實現(xiàn)，邏輯電路參考前面有關(guān)課題。計數(shù)器可以用單觸發(fā)器組成，也可以用中規(guī)模集成計數(shù)器。 狀態(tài)表t計數(shù)器輸出南北方向東西方向Q0 Q1 Q2 Q3 Q4 Q5 NSG NSY NSREWG EWY EWR012345678910110 0 0 0 0 01 0 0 0 0 01 0 0 0 0 01 1 1 0 0 01 1 1 1 0 01 1 1 1 1 01 1 1 1 1 10 1 1 1 1 10 0 1 1 1 10 0 0 1 1 10 0 0 0 1 10 0 0 0 0 11 0 01 0 01 0 01 0 01 0 00 00 0 10 0 10 0 10 0 10 0 10 0 10 0 10 0 10 0 10 0 10 0 10 0 11 0 01 0 01 0 01 0 01 0 00 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、紅燈的邏輯表達式： 東西方向 綠： 黃： 紅：南北方向 綠：黃：紅：由于黃燈要求閃耀幾次，所以用時標1s和EWY或NSY黃燈信號相“與”即可。當綠燈亮時，使減法計數(shù)器開始工作（用對方的紅燈信號控制），每來一個秒脈沖，使計數(shù)器減1，直到計數(shù)器為“0”而停止。3. 手動/自動控制，夜間控制這可用一選擇開關(guān)進行。夜間時，將夜間開關(guān)接通，黃燈閃亮。為南北方向汽車模擬控制電路。六、參考電路簡要說明1. 單次手動及脈沖電路單次脈沖是由兩個與非門組成的RS觸發(fā)器產(chǎn)生的，當按下K1時，有一個脈沖輸出使74LS164移位計數(shù)，實現(xiàn)手動控制。秒脈沖電路可用晶振或RC振蕩電路構(gòu)成。其中黃燈信號必須滿足閃耀，并在夜間時，使黃燈閃亮，而綠、紅燈滅。由于東西方向紅燈滅信號（EWR：0）使與門關(guān)斷，減法計數(shù)器工作結(jié)束，而南北方向紅燈亮使另一方向——東西方向減法計數(shù)器開始工作。黃燈滅（Y=0）而紅燈亮（R=1）開始減計數(shù)。當黃燈（Y）或紅燈（R）亮時，則這端為高（H）電平，在CP移位脈沖作用下，而向前移位，高電平“H”從QH一直移到QA（圖中74LS1641）由于綠燈在紅燈和黃燈位高電平時，它為低電平，所以74LS1641QA的信號就不能送到74LS1642移位寄存器的RI端。而當綠燈亮，黃、紅燈滅（G=1，R=0，Y=0）時，74LS16474LS1642都能在CP移位脈沖作用下向前移位。要說明一點，交通燈控制器實現(xiàn)方法很多，這里就不一一舉例了。右轉(zhuǎn)彎時三個右邊的燈應動作，左邊的燈則全滅，（a）所示，周期性明亮與暗，一周約需一秒，對于左轉(zhuǎn)彎，左邊燈的操作應相類似；當緊急閃爍起作用時，六個尾燈大約以1Hz的頻率一致地閃爍著亮與暗。另一個開關(guān)模擬停車，停車時，全部尾燈亮度為正常的一半。（1）轉(zhuǎn)彎信號是四狀態(tài)計數(shù)電路，可由小規(guī)模觸發(fā)器構(gòu)成，也可由中規(guī)模計數(shù)器構(gòu)成。接線圖由同學自己擬定。（2）設(shè)置時鐘發(fā)生電路（f=1Hz）。（4）設(shè)置邏輯開關(guān)。四、提供器材（1）74LS11三輸入與門2片。（3）74LS20四輸入與非門3片。（5）74LS04反相器1片。（7）電阻、電容、導線若干。課題五 籃球比賽30秒倒計時計時器一、 簡述籃球比賽記時系統(tǒng)的主要功能包括：進攻方30秒倒計時和計時結(jié)束警報提示。這一模塊主要是利用雙向計數(shù)器74LS192來實現(xiàn)；警報提示：當計數(shù)器計時到零時，給出提示音。二、設(shè)計任務和要求設(shè)計一個籃球比賽30秒倒計時計時器，具體要求為：（1）具有顯示30S計時功能；（2）設(shè)置外部操作開關(guān)，控制計數(shù)器的直接清零，啟動和暫停/連續(xù)功能；（3）在直接清零時，要求數(shù)碼顯示器滅燈； （4）計時器為30S遞減計時，計時間隔為1S；（5）計時器遞減計時到零時，數(shù)碼顯示器不能滅燈，同時發(fā)出光電報警信號。其中，計數(shù)器和控制電路是系統(tǒng)的主要部分。為滿足設(shè)計要求，設(shè)計控制電路及控制開關(guān)時，應該正確處理各個信號之間的時序關(guān)系。當啟動開關(guān)J2閉合時，輔助控制電路應該封鎖時鐘信號CP，同時計數(shù)器完成置數(shù)功能，譯碼顯示電路顯示30s字樣，計數(shù)器開始進行遞減計數(shù)；當暫停/連續(xù)開關(guān)J1閉合（即撥到暫停位置）時，計數(shù)器停止計數(shù)，處于保持狀態(tài)；當J1斷開時，計數(shù)器繼續(xù)遞減計數(shù)。當開關(guān)J3閉合與高位那片74LS192的借位端連接時，計數(shù)器正常計數(shù)。30s計時器的方框圖如下圖1所示。該設(shè)計中用發(fā)光二極管來代替報警電路，二極管發(fā)光即代表報警。這是方案一。由于兩個方案的原理基本相同，且實現(xiàn)的功能也相同，為了確保輸出的脈沖的穩(wěn)定，這里采用第一種方案。六、參考電路簡要說明1. 時鐘電路本設(shè)計采用555構(gòu)成的多諧振蕩電路（即脈沖產(chǎn)生電路），通過計算可以確定參數(shù)的取值：R1=51KΩ，R2=47KΩ,C2=,C1=：T=(R1+2R2)C2=,之后經(jīng)過74LS161用異步清零法十分頻，使得74LS161輸出的脈沖周期為1s.74LS192是一塊同步8421BCD碼加/減計數(shù)器，具有直接清零、置數(shù)、加鎖計數(shù)功能。74LS192是雙時鐘方式的十進制可逆計數(shù)器，CPU為加計數(shù)時鐘輸入端，CPD為減計數(shù)時鐘輸入端，LD為預置輸入控制端，異步預置，CR為復位輸入端，高電平有效，異步清除，CO為進位輸出：1001狀態(tài)后負脈沖輸出，BO為借位輸出：0000狀態(tài)后負脈沖輸出。由于是做30s倒計時電路，所以計數(shù)CP脈沖應從CPD端（即DOWN端）輸入，并且計數(shù)器的預置數(shù)（BCD碼）應為00110000，其中上片74LS192置為0000，下片74LS192置為0011，：只有當?shù)臀籅O端發(fā)出借位脈沖時，高位計數(shù)器才作遞減計數(shù)。3. 輔助時序控制電路4. 譯碼顯示電路該模塊由兩片74LS248譯碼器和共陰極七段數(shù)碼管LED顯示器組成，通過計數(shù)器的輸出加到譯碼器的輸入，從而實現(xiàn)共陰極七段LED顯示器從30遞減到零的計數(shù)功能。 1）其管腳圖如下： 2）數(shù)碼管使用條件： a、段及小數(shù)點上加限流電阻； b、使用電壓：段：根據(jù)發(fā)光顏色決定； 小數(shù)點：根據(jù)發(fā)光顏色決定c、使用電流：靜態(tài)：總電流 80mA（每段 10mA）；動態(tài)：平均電流 45mA 峰值電流 100mA3）數(shù)碼管使用注意事項說明：A、數(shù)碼管表面不要用手觸摸，不要用手去弄引角；B、焊接溫度：２６０度；焊接時間：５ＳC、表面有保護膜的產(chǎn)品,可以在使用前撕下來。 操作“清零”開關(guān)時，計數(shù)器清零。電路圖中，當開關(guān)J1合上時，LD=1，74LS192進行置數(shù)；當J1斷開時，LD=0，74LS192處于計數(shù)工作狀態(tài)。當定時時間未到時，74LS192的借位輸出信號BO2=0，則CP信號受“暫停/連續(xù)”開關(guān)J2的控制。 6路彩燈右側(cè)三個全亮，同時左側(cè)三個全滅； 要求彩燈亮、滅一次的時間可調(diào)，花型轉(zhuǎn)換的順序為：花型花型花型花型4，花型花型1且電路有復位控制，復位按鈕閉合時彩燈循環(huán)輸出，按鈕斷開彩燈熄滅。用74HC194移位寄存器來實現(xiàn)。用74LS160十進制計數(shù)器控制42譯碼器的輸出，555定時器根據(jù)滑動電阻的調(diào)節(jié)來實現(xiàn)輸出時鐘脈沖周期的不同從而控制160計數(shù)的快慢，也就實現(xiàn)了彩燈閃爍時間的可調(diào)。循環(huán)的總時間可以用一個外圍100進制減計數(shù)器解決，并用兩個數(shù)碼管顯示時間。用一個74LS74觸發(fā)器控制整個電路的停止和清零以及連接蜂鳴器計構(gòu)成報警模塊。設(shè)置兩個開關(guān)以控制電路的啟動和隨時停止。當秒計數(shù)器變?yōu)榱愕臅r候，去分鐘計數(shù)器上面借數(shù)；與此同時，從十秒位轉(zhuǎn)化出來的信號進入移位寄存器后，LED燈表示出電機運轉(zhuǎn)狀態(tài)；當用戶設(shè)定的洗滌時間結(jié)束后，電路報警并清零；同時電機指示燈熄滅。當秒脈沖從秒位的DOWN端輸入的時候秒計數(shù)的192開始從9減到0；這時，它的借位端BO 會發(fā)出一個低電平到秒十位的輸入端DOWN，秒十位的計數(shù)從6變到5，一直到變?yōu)?；當高低位全為零的時候，秒十位的BO發(fā)出一個低電平信號，DOWN為零時，置數(shù)端LD等于零，秒十位完成并行置數(shù)，下一個DOWN脈沖來到時，計數(shù)器進入下一個循環(huán)減計數(shù)工作中。當然，這些計數(shù)器工作，其中的清零端CR要處于低電平，置數(shù)端不置數(shù)時要處于高電平。把四個192的QA/QB/QC/QD都接到外部的顯示電路上就可以看到時間的顯示了。還有我們可以利用分計數(shù)的UP端來進行外部置數(shù)，當把它們各接到一個低觸發(fā)（平時保持高電平，外部給一個力就輸入一個低電平）的脈沖上 就可以實現(xiàn)從0－9的數(shù)字輸入。其模塊如下：（二）.總電路圖設(shè)計現(xiàn)在各單元電路完成了，最后要把它們有效的結(jié)合起來聯(lián)合工作，實現(xiàn)目的功能。對于置數(shù)來說，我們可以在分鐘計數(shù)器的UP端到高電平之間各用一個開關(guān)接上，就當給它一個低電平時，計數(shù)器就往上增加1。在高電平上接上一個開關(guān)，讓它接到一個JK觸發(fā)器上，同時把JK觸發(fā)器的JK端接1，讓它實現(xiàn)觸發(fā)功能。把JK觸發(fā)器的Q反端和從分計數(shù)器借位端Bo反相出來的信號接到一個與非門上，從與非門出來的信號接到分計數(shù)器的DOWN端來保證置數(shù)的時候DOWN是高電平。我們可以把脈沖和JK觸發(fā)器Q反端接到一個與門上，然后把它上輸出端接到秒計數(shù)器的DOWN端以控制計數(shù)。至于報警電路我們知道當計數(shù)器全為零的時候，從秒位會發(fā)出一個借位信號，一直接到十分位上去，十分位會發(fā)出一個借位信號，我們可以用這個信號來作為報警并清零的信號，平時192的借位端保持的是高電平，當有借位信號時，其變成0，我們在分十位借位端接一個非門，再它和分位的CLR端一起接到一個與門，也需要把它接到一個D觸發(fā)器（74LS74）上作為其時鐘信號，在觸發(fā)器和分十位之間用一個開關(guān)控制，構(gòu)成停止清零按鍵?，F(xiàn)在控制端也連起來了，這樣，一個完整的洗衣機控制電路就完成了。課題八 數(shù)字密碼鎖電路設(shè)計一、設(shè)計任務1：設(shè)計一個密碼鎖的控制電路，當輸入正確代碼時，輸出開鎖信號以推動執(zhí)行機構(gòu)工作，用紅燈亮,綠燈熄滅表示關(guān)鎖；用綠燈亮，紅燈熄滅表示開鎖餓2：在鎖的控制電路中設(shè)計一個可以修改的4位，當開鎖按鈕開關(guān)（可設(shè)置成6位至8位，其中有效位4位，其余位為虛位）的輸入代碼等于存儲代碼時，開鎖。二、可選用器件74LS160D(十進制計數(shù)器)2個7408N(與門)4個74LS74D(計數(shù)器)1個Switch(輸入開關(guān))11個74LS85D(數(shù)值比較器)1個74LS74D(觸發(fā)器)2個XFG1(函數(shù)信號發(fā)生器)1個74LS04D（非門） 1個7432N(或門)