《数字逻辑》课程设计任务及安排.docx

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《数字逻辑》课程设计任务及安排

《数字逻辑》课程设计任务及安排

一、课程设计题目

1．喷泉电子阀门自动控制系统设计

喷泉由八喷头组成，喷头控制流程：

1）首先由一个喷头单独工作，依次使八个喷头轮流工作；

2）然后是两个相邻喷头工作，依次组合工作；

3）再是三个相邻喷头工作，依次组合工作；

4）最后是一至八逐个喷头加入工作，然后一至八逐个关闭。

之后进入下一轮循环。

2．彩灯控制器

设计一个8路彩灯控制器（彩灯用发光二极管L1～L8模拟）控制器，要求：

1）彩灯实现快慢两种节拍（0.5s和0.25s）的变换；

2）彩灯循环演示以下五种花型：

①L1～L8全点亮，然后全熄灭；

②将L1到L8依次点亮，然后从L1到L8依次熄灭；

③1个灯依次闪烁；

④2个相邻的灯依次组合闪烁；

⑤3个相邻的灯依次组合闪烁。

3．三相步进电机驱动电路

要求实现三相步进电机按输入脉冲数旋转一定的角度，运行方式为双三拍和单六拍，可正反转，并记录和显示脉冲数。

用3个LED指示灯代表3个线圈。

提示说明：

1）三相步进电机又3个线圈，一般称为A、B、C三相，通过改变3个线圈的通电情况来实现电机的驱动（转动）。

2）电机驱动方式：

双三拍：

正转：

ABBCCAAB，如此循环；

反转：

ABACBCAB，如此循环。

双六拍：

正转：

AABBBCCCAA，如此循环；

反转：

AACCBCBABA，如此循环。

（AB表示A、B相通电，C相不通电）

3）给一个脉冲，电机的相序改变一次，电机转过一个固定的角度。

4．简易声光控延时照明灯电路设计

设计一个简易声光控延时照明灯电路。

功能及要求：

1）具有光控功能，白天光线较亮，即使有声音时路灯也不亮；

2）具有声控功能，晚上光线较暗，有声音时路灯点亮，声音消失后延时照明一段时间t后自动熄灭，时间t可以手动分档调节，调节范围为10～70s，以10s为一档；

3）如果在照明灯点亮期间又有新的声源出现，照明灯应重新计通电t时间；

4）以状态开关和单脉冲模拟光线和声音信号，以LED模拟照明光源。

5．篮球比赛24S计时器

设计一个篮球竞赛计时系统，具有进攻方24秒倒计时功能，具体设计要求如下：

1）具有显示24s倒计时功能，用两位数码管显示，其计时间隔为1s；

2）设置启动键，使计时器设置24秒初值，并启动计数；

3）设置暂停/继续键，控制计时器暂停或继续计数功能；

4）计时器递减计数到“00”时给出提示。

6．家用电风扇控制逻辑电路设计（*）

设计任务和要求：

1）用三个按键分别实现“风速（弱、中、强）”、“模式（正常、自然、睡眠）”、“停止”的不同选择与控制；

2）用三个LED灯表示风速的强弱状态，用三个LED灯指示模式的三种状态；

3）电扇在停转状态时，只有按“风速”键才有效，按其余两键不响应。

7．篮球比赛计时器（*）

设计一个用于篮球比赛的倒计时器，基本要求：

1）篮球比赛分上、下半场各20分钟，能随时暂停，启动后继续计时，比赛前应能对计时器清零。

计时器的分、秒用LED数码管显示（忽略数码管七段显示译码器）；

2）通过人工拨动开关来控制计时器的暂停/启动；

3）半场、全场到时自动提示。

8．数字跑表（*）

设计一个能显示分、秒、百分秒的数字跑表，要求：

1）具有开始计时/暂停/继续的功能；

2）用6个数码管分别显示百分秒、秒和分钟。

9．数字脉冲宽度测量仪（*）

设计一个数字脉冲宽度测量仪，测量单个正脉冲宽度时间，测量时间范围：

1~9999ms，测量误差为±1个数字，手动测量，手动清零。

10．数字电子钟（*）

设计一台能显示时﹑分、秒的数字电子钟，要求如下：

1）秒﹑分为00—59六十进制计数器，时为00—23二十四进制计数器；

2）可手动校正：

分别对秒﹑分﹑时进行连续脉冲输入校正（校正时不能输出进位）。

11．用电器电源自动控制电路（*）

设计一个用电器电源控制电路，要求：

1）控制电路将用电器的电源自动开启30s，然后自动关闭30s，如此周而复始地工作，具有倒计时显示、有工作状态指示；

2）当电源接通时，可随时采用手动方式切断电源；当电源切断时，可随时采用手动方式接通电源；

3）若手动接通电源，可由控制电路定时信号断开，然后进入自动运行状态；若手动切断电源时，可由控制电路定时信号接通，然后进入自动运行状态；

4）定时范围0分~60分，显示分秒的倒计时。

12．简易微波炉控制器设计（*）

1）微波炉的火力有大、中、小三档，用3个LED灯指示，3个灯全亮表示大，2个灯亮表示中，1个灯亮表示小。

火力大小用一个单脉冲按键设置，初始时火力为大，按一次单脉冲按键变为中，再按一次变为小，如此循环。

2）微波加热时间在0～59分59秒之间可调节。

3）按下“开始”键后开始加热，用数码管倒计时显示剩余时间。

在加热过程中不能调整火力和时间。

4）在加热过程中，按下“取消”键后结束加热过程，计时回零。

13．4×4键盘的扫描电路（**）

设计一个4×4键盘的扫描电路，若有键按下，输出按键的扫描码。

要求：

1）行扫描间隔时间为10ms，键按下和释放的去抖动时间各为10ms；

2）对于多键闭合的情况，是锁定第一个被扫描发现的行上的按键，忽略其它行上的按键，在被锁定的行中，若有多个键同时被按下，则俘获最后一个被释放的按键；

3）忽略重键的处理，即当长时间按下一个键时，视为一次按键操作，当该键被释放时输出其扫描码。

14．顺序密码锁（**）

某顺序密码锁具有8位预先设定的二进制密码（I1～I8，以拨动开关设置）、一个开锁码输入Key、时钟信号输入CLK和复位信号输入RST，顺序密码锁对外输出信号有开锁信号OPEN和报警信号WARN。

顺序密码锁的工作原理：

在CLK作用下，从KEY端顺序输入高低电平序列（开锁码序系列）。

若该序列和预先设定的密码（I1～I8的预设电平）完全一致，则OPEN端为高电平，开锁指示灯亮，表示锁已打开；如不完全一致，则WARN端为高电平，报警指示灯亮，需要复位后才能再次输入。

15．篮球比赛数字计分牌（**）

设计一个篮球比赛的数字计分牌，要求：

1）分别记录两队得分情况；

2）进球得分加2分，罚球进球得分加1分；

3）纠正错判得分减2分或1分；

4）分别用三位数码管显示器记录两队的得分情况。

16．数字频率计（**）

设计一个脉冲信号频率计，输入信号频率范围1～1MHz，用6位数码管显示，闸门只有1档，即采样周期为1s，显示周期约1s。

17．洗衣机自动控制电路（**）

为洗衣机设计一控制电路，当洗衣机控制开关打开后，电动机先正转20S，然后暂停10S，随后反转20S，再然后暂停10S；若定时时间没到，则循环，若定时时间到，则停机断电。

定时时间设定范围为0～60分，显示分秒的倒计时。

用LED指示灯表示电机的正转、反转和暂停状态。

18．交通灯控制（**）

1）为十字交叉路口设计两组信号灯控制系统，每组有红、绿、黄三色信号灯。

东西方向为主干道，南北方向为副干道；

2）东西向绿灯通行40秒，南北向绿灯通行20秒，换向时要有4秒的黄灯期；

3）设置两组数码管，以倒计时的方式显示通行、禁行和过渡的时间；

4）当任意一路有救护车、消防车等通过时，各方向都亮红灯，倒计时停止。

当特殊情况结束后，控制器恢复正常。

19．出租车计价器（**）

根据出租车上的速度传感器传送过来的脉冲的个数（对应里程）和设置的里程单价来计算对应的总价格，并将总价格通过LED数码管实时的显示出来。

1）可以设置起步价和里程单价；

2）用户可以对总价格进行复位，从而为下次计费作好准备；

3）为了方便设计，可将某些参数可以具体化。

如，假设里程脉冲=1m/clock（频率设为10Hz，对应的车速为36Km/H）；里程单价为2.0～5.0元/km，可分段设置；起步价为1.0～9.9元（可设），起步价中不含免费里程。

20．拔河游戏机（**）

拔河游戏机用7个发光二极管排列成一行，开机后只有中间一个发亮，以此作为拔河的中心线，游戏双方各持一个按键，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。

任一方终端二极管发亮时这一方获胜，此时双方按键被锁住，只有经复位后才使亮点恢复到中心线。

21．8路数显报警器（**）

设计一个8路数显报警器，要求：

1）8路中某一路断开时（用高/低电平表示断开/接通），用十进制数显示该路编号，并发出报警信号；

2）报警信号用LED指示灯闪烁表示，其中亮0.25s，灭0.25s，时间持续10s；

3）当多路报警时，需设优先级，并先处理高优先级报警，后处理低优先级的报警。

22．8路竞赛抢答器（**）

1）计一个8路竞赛抢答器，8名选手各使用一个抢答按钮，主持人使用一个控制开关，用来清零和抢答的开始；

2）抢答器具有数据锁存和显示的功能。

抢答开始后，若有选手按动抢答按钮，该选手的编号立即被锁存，并在选手编号数码管上显示，同时，要封锁输入电路，禁止其他选手抢答，并保持到主持人将系统清零为止；

3）抢答器具有定时抢答的功能，抢答时间可由主持人设定（如30s）。

当主持人启动“开始”键后，定时器立即减计时，并显示倒计时时间；如果定时抢答的时间已到却没有选手抢答，本次抢答无效，系统封锁输入电路，禁止选手超时后抢答，时间显示器上显示00，并保持到主持人将系统清零为止。

23．乒乓球游戏机（**）

设计一个乒乓球游戏机，用8个发光二极管表示球的运动轨迹，用两个按钮分别表示甲乙两个球员的球拍。

1）一方发球后，球以固定速度向另一方运动（发光二极管依次点亮），当球达到最后一个发光二极管时，对方击球（按下按钮）球将向相反方向运动，在其他时候击球视为犯规，给对方加1分；

2）双方各有一个2位数码管计分；

3）裁判有一个按钮，每次得分后，按下一次发球。

说明:

1、标有“**”题目的难度系数最大，其次是标有“*”的题目。

完成不同难度系数题目的成绩评判起点不同，标有“**”的为优秀，标有“*”的为良好，其余为中等；

2、设计将在TDS-4实验箱上进行调试和测试，可利用的资源主要有：

1）标准1MHz、100KHz、10KHz、1KHz、100Hz、10Hz、1Hz等方波信号源；

2）LED数码管（6各，含译码电路）、LED指示灯（12个）；

3）拨动开关（12个）、单脉冲（2个）等。

3、可使用常见的中、小规模的标准集成电路以及GAL16V8、GAL20V8和GAL22V10来完成设计。

二、选题要求

1、由于实验室条件限制，课程设计分组进行，每组2～3名学生共同完成一个设计题目，提交一份课程设计报告。

选择标有（**）题目的可3名学生一组，选择其余题目的2名学生一组。

2、每个课程设计小组的成员可以自由组合，并推选出一名组长。

各小组根据自身的情况和兴趣选择一个题目并独立完成。

一个自然班在选题时不可重复，不允许2个或2个以上的同班小组选择同一个设计题目。

3、小组成员应合理分工，各成员负责相应的模块，团结协作，由组长统一协调，但不能由组长一人代劳。

三、课程设计报告及撰写格式要求

课程设计报告的撰写内容见《数字逻辑课程设计报告结构框架》，请参照该结构框架撰写。

请注意：

1）所列各级标题的格式均不应予以改变；

2）正文一律采用小四号宋体+TimesNewRoman字体，1.25倍行距；

3）所有的图形，均需要有图号和图名，并置于图形的下方（居中），用小四号仿宋体+TimesNewRoman字体，1.25倍行距，如：

如：

图2-2总体结构图

4）所有的表格，均需要有表号和表名，并置于表格的上方（居中），用小四号仿宋体+TimesNewRoman字体，1.25倍行距，如：

表2-1锁存电路真值表

5）图表应规范美观大方，应有必要的标注说明。

四、时间安排

课程设计分为三个阶段：

第一阶段：

选题和方案设计

第二阶段：

电路实现与调试

第三阶段：

撰写课程设计报告及答辩