要求：1、学生分组，每组限6人，特殊情况需说明。
2、查阅资料，器件选型，提供元器件清单，本周五（11月9日）前需完成。
3、后续待课程设计时候再做具体要求！
1、设计任务。
设计一个汽车尾灯控制电路，要求汽车尾部左右两侧各有3个指示灯(用发光二极管模拟)，当在汽车正常运行时指示灯全灭；在右转弯时，右侧3个指示灯按右循环顺序点亮；在左转弯时，左侧3个指示灯按左循环顺序点亮；在临时刹车时，所有指示灯同时点亮。
2、参考设计方案。
分析以上设计任务，由于汽车左转弯或右转弯时，3个指示灯循环点亮，所以用三进制计数器控制译码器电路顺序输出低电平，从而控制尾灯按要求点亮。由此得出在每种运行状态下，各指示灯与给定条件间的关系，即逻辑功能表1-1所示。汽车尾灯控制电路设计总体框图如图1-1所示。
汽车尾灯和汽车运行状态表1-1
图1-1汽车尾灯控制电路设计总体框图。
1、设计任务。
用集成计数器实行3～9自动循环计数。
电路能实现3～9加法和3～9减法循环计数。
输出用数码显示。
2、参考设计方案。
分析设计任务，该系统由加减控制模块、可逆计数器、译码显示模块构成。完成由加法计数自动转向减法计数。可逆计数器实现加法、减法计数功能。
加减控制模块可由门电路组成的基本rs触发器和其它控制门电路构成。译码显示模块完成该结果的数字显示。自动循环计数器设计框图如图2-1所示。
图2-1 自动循环计数器设计框图。
1、设计任务。
①30秒计时器具有显示30秒的计时功能。
②系统设置外部操作开关，控制计时器的直接清零、启动和暂停／连续功能。
③计时器为30秒递减计时时，其计时间隔为1秒。
④当计时器递减计时到零时，数码显示器不能灭灯，应发出光电报警信号。
2、参考设计方案。
分析设计任务，该系统包括秒脉冲发生器、计数器、译码显示电路、辅助时序控制电路(简称控制电路)和报警电路等5个部分构成。其中，计数器和控制电路是系统的主要部分。计数器完成30s计时功能，而控制电路具有直接控制计数器的启动计数、暂停／连续计数、译码显示电路的显示和灭灯功能。
为了满足系统的设计要求，在设计控制电路时，应正确处理各个信号之间的时序关系。在操作直接清零开关时，要求计数器清零，数码显示器灭灯。当启动开关闭合时，控制电路应封锁时钟信号cp，同时计数器完成置数功能，译码显示电路显示30s字样；当启动开关断开时，计数器开始计数；当暂停／连续开关拨在暂停位置上时，计数器停止计数，处于保持状态；当暂停／连续开关拨在连续时，计数器继续递减计数。
另外，外部操作开关都应采取去抖动措施，以防止机械抖动造成电路工作不稳定。系统设计框图如图3-1所示。篮球竞赛30秒计时器参考电路如图3-2所示。
图3-1 30秒计时器系统设计框图。
图3-2 篮球竞赛30秒计时器参考电路。
1、设计任务。
设计一个能进行拔河游戏的控制电路。电路使用9个发光二极管表示拔河的“电子绳”，开机后只有中间一个发亮，此即拔河的中心点。游戏甲乙双方各持一个按钮迅速地、不断地按动产生脉冲，谁按得快，亮点向谁方向移动，每按一次，亮点移动一次。
亮点移到任一方终端发光二极管，这一方就获胜，此时双方按钮均无作用，输出保持，只有复位后才使亮点恢复至中心点，由裁判下达比赛命令后，甲乙双方才能输入信号，否则输入信号无效。
2、参考设计方案。
该控制系统由输入、输出和控制器模块构成。输入模块完成裁判启动命令和两个按钮信号的输入，其逻辑关系由门电路实现；控制器模块完成对输入脉冲信号的统计，由可预置加／减计数器构成(如74lsl93)，其预置数为0100，作为加／减计数的起点，加／减计数的脉冲源分别取自两个按钮信号，计数器输出状态变量进入输出模块；输出模块完成计数器统计信号的翻译(可由4—16线译码器74lsl54完成)与显示(可由发光二极管完成)并给出一个此次比赛结束信号。系统结构框图如图4-1所示。
图4-1拔河游戏机系统结构框图。
1、设计任务。
四路彩灯显示系统，该系统实现以下功能：
四路彩灯从左向右逐次渐亮，间隔为1秒。
四路彩灯从右向左逐次渐灭，间隔为1秒。
四路彩灯同时点亮，时间为0.5秒，然后同时变暗，时间为0.5秒， 反复4次。
2、设计参考方案。
分析以上设计任务，该控制系统结构框图如图5-1所示。其中脉冲源采用秒脉冲发生器，用以提供频率为１hz的时钟信号；分频器将1hz的时钟信号四分频，用以产生0.15hz (即4s)的时钟信号；节拍控制器产生三个节拍循环的控制信号：
节拍程序执行器完成在每个节拍下的系统动作，即数据的左移、右移和送数功能，可以使用双向移位寄存器74lsl94完成：显示电路完成系统循环演示的指示，可以用发光二极管模拟。
图5-1 彩灯控制系统结构框图。
1、设计任务。
三个彩灯红、绿、黄循环显示。彩灯显示的状态表如表6-1所示。
表6-1彩灯显示的状态表。
2、参考设计方案。
根据彩灯显示的状态表分析，该电路由计数器、显示译码模块、显示驱动电路构成。计数器实现000~111状态的输出，显示译码模块把计数器的输出转换成彩灯显示状态，由发光二极管显示输出。彩灯显示电路框图如图6-1所示。
图6-1 彩灯显示电路框图。
1、设计任务。
乒乓灯游戏是一个供两人游戏的乒乓玩具，用八只排成长串的指示灯用来代表球的轨迹，其中一个亮的指示灯用来显示球。用两个按钮开关作为球拍，甲乙两人参加游戏。当球到达甲方时，应立即按动开关(电路应只能响应按钮信号的前沿)，表示回球，球到达乙时，同样也应立即按动乙方的开关，将球回击到对方去。
用一个时钟脉冲源来移动球，约每1／4秒左右移动一次，如果双方操作准确，则球往返运动．如果玩者按动开关的时机超前或迟后，球就会在终端位置消失，灯熄灭，表示失败，游戏将重新开始。
2、参考设计方案。
该设计问题可由甲方、乙方的开关控制电路以及发球开关控制模块、球左右往返运动控制模块（由两个双向移位寄组成）、显示驱动电路构成。开关控制模块实现发球和回球，球的运动轨迹由左右往返运动控制模块实现，八个发光二极管显示球的位置。系统的结构框图如图7-1所示。
图7-1乒乓灯游戏控制系统的结构框。
1、设计任务。
完成普通数字钟的计时功能的基础上，显示分、小时、日期。
实现大小月份自动调节功能。即日期的计数实现大月31天，小月30天，二月28天。
2、参考设计方案。
用两片十进制计数器（如74160）级联构成日计数器，控制置数端使其每次从1开始计数（对应每月第一天是1号）。
从日计数器的输出，译出这三个信号，再根据月计数器的输出的月份，选择其中一路信号去控制日计数器的置数端。
图8-1 日期调整部分框图。
九、 交通控制器。
设计任务和要求：
1、主干道亮绿灯时，则支干道亮红灯，主干道通车，时间为50秒。
2、主干道亮红灯时，则支干道亮绿灯，支干道通车，时间为30秒。
3、转换时，绿灯先变为黄灯，5秒后再变为红灯，同时另一方向道路的红灯转换为绿灯。
4、用数码管指示绿灯亮期间倒计时时间，红灯和黄灯亮时数码管不显示。可用两组红、黄、绿发光二极管，作为交通信号灯。
5、完成全电路理论设计、安装调试， 并能发现问题和解决问题。
6、撰写设计报告： 写出设计与制作的全过程，附上有关资料和图纸，有心得体会。
根据设计任务与要求，可知交通灯简单控制时序如图所示，图中用g、y、r表示主干道的绿、黄、红灯，用g、y、r表示支干道的绿、黄、红灯，亮为‘‘1”。系统运行共有四种状态：主干道绿灯亮(g=1)，50秒后熄灭(g ↓)主干道黄灯亮(y=1)，5秒后熄灭(y↓)；支干道绿灯亮(g=1)，30秒后熄灭(g↓)；支干道黄灯亮(y=1)，5秒后熄灭(y↓)。
之后又回到第一种状态：主干道绿灯亮……如此循环。
可将系统分为三大功能模块：主电路、定时电路、控制电路部分。进一步细分，可将主电路分为主干道及支手道交通灯电路、译码显示电路；定时电路分为秒发生器、五十进制减法计数器、三十进制减法计数器、五进制加法计数器、计数器cp端控制电路；控制电路部分分为控制电路、复位开关。
这样把总体方案划分为若干相对独立的单元。参考原理框图如图所示。
数电课程设计题目
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