1、設(shè)計(jì)要求 設(shè)計(jì)一個(gè)能進(jìn)行時(shí)、分、秒計(jì)時(shí)的十二小時(shí)制或二十四小時(shí)制的數(shù)字鐘，并具有定時(shí)與鬧鐘功能，能在設(shè)定的時(shí)間發(fā)出鬧鈴音，能非常方便地對(duì)小時(shí)、分鐘和秒進(jìn)行手動(dòng)調(diào)節(jié)以校準(zhǔn)時(shí)間，每逢整點(diǎn)，產(chǎn)生報(bào)時(shí)音報(bào)時(shí)。 設(shè)計(jì)提示 主控電路 計(jì)數(shù)器模塊 掃描顯示 主控電路A、B：模式選擇，AB=00為模式0，計(jì)時(shí)狀態(tài)； AB=01為模式1，手動(dòng)校時(shí)狀態(tài)； AB=10為模式2，鬧鐘設(shè)置狀態(tài)。Turn：turn=0時(shí)，在手動(dòng)校對(duì)時(shí)，選擇調(diào)整分鐘部分； turn=1時(shí)，在手動(dòng)校對(duì)時(shí)，選擇調(diào)整小時(shí)部分。Change：在手動(dòng)校時(shí)或鬧鐘設(shè)置模式下，每按一次，計(jì)數(shù)器加1。Reset：reset=0時(shí)，整個(gè)系統(tǒng)復(fù)位；reset=

2、1時(shí)，系統(tǒng)計(jì)時(shí)或其它特殊功能操作。Reset1：reset1=0時(shí)，關(guān)閉鬧鈴信號(hào)； reset1=1時(shí)，可對(duì)鬧鈴進(jìn)行設(shè)置。狀態(tài)顯示信號(hào)發(fā)光管）：LD_alert：指示是否設(shè)置了鬧鈴功能；LD_h：指示當(dāng)前調(diào)整的是小時(shí)信號(hào)；LD_m：指示當(dāng)前調(diào)整的是分鐘信號(hào)。設(shè)計(jì)要求 設(shè)計(jì)一個(gè)能進(jìn)行拔河游戲的電路。 電路使用15個(gè)(或9個(gè))發(fā)光二極管表示拔河的“電子繩”，開機(jī)后只有中間一個(gè)發(fā)亮，此即拔河的中心點(diǎn)。 游戲雙方各持一個(gè)按鈕，迅速地、不斷地按動(dòng)，產(chǎn)生脈沖，誰(shuí)按得快，亮點(diǎn)就向誰(shuí)的方向移動(dòng)，每按一次，亮點(diǎn)移動(dòng)一次。 亮點(diǎn)移到任一方終端二極管時(shí)，這一方就獲勝，此時(shí)雙方按鈕均無作用，輸出保持，只有復(fù)位后才使亮

3、點(diǎn)恢復(fù)到中心。 由裁判下達(dá)比賽開始命令后，甲乙雙方才能輸入信號(hào)，否則，輸入信號(hào)無效。 用數(shù)碼管顯示獲勝者的盤數(shù)，每次比賽結(jié)束自動(dòng)給獲勝方加分。 設(shè)計(jì)提示 加/減計(jì)數(shù)器 譯碼器 得分計(jì)數(shù)顯示電路設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)一個(gè)可容納四組參賽的數(shù)字式搶答器，每組設(shè)一個(gè)按鈕供搶答使用。搶答器具有第一信號(hào)鑒別和鎖存功能，使除第一搶答者外的按鈕不起作用；設(shè)置一個(gè)主持人“復(fù)位按鈕，主持人復(fù)位后，開始搶答，第一信號(hào)鑒別鎖存電路得到信號(hào)后，用指示燈顯示搶答組別，揚(yáng)聲器發(fā)出秒的音響。*設(shè)置犯規(guī)電路，對(duì)提前搶答和超時(shí)答題例如3分鐘的組別鳴笛示警，并由組別顯示電路顯示出犯規(guī)組別。 設(shè)置一個(gè)計(jì)分電路，每組開始預(yù)置分，由主持人記分，答

4、對(duì)一次加分，答錯(cuò)一次減分。設(shè)計(jì)提示 鑒別鎖存模塊 答題計(jì)時(shí)模塊 計(jì)分電路模塊 掃描顯示模塊 1此模塊的關(guān)鍵是準(zhǔn)確判斷出第一搶答者并將其鎖存，實(shí)現(xiàn)的方法可使用觸發(fā)器或鎖存器，在得到第一信號(hào)后將輸入封鎖，使其它組的搶答信號(hào)無效。 2形成第一搶答信號(hào)后，用編碼、譯碼及數(shù)碼顯示電路顯示第一搶答者的組別，控制揚(yáng)聲器發(fā)出音響，并啟動(dòng)答題計(jì)時(shí)電路。鑒別鎖存模塊洗衣機(jī)控制器設(shè)計(jì)要求 設(shè)計(jì)一個(gè)洗衣機(jī)洗滌程序控制器，控制洗衣機(jī)的電機(jī)作如下規(guī)律運(yùn)轉(zhuǎn)： 用兩位數(shù)碼管預(yù)置洗滌時(shí)間分鐘數(shù)），洗滌過程在送入預(yù)置時(shí)間后開始運(yùn)轉(zhuǎn)，洗滌中按倒計(jì)時(shí)方式對(duì)洗滌過程作計(jì)時(shí)顯示，用LED表示電機(jī)的正、反轉(zhuǎn)，如果定時(shí)時(shí)間到，則停機(jī)并發(fā)出音

5、響信號(hào)。 設(shè)計(jì)提示 洗滌預(yù)置時(shí)間編碼模塊 減法計(jì)數(shù)顯示 時(shí)序電路 譯碼驅(qū)動(dòng)模塊 設(shè)計(jì)要求 1設(shè)計(jì)一個(gè)能測(cè)量方波信號(hào)頻率的頻率計(jì)，測(cè)量結(jié)果用十進(jìn)制數(shù)顯示。 2.測(cè)量的頻率范圍是110KHz，分成兩個(gè)頻段，即1999Hz，1KHz10KHz，用三位數(shù)碼管顯示測(cè)量頻率，用LED顯示表示單位，如亮綠燈表示Hz，亮紅燈表示KHz。 3.具有自動(dòng)校驗(yàn)和測(cè)量?jī)煞N功能，即能用標(biāo)準(zhǔn)時(shí)鐘校驗(yàn)測(cè)量精度。 4.具有超量程報(bào)警功能，在超出目前量程檔的測(cè)量范圍時(shí)，發(fā)出燈光和音響信號(hào)。設(shè)計(jì)提示 脈沖信號(hào)的頻率就是在單位時(shí)間內(nèi)所產(chǎn)生的脈沖個(gè)數(shù)，其表達(dá)式為f=N/T，f為被測(cè)信號(hào)的頻率，N為計(jì)數(shù)器所累計(jì)的脈沖個(gè)數(shù)，T為產(chǎn)生N個(gè)

6、脈沖所需的時(shí)間。所以，在1秒時(shí)間內(nèi)計(jì)數(shù)器所記錄的結(jié)果，就是被測(cè)信號(hào)的頻率。 丈量/校驗(yàn)選擇模塊* 計(jì)數(shù)器模塊 送存選擇報(bào)警模塊 鎖存模塊 掃描顯示模塊 丈量/校驗(yàn)選擇模塊*輸入信號(hào)：選擇信號(hào)selet 被測(cè)信號(hào)meas 測(cè)試信號(hào)test輸出信號(hào):CP1當(dāng)selet=0時(shí)，為測(cè)量狀態(tài)，CP1=meas；當(dāng)selet=1時(shí)，為校驗(yàn)狀態(tài)，CP1=test。校驗(yàn)與測(cè)量共用一個(gè)電路，只是被測(cè)信號(hào)CP1不同而已。 設(shè)置1秒定時(shí)信號(hào)周期為2秒），在1秒定時(shí)時(shí)間內(nèi)的所有被測(cè)信號(hào)送計(jì)數(shù)器輸入端。 計(jì)數(shù)器對(duì)CP1信號(hào)進(jìn)行計(jì)數(shù)，在1秒定時(shí)結(jié)束后，將計(jì)數(shù)器結(jié)果送鎖存器鎖存，同時(shí)將計(jì)數(shù)器清零，為下一次采樣測(cè)量做好準(zhǔn)備。

7、 設(shè)置量程檔控制開關(guān)K，單位顯示信號(hào)Y，當(dāng)K=0時(shí)，為1999Hz量程檔，數(shù)碼管顯示的數(shù)值為被測(cè)信號(hào)頻率值，Y顯示綠色，即單位為Hz； 當(dāng)K=1時(shí)，為1KHz10KHz量程檔，被測(cè)信號(hào)頻率值為數(shù)碼管顯示的數(shù)值乘1000，Y顯示紅色，即單位為KHz。 設(shè)置超出量程檔測(cè)量范圍示警信號(hào)alert。計(jì)數(shù)器由四級(jí)十進(jìn)制計(jì)數(shù)構(gòu)成帶進(jìn)位C）。若被測(cè)信號(hào)頻率小于1KHzK=0），則計(jì)數(shù)器只進(jìn)行三級(jí)十進(jìn)制計(jì)數(shù)，最大顯示值為999.Hz，如果被測(cè)信號(hào)頻率超過此范圍，示警信號(hào)驅(qū)動(dòng)燈光、揚(yáng)聲器報(bào)警；若被測(cè)信號(hào)為1KHz10KHzK=1），計(jì)數(shù)器進(jìn)行四位十進(jìn)制計(jì)數(shù)，取高三位顯示，最大顯示值為9.99KHz，如果被測(cè)信號(hào)

8、頻率超過此范圍，報(bào)警。左第一位左第一位設(shè)計(jì)要求 設(shè)計(jì)一個(gè)電子密碼鎖，在鎖開的狀態(tài)下輸入密碼，密碼共4位，用數(shù)據(jù)開關(guān)K1K10分別代表數(shù)字1、2、9、0，輸入的密碼用數(shù)碼管顯示，最后輸入的密碼顯示在最右邊的數(shù)碼管上，即每輸入一位數(shù)，密碼在數(shù)碼管上的顯示左移一位?？蓜h除輸入的數(shù)字，刪除的是最后輸入的數(shù)字，每刪除一位，密碼在數(shù)碼管的顯示右移一位，并在左邊空出的位上補(bǔ)充“0”。用一位輸出電平的狀態(tài)代表鎖的開閉狀態(tài)。為保證密碼鎖主人能打開密碼鎖，設(shè)置一個(gè)萬能密碼，在主人忘記密碼時(shí)使用。設(shè)計(jì)提示 密碼輸入刪除控制模塊 寄存模塊 比較模塊 掃描顯示 模塊脈沖按鍵電話按鍵顯示器設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)一個(gè)具有7位顯示的電

9、話按鍵顯示器，顯示器應(yīng)能正確反映按鍵數(shù)字，顯示器顯示從低位向高位前移，逐位顯示按鍵數(shù)字，最低位為當(dāng)前顯示位，七位數(shù)字輸入完畢后，電話接通，揚(yáng)聲器發(fā)出“嘟嘟接通聲響，直到有接聽信號(hào)輸入，若一直沒有接聽，10秒鐘后，自動(dòng)掛斷，顯示器清除顯示，揚(yáng)聲器停止，直到有新號(hào)碼輸入。 設(shè)計(jì)提示 號(hào)碼輸入顯示控制模塊 主控制模塊 掃描顯示模塊 任務(wù)與要求設(shè)計(jì)一個(gè)由甲、乙雙方參賽，有裁判的3人乒乓球游戲機(jī)。用8個(gè)(或更多個(gè))LED排成一條直線，以中點(diǎn)為界，兩邊各代表參賽雙方的位置，其中一只點(diǎn)亮的LED指示球的當(dāng)前位置，點(diǎn)亮的LED依此從左到右，或從右到左，其移動(dòng)的速度應(yīng)能調(diào)節(jié)。當(dāng)“球”(點(diǎn)亮的那只LED)運(yùn)動(dòng)到某

10、方的最后一位時(shí)，參賽者應(yīng)能果斷地按下位于自己一方的按鈕開關(guān)，即表示啟動(dòng)球拍擊球。若擊中，則球向相反方向移動(dòng)；若未擊中，則對(duì)方得1分。一方得分時(shí)，電路自動(dòng)響鈴3秒，這期間發(fā)球無效，等鈴聲停止后方能繼續(xù)比賽。設(shè)置自動(dòng)記分電路，甲、乙雙方各用2位數(shù)碼管進(jìn)行記分顯示，每計(jì)滿21分為1局。甲、乙雙方各設(shè)一個(gè)發(fā)光二極管，表示擁有發(fā)球權(quán)，每隔5次自動(dòng)交換發(fā)球權(quán)，擁有發(fā)球權(quán)的一方發(fā)球才有效。設(shè)計(jì)思路 用雙向移位寄存器的輸出端控制LED顯示來模擬乒乓球運(yùn)動(dòng)的軌跡，先點(diǎn)亮位于某一方的第1個(gè)LED，由擊球者通過按鈕輸入開關(guān)信號(hào)，實(shí)現(xiàn)移位方向的控制。 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2

11、個(gè)時(shí)鐘信號(hào)實(shí)現(xiàn)甲、乙雙方的擊球，由表示球拍的按鈕產(chǎn)生計(jì)數(shù)時(shí)鐘，計(jì)數(shù)器的輸出狀態(tài)經(jīng)譯碼驅(qū)動(dòng)LED發(fā)亮。 任何時(shí)刻都保持一個(gè)LED發(fā)亮，若發(fā)亮的LED運(yùn)動(dòng)到對(duì)方的終點(diǎn)，但對(duì)方未能及時(shí)輸入信號(hào)使其向相反方向移動(dòng)，即失去1分。 控制電路決定整個(gè)系統(tǒng)的協(xié)調(diào)動(dòng)作，必須嚴(yán)格掌握各信號(hào)之間的關(guān)系。任務(wù)與要求設(shè)計(jì)一個(gè)交通信號(hào)燈控制器，由一條主干道和一條支干道匯合成十字路口，在每個(gè)入口處設(shè)置紅、綠、黃三色信號(hào)燈，紅燈亮禁止通行，綠燈亮允許通行，黃燈亮則給行駛中的車輛有時(shí)間停在禁行線外。用紅、綠、黃發(fā)光二極管作信號(hào)燈，用傳感器或邏輯開關(guān)作檢測(cè)車輛是否到來的信號(hào)。主干道處于常允許通行的狀態(tài)，支干道有車來時(shí)才允許通行。

12、主干道亮綠燈時(shí)，支干道亮紅燈；支干道亮綠燈時(shí)，主干道亮紅燈。主、支干道均有車時(shí)，兩者交替允許通行，主干道每次放行45秒，支干道每次放行25秒，設(shè)立45秒、25秒計(jì)時(shí)、顯示電路。在每次由綠燈亮到紅燈亮的轉(zhuǎn)換過程中，要亮5秒黃燈作為過渡，使行駛中的車輛有時(shí)間停到禁行線外，設(shè)立5秒計(jì)時(shí)、顯示電路。設(shè)計(jì)思路 主、支干道用傳感器檢測(cè)車輛到來情況，實(shí)驗(yàn)電路用邏輯開關(guān)代替。 45秒、25秒、5秒定時(shí)信號(hào)可用順計(jì)時(shí)，也可用倒計(jì)時(shí)，計(jì)時(shí)起始信號(hào)由主控電路給出，定時(shí)結(jié)束信號(hào)也輸入到主控電路，由主控電路啟、閉三色信號(hào)燈或啟動(dòng)另一計(jì)時(shí)電路。設(shè)計(jì)思路 主控電路是核心，這是一個(gè)時(shí)序電路，其輸入信號(hào)為： (1) 車輛檢測(cè)信

13、號(hào)A，B）； (2) 45秒、25秒、5秒定時(shí)信號(hào)C，D，E）。 其狀態(tài)表為： 形狀 主干道 支干道 時(shí)間 0 綠燈亮，允許通行 紅燈亮，禁止通行 45秒 1 黃燈亮，停車 紅燈亮，禁止通行 5秒 2 紅燈亮，禁止通行 綠燈亮，允許通行 25秒 3 紅燈亮，禁止通行 黃燈亮，停車 5秒具體設(shè)計(jì) 時(shí)鐘產(chǎn)生電路產(chǎn)生1HZ系統(tǒng)時(shí)鐘。 主控電路由兩個(gè)JK觸發(fā)器和邏輯門構(gòu)成，其輸出經(jīng)譯碼后，控制主干道三色燈R、G、Y和支干道三色燈r、g、y。 三個(gè)定時(shí)器分別產(chǎn)生45秒、25秒、5秒定時(shí)信號(hào)，電路都是計(jì)數(shù)器，并受主控電路和來自主、支干道車輛信號(hào)控制，每當(dāng)計(jì)滿所需時(shí)間，即向主控電路輸出“時(shí)間到信號(hào)，并使計(jì)數(shù)

14、器清零。設(shè)：A：主干道車輛情況，有車為“1”，無車為“0”B：支干道車輛情況，有車為“1”，無車為“0”C：45秒定時(shí)信號(hào)，45秒定時(shí)已到為“1”，45秒定時(shí)未到為“0”D：25秒定時(shí)信號(hào)，25秒定時(shí)已到為“1”，25秒定時(shí)未到為“0”E：5秒定時(shí)信號(hào)，5秒定時(shí)已到為“1”，5秒定時(shí)未到為“0” S0S1S2S3BAC=0BAC=1E=0E=1BAD=1BAD=0E=0E=1狀態(tài)編碼： S0=00 S1=01 S2=11 S3=10若選JK觸發(fā)器，其輸出為Q2 Q1則狀態(tài)表為： A B C D E Q2n Q1n Q2n+1 Q1n+1 x 0 x x x 0 0 0 0 1 1 0 x x

15、0 0 0 0 0 1 x x x 0 0 0 1 1 1 1 x x 0 0 0 1 x x x x 0 0 1 0 1 x x x x 1 0 1 1 1 1 1 x 0 x 1 1 1 1 0 1 x x x 1 1 1 1 x 0 x x x 1 1 1 0 x x x x 0 1 0 1 0 x x x x x 1 0 0 0維持S0 45秒定時(shí)由S0S1維持S1由S1S2維持S2 由S2S3 維持S3 由S3S05秒定時(shí)25秒定時(shí)5秒定時(shí)從狀態(tài)表得狀態(tài)方程得觸發(fā)器驅(qū)動(dòng)方程：nnnnnQEQEQQQ211212)()()(212111DABQQCABQQQnnnnn)(21CABQJ

16、n)(21DABQKnnEQJ12EQKn1245S、25S、5S定時(shí)器CP脈沖驅(qū)動(dòng)方程脈沖CPEQQBAQQCP)(121245脈沖CPEQQBQQCP121225脈沖CPQQCP215則主控電路和各定時(shí)電路如圖1-5-3所示計(jì)數(shù)器驅(qū)動(dòng)脈沖如圖1-5-4所示 譯碼驅(qū)動(dòng)電路真值表 譯碼驅(qū)動(dòng)電路如圖1-5-5所示 此例也可以完全由Verilog HDL文件完成 具有四種信號(hào)燈的交通燈控制器 設(shè)計(jì)一個(gè)具有四種信號(hào)燈的交通燈控制器。設(shè)計(jì)要求是：由一條主干道和一條支干道匯合成十字路口，在每個(gè)入口處設(shè)置紅、綠、黃、左拐允許四盞信號(hào)燈，紅燈亮禁止通行，綠燈亮允許通行，黃燈亮則給行駛中的車輛有時(shí)間停在禁行線

17、外，左拐燈亮允許車輛向左拐彎。信號(hào)燈變換次序?yàn)椋褐髦Ц傻澜惶嬖试S通行，主干道每次放行40S，亮5S紅燈讓行駛中的車輛有時(shí)間停到禁行線外，左拐放行15秒，亮5S紅燈；支干道放行30S，亮5S黃燈，左拐放行15秒，亮5S紅燈。各計(jì)時(shí)電路為倒計(jì)時(shí)顯示。系統(tǒng)框圖如圖4-7-1所示 彩燈控制器任務(wù)與要求 設(shè)計(jì)一個(gè)彩燈控制器，使彩燈LED管能連續(xù)發(fā)出四種以上不同的顯示形式； 隨著彩燈顯示圖案的變化，發(fā)出不同的音響聲?？傮w設(shè)計(jì)方案 彩燈顯示的不同形式可由不同進(jìn)制計(jì)數(shù)器驅(qū)動(dòng)LED顯示完成； 音響由不同頻率CP脈沖驅(qū)動(dòng)揚(yáng)聲器形成。簡(jiǎn)易電子琴任務(wù)與要求 設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)易電子琴； 利用實(shí)驗(yàn)箱的脈沖源產(chǎn)生1，2，3，。共7個(gè)或14個(gè)音階信號(hào)； 用指示燈顯示節(jié)拍； *能產(chǎn)生顫音效果；出租車自動(dòng)計(jì)費(fèi)器任務(wù)與要求 設(shè)計(jì)一個(gè)出租車自動(dòng)計(jì)費(fèi)器，具有行車?yán)锍逃?jì)費(fèi)、等候時(shí)間計(jì)費(fèi)、及起價(jià)三部分，用四位數(shù)碼管顯示總金額，最大值為99。99元； 行車?yán)锍虇蝺r(jià)1元/公里，等候時(shí)間單價(jià)0。5元/10分鐘，起價(jià)3元3公里起價(jià)均能通過人工輸入。總體設(shè)計(jì)方案 行車?yán)锍痰挠?jì)費(fèi)電路將汽車行駛的里程數(shù)轉(zhuǎn)換成與之成正比的脈沖數(shù)，然后由計(jì)數(shù)譯碼電路轉(zhuǎn)換成收費(fèi)金額，實(shí)驗(yàn)中以一個(gè)脈沖模擬汽車前進(jìn)十米，則每100個(gè)脈沖表示1公里，然后用BCD碼比例乘法器將里程脈沖乘以每公里單價(jià)的比例系數(shù)，比例系數(shù)可由開關(guān)預(yù)置。例如單