【正文】 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）使與門關斷，減法計數(shù)器工作結束，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。 暗亮( a )邏 輯 電 平 指 示控 制 電 路時 鐘 產(chǎn) 生邏 輯 開 關( b )( a ) 尾 燈 閃 爍 器 ( b ) 尾 燈 控 制 電 路 方 框 圖圖 右轉彎時三個右邊的燈應動作，左邊的燈則全滅，右邊的燈如圖 （ a）所示 ，周期性明亮與暗，一周約需一秒，對于左轉彎，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。另一個開關模擬停車，停車時，全部尾燈亮度為正常的一半。 （ 1）轉彎信號是四狀態(tài)計數(shù)電路， 可由小規(guī)模觸發(fā)器構成，也可由中規(guī)模計數(shù)器構成。接線圖由同學自己擬定。 （ 2）設置時鐘發(fā)生電路（ f=1Hz）。 （ 4）設置邏輯開關。 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。 “數(shù)字電子技術”課程設計指導書 30 課題五 數(shù)字溫度計 一、設計任務 設計一個測試溫度范圍為 0～ 100℃的數(shù)字溫度計。圖 是數(shù)字溫度計的原理圖。半導體感受式（測溫電阻、二極管和集成電路器件如 AD590）。圖 是它的應用示例圖。 （ 3）溫度的數(shù)字顯示 運算放大器輸出電壓需經(jīng) A/D 變換、譯碼器送至數(shù)碼管顯示。 三、設計要求 （ 1）查閱資料選擇溫度傳感 器。 （ 3）設計溫度顯示電路（顯示的數(shù)字應反映被測量的溫度）。 “數(shù)字電子技術”課程設計指導書 32 四、提供器材 （ 1）溫度傳感器 AD590 等。 （ 3）模數(shù)轉換器 ADC0809 1 片。 （ 5） BCD 碼的七段碼顯示器 74LS48 3 片。 （ 7）電阻、電容若干。 （ 9）面包板 2 塊。 （ 2） 輸出信號：同時驅動 LED 和繼電器。 （ 4） 具有顯示報警地點功能。 二、 提示 多路報警器采用多路輸入、同一報警輸出方式實現(xiàn)。多路報警器原理框圖如圖 觸 發(fā) 電 路 延 時 電 路 放 大 電 路觸 發(fā) 電 路 延 時 電 路 放 大 電 路觸 發(fā) 電 路 延 時 電 路 放 大 電 路驅 動 電 路負 載圖 多路報警器原理框圖 參考電路如圖 所示，包括： （ 1）觸發(fā)電路：按鍵 S 代表報警輕觸開關，當 開關按下時，電容 C1 經(jīng)電阻R1 充電，實現(xiàn)延時觸發(fā)電路；再經(jīng)過三極管 BG 放大，驅動晶體管 Q，點亮 LAMP1指示燈，指示報警，同時信號經(jīng)過二極管 D 觸發(fā)后續(xù)報警電路。 “數(shù)字電子技術”課程設計指導書 34 SR 1R 3R 2B GL A M P 1DQN E 5 5 57651238 4V c cC 1C 2++V c cV c cL A M P圖 多路報警器參考電路 “數(shù)字電子技術”課程設計指導書 35 課題七 電梯控制電路設計 一、設計任務 設計一個簡易 4 層電梯控制電路。 三、任務和要求 （ 1）觀察電梯的工作過程，描述出所設 計電梯控制電路的邏輯功能。 （ 3）能記憶電梯內、外的所有請求信號，并按照電梯運行規(guī)則按順序響應，每個信號保留至執(zhí)行后消失。 課題八 倒計時計時器 倒計時計時器的用途很廣泛。 它 還可以用做倒 計 時記數(shù)，最長記時時間為 999 秒，有三位數(shù)碼管顯示記數(shù)狀態(tài)。 “數(shù)字電子技術”課程設計指導書 36 設計舉例： 出租車計費器 一、設計任務 出租車自動計費器是根據(jù)客戶用車的實際情況而自動計算、顯示車費的數(shù)字表。 、等候 時間計費和起步費三部分，三項計費統(tǒng)一用 4 位數(shù)碼管顯示，最大金額為 元。要求行車時，計費值每公里刷新一次；等候時每 10 分鐘刷新一次；行車不到 1km 或等候不足 10 分鐘則忽略計費。 二、設計方案 方案 1 采用計數(shù)器電路為主實現(xiàn)自動計費。行車里程計數(shù)電路每行車 1km 輸出一個脈沖信號，啟動行車單價計數(shù)器輸出與單價對應的脈沖數(shù)，例如單價是 元 /km，則設計一個一百八十進制計數(shù)器，每公里輸出 180 個脈沖到總費計數(shù)器，即每個脈沖為 元。這樣，總費計數(shù)器根據(jù)起步價所置的初值，加上里程脈沖、等候時間脈沖即可得到總的用車費用。它將里程脈沖乘以單價比例系數(shù)得到代表里程費用的脈沖信號，等候時間脈沖乘以單位時間的比例系數(shù)得到代表等候時間的時間費用脈沖，然后將這兩部分脈沖求和。 8 9 C 5 1單片機復 位 電 路看 門 狗 電 路里 程 脈 沖顯 示 電 路打 印 機音 響 電 路 圖 2 出租車計費器原理框圖二 方 案 2 采用單片機為主實現(xiàn)自動計費。電路框圖如圖 2 所示 方案 3 采用 VHDL 編程，用 FPGA/CPLD 制作成“自動計費器”的專用集成電路芯片 ASIC，加上少數(shù)外圍電子元件，即能實現(xiàn)設計要求。本例作為傳統(tǒng)電子設計方法的實例，采用方案 1 實現(xiàn)。1≥ 1≥ 1/ Q 1 Q 1C P1amp。11C P0amp。amp。安裝在與汽車輪相接的渦輪變速器上的磁鐵使干簧繼電器在汽車每前進 10m 閉合一次，即輸出一個脈沖信號。此時，計費器應累加 1km 的計費單價，本電路設為 元。 CP0 送入由兩片74HC161 構成的一百進制計數(shù)器，當計數(shù)器計滿 100 個脈沖時，一方面使計數(shù)器清0，另一方面將基本 RS 觸發(fā)器的 Q1 置為 1，使 74HC161（ 3）和（ 4） 組成的一百八十進制計數(shù)器開始對標準脈沖 CP1 計數(shù)，計滿 180 個脈沖后，使計數(shù)器清 0。在一百八十進制計數(shù)器計數(shù)期間，由于 Q1=1，則 P2=/CP1，使 P2端輸出 180 個脈沖信號，代表每公里行車的里程計費，即每個脈 “數(shù)字電子技術”課程設計指導書 39 沖的計費是 元，稱為脈沖當量。1≥ 1≥ 1/ Q 2 Q 2C P1amp。15 6 0 Ω+ 5 VR D DCBAR C OE PE TC PQ AQ B Q C Q DL D7 4 H C 1 6 1 ( 3 )1C P 2S 1圖 4 等候時間計費電路 等候時間計費電路如圖 4 所示，由 74HC161（ 1）、（ 2）、（ 3）構成的六百進制計數(shù)器對秒脈沖 CP2 作計數(shù)，當計滿一個循環(huán)時 也就是等候時間滿 10 分鐘。在計數(shù)器計滿 10分鐘等候單價時將 RS 觸發(fā)器復位為 0，停止計數(shù)。 、鎖存、顯示電路 如圖 5 所示，其中計數(shù)器由 4 位 BCD 碼計數(shù)器 74LS160 構成 ，對來自里程計費電路的脈沖 P2 和來自等候時間的計費脈沖 P1 進行十進制計數(shù)。 “數(shù)字電子技術”課程設計指導書 40 Q 0Q 1Q 2Q 3E TC R D C BE P7 4 L S 1 6 0L DA顯 示 器7 4 L S 4 8 ( 4 ) 7 4 L S 4 8 ( 3 )7 4 L S 2 7 3 ( 2 )8 Q 5 Q6 Q7 Q 4 Q 3 Q 2 Q 1 Q8 D 7 D 3 D4 D5 D6 D1 D2 DC PQ 0Q 1Q 2Q 3E TC R D C BE P7 4 L S 1 6 0L DAQ C CQ 0Q 1Q 2Q 3E TC R D C BE P7 4 L S 1 6 0L DA7 4 L S 4 8 ( 4 ) 7 4 L S 4 8 ( 3 )7 4 L S 2 7 3 ( 2 )8 Q 5 Q6 Q7 Q 4 Q 3 Q 2 Q 1 Q8 D 7 D 3 D4 D5 D6 D1 D2 DC PQ 0Q 1Q 2Q 3E TC R D C BE P7 4 L S 1 6 0L DAQ C CB S 2 0 2 4譯 碼 器鎖 存 器計 數(shù) 器1Q C C000 0100 0 000 0000 0S 2+ 5 V1 0 K Ω4 . 7 μ F+7 4 L S 1 2 3 ( 1 )R e x t V c c 1 Q 1 / Q1 A 1 B 1 / R DC e x t4 . 7 μ F++ 5 V7 4 L S 1 2 3 ( 1 )R e x t V c c 2 / Q2 A 2 B 2 / R DC e x t4 . 7 μ F++ 5 V1 0 K Ω 1 0 K Ωamp。由圖 6 的時序結合圖 5 的電路可見，在Q2 或 Q1 為高電平 1 期間，計數(shù)器對里程脈沖 P2 或等候時間脈沖 P1 進行計數(shù)，當計數(shù) 完 1km 脈沖（或等候 10 分鐘脈沖）則計數(shù)結束。鎖存到 74LS273 中的數(shù)據(jù)由 74LS48 譯碼后，在顯示器中顯示出來。因此，電路中用 74LS123（ 2）設置了第二級單穩(wěn)電路，該單穩(wěn)電路用第一級單穩(wěn)輸出脈沖的下跳沿啟動，經(jīng)延時后第二級單穩(wěn)的輸出產(chǎn)生計數(shù)器的清零信號。 P 1 ( 或 P 2 )Q 1 ( 或 Q 2 )單 穩(wěn) 電 路 2 Q單 穩(wěn) 電 路 1 Q計 數(shù)鎖 存清 零圖 6 計數(shù)、鎖存清零信號的時序圖 圖中的 S2為上電開關，能實現(xiàn)上電時自動置入起步價目， S3 可實現(xiàn)手動清零，使計費顯示為 。 4. 時鐘電路 時鐘電路提供等候時間計費的計時基準信號，同時作為里程計費和等候時間計費的單價脈沖源，電路如圖 7 所示。同時，可選擇經(jīng)分頻得到的 500Hz脈沖作為 CP1 的計數(shù)脈沖。 5. 置位電路和脈沖產(chǎn)生電路的設計 在數(shù)字電路的設計中，常常還需要產(chǎn)生置位、復位的信號，如 SD、 RD。由于實際電路在接通電源瞬間的狀態(tài)往往是隨機的，需要通過電路自動產(chǎn)生置位、復位電平使之進入預定的初始狀態(tài)，如前面設計中的圖 5，其中 S2 就是通過上電實現(xiàn)計數(shù)器的數(shù)據(jù)預置。 7 4 L S 7 4C PR DQ/ Q+ 5 VS1 0 K Ω4 . 7 μ F+7 4 L S 7 4C PR DQ/ Q+ 5 VS1 0 K Ω4 . 7 μ FC C 4 0 1 3C PR DQ/ Q+ 5 VS1 0 K Ω4 . 7 μ F1（ a ）（ b ） （ c ）C C 4 0 1 3C PR DQ/ Q1（ d ）+ 5 VS1 0 K Ω4 . 7 μ F7 4 L S 7 4C PR DQ/ Q（ e ）+ 5 V5 6 0 ΩS7 4 L S 7 4C PR DQ/ Q（ f ）+ 5 V5 6 0 ΩS圖 8 開機置位、復位和置數(shù)命令產(chǎn)生電路 在圖（ a）中，當 S接通電源時，由于電容 C 兩端電壓不能突變仍為零，使 RD為 0，產(chǎn)生 Q 置 0的信號。圖（ b）則由于非門對開關產(chǎn)生的信號進行了整形而得到更好的負跳變波形。置位、復位過后，電容充電而使 RD（ SD）變?yōu)?0，電路可進入計數(shù)狀態(tài)。 四、 電路的安裝與調試 數(shù)字電路系統(tǒng)的設計完成后，一個重要的步驟是安裝調試。安裝調試的目標是使設計電路滿足設計的功能和性能指標，并且具有系統(tǒng)要求的可靠性 、穩(wěn)定性、抗干擾能力。 （ 1） 檢測電