【正文】 （1）設(shè)計(jì)一個(gè)由甲、乙雙方參賽，裁判參與的乒乓球比賽游戲模擬機(jī)。（3）用兩個(gè)按鈕開關(guān)作為球拍，甲乙兩人參加比賽。若擊中，則乒乓球向相反方向移動(dòng)，若未擊中，則對方得一分。（5）設(shè)置自動(dòng)計(jì)分電路，雙方各用二位數(shù)碼管進(jìn)行計(jì)分顯示，每計(jì)滿21分為一局。三、基本工作原理和參考設(shè)計(jì)方案乒乓球游戲模擬機(jī)電路框圖如圖81所示。先點(diǎn)亮位于某一方的第1個(gè)指示燈，由擊球者通過按鈕輸入“擊球”開關(guān)信號(hào)，實(shí)現(xiàn)移位方向的控制?？驁D中的雙向移位寄存器也可用計(jì)數(shù)譯碼方式實(shí)現(xiàn)乒乓球運(yùn)動(dòng)軌跡的模擬，如利用加減計(jì)數(shù)器的兩個(gè)時(shí)鐘信號(hào)來實(shí)現(xiàn)甲乙雙方的擊球，由表示球拍“擊打”按鈕產(chǎn)生計(jì)數(shù)時(shí)鐘，計(jì)數(shù)器的輸出狀態(tài)經(jīng)譯碼器驅(qū)動(dòng)指示燈發(fā)光。五、設(shè)計(jì)要求(1) 確定總體設(shè)計(jì)方案畫出總方框圖。(3) 選擇芯片確定型號(hào)。(5) 進(jìn)行電路調(diào)試，達(dá)到設(shè)計(jì)要求。設(shè)計(jì)題目九 數(shù)字電子鐘數(shù)字鐘是一種用數(shù)字電路技術(shù)實(shí)現(xiàn)時(shí)分秒計(jì)時(shí)的裝置，與機(jī)械式時(shí)鐘相比具有更高的準(zhǔn)確性和直觀性，且無機(jī)械裝置，具有更長的使用壽命。目前，數(shù)字鐘的功能越來越強(qiáng)，并且由多種專門的大規(guī)模集成電路可供選擇。一、設(shè)計(jì)目的1. 掌握數(shù)字鐘的設(shè)計(jì)方法和調(diào)試方法。3. 學(xué)會(huì)解決實(shí)際中出現(xiàn)的問題，如數(shù)字鐘的校準(zhǔn)問題。2．具有“時(shí)”（00～23）、“分”（00～59）、“秒”（00～59）數(shù)字顯示。（系統(tǒng)的擴(kuò)展功能：定時(shí)控制）三、參考設(shè)計(jì)方案 數(shù)字鐘電路系統(tǒng)由主體電路和擴(kuò)展電路兩大部分組成。 系統(tǒng)的工作原理是：振蕩器產(chǎn)生的穩(wěn)定的高頻脈沖信號(hào)，作為數(shù)字鐘的時(shí)間基準(zhǔn)，然后經(jīng)分頻器輸出標(biāo)準(zhǔn)脈沖。計(jì)數(shù)器的輸出分別經(jīng)譯碼器送顯示器顯示。數(shù)字鐘電路系統(tǒng)的組成框圖如圖91所示。從電路的體積、成本以及分頻方便考慮，數(shù)字計(jì)時(shí)器通常采用石英晶振頻率為32768Hz，經(jīng)過十五級二分頻電路，便可得到頻率為1Hz的秒脈沖信號(hào)。 2．計(jì)數(shù)、譯碼、顯示電路圖91數(shù)字鐘電路系統(tǒng)框圖獲得秒脈沖信號(hào)后，可根據(jù)60s為l min，60min為1h，24h為一個(gè)計(jì)數(shù)周期(一天)的計(jì)數(shù)規(guī)律，分別確定秒、分、時(shí)的計(jì)數(shù)器。圖93所示是用二片CC4518組成的六十進(jìn)制計(jì)數(shù)器。當(dāng)時(shí)計(jì)數(shù)器輸出的第24個(gè)進(jìn)位信號(hào)時(shí)，時(shí)計(jì)數(shù)器應(yīng)該復(fù)位，即完成一個(gè)計(jì)數(shù)周期。圖94所示是一種實(shí)觀時(shí)、分、秒校準(zhǔn)的參考電路。當(dāng)KK2閉合，K3接G3門的輸入端時(shí)，G1~G3門的輸出均為1，G4門輸出為0，G5門輸出為1，秒信號(hào)經(jīng)G6門送至秒個(gè)位計(jì)數(shù)器的輸入端，計(jì)時(shí)器進(jìn)行正常計(jì)時(shí)。(2) 分校準(zhǔn)：當(dāng)開關(guān)K1閉合，K2打開，K3接G3門的輸入端時(shí)，這時(shí)秒信號(hào)只能通過G6和G2門直接送至分個(gè)位計(jì)數(shù)器，這時(shí)分計(jì)數(shù)器快速計(jì)數(shù)，當(dāng)分校準(zhǔn)后將K2閉合。當(dāng)秒顯示器校準(zhǔn)后，將K3恢復(fù)與G3門的輸入端相接，這時(shí)計(jì)時(shí)器的各位顯示器將按校準(zhǔn)后的時(shí)間進(jìn)行正常計(jì)時(shí)。引出端符號(hào)： CP1 時(shí)鐘輸入端 CP0 時(shí)鐘輸出端 CP0 反相時(shí)鐘輸出端 Q4~Q10, Q12~Q14 計(jì)數(shù)器輸出端 Q14 第14級計(jì)數(shù)器反相輸出端 VDD 正電源 VSS 地雙BCD同步加法計(jì)數(shù)器CC4518：引腳圖見圖96顯示譯碼器、數(shù)碼顯示管、觸發(fā)器及一些門電路等。(2) 選擇元器件型號(hào)，確定元器件的參數(shù)。(4) 自擬調(diào)整測試方法步驟，并進(jìn)行電路調(diào)試，使其達(dá)到設(shè)計(jì)要求。設(shè)計(jì)題目十 智力競賽搶答器 搶答器是競賽問答中的一種常用的必備裝置，從原理上講，它也是一種典型的數(shù)字電路，包括了組合邏輯電路和時(shí)序邏輯電路。2. 熟悉鎖存器的應(yīng)用。二、設(shè)計(jì)指標(biāo) (1) 可供四組搶答，有人搶答時(shí)，蜂鳴器發(fā)聲，同時(shí)優(yōu)先搶答者對應(yīng)的指示燈亮，而后搶答者對應(yīng)的指示燈不亮。 (3) 搶答者和主持人的按鈕開關(guān)采用觸摸按鈕，蜂鳴器用壓電陶瓷蜂鳴器作發(fā)聲元件。開關(guān)陣列電路觸發(fā)鎖存電路顯示電路圖101 搶答器組成框圖開關(guān)陣列電路是由多路開關(guān)組成，競賽者與開關(guān)相對應(yīng)。顯示電路即按鈕開關(guān)按下時(shí)對應(yīng)的指示燈亮。槍答開始前，搶答者的四個(gè)按鈕S0~S3路均末按下，鎖存器CC4042的輸入端D0~D3都為0，主持人通過復(fù)位按鈕S0使時(shí)鐘端CL為l，因此鎖存器清零，四個(gè)發(fā)光二極管均不亮：同時(shí)G1門輸出為0，蜂鳴器不發(fā)聲。G1門輸出的高電平經(jīng)過G2門后使CC4042的時(shí)鐘端CL由1變0（此時(shí)主持人的按鈕S4已經(jīng)斷開），從而使其由接收狀態(tài)轉(zhuǎn)為鎖存狀態(tài)，禁止后搶答者的信號(hào)存入鎖存器，因此即使其他選手再按下所對應(yīng)的按鈕也不起作用。觸摸開關(guān)是兩塊距離約為1mm彼此絕緣的小導(dǎo)體（如銅片），也可用兩根距離約為1mm的裸導(dǎo)線組成。103 觸摸按鈕（a）原始狀態(tài)高電平；(b)原始狀態(tài)低電平圖104是用壓電陶瓷蜂鳴器作發(fā)聲元件的單音頻音響電路。104 單音頻音響電路四、參考器件 鎖存器、觸摸按鈕、發(fā)聲元件、發(fā)光二極管及一些門電路等。（2）畫出邏輯圖和裝配圖，并在實(shí)驗(yàn)板上組裝電路。設(shè)計(jì)題目十一 玩具電子琴一、設(shè)計(jì)目的1. 熟練掌握555定時(shí)器的用法。二、設(shè)計(jì)指標(biāo)（1）玩具電子琴設(shè)有八個(gè)琴鍵，分別代表i八個(gè)不同的音符，每按下一個(gè)琴鍵，揚(yáng)聲器發(fā)出一個(gè)音符的聲音。三、設(shè)計(jì)提示及參考電路玩具電子琴可以用不同的器件組成，圖111所示電路由兩個(gè)CC7555定時(shí)器組成。例如琴鍵按鈕S0按下，其輸出方波的周期為：（111）圖111 玩具電子琴電路輸出頻率為：（112）因此，按下不同的琴鍵，揚(yáng)聲器將發(fā)出不同頻率的聲音。表111 音符頻率對照表 CC7555(Ⅱ)組成占空比可調(diào)的多諧振蕩器，當(dāng)調(diào)節(jié)電位器RPl時(shí)，其輸出方波電壓uo2的占空比改變。調(diào)節(jié)電位器RPl的大小，可以改變負(fù)脈沖的寬度，也就改變了揚(yáng)聲器發(fā)聲的節(jié)拍快慢。四、參考元件 555定時(shí)器、揚(yáng)聲器等。(2)在實(shí)驗(yàn)板上組裝電路。(5)寫出總結(jié)報(bào)告。2. 掌握A/D、計(jì)數(shù)器、譯碼器的用法。二、設(shè)計(jì)指標(biāo)（1）用數(shù)字顯示被測溫度。（3）測量誤差：≤1℃。圖121所示是數(shù)字溫度計(jì)的原理方框圖，它包括以下幾個(gè)部分：圖121 數(shù)字溫度計(jì)原理框圖 溫度電測電路的作用是把溫度的變化轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)，轉(zhuǎn)換的方式很多，如熱電偶、金屬熱線電阻、半導(dǎo)體熱敏電阻等。在實(shí)際使用時(shí)，為了克服熱敏電阻阻值的非線性和不一致性，常與其并、串聯(lián)一定的補(bǔ)償電阻，如圖122所示。其中電壓比較器可由運(yùn)算放大器組成；脈沖源可由門電圖122 溫度電測電路路或555定時(shí)器組成；控制門為二輸入端與非門；權(quán)電阻網(wǎng)絡(luò)由精密電阻和模擬開關(guān)組成。下面將測溫的過程簡述如下：當(dāng)被測環(huán)境溫度變化時(shí)，溫度電測電路中具有負(fù)溫度系數(shù)的熱敏電阻Rt的阻值發(fā)生變化，通過平衡電橋的作用，將引起A點(diǎn)電位UA的變化，從而實(shí)現(xiàn)了由溫度變化到電信號(hào)變化的轉(zhuǎn)換。在測溫之前，先將計(jì)數(shù)器復(fù)位，顯示器顯示“00”，同時(shí)由計(jì)數(shù)器的輸出狀態(tài)控制的模擬開關(guān)全部導(dǎo)通，權(quán)電阻網(wǎng)絡(luò)所有電阻并聯(lián)接人測量電橋的一個(gè)橋臂中。若熱敏電阻Rt上的濕度升高1℃，則Rt的阻值減小，電橋失去平衡，UA≠UB。當(dāng)計(jì)得一個(gè)脈沖后，低位計(jì)數(shù)器的輸出狀態(tài)由0000變?yōu)?001，切斷一路模擬開關(guān)，使并聯(lián)的權(quán)電阻中去掉一個(gè)電阻，使網(wǎng)絡(luò)的總電阻值增加，從而補(bǔ)償了Rt阻值的減小，使電橋恢復(fù)平衡。若被測溫度上升t℃，則|uAB|值增大，控制門開啟的時(shí)間較長，有較多的時(shí)鐘脈沖進(jìn)入計(jì)數(shù)器，計(jì)數(shù)器輸出狀態(tài)的不斷變化，使權(quán)電阻網(wǎng)絡(luò)的總電阻值不斷作相應(yīng)的變化，UB呈階梯形變化，直至UA＝UB，電橋達(dá)到新的平衡，比較器再次將控制門封鎖，計(jì)數(shù)脈沖不再進(jìn)入計(jì)數(shù)器。四、參考元件 溫度傳感器、ADC、計(jì)數(shù)器、譯碼器、顯示器等。（2）畫出完整的邏輯電路并在實(shí)驗(yàn)板上組裝電路。（4）寫出總結(jié)報(bào)告。說明：①中國TTL集成電路②表示系列品種代號(hào)，其中：1。2。3。4。③表示品種代號(hào)，同國際一致④表示工作溫度范圍C：0~+70℃，同國際74系列電路的工作