綜合實(shí)驗(yàn)(樊冰)

1、電子技術(shù)綜合實(shí)驗(yàn)1綜合實(shí)驗(yàn)要求一、綜合實(shí)驗(yàn)安排1、1月14日1月16日在教四地下2號(hào)機(jī)房調(diào)試、答辯。上午9：00-11：30，下午2：00-4：002、1月16日下午3:00前交設(shè)計(jì)報(bào)告2綜合實(shí)驗(yàn)要求三、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求1、每份實(shí)驗(yàn)報(bào)告前必須附有實(shí)驗(yàn)任務(wù)書(shū)，任務(wù)書(shū)自行打印。2、實(shí)驗(yàn)報(bào)告必須按統(tǒng)一格式書(shū)寫(xiě)和打印。3、打印一律使用A4紙張。3設(shè)計(jì)時(shí)的注意事項(xiàng)一、繪制電路圖要規(guī)范，不能亂飛線（斜線）。必須有且僅有一個(gè)系統(tǒng)復(fù)位開(kāi)關(guān)，答辯演示時(shí)，不允許通過(guò)重新仿真來(lái)復(fù)位系統(tǒng)。二、電路中所有開(kāi)關(guān)必須用不同的鍵來(lái)控制，禁止一鍵多控。三、電路中所有的輸入引腳都不允許懸空，或者與某個(gè)輸出引腳連接，或者連接電源或地。

2、三、ppt中提供的設(shè)計(jì)思路僅供參考，只要能完成設(shè)計(jì)任務(wù)和要求的電路和方法都是可以使用的。4答辯注意事項(xiàng)綜合實(shí)驗(yàn)沒(méi)有分組的概念，做同一課題的同學(xué)必須各自獨(dú)立完成，若兩名同學(xué)出現(xiàn)雷同電路，則此兩名同學(xué)最后成績(jī)都降一級(jí)，若三名同學(xué)及以上雷同，則成績(jī)?yōu)椴患案?。每名同學(xué)只給一次答辯機(jī)會(huì)，最后的成績(jī)主要取決于答辯成績(jī)，其次看完成的速度。請(qǐng)同學(xué)準(zhǔn)備好再來(lái)答辯！不要抄襲后抱有僥幸心理，想蒙混過(guò)關(guān)，要相信老師的能力。5答辯注意事項(xiàng)不要以車(chē)票或機(jī)票日期為理由要求老師網(wǎng)開(kāi)一面。答辯通過(guò)的底線要求：（1）要有完整的電路圖，并實(shí)現(xiàn)課題的主要功能。（2）對(duì)沒(méi)有設(shè)計(jì)能力的同學(xué)，至少要熟悉別人（包括網(wǎng)上下載的）電路中主要芯片

3、的基本功能，并能解釋電路中關(guān)鍵部分的實(shí)現(xiàn)過(guò)程。僅達(dá)到答辯底線的同學(xué)最早15號(hào)下午來(lái)答辯。6設(shè)計(jì)的總體步驟和方法一、整體規(guī)劃： 從要求出發(fā)，將整體設(shè)計(jì)分解為多個(gè)小模塊或者多個(gè)步驟。二、具體設(shè)計(jì)： 根據(jù)不同小模塊或不同步驟的功能查找可用器件，并輔以外圍電路將功能實(shí)現(xiàn)。三、調(diào)試整合： 將小模塊進(jìn)行組合或者將不同步驟按順序依次實(shí)現(xiàn)。7課題一：移位寄存器型彩燈控制器一、設(shè)計(jì)任務(wù)與要求1、要求采用移位寄存器設(shè)計(jì)一個(gè)彩燈控制器。2、要求三種變換花型 以某種節(jié)拍按一定規(guī)律改變彩燈的輸入電平值，控制彩燈的亮與滅，按預(yù)定規(guī)律顯示一定的花型。 花型1：8路彩燈從左至右順次漸亮，全亮后 逆序漸滅；循環(huán)兩次。 花型2：

4、8路彩燈從中間到兩邊對(duì)稱(chēng)地逐次漸亮，全亮后仍由中間到兩邊逐次漸滅；循環(huán)兩次。 花型3：8路彩燈分兩半，從左至右順次漸亮，全亮后則滅，循環(huán)三次。8課題一：移位寄存器型彩燈控制器花型真值表9課題一：移位寄存器型彩燈控制器3、三種花型先以慢節(jié)拍顯示一遍，再以快節(jié) 拍顯示一遍，構(gòu)成一次大循環(huán)，然后重復(fù)。二、總體方案設(shè)計(jì)1、原理框圖10課題一：移位寄存器型彩燈控制器2、設(shè)計(jì)思路（1）節(jié)拍控制電路 三種花型循環(huán)一次需要16*2+8*2+5*3=63個(gè)節(jié)拍，再加上清“0”一拍，共64拍。三種花型若先以慢節(jié)拍顯示一遍，再以快節(jié)拍顯示一遍，這樣構(gòu)成一次大循環(huán)共需128節(jié)拍。 例：移位脈沖CP的表達(dá)式為： 11課

5、題一：移位寄存器型彩燈控制器（2）通用移位寄存器74LS194 74LS194的功能表如下 要實(shí)現(xiàn)上述花型顯示，關(guān)鍵是移位寄存器的功能控制端S0、S1和左移SL、右移SR的信號(hào)電平如何組織。12課題一：移位寄存器型彩燈控制器（3）復(fù)位電路 復(fù)位電路的功能如下：a) 系統(tǒng)總復(fù)位，用啟動(dòng)開(kāi)關(guān)S控制。b) 花型3每5拍清零一次， 。c) 三種花型運(yùn)行一遍即第64拍總清零一次，可用對(duì)周期為64拍的CP6微分得到的負(fù)脈沖實(shí)現(xiàn)。 13課題二：智力搶答器一、設(shè)計(jì)任務(wù)與要求 1、設(shè)計(jì)制作一個(gè)可容納六組參賽隊(duì)的智力競(jìng)賽搶答器，每組設(shè)置一個(gè)搶答按鈕供搶答者使用。設(shè)置一個(gè)“系統(tǒng)復(fù)位” 按鈕和一個(gè)“搶答開(kāi)始命令”按鈕

6、供主持人使用。 2、電路具有僅顯示第一搶答信號(hào)的功能。在主持人將系統(tǒng)復(fù)位并發(fā)出“搶答開(kāi)始命令”后，若參賽者按下?lián)尨鸢粹o，就顯示最先搶答者的組號(hào)，指示搶答有效，并以綠燈顯示。若系統(tǒng)復(fù)位但未發(fā)“搶答開(kāi)始命令”，參賽者就按下?lián)尨鸢粹o，也顯示搶答者的組號(hào)，但指示搶答無(wú)效，并以紅燈顯示。要求確定第一個(gè)輸入的搶答信號(hào)，并保持該信號(hào)不變，同時(shí)使后輸入的信號(hào)無(wú)效。 14課題二：智力搶答器 3、在發(fā)出“搶答開(kāi)始命令”后開(kāi)始計(jì)時(shí)，經(jīng)過(guò)規(guī)定的搶答時(shí)間后若沒(méi)有人搶答，就發(fā)出“搶答時(shí)間到”信號(hào)，以紅燈閃爍表示，并鎖定輸入電路使各路搶答信號(hào)無(wú)法再輸入。15二、總體設(shè)計(jì)思路1、本題的根本任務(wù)是準(zhǔn)確判斷出第一搶答者的信號(hào)并將

7、其鎖存。實(shí)現(xiàn)這一功能可用觸發(fā)器或鎖存器等。在得到第一搶答信號(hào)之后應(yīng)立即將電路的輸入封鎖，使其他組的搶答信號(hào)無(wú)效。同時(shí)還必須注意，第一搶答信號(hào)應(yīng)該在主持人發(fā)出“搶答開(kāi)始命令”后才有效，否則無(wú)效。 課題二：智力搶答器16課題二：智力搶答器2、當(dāng)電路形成第一搶答信號(hào)之后，用編碼、譯碼及數(shù)碼顯示電路顯示出搶答者的組號(hào)。用鑒別出的第一搶答信號(hào)控制指示燈，給以警示。 17課題三：電子拔河游戲機(jī) 電子拔河游戲機(jī)是一種能容納甲乙雙方參賽或甲乙雙方加裁判的三人游戲電路。由一排LED發(fā)光二極管表示拔河的“電子繩”。由甲、乙二人通過(guò)按鈕開(kāi)關(guān)使發(fā)光的LED管向自己一方的終點(diǎn)移動(dòng)，當(dāng)亮點(diǎn)移到任何一方的終點(diǎn)時(shí)，則該方獲勝

8、，連續(xù)比賽多局以定勝負(fù)。18課題三：電子拔河游戲機(jī)一、設(shè)計(jì)任務(wù)與要求1、由裁判下達(dá)比賽開(kāi)始命令后，甲乙雙方才能輸入信號(hào)，否則，由于電路具有自鎖功能，使輸入信號(hào)無(wú)效。2、“電子繩”至少由17個(gè)LED管構(gòu)成，裁判下達(dá)“比賽開(kāi)始”命令后，位于“電子繩”中點(diǎn)的LED管發(fā)亮。甲、乙二人通過(guò)按鈕開(kāi)關(guān)使發(fā)光的LED管向自己一方的終點(diǎn)移動(dòng)，并阻止其向?qū)Ψ窖由?。?dāng)點(diǎn)亮的LED管到達(dá)某一方的終點(diǎn)時(shí)，該方獲勝。此時(shí)通過(guò)自鎖功能鎖定電路，使輸入不再有效，必須由裁判再次發(fā)出“比賽開(kāi)始”命令時(shí)方能開(kāi)始下一次比賽。3、某方贏一次，由計(jì)分電路自動(dòng)給該方加分一次，通過(guò)多次比賽以定勝負(fù)。19課題三：電子拔河游戲機(jī)二、總體方案設(shè)計(jì)

9、 電子拔河游戲機(jī)原理框圖 20課題三：電子拔河游戲機(jī)1、信號(hào)輸入電路與控制電路的設(shè)計(jì) 要求在一個(gè)指定時(shí)間內(nèi)計(jì)算甲乙的輸入次數(shù)（比較輸入頻率），指示燈將向輸入次數(shù)多的一方移動(dòng)一格。重復(fù)上述過(guò)程，直到指示燈達(dá)到一側(cè)的末端，一次較量結(jié)束并計(jì)分。 2、計(jì)數(shù)電路 由加減計(jì)數(shù)器構(gòu)成，若當(dāng)甲頻率高時(shí)，就進(jìn)行加計(jì)數(shù)，乙頻率高時(shí)則減計(jì)數(shù)。 21課題三：電子拔河游戲機(jī)3、輸出電路（1）譯碼器的輸入接計(jì)數(shù)器的輸出，輸出接電子繩，根據(jù)加、減計(jì)數(shù)情況決定電子繩的亮燈向上移動(dòng)還是向下移動(dòng)。 （2）計(jì)分器的設(shè)計(jì)，當(dāng)最左面的燈亮的時(shí)候，給甲加一分，最右面的燈亮的時(shí)候，給乙加一分。并能對(duì)多次比賽計(jì)分，最后計(jì)算總成績(jī)。當(dāng)最左或最

10、右的燈亮的時(shí)候，電路被鎖定，使輸入不再有效，當(dāng)裁判清零以后方能進(jìn)行下一次比賽。 22課題四：交通信號(hào)燈控制器一、設(shè)計(jì)任務(wù)與要求 在一個(gè)具有主、支干道的十字路口，設(shè)計(jì)一個(gè)交通燈自動(dòng)控制裝置。紅燈(R)亮表示該條道路禁止通行，黃燈(Y)亮作為過(guò)渡，以使行駛中的車(chē)輛有時(shí)間停到禁止線以外，綠燈(G)亮表示該條道路允許通行。具體要求如下：1、主干道經(jīng)常通行。2、支干道有車(chē)才通行。23課題四：交通信號(hào)燈控制器3、主、支干道均有車(chē)時(shí)，兩者交替通行，并要求主干道每次至少放行30秒，支干道每次最多放行20秒；采用傳感器分別監(jiān)測(cè)主、支干道是否有車(chē)，有車(chē)時(shí)向主控制器發(fā)出信號(hào)，實(shí)驗(yàn)中用邏輯開(kāi)關(guān)代替。4、每次綠燈變紅燈

11、時(shí)，要求黃燈先亮5秒，此時(shí)原紅燈不變；5、設(shè)計(jì)5秒、20秒、30秒計(jì)時(shí)的譯碼顯示電路，每秒改變一次顯示數(shù)字，可以采用正計(jì)時(shí)，也可倒計(jì)時(shí)。6、當(dāng)任意一條路上出現(xiàn)特殊情況，如消防車(chē)、救護(hù)車(chē)或其它需要優(yōu)先放行的車(chē)輛時(shí)，各方向上均為紅燈，計(jì)時(shí)停止。當(dāng)特殊運(yùn)行狀態(tài)結(jié)束后，控制器恢復(fù)原來(lái)狀態(tài)，繼續(xù)正常運(yùn)行。用邏輯開(kāi)關(guān)模擬有無(wú)特殊情況。二、總體方案設(shè)計(jì)1、采用傳感器分別監(jiān)測(cè)主、支干道是否有車(chē)，有車(chē)時(shí)向主控制器發(fā)出信號(hào)，實(shí)驗(yàn)中用邏輯開(kāi)關(guān)代替。24課題四：交通信號(hào)燈控制器2、計(jì)時(shí)器在完成計(jì)時(shí)任務(wù)時(shí)，計(jì)時(shí)部分的控制電路要向主控制器發(fā)出相應(yīng)的計(jì)時(shí)結(jié)束信號(hào)以使電路根據(jù)設(shè)計(jì)進(jìn)入到下一個(gè)狀態(tài)。3、按照主控制器所處的狀態(tài)進(jìn)

12、行譯碼，再驅(qū)動(dòng)相應(yīng)的信號(hào)燈。 系統(tǒng)原理框圖 25課題四：交通信號(hào)燈控制器狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖 26課題四：交通信號(hào)燈控制器狀態(tài)轉(zhuǎn)換表 注意：用二進(jìn)制定義不同狀態(tài)時(shí)，相鄰狀態(tài)之間的改變盡量避免兩位二進(jìn)制同時(shí)變化（如10變?yōu)?1），因?yàn)檫@樣可能帶來(lái)競(jìng)爭(zhēng)冒險(xiǎn)，使電路出現(xiàn)不可預(yù)知的錯(cuò)誤。27課題四：交通信號(hào)燈控制器計(jì)時(shí)顯示電路示例28課題五：電子秒表一、設(shè)計(jì)任務(wù)與要求1、利用555定時(shí)器制作一個(gè)時(shí)鐘發(fā)生裝置，輸出計(jì)數(shù)脈沖，使電子秒表能夠在0.1秒到9.9秒之間計(jì)時(shí)并顯示出來(lái)。2、 制作電子秒表的三個(gè)控制開(kāi)關(guān)： （1）開(kāi)始、計(jì)時(shí)開(kāi)關(guān)：第一次按下此開(kāi)關(guān)（單刀雙擲開(kāi)關(guān)可以是一下一上），秒表開(kāi)始計(jì)時(shí)；第二次按下此開(kāi)關(guān)，

13、記錄第一次計(jì)時(shí)數(shù)據(jù)，但秒表不停；第三次按下此開(kāi)關(guān)，秒表停，顯示第二次計(jì)時(shí)數(shù)據(jù)。 （2）計(jì)時(shí)數(shù)據(jù)切換開(kāi)關(guān)：在秒表停止后，通過(guò)此開(kāi)關(guān)可切換顯示第一次計(jì)時(shí)值和第二次計(jì)時(shí)值。 （3）清零開(kāi)關(guān)：秒表計(jì)時(shí)過(guò)程中，此開(kāi)關(guān)動(dòng)作無(wú)效，僅當(dāng)計(jì)數(shù)停止后，清零開(kāi)關(guān)才可以有效。 29課題五：電子秒表2、模塊設(shè)計(jì) （1）555時(shí)鐘發(fā)生模塊 利用555定時(shí)器實(shí)現(xiàn)的多諧振蕩電路能夠完成時(shí)鐘信號(hào)發(fā)生器的功能。 （2）控制模塊設(shè)計(jì)（方法僅供參考） 利用寄存器（可選用74LS194）對(duì)兩次計(jì)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)；通過(guò)門(mén)電路控制194的輸出，完成切換顯示功能；用觸發(fā)器和門(mén)電路完成清零開(kāi)關(guān)的控制：只有當(dāng)開(kāi)始、計(jì)時(shí)開(kāi)關(guān)按下三次后，清零開(kāi)關(guān)才可

14、以有效，否則無(wú)效。 （3）輸出及顯示模塊 兩個(gè)290分別連接成十進(jìn)制計(jì)數(shù)器，一個(gè)輸出十分之一秒，一個(gè)輸出整秒。30課題六：電子密碼鎖一、設(shè)計(jì)任務(wù)和要求 本題要求用電子器件設(shè)計(jì)制作一個(gè)密碼鎖，使之在輸入正確的代碼時(shí)，輸出開(kāi)鎖信號(hào)以推動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)動(dòng)作，并用綠燈亮表示開(kāi)鎖。 1、在鎖的控制電路中儲(chǔ)存一個(gè)可修改的4位二進(jìn)制代碼作為密碼，當(dāng)輸入代碼和鎖的密碼相等時(shí)，進(jìn)入開(kāi)鎖狀態(tài)使鎖打開(kāi)。 2、每組密碼輸入后要通過(guò)確認(rèn)開(kāi)關(guān)發(fā)出確認(rèn)信號(hào)才進(jìn)入解鎖控制器，第一組密碼的確認(rèn)信號(hào)之后的10秒內(nèi)若未將鎖打開(kāi)，則電路進(jìn)入自鎖狀態(tài)，使之無(wú)法再打開(kāi)，并通過(guò)紅燈發(fā)出報(bào)警信號(hào)。31課題六：電子密碼鎖二、總體方案設(shè)計(jì)1、電子密碼

15、鎖的原理框圖 32課題六：電子密碼鎖2、設(shè)計(jì)思路（1）該題的主要任務(wù)是產(chǎn)生一個(gè)開(kāi)鎖信號(hào)，而開(kāi)鎖信號(hào)的形成條件是輸入代碼和已設(shè)置的密碼相同。實(shí)現(xiàn)這種功能的電路構(gòu)思有多種。比如：用2片8位數(shù)據(jù)鎖存器或2片4位寄存器，一片存入開(kāi)鎖的代碼，另一片存入密碼，通過(guò)比較的方法判斷，若二者相等，則形成開(kāi)鎖信號(hào)。（2）在產(chǎn)生開(kāi)鎖信號(hào)后，要求輸出光信號(hào)。光信號(hào)可以用開(kāi)鎖信號(hào)點(diǎn)亮LED指示燈。（3）用第一組密碼的確認(rèn)信號(hào)觸發(fā)一個(gè)10s的定時(shí)器，若在10s內(nèi)未將鎖打開(kāi)，則電路進(jìn)入自鎖狀態(tài)，使之無(wú)法再打開(kāi)，并紅燈發(fā)出報(bào)警信號(hào)。33課題六：電子密碼鎖3、部分電路示例（密碼預(yù)置和修改電路，此電路是使用其它仿真軟件設(shè)計(jì)）34

16、課題七：數(shù)字電子鐘一、設(shè)計(jì)任務(wù)與要求1、設(shè)計(jì)一個(gè)能直接顯示時(shí)、分可以進(jìn)行?！皶r(shí)”、?！胺帧钡臄?shù)字電子鐘。小時(shí)采用二十四進(jìn)制。 2、（1）設(shè)計(jì)24小時(shí)整點(diǎn)報(bào)時(shí)控制電路，要求每整點(diǎn)的55分開(kāi)始報(bào)時(shí)（用紅燈亮代替），報(bào)時(shí)5分鐘。（2）要求只在6-22點(diǎn)之間每整點(diǎn)報(bào)時(shí)一次，23-5點(diǎn)之間整點(diǎn)不報(bào)時(shí)。3、設(shè)計(jì)任意幾點(diǎn)幾分均可響鈴的鬧鐘控制電路。響鈴5分鐘，可提前終止。 4、根據(jù)規(guī)定的作息時(shí)間表，設(shè)計(jì)自動(dòng)響鈴控制電路。（選做） 35課題七：數(shù)字電子鐘二、總體方案設(shè)計(jì) 數(shù)字式電子鐘的基本功能是能夠?qū)崿F(xiàn)時(shí)、分、秒的正確計(jì)時(shí)，計(jì)時(shí)單位為1秒。因此，一個(gè)簡(jiǎn)單的數(shù)字式電子鐘，首先必須有計(jì)時(shí)顯示電路和秒脈沖產(chǎn)生電路。（為了避免