eda课程设计题目

eda课程设计目录。

1 多功能数字钟的设计 1

1.1 设计要求 1

1.2 设计提示 1

2 数字式竞赛抢答器 3

2.1 设计要求 3

2.2 设计提示 3

3 数字频率计 5

3.1 设计要求 5

3.2 设计提示 5

4 拔河游戏机 7

4.1设计要求 7

4.2设计提示 7

5 洗衣机控制器 9

5.1 设计要求 9

5.2设计提示 9

6 电子密码锁 12

6.1设计要求 12

6.2设计提示 12

7 脉冲按键**按键显示器 14

7.1 设计要求 14

7.2 设计提示 14

8 乘法器 17

8.1设计要求 17

8.2设计提示 17

9 乒乓球比赛游戏机 19

9.1设计任务 19

9.2设计提示 19

10 具有四种信号灯的交通灯控制器 22

10.1设计要求 22

10.2设计提示 22

11 出租车自动计费器 24

11.1设计要求 24

11.2设计提示 24

12 自动售邮票机 26

12.1设计要求 26

12.2设计提示 26

13 电梯控制器 28

13.1设计要求 28

13.2设计提示 29

设计一个能进行时、分、秒计时的十二小时制或二十四小时制的数字钟，并具有定时与钟功能，能在设定的时间发出闹铃音，能非常方便地对小时、分钟和秒进行手动调节以校时间，每逢整点，产生报时音报时。系统框图如图1-1所示：

图1-1 多功能数字钟系统框图。

此设计问题可分为主控电路、计数器模块和扫描显示三大部，主控电路中各种特殊功能的实现设计问题的关键。

用两个电平信号a、b进行模式选择，ab=00为模式0，系统为计时状态；ab=01为模式1，系统为手动校时状态；ab=10为模式2，系统为闹钟设置状态。

设置一个turn信号，当turn=0时，表示在手动校对时，选择调整分钟部分；当turn=1时，表示在手动校对时，选择调整小时部分。

设置一个change信号，在手动校时或闹钟设置模式下，每按一次，计数器加1。

设置一个reset信号，当reset=0时，整个系统复位；当reset=1时，系统进行计时或其他特殊功能操作。

设置一个闹钟设置信号reset1，当reset1=0时，对闹钟进行设置，当reset1=0时，关闭闹钟信号。

设置状态显示信号（连发光二极管）：ld_alert指示是否设置了闹铃功能；ld_h指示当前调整的是小时信号；ld_m指示当前调整的是分钟信号。

当闹钟功能设置后（ld_alert=1），系统应启动一个比较电路，当计时与预设闹铃时间相等时，启动闹铃声，直到关闭闹铃信号有效。

整点报时部分由分和秒计时同时为0（或60）启动，与闹铃共用一个扬声器驱动信号out。

系统计时时钟为clk=1hz，选择另一时钟clk_lk=1024hz作为产生闹铃声、报时音的时钟信号。

主控电路状态表如表1-1所示。硬件系统示意图如图1-2所示。

表 1-1 数字钟主控电路状态表。

图1-2 数字钟硬件系统示意图。

设计一个可容纳四组参赛的数字式抢答器，每组设一个按钮供抢答使用。抢答器具有第一信号鉴别和锁存功能，使除第一抢答者外的按钮不起作用；设置一个主持人“复位”按钮，主持人复位后，开始抢答，第一信号鉴别锁存电路得到信号后，用指示灯显示抢答组别，扬声器发出音响。

设置犯规电路，对提前抢答和超时答题（例如3分钟）的组别鸣笛示警，并由组别显示电路显示出犯规组别。

设置一个计分电路，每组开始预置10分，由主持人计分，答对一次加1分，答错一次减1分。系统框图如图2-1所示：

图2-1 数字式竞赛抢答器系统框图。

此设计问题可分为第一信号鉴别锁存模块，答题计时模块，计分电路模块和扫描显示模块四部分。

第一信号鉴别锁存模块的关键是准确判断出第一抢答者并将其锁存，在得到第一信号后将输入端封锁，使其他组的抢答信号无效，可以用触发器或锁存器实现。设置抢答器按钮k1、k2、k3、k4，主持人复位信号reset，扬声器驱动信号out。

reset=0时，第一信号鉴别锁存电路、答题计时电路复位，此状态下，若有抢答按钮按下，鸣笛示警并显示犯规组别；reset=1时，开始抢答，由第一信号鉴别锁存电路形成第一抢答信号，进行组别显示，控制扬声器发出音响，并启动答题计时电路，若计时时间到主持人复位信号还没有按下，则由扬声器发出犯规示警声。

计分电路是一个相对独立的模块，采用十进制加/减计数器、数码管数码扫描显示，设置复位信号reset1、加分信号up、减分信号down，reset1=0时，所有得分回到起始分（10分），且加减分信号无效；reset=1时，由第一信号鉴别锁存电路的输出信号选择进行加减分的组别，每按一次up，第一抢答组加一分；，每按一次down，第一抢答组减一分。

硬件系统示意图如图2-2所示。

图2-2 数字抢答器硬件系统示意图。

设计一个能测量方波信号频率的频率计，测量结果用十进制显示，测量的频率范围是1~100khz，分成两个频段，即1~999hz，1khz~100khz，用三位数码管显示测量频率，用led显示表示单位，如亮绿灯表示hz，亮红灯表示khz。

具有自动校验和测量两种功能，即能用标准时钟校验测量精度。

具有超量程报警功能，在超出目前量程档的测量范围时，发出灯光和音响信号。

系统框图如图3-1所示。

图 3-1 频率计系统框图。

脉冲信号的频率就是在单位时间内所产生的脉冲个数，其表达式f=n/t，f为被测信号的频率，n为计数器所累计的脉冲个数，t为产生n个脉冲所需的时间，所以在1秒时间内计数器所记录的结果，就是被测信号的频率。

此设计问题可分为测量/校验选择模块、计数器模块、送存选择器报警模块、锁存模块和扫描显示模块几部分。

测量/选择模块的输入信号为：选择信号selet、被测信号meas、测试信号test，输出信号为cp1，当selet=0时，为测量状态，cp1=meas；当select=1时，为校验状态，cp1=test，校验与测量共用一个电路，只是被测信号cp1不同而已。

设置1秒定时信号（周期为2秒），在1秒定时时间内的所有被测信号送计数器输入端。

计数器对cp1信号进行计数，在1秒定时结束后，将计数器结果送锁存器锁存，同时将计数器清零，为下一次采样测量做好准备。

设置量程档控制开关k，单位显示信号y，当k=0时，为1~999hz量程档，数码管显示的数值为被测信号频率值，y显示绿色，即单位为hz，当k=1时，为1khz~100khz量程档，被测信号频率值为数码管显示的数值乘以1000，y显示红色，即单位khz。

设置超出量程档测量范围示警信号alert。计数器由四级十进制计数构成（带进位c）。若被测信号频率小于1khz（k=0），则计数器只进行**十进制计数，最大显示值为如果被测信号频率超过此范围，示警信号驱动灯光、扬声器报警；若被测信号为1khz~100khz（k=1），计数器进行四位十进制计数，取高三位显示，最大显示值为99.

9khz，如果被测信号频率超过此范围，报警。

送存选择、报警电路状态表如表3-1所列。

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