1、 自動化專業(yè)數(shù)字電子技術(shù)課程設(shè)計指導(dǎo)書自動化教研室2011年11月、課程設(shè)計目的課程設(shè)計是在教學(xué)實驗的基礎(chǔ)上進行的一次大規(guī)模綜合性實驗，作為數(shù)字電子技術(shù)課程的重要組成部分， 目的是使學(xué)生進一步理解課程內(nèi)容， 基本掌握數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計和調(diào)試的方法，增加集成電路應(yīng)用知識，培養(yǎng)學(xué)生實際動手能力以及分析、解決問題的綜合能力。按照本學(xué)科教學(xué)培養(yǎng)計劃要求， 在學(xué)完專業(yè)基礎(chǔ)課電路原理、 模擬電子技術(shù)和數(shù)字電子技術(shù)課程后， 應(yīng)進行課程設(shè)計， 其目的是使學(xué)生更好地鞏固和加深對基礎(chǔ)知識的理解，學(xué)會設(shè)計中小型數(shù)字系統(tǒng)的方法， 獨立完成調(diào)試過程， 增強學(xué)生理論聯(lián)系實際的能力， 提高學(xué)生電路分析和設(shè)計能力。 通過實踐教學(xué)引

2、導(dǎo)學(xué)生在理論指導(dǎo)下有所創(chuàng)新，為專業(yè)課的學(xué)習(xí)和日后工程實踐奠定基礎(chǔ)。、課程設(shè)計內(nèi)容與要求1教學(xué)基本要求要求學(xué)生獨立完成選題設(shè)計，掌握數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計方法；完成系統(tǒng)的組裝配及調(diào)試工作；在課程設(shè)計中要注重培養(yǎng)工程質(zhì)量意識，寫出課程設(shè)計報告包括調(diào)試中出現(xiàn)異?，F(xiàn)象的分析和討論。教師應(yīng)事先準(zhǔn)備好課程設(shè)計任務(wù)書、指導(dǎo)學(xué)生查閱有關(guān)資料， 安排適當(dāng)?shù)臅r間進行答疑，幫助學(xué)生解決課程設(shè)計過程中的問題。2能力培養(yǎng)要求1）通過查閱手冊和有關(guān)文獻資料培養(yǎng)學(xué)生獨立分析和解決實際問題的能力。2）通過實際電路方案的分析比較、設(shè)計計算、元件選取、安裝調(diào)試等環(huán)節(jié)，掌握簡單實用電路的分析方法和工程設(shè)計方法。3）掌握常用儀器設(shè)備的使用方法

3、，學(xué)會簡單的實驗調(diào)試，提高動手能力。4）綜合應(yīng)用課程中學(xué)到的理論知識去獨立完成一個設(shè)計任務(wù)。5）培養(yǎng)嚴(yán)肅認(rèn)真的工作作風(fēng)和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度。三、數(shù)字系統(tǒng)的設(shè)計方法數(shù)字電路系統(tǒng)通常是由組合邏輯和時序邏輯功能部件組成的，而這些功能部件又可以有 各種各樣的SSI（小規(guī)模卜MSI（中規(guī)模卜LSI（大規(guī)模）器件組成。數(shù)字電路系統(tǒng)的設(shè)計方法有試湊法和自上而下法。下面就這兩種方法作簡要介紹。然后用組1、數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計的試湊法或者直接選擇合適的這種方法的基本思想是： 把系統(tǒng)的總體方案分成若干個相對獨立的功能部件， 合邏輯電路和時序邏輯電路的設(shè)汁方法分別設(shè)汁并構(gòu)成這些功能部件， 路 SSI、 MSI 、 LSI 器件

4、實現(xiàn)上述功能，最后把這些已經(jīng)確定的部件按要求拼接組合起來， 便構(gòu)成完整的數(shù)字系統(tǒng)。近幾年來， 隨著中、 大規(guī)模集成電路的迅猛發(fā)展 許多功能部件如數(shù)據(jù)選擇器、 譯碼器、計數(shù)器和移位寄存器等器件已經(jīng)大量生產(chǎn)并廣泛使用。沒有必要再按照組合邏輯電路和時序邏輯電路的設(shè)計方法來設(shè)計這些電路， 可以直接用這些部件來構(gòu)成完整的數(shù)字系統(tǒng)。 對于 些規(guī)模不大，功能不太復(fù)雜的數(shù)字系統(tǒng)，選用中、大規(guī)模器件，采用試湊法設(shè)計，具有設(shè)計 過程簡單、電路調(diào)試方便、性能穩(wěn)定可靠等優(yōu)點。因此目前仍被廣泛使用。試湊法并不是盲目的，通常按下面具體步驟進行。1）分析系統(tǒng)的設(shè)計要求， 確定系統(tǒng)的總體方案 ，消化設(shè)計任務(wù)書，明確系統(tǒng)的功能

5、。如數(shù)據(jù)的輸入輸出方式， 系統(tǒng)需要完成的處理任務(wù)等。 擬定算法， 即選定實現(xiàn)系統(tǒng)功能所遵 循的原理和方法。2）劃分邏輯單元， 確定初始結(jié)構(gòu)， 建立總體邏輯圖，邏輯單元劃分可采用由粗到細(xì)的 方法， 先將系統(tǒng)分為處理器和控制器， 再按處理任務(wù)或控制功能逐一劃分。 邏輯單元大小要 適當(dāng)，以功能比較單一，易于實現(xiàn)且便于進行方案比較為原則。3）選擇功能部件去構(gòu)成， 將上面劃分的邏輯單元進一步分解成若干相對獨立模塊，便直接選用標(biāo)準(zhǔn) SSI、MSI、LSI器件來實現(xiàn)。器件的選擇應(yīng)盡量選用MSI和LSI。這樣可提高電路的可靠件，便于安裝調(diào)試，簡化電路設(shè)計。4）將功能部件組成數(shù)字系統(tǒng)， 連接各個模塊，繪制總體電

6、路圖。 畫圖時應(yīng)綜合考慮各 功能之間的配合問題，如時序的協(xié)調(diào)、負(fù)載和匹配，競爭與冒險的消除、初始狀態(tài)的設(shè)置、 電路的啟動等等。2、數(shù)字系統(tǒng)自上而下的設(shè)汁方法自上而下 （ 或自頂向下 ）的設(shè)計方法適合于規(guī)模較大的數(shù)字系統(tǒng)。由于系統(tǒng)的輸入變量、狀態(tài)變量和輸出變量的數(shù)目較多， 很難用真值表、 卡諾圖、 狀態(tài)表和狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖等來完整地、 清晰地描述系統(tǒng)的邏輯功能，需要借助于某些工具對所設(shè)計的系統(tǒng)功能進行描述。通常采用的工具有：邏輯流程圖、算法狀態(tài)機 ASM 流程圖（ Algorithmic State Machine chart)、助記文件狀態(tài)圖(Mnemonic Documented State Di

7、agrams )等。這種方法的基本思想是：把規(guī)模較大的數(shù)字系統(tǒng)從邏輯上劃分為控制器和受控制器電路兩大部分，采用邏輯流程圖或ASM圖或MDS圖來描述控制器的控制過程，并根據(jù)控制器及受控制電路的邏輯功能，選擇適當(dāng)?shù)腟SI、MSI功能器件來實現(xiàn)。而控制器或受控制器本身又分別可以看成一個子系統(tǒng)，所以邏輯劃分的工作還可以在控制器或受控制器內(nèi)部多重 進行。按照這種沒計思想，一個大的數(shù)字系統(tǒng)，首先被分割成屬于不同層次的許多子系統(tǒng), 再用具體的硬件實現(xiàn)這些子系統(tǒng)，最后把它們連接起來，得到所要求的完整的數(shù)字系統(tǒng)。自上而下設(shè)計方法的步驟如下:(1 )明確待設(shè)計系統(tǒng)的邏輯功能;擬定數(shù)字系統(tǒng)的總體方案;并規(guī)定其具體的

8、邏輯要求,邏輯劃分，即把系統(tǒng)劃分成控制器和受控電路兩大部分,但不涉及具體的硬件電路，如圖一所示:CP控制f占Vt1 1-41控制器1-*受程電躋11數(shù)據(jù)出向夕卜部輸出部輸A圖一數(shù)字系統(tǒng)的邏輯劃分SSI、MSI、LSI(4 )設(shè)計受控電路及控制器。受控電路可以根據(jù)其邏輯功能選樣合適的功能部件來實現(xiàn)，而控制器由于是一個較復(fù)雜的時序邏輯系統(tǒng)，很難用傳統(tǒng)的狀態(tài)圖或狀態(tài)表來描述其邏輯功能。如果采用A5M圖或MDS圖來描述控制器的邏輯功能，再通過程序設(shè)計反復(fù)比較判斷各種方案，則不可受條件限制地導(dǎo)出控制器的最注方案?，F(xiàn)代數(shù)字系統(tǒng)的 設(shè)計，可以用EDA工具、選擇PLD器件來實現(xiàn)電路沒汁。這是可以將上面的描述直

9、接轉(zhuǎn)換成EDA工具使用硬件描述語言送入汁算機，由EDA完成邏輯描述、邏輯綜合及仿真等工作，完成電路設(shè)計。自上向下的設(shè)計過程并非處一個線性過程，在下一級定義和描述中往往會發(fā)現(xiàn)上一級的定義和描述中的缺陷或錯漏，因此必須對上一級的定義和描述加以修正，使其更真實地反 映系統(tǒng)的要求和客觀的可能性。整個設(shè)計過程是一個反復(fù)修改和補充的過程。衡量設(shè)計的標(biāo)準(zhǔn)是：工作穩(wěn)定可靠，能達到所要求的性能指標(biāo)，并留有適當(dāng)?shù)脑Ａ浚?電路簡單、成本低；功耗低；所采用元器件的品種少、體積小且貨源充足；便于生產(chǎn)、測試 和維修等。四、課程設(shè)計報告的基本格式課程設(shè)計報告要給出結(jié)構(gòu)框圖，對總體設(shè)計思想進行闡述，并給出每個單元邏輯電路 且

10、論述其工作原理，文字說明部分要求內(nèi)容完整，言簡意賅，書寫工整。電路圖規(guī)范、邏輯 關(guān)系正確，表達完整清楚。其基本內(nèi)容與要求如下：1. 課題名稱。2. 設(shè)計內(nèi)容及要求。根據(jù)功能要求構(gòu)建總體設(shè)計思想，比較和選定設(shè)計的系統(tǒng)方案，確定整個電路的組成以 及各單元電路完成的功能，畫出系統(tǒng)框圖。單元電路的設(shè)計、參數(shù)計算、器件選擇及介紹。，說明電路的工作原理，列出畫出完整的總體電路設(shè)計圖（器件型號、元件參數(shù)應(yīng)標(biāo)出） 元器件清單。硬件電路安裝、調(diào)試。調(diào)試方法技巧，測試結(jié)果，調(diào)試中出現(xiàn)的問題、原因及解決方法?？偨Y(jié)設(shè)計電路的特點和方案的優(yōu)缺點。收獲、體會。列出參考文獻。五、課程設(shè)計考核1每位（組）學(xué)生獨立進行電路設(shè)計

11、，在畫出基本電路圖并經(jīng)理論驗證無錯誤后方可進入實驗室完成電路元器件的安裝、調(diào)試工作。每位學(xué)生上交一份課程設(shè)計報告。2. 在檢驗設(shè)計作品時對學(xué)生所設(shè)計的內(nèi)容和相關(guān)知識進行質(zhì)疑和答辯。3. 根據(jù)電路設(shè)計和電路調(diào)試情況以及課程設(shè)計報告、質(zhì)疑成績、課程設(shè)計過程表現(xiàn)，由指 導(dǎo)教師按優(yōu)、良、中、及格、不及格評定成績。六、課程設(shè)計選題設(shè)計題目一：汽車尾燈控制電路、設(shè)計目的1.掌握尾燈控制電路的設(shè)計、組裝與調(diào)試方法。2.掌握計數(shù)器、譯碼器的工作原理。3.加深對開關(guān)、計數(shù)、顯示、譯碼電路的理解。3個指示燈（用發(fā)光二極管模3個指示燈按右循環(huán)順序點亮;二、設(shè)計任務(wù)設(shè)計一個汽車尾燈控制電路，要求汽車尾部左右兩側(cè)各有擬

12、），當(dāng)在汽車正常運行時指示燈全滅；在右轉(zhuǎn)彎時，右側(cè)在左轉(zhuǎn)彎時，左側(cè) 3個指示燈按左循環(huán)順序點亮；在臨時剎車時，所有指示燈同時點亮。三、參考設(shè)計方案分析以上設(shè)計任務(wù)，由于汽車左轉(zhuǎn)彎或右轉(zhuǎn)彎時,3個指示燈循環(huán)點亮，所以用三進制計數(shù)器控制譯碼器電路順序輸出低電平，從而控制尾燈按要求點亮。由此得出在每種運行狀態(tài)下，各指示燈與給定條件間的關(guān)系，即邏輯功能表1-1所示。汽車尾燈控制電路設(shè)計總體框圖如圖1-1所示，汽車尾燈示意圖如圖1-2所示。汽車尾燈和汽車運行狀態(tài)表1-1開關(guān)控制汽車運行狀態(tài)右轉(zhuǎn)尾燈左轉(zhuǎn)尾燈S1S2R1R2R3L1L2L30 0正常運行燈滅燈滅0 1右轉(zhuǎn)彎按R1R2R3順序循環(huán)點亮燈滅1

13、0左轉(zhuǎn)彎燈滅按L1L2L3順序循環(huán)點亮1 1臨時剎車所有尾燈冋時點亮顯示驅(qū)動電路譯碼電路開關(guān)控制電路三進制計數(shù)器圖1-1汽車尾燈控制電路設(shè)計總體框圖IO Q IO 60】控制部分圖1-2汽車尾燈示意圖四、可用元器件(可參考附錄)計數(shù)器74160/161，譯碼器74LS138，顯示數(shù)碼管，開關(guān)按鈕等。五、設(shè)計要求確定總體設(shè)計方案畫出總方框圖，劃分各單元電路的功能，并進行單元電路的設(shè)計,畫出邏輯圖。(2)選擇元器件型號，確定元器件的參數(shù)。畫出總邏輯圖和裝配圖，并在實驗板上組裝電路。自擬調(diào)整測試方法步驟，并進行電路調(diào)試，使其達到設(shè)計要求。寫出總結(jié)報告。設(shè)計題目二：自動循環(huán)計數(shù)器一、設(shè)計目的1.熟練掌

14、握計數(shù)器的應(yīng)用。2.加深對加減循環(huán)計數(shù)和顯示電路的理解。二、設(shè)計任務(wù)1.用集成計數(shù)器實行 39自動循環(huán)計數(shù)。2.電路能實現(xiàn)39加法和39減法循環(huán)計數(shù)。3.輸出用數(shù)碼顯示。三、參考設(shè)計方案分析設(shè)計任務(wù)，該系統(tǒng)由加減控制模塊、 可逆計數(shù)器、譯碼顯示模塊構(gòu)成。完成由加法 計數(shù)自動轉(zhuǎn)向減法計數(shù)。 可逆計數(shù)器實現(xiàn)加法、 減法計數(shù)功能。加減控制模塊可由門電路組 成的基本RS觸發(fā)器和其它控制門電路構(gòu)成。譯碼顯示模塊完成該結(jié)果的數(shù)字顯示。自動循環(huán)計數(shù)器設(shè)計框圖如圖2-1所示。圖2-1自動循環(huán)計數(shù)器設(shè)計框圖四、可用器件(可參考附錄)可逆計數(shù)器74LS190、譯碼器74LS138、數(shù)碼顯示管及必要門電路等 五、設(shè)

15、計要求確定總體設(shè)計方案畫出總方框圖，劃分各單元電路的功能，并進行單元電路的設(shè)計, 畫出邏輯圖。(2)選擇元器件型號。畫出總邏輯圖和裝配圖，并在實驗板上組裝電路。進行電路調(diào)試，使其達到設(shè)計要求。寫出總結(jié)報告。對于有主支干道之分的十字設(shè)計題目三 : 交通信號燈定時控制系統(tǒng)交通信號燈是指揮行人和各種車輛的安全運行的重要工具， 路口，要求主干道通行的時間比支干道長。 本課題將設(shè)計一個主支干道十字路口交通信號燈 定時控制系統(tǒng)。一、設(shè)計目的掌握主支干道十字路口交通信號燈定時控制系統(tǒng)的設(shè)計方法。掌握定時電路、計數(shù)譯碼顯示、秒脈沖發(fā)生器燈電路的設(shè)計方法。3. 熟悉中規(guī)模集成計數(shù)器CD4029 的功能，并能正確

16、應(yīng)用。二、設(shè)計要求1）主、支干道交替通行，主干道每次放行30s，支干道每次放行20s。(2)綠燈亮表示可以通行，紅燈亮表示禁止通行。每次綠燈變紅燈時黃燈先亮5s（此時另一干道上的紅燈不變）。十字路口要有數(shù)字顯示，作為時間提示，以便人們更直觀地把握時間。具體要求主支 干道通行時間及黃燈亮的時間均以秒為單位進行減計數(shù)。5）在黃燈亮?xí)r，原紅燈按 1Hz 的頻率閃爍。6）要求主、支干道通行時間及黃燈亮的時間均可在099s內(nèi)任意設(shè)定。7）用發(fā)光二極管模擬紅綠黃交通燈。三、交通信號燈定時控制系統(tǒng)的基本原理和參考設(shè)計方案交通信號燈定時控制系統(tǒng)的組成框圖如圖 3-1 所示。狀態(tài)控制器主要用于記錄十字路口交通信

17、號燈的工作狀態(tài)， 通過狀態(tài)譯碼器分別點亮相應(yīng)狀態(tài)的信號燈。秒信號發(fā)生器用以產(chǎn)生整個定時系統(tǒng)的時基脈沖， 通過減法計數(shù)器對秒脈沖進行減計數(shù)，達到控制每一種工作狀態(tài)的持續(xù)時間。 減法計數(shù)器的回零脈沖使?fàn)顟B(tài)控制器完成狀態(tài)轉(zhuǎn)換，同時狀態(tài)譯碼器根據(jù)系統(tǒng)下一個工作狀態(tài)決定計數(shù)器下一此減計數(shù)的初始值。減法計數(shù)器的狀態(tài)由BCD 譯碼器譯碼，由數(shù)碼管顯示。再黃燈亮期間，狀態(tài)譯碼器將妙脈沖引入紅燈控制電路，使紅燈閃爍。支干道信號燈主干道宿號燈h H_I紅打閃爍控制 I圖3-1交通信號燈定時控制系統(tǒng)組成框圖根據(jù)設(shè)計要求，各交通信號燈的工作順序流程如圖3-2所示。交通信號燈4種不同的狀態(tài)分別用S0（主綠燈亮，支紅燈亮

18、 卜Si（主黃燈亮.支紅燈閃爍）、S2（主紅燈亮，支綠燈亮 卜S3（主紅燈閃爍，支黃燈亮）表示，其狀態(tài)編碼及狀態(tài)轉(zhuǎn)換如圖3-3所示。顯然，這是一個二位二進制計數(shù)器， 可采用中規(guī)模集成計數(shù)器 CD4029構(gòu)成狀態(tài)控制器,電路如圖3-4所示。根據(jù)設(shè)計要求，交通信號燈控制系統(tǒng)要有一個能自動裝入不同定時時間的定時器，以完成30s, 20s, 5s的定時任務(wù)。該定時器可由兩片CD4029構(gòu)成的二位十進制可預(yù)置減法計數(shù)器完成，時間狀態(tài)由兩片 74LS48和兩只LED數(shù)碼管對減法計數(shù)器進行譯碼顯示，預(yù)置道減法計數(shù)器的時間常數(shù)通過三片8路雙向三態(tài)門74LS245來完成。三片74LS245的輸入數(shù)據(jù)分別接入 3

19、0,20,5三個不同的數(shù)字，任一輸入數(shù)據(jù)道減法計數(shù)器的置入都由狀態(tài)譯碼器的輸出信號控制不同74LS245的選通信號來實現(xiàn)。四、參考器件減法計數(shù)器CD4029 :是一個CMOS電路二進制/十進制異步置數(shù)的可逆計數(shù)器，其功能強大，引腳排列如圖3-5所示，功能如表3-1所示。若要實現(xiàn)多級級聯(lián)，只需將前級計數(shù)器的進/借位信號輸出CO連到下級計數(shù)器的計數(shù)控制端CI即可。3-6。三態(tài)輸出的8總線收發(fā)驅(qū)動器74LS245 :弓I腳圖和功能表見圖譯碼器74LS48、顯示管等。3伽未到5只未到M末到圖3-2交通信號燈工作順序流程圖圖3-3交通信號燈狀態(tài)編碼及狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖5EoB/D LMdJuwDt PnPl0*

20、- &圖3-4交通信號燈狀態(tài)控制器電路訃0PQ； f E QURfvDa i J I L_t_I斛 I? MH 10 叩CORM45 ftr 7 Sr r 1 廠工4H廠1 f Q. E Dfl a On GNO圖3-5 CD4029引腳圖表3-1 CD4029功能表0tn0-_-_r_r I-W*-_ - _ -a c(10J(I000電制冊計敢I逍）M加許二進I進制威tt數(shù)匚匚匚匚匚匚匚匚匚匚 R1234567S D aaaaaaaan E G74LS24511=IG 二I Bl 二1B2 B3 二JB4Z3B5 B6 ZZIB7ZIBS功能表G他能）DJR（方向控制）操柞LLB瑞進至Ai

21、SLH盤端送金B(yǎng)端HX不傳送圖3-6 74LS245的引腳圖和功能表五、設(shè)計要求（1）確定總體設(shè)計方案，畫出總方框圖。（2 ）戈匸分各單元電路的功能，并進行單元電路的設(shè)計，畫出邏輯圖。選擇元器件型號。畫出總邏輯圖并在實驗板上組裝電路。進行電路調(diào)試，使其達到設(shè)計要求。寫出總結(jié)報告。設(shè)計題目四籃球競賽30秒計時器、設(shè)計目的掌握計時器的設(shè)計方法。掌握計數(shù)器、譯碼器的用法。學(xué)會設(shè)計脈沖發(fā)生電路、控制電路、報警電路。二、設(shè)計任務(wù)1 . 30秒計時器具有顯示 30秒的計時功能。2 .系統(tǒng)設(shè)置外部操作開關(guān)，控制計時器的直接清零、啟動和暫停/連續(xù)功能。計時器為30秒遞減計時，其計時間隔為 1秒。4 .當(dāng)計時器

22、遞減計時到零時，數(shù)碼顯示器不能滅燈，應(yīng)發(fā)出光電報警信號。三、參考設(shè)計方案分析設(shè)計任務(wù)，該系統(tǒng)包括秒脈沖發(fā)生器、計數(shù)器、譯碼顯示電路、輔助時序控制電路（簡稱控制電路）和報警電路等5個部分構(gòu)成。其中，計數(shù)器和控制電路是系統(tǒng)的主要部分。計數(shù)器完成30s計時功能，而控制電路具有直接控制計數(shù)器的啟動計數(shù)、暫停/連續(xù)計數(shù)、譯碼顯示電路的顯示和滅燈功能。為了滿足系統(tǒng)的設(shè)計要求，在設(shè)計控制電路時，應(yīng)正確處 理各個信號之間的時序關(guān)系。在操作直接清零開關(guān)時，要求計數(shù)器清零，數(shù)碼顯示器滅燈。當(dāng)啟動開關(guān)閉合時，控制電路應(yīng)封鎖時鐘信號CP,同時計數(shù)器完成置數(shù)功能，譯碼顯示電路顯示30s字樣；當(dāng)啟動開關(guān)斷開時，計數(shù)器開始

23、計數(shù)；當(dāng)暫停/連續(xù)開關(guān)撥在暫停位置上時，計數(shù)器停止計數(shù)，處于保持狀態(tài)；當(dāng)暫停/連續(xù)開關(guān)撥在連續(xù)時，計數(shù)器繼續(xù)遞減計數(shù)。另外，外部操作開關(guān)都應(yīng)采取去抖動措施，以防止機械抖動造成電路工作不穩(wěn)定。系統(tǒng)設(shè)計4-2所示。框圖如圖4-1所示。籃球競賽30秒計時器參考電路如圖30秒計時器系統(tǒng)設(shè)計框圖圖4-1*?vBo IInjmQ Qi Qi QBOCP,74LSJ93BO,*JV啟LbCP*CR DjDjDjDi5 v1!廠麗7LS4apf_ Qt Oj Q Qi 盹(X7(LS93CB15rTwLDCUflKl0. , D 0IC q iL+ JV10CIV 二 TVCR 氏 6 R piCP1*01

24、1 * I *四、參考器件i *kn牛&TVg.lko圖4-2籃球競賽30秒計時器參考電路555TkOUuf*5VIhQG I:巨計數(shù)器74LS192、CC40161、譯碼器74LS48、顯示管、觸發(fā)器、555定時器及一些門電路等。五、設(shè)計要求(1)確定總體設(shè)計方案畫出總方框圖，明確各單元電路的功能，進行單元電路的設(shè)計,畫出邏輯圖。選擇元器件確定型號。畫出總邏輯圖和裝配圖，并在實驗板上組裝電路。進行電路調(diào)試，使其達到設(shè)計要求。寫出總結(jié)報告。設(shè)計題目五 : 拔河游戲機控制器、設(shè)計目的1. 掌握拔河游戲機控制器的設(shè)計方法和調(diào)試過程。2. 掌握計數(shù)器和譯碼器的用法。3. 加深對模塊化設(shè)計方法的理解。

25、二、設(shè)計任務(wù)設(shè)計一個能進行拔河游戲的控制電路。 電路使用 9 個發(fā)光二極管表示拔河的 “電子繩”，開機后只有中間一個發(fā)亮， 此即拔河的中心點。 游戲甲乙雙方各持一個按鈕迅速地、不斷地按動產(chǎn)生脈沖，誰按得快，亮點向誰方向移動，每按一次，亮點移動一次。亮點移到任一方終端發(fā)光二極管，這一方就獲勝，此時雙方按鈕均無作用，輸出保持，只有復(fù)位后才使亮點恢復(fù)至中心點，由裁判下達比賽命令后，甲乙雙方才能輸入信號，否則輸入信號無效。三、參考設(shè)計方案該控制系統(tǒng)由輸入、 輸出和控制器模塊構(gòu)成。 輸入模塊完成裁判啟動命令和兩個按鈕信號的輸入， 其邏輯關(guān)系由門電路實現(xiàn)； 控制器模塊完成對輸入脈沖信號的統(tǒng)計，由可預(yù)置加減

26、計數(shù)器構(gòu)成 （如 74LSl93） ，其預(yù)置數(shù)為 0100，作為加減計數(shù)的起點，加減計數(shù)的脈沖源分別取自兩個按鈕信號， 計數(shù)器輸出狀態(tài)變量進入輸出模塊； 輸出模塊完成計數(shù)器統(tǒng)計信號的翻譯 （可由 4 16線譯碼器 74LSl54 完成）與顯示 （可由發(fā)光二極管完成 ）并給出一個此次比賽結(jié)束信號。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖如圖 5-1 所示。IIIANAN2四、入鹹!1114K1 t 1VoJW/S!1*YtMEp1V碼CPu計111di*11LV4|ft141*911r1Y?CPp91111!|1fl11I ft I 左I :亠 ! ILL圖5-1拔河游戲機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖參考器件(可參考附錄)IOnOx.Oh

27、加減計數(shù)器、顯示譯碼器、數(shù)碼管及一些門電路等 五、設(shè)計要求(1)確定總體設(shè)計方案畫出總方框圖。(2)各單元電路的功能，并進行單元電路的設(shè)計，畫出邏輯圖。確定元器件型號。畫出總邏輯圖和裝配圖，并在實驗板上組裝電路。進行電路調(diào)試，使其達到設(shè)計要求。寫出總結(jié)報告。設(shè)計題目六彩燈控制系統(tǒng)、設(shè)計目的學(xué)會將一個實際情況抽象為邏輯電路的邏輯狀態(tài)的方法。掌握計數(shù)、譯碼、顯示綜合電路的設(shè)計與調(diào)試方法。掌握實際輸出電路不同要求的實現(xiàn)方法。二、設(shè)計任務(wù)八路彩燈顯示系統(tǒng)，該系統(tǒng)實現(xiàn)以下功能:八路彩燈從左向右逐次漸亮，間隔為1秒。八路彩燈從右向左逐次漸滅，間隔為1秒。3.八路彩燈同時點亮，時間為0.5秒，然后同時變暗，

28、時間為 0.5秒，反復(fù)4次。三、設(shè)計原理與設(shè)計參考方案分析以上設(shè)計任務(wù)，該控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖如圖 6-1所示。其中脈沖源采用秒脈沖發(fā)生器,用以提供頻率為1 Hz的時鐘信號，也可由555振蕩電路提供，改變 555的振蕩頻率，即可改變計數(shù)器的計數(shù)快慢；分頻器將1Hz的時鐘信號四分頻，用以產(chǎn)生0.15Hz （即4s）的時鐘信號；節(jié)拍控制器產(chǎn)生三個節(jié)拍循環(huán)的控制信號，可由計數(shù)器來完成：節(jié)拍程序執(zhí)行器完成 在每個節(jié)拍下的系統(tǒng)動作，即數(shù)據(jù)的左移、右移和送數(shù)功能，可以使用雙向移位寄存器74LSI94完成，也可用計數(shù)器控制譯碼器譯碼得到不同的輸出信號，決定控制彩燈的循環(huán)變化；顯示電路完成系統(tǒng)循環(huán)演示的指示，可以

29、用發(fā)光二極管模擬。555定時器、7490計數(shù)器和上面提出了兩種不同的設(shè)計方案，下圖6-2是采用其中一個設(shè)計方案設(shè)計的一個8彩燈循環(huán)顯示的控制電路，彩燈由發(fā)光二極管模擬替代，該電路由138譯碼器組成。7490計數(shù)器的時鐘信號由555振蕩電路提供，振蕩頻率的改變可控制彩燈閃爍的快慢。計數(shù)器輸出信號輸入到譯碼器，根據(jù)計數(shù)器輸出不同的計數(shù)結(jié)果，即可控制譯碼器一起得到8種不同的輸出信號， 決定控制彩燈的循環(huán)變化。顯然，不同的計數(shù)器和譯碼器電路，得到的是不同的彩燈循環(huán)控制結(jié)果。若譯碼器不變，在計數(shù)器的控制端輸入不同的控制信號，進行不同的計數(shù)，則在輸出斷可見不同的彩燈循環(huán)輸出，可根據(jù)設(shè)計要求來確定方案。圖6

30、-1彩燈控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖圖6-2八路彩燈循環(huán)電路V爲(wèi)17阿 ABXGGOyGCKBCKAR01NCRO2QANCQDVCCGNDR91QBR92QC四、參考器件(可參考附錄)555定時器、計數(shù)器、雙向移位寄存器、顯示譯碼器、數(shù)碼顯示管、發(fā)光二極管及一些門電路等。五、設(shè)計要求(1)確定總體設(shè)計方案畫出總方框圖，確定各單元電路的功能，進行單元電路的設(shè)計,畫出邏輯圖。選擇元器件型號。畫出總邏輯圖和裝配圖，并在實驗板上組裝電路。進行電路調(diào)試，使其達到設(shè)計要求。寫出總結(jié)報告。設(shè)計題目七：燈光顯示電路、設(shè)計目的掌握計數(shù)、譯碼、顯示驅(qū)動電路的設(shè)計與調(diào)試方法。根據(jù)不同的要求實現(xiàn)不同的輸出。二、設(shè)計任務(wù)三個彩燈

31、紅、綠、黃循環(huán)顯示。彩燈顯示的狀態(tài)表如表7-1所示。表7-1彩燈顯示的狀態(tài)表CPRGY00001001201031004111510060107001三、參考設(shè)計方案根據(jù)彩燈顯示的狀態(tài)表分析，該電路由計數(shù)器、顯示譯碼模塊、顯示驅(qū)動電路構(gòu)成。計由發(fā)光數(shù)器實現(xiàn)000-111狀態(tài)的輸出，顯示譯碼模塊把計數(shù)器的輸出轉(zhuǎn)換成彩燈顯示狀態(tài),二極管顯示輸出。彩燈顯示電路框圖如圖7-1所示?？蓞⒖忌弦贿x題的電路設(shè)計方案。圖7-1彩燈顯示電路框圖四、參考器件（可參考附錄）計數(shù)器、顯示譯碼器、數(shù)碼顯示管及一些門電路等。五、設(shè)計要求（1） 確定總體設(shè)計方案畫出總方框圖。2）確定各單元電路的功能，進行單元電路的設(shè)計，畫

32、出邏輯圖。(3)確定元器件，選擇型號。(4)畫出總邏輯圖和裝配圖，并在實驗板上組裝電路。(5)進行電路調(diào)試，達到設(shè)計要求。(6)寫出總結(jié)報告。設(shè)計題目八 : 乒乓球比賽游戲機電路移位寄存器、 計數(shù)器、 譯碼器時常用的中規(guī)模集成的數(shù)字電路， 本課題將以此來設(shè)計一 個乒乓球比賽游戲機電路， 以模擬乒乓球比賽過程， 其中包括計分顯示及得分聲音提醒的功 能。一、設(shè)計目的1. 掌握設(shè)計乒乓燈游戲控制系統(tǒng)的方法。2. 熟練掌握移位寄存器、計數(shù)器、譯碼器的用法。在已學(xué)知識的基礎(chǔ)上，根據(jù)實際情況融會貫通。二、設(shè)計任務(wù)1）設(shè)計一個由甲、乙雙方參賽，裁判參與的乒乓球比賽游戲模擬機。2）用八只（或更多）排成長串的指

33、示燈（發(fā)光二極管）用來代表球的軌跡，其中一個亮的指示燈用來顯示球的當(dāng)前位置， 用一個時鐘脈沖源使點亮的指示燈依次從左向右， 從右向左移動，其速度應(yīng)能調(diào)節(jié)，一般為 1s 轉(zhuǎn)換一次。3）用兩個按鈕開關(guān)作為球拍，甲乙兩人參加比賽。當(dāng)球到達甲方時，應(yīng)立即按動開），表示回球，關(guān)（電路應(yīng)只能響應(yīng)按鈕信號的前沿，若重復(fù)按動或持續(xù)按下去，將不起作用球到達乙時，同樣也應(yīng)立即按動乙方的開關(guān)， 將球回?fù)舻綄Ψ饺ァ?若擊中， 則乒乓球向相反 擁有發(fā)球權(quán)的一方發(fā)球有效。方向移動，若未擊中，則對方得一分。4）一方得分時，電路自動響鈴3s,此時發(fā)球無效，等鈴聲停止后方能繼續(xù)比賽。設(shè)置自動計分電路，雙方各用二位數(shù)碼管進行計分

34、顯示，每計滿21 分為一局。6）甲、乙雙方各設(shè)一個發(fā)光二極管，表示擁有發(fā)球權(quán)，每隔5 次自動交換發(fā)球權(quán)，三、基本工作原理和參考設(shè)計方案乒乓球游戲模擬機電路框圖如圖8-1所示。頻率可調(diào)的時鐘發(fā)生器為雙向移位寄存器提先點亮位于供時鐘脈沖，用雙向移位寄存器的輸出端控制指示燈來模擬乒乓球的運動軌跡。某一方的第1個指示燈，由擊球者通過按鈕輸入“擊球”開關(guān)信號，實現(xiàn)移位方向的控制。本電路設(shè)計的核心為控制電路，它決定整個系統(tǒng)的動作， 必須掌握各信號之間的關(guān)系。 框圖如利用加減計數(shù)器的中的雙向移位寄存器也可用計數(shù)譯碼方式實現(xiàn)乒乓球運動軌跡的模擬,兩個時鐘信號來實現(xiàn)甲乙雙方的擊球，由表示球拍“擊打”按鈕產(chǎn)生計數(shù)

35、時鐘，計數(shù)器的輸出狀態(tài)經(jīng)譯碼器驅(qū)動指示燈發(fā)光。甲萬計分顯乙方計分顯圖8-1乒乓球游戲控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖四、參考器件（可參考附錄）雙向移位寄存器 74LS194A、譯碼器74LS138、計數(shù)器、發(fā)光二極管等。五、設(shè)計要求確定總體設(shè)計方案畫出總方框圖。確定各單元電路的功能，進行單元電路的設(shè)計，畫出邏輯圖。選擇芯片確定型號。畫出總邏輯圖和裝配圖，并在實驗板上組裝電路。進行電路調(diào)試，達到設(shè)計要求。寫出總結(jié)報告。設(shè)計題目九數(shù)字電子鐘數(shù)字鐘是一種用數(shù)字電路技術(shù)實現(xiàn)時分秒計時的裝置，與機械式時鐘相比具有更高的 準(zhǔn)確性和直觀性，且無機械裝置，具有更長的使用壽命。從原理上講數(shù)字鐘式一種典型的數(shù)字電路，其中包括了

36、組合邏輯電路和時序邏輯電路。目前，數(shù)字鐘的功能越來越強，并且由多種專門的大規(guī)模集成電路可供選擇。從學(xué)習(xí)的角度考慮，這里主要用中小規(guī)模集成電路來設(shè)計數(shù)字鐘。一、設(shè)計目的掌握數(shù)字鐘的設(shè)計方法和調(diào)試方法。掌握計數(shù)器、譯碼器的用法。學(xué)會解決實際中出現(xiàn)的問題，如數(shù)字鐘的校準(zhǔn)問題。二、設(shè)計任務(wù)設(shè)計一個數(shù)字時鐘，基本功能如下:1.以24小時為一個計數(shù)周期。2.具有“時” （0023）、“分”（0059）、“秒”（0059）數(shù)字顯示。3.系統(tǒng)具有校正時間功能，能分別進行秒、分、時的校正。（系統(tǒng)的擴展功能：定時控制）三、參考設(shè)計方案數(shù)字鐘電路系統(tǒng)由主體電路和擴展電路兩大部分組成。其中主體電路完成數(shù)字鐘的基本功能

37、，顯示秒、分、時的計時裝置，它具有走時準(zhǔn)確、穩(wěn)定性好和使用方便等優(yōu)點，擴展電 路完成數(shù)字鐘的定時控制擴展功能。系統(tǒng)的工作原理是： 振蕩器產(chǎn)生的穩(wěn)定的高頻脈沖信號，作為數(shù)字鐘的時間基準(zhǔn)， 然后 經(jīng)分頻器輸出標(biāo)準(zhǔn)脈沖。 秒計數(shù)器計滿60后向分計數(shù)器進位，分計數(shù)據(jù)計滿60后向小時計9-1所數(shù)器進位，小時計數(shù)器按照“24進1”規(guī)律計數(shù)。計數(shù)器的輸出分別經(jīng)譯碼器送顯示器顯示。計時出現(xiàn)誤差時可以用校正電路校時、校分、校秒。數(shù)字鐘電路系統(tǒng)的組成框圖如圖 示。1秒脈沖產(chǎn)生電路數(shù)字電子鐘應(yīng)具有標(biāo)準(zhǔn)的時間源,用它產(chǎn)生頻率穩(wěn)定的1比脈沖信號，稱為秒脈沖，由于它直接影響到計時器走時的準(zhǔn)確度,因此采用石英晶體振蕩器，并

38、經(jīng)多級分頻電路后獲得秒脈沖信號。從電路的體積、成本以及分頻方便考慮， 數(shù)字計時器通常采用石英晶振頻率為32768Hz,經(jīng)過十五級二分頻電路，便可得到頻率為1Hz的秒脈沖信號。具體電路如圖9-2所示，它選用一片 CMOS集成電路CC4060（14位二進制計數(shù)器）和一片CT74LS74D觸發(fā)器組成。2.計數(shù)、譯碼、顯示電路r一一!主!體1電!路時顯示器I時i*碼器I1分顯小器分譯碼器時計時器XT分計時器MI秒計時器I !IH 校時電薛J:擴定時控制I展電路|,|振蕩器IH分頻器圖9-1數(shù)字鐘電路系統(tǒng)框圖獲得秒脈沖信號后，可根據(jù) 60s為I min , 60min為1h,24h為一個計數(shù)周期（一天）

39、的計數(shù)規(guī)律，分別確定秒、分、時的計數(shù)器。由于秒和分的顯示均為60進制，因此它們可由二級十進制計數(shù)器組成，其中秒和分的個位為十進制計數(shù)器,十位為六進制計數(shù)器，可采用置零法來實現(xiàn)。圖 9-3所示是用二片CC4518組成的六十進制計數(shù)器。+30CR113ZM0 nzOOkOHOH圖9-2秒脈沖產(chǎn)生電路QCPD時計數(shù)器應(yīng)為二十四進制計數(shù)器，也可采用二片CC4518集成電路利用置零法來實現(xiàn)。當(dāng)時計數(shù)器輸出的第 24個進位信號時，時計數(shù)器應(yīng)該復(fù)位，即完成一個計數(shù)周期。3.校時電路進行時間的校準(zhǔn)。圖9-4所示是一種實觀時、分、秒校準(zhǔn)的參考電路。開關(guān)K1、K2、K3分別作為時、分、秒校準(zhǔn)的校時電路的作用是當(dāng)計

40、時器剛接通電源或走時出現(xiàn)誤差時,控制開關(guān)。當(dāng)K1、K2閉合，K3接G3門的輸入端時，G1G3門的輸出均為1, G4門輸出為0，G5門輸出為1,秒信號經(jīng)G6門送至秒個位計數(shù)器的輸入端，計時器進行正常計時。(1)時校準(zhǔn)：當(dāng)開關(guān) KI打開，K2閉合，K3接G3門的輸入端時，G1門開啟，G2門關(guān)閉，秒信號直接經(jīng) G6和G1門送至?xí)r個位計數(shù)器.從而使時顯示器每秒鐘進一個數(shù)字,圖9-4校時控制電路以實現(xiàn)快速的時校準(zhǔn)，校準(zhǔn)后將K1重新閉合。 分校準(zhǔn)：當(dāng)開關(guān) K1閉合，K2打開，K3接G3門的輸入端時，這時秒信號只能通K2閉合。過G6和G2門直接送至分個位計數(shù)器，這時分計數(shù)器快速計數(shù)，當(dāng)分校準(zhǔn)后將(3)秒校準(zhǔn)

41、：當(dāng)開關(guān) K1、K2閉合，K3接G4門的輸入端時，G4門輸出為1，使G5門開啟，周期為0. 5s的脈沖信號(可由秒脈沖信號分頻獲得)通過G5、G6門，并送至秒個位計數(shù)器，使秒計數(shù)器的計數(shù)速度提高一倍，加快了秒顯示器的校準(zhǔn)速度。當(dāng)秒顯示器校準(zhǔn) 后，將K3恢復(fù)與G3門的輸入端相接，這時計時器的各位顯示器將按校準(zhǔn)后的時間進行正 常計時。四、參考器件(也可參考附錄，或自行選擇)9-5。十四位二進制串行計數(shù)器CC4060 :引腳和功能圖見圖引出端符號:CP1時鐘輸入端CPO時鐘輸出端CP0反相時鐘輸出端Q4Q10, Q12Q14計數(shù)器輸出端Q14第14級計數(shù)器反相輸出端Vdd正電源Vss雙BCD同步加法

42、計數(shù)器CC4518 :引腳圖見圖9-6顯示譯碼器、數(shù)碼顯示管、觸發(fā)器及一些門電路等。0 口1ISQ3CtIBQi*CI11OC413Qic61!Qc61Oc710VsscB93Vdd Qin a Qa CR a Cft Cft）AcfiCR勸ftXHL計 i1L.保持圖9-5十四位二進制串行計數(shù)器CC4060CONNECTIOW DIAGRAMCLtCK.JlS5tTJa4B五、設(shè)計要求11圖9-6雙BCD同步加法計數(shù)器引腳 序兮英文壕馬集成電路引腳功能CXXAFhlA號（対（thQ1A宦號Q2Afl號出Q3AQ4A號（4卻愉也FUTHTR 爍CO5島7RP1IddCC75S9C I)yTHT

43、RVss CORPZ圖11-1玩具電子琴電路輸出頻率為:f =丄=1(11-2)因此，按下不同的琴鍵，揚聲器將發(fā)出不同頻率的聲音。假設(shè)C調(diào)的八個音符所對應(yīng)的頻率如表所示，則只要根據(jù)所需頻率的要求，并按式(11-2)來選擇琴鍵按鈕 S0S7所對應(yīng)定時電阻 R21R28的阻值，便可滿足揚聲器產(chǎn)生八個不同音符的需要。表11-1音符頻率對照表CMB符1234567i26429733033239644049552SCC7555( n )組成占空比可調(diào)的多諧振蕩器，當(dāng)調(diào)節(jié)電位器RPI時，其輸出方波電壓 U02的占空比改變。因此，由 CC7555( n )組成的多諧振蕩器，每隔一定時間輸出一個負(fù)脈沖,這個負(fù)

44、脈沖即構(gòu)成了揚聲器發(fā)聲的節(jié)拍。調(diào)節(jié)電位器RPI的大小，可以改變負(fù)脈沖的寬度,也就改變了揚聲器發(fā)聲的節(jié)拍快慢。電位器RP2用于調(diào)節(jié)揚聲器的音量大小。四、參考元件555定時器、揚聲器等。五、設(shè)計要求(1)設(shè)計玩具電子琴，選擇元器件型號并確定元件參數(shù)。(2)在實驗板上組裝電路。自擬測試調(diào)整方法步驟，并進行調(diào)試電子琴按鍵采用自制的觸摸按鈕。寫出總結(jié)報告。設(shè)計題目十二 數(shù)字溫度計一、設(shè)計目的1.學(xué)會設(shè)計數(shù)字溫度計。2.掌握A/D、計數(shù)器、譯碼器的用法。3.掌握綜合應(yīng)用的設(shè)計思想。二、設(shè)計指標(biāo)(1 )用數(shù)字顯示被測溫度。(2 )測量溫度范圍:0 50C。(3)測量誤差：W 1C。二、設(shè)計提示及參考電路數(shù)字

45、溫度計是用數(shù)字顯示方式測量環(huán)境溫度的儀器,它是把被測溫度經(jīng)傳感器變?yōu)榉从硿囟雀叩偷哪M電壓， 該模擬電壓經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的數(shù)字量，最后將數(shù)字量送至顯 示器顯示出被測溫度的高低。圖12-1所示是數(shù)字溫度計的原理方框圖，它包括以下幾個部分:電圧計*ff反TH-L 沖1.溫度電測電路溫度電測電路的作用是把溫度的變化轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?轉(zhuǎn)換的方式很多，如熱電偶、金屬熱線電阻、半導(dǎo)體熱敏電阻等。在200 C以下，采用半導(dǎo)體熱敏電阻較為方便。在實際使用時，為了克服熱敏電阻阻值的非線性和不一致性，常與其并、串聯(lián)一定的補償電阻，如圖12-2所示。2.A/D轉(zhuǎn)換電路A/D轉(zhuǎn)換電路是將模擬電壓轉(zhuǎn)換為數(shù)字量，在圖

46、12-1中，A/D轉(zhuǎn)換電路包括電壓比較器、脈沖源、控制門和權(quán)電阻網(wǎng)絡(luò)等等。 其中電壓比較器可由運算放大器組成；脈沖源可由門電圖 12-2溫度電測電路路或555定時器組成；控制門為二輸入端與非門；權(quán)電阻網(wǎng)絡(luò)由精密電阻和模擬開關(guān)組成。計數(shù)、譯碼和數(shù)碼顯示電路最后用十進制數(shù)顯示被測溫這部分電路的作用是對通過控制門的脈沖進行計數(shù)和譯碼, 度。Rt的阻值發(fā)生變F面將測溫的過程簡述如下:當(dāng)被測環(huán)境溫度變化時，溫度電測電路中具有負(fù)溫度系數(shù)的熱敏電阻 化，通過平衡電橋的作用，將引起 A點電位UA的變化，從而實現(xiàn)了由溫度變化到電信號變化的轉(zhuǎn)換。Ua的變化與標(biāo)難權(quán)電阻網(wǎng)絡(luò)對應(yīng)的電位Ub在電壓比較器中進行比較， 比

47、較結(jié)果再經(jīng)過反 相器作為控制門的控制信號，去控制脈沖源產(chǎn)生的脈沖能否通過控制門并送入計數(shù)器計數(shù)。在測溫之前，先將計數(shù)器復(fù)位，顯示器顯示“00”，同時由計數(shù)器的輸出狀態(tài)控制的模擬開關(guān)全部導(dǎo)通，權(quán)電阻網(wǎng)絡(luò)所有電阻并聯(lián)接人測量電橋的一個橋臂中。當(dāng)被測溫度為時，調(diào)節(jié)電橋處于平衡狀態(tài)，使UB,電壓比較器輸出經(jīng)倒相后封鎖控制門，計數(shù)脈沖不能進入計數(shù)器，顯示器保持為“00 ”。若熱敏電阻Rt上的濕度升高1C,貝y Rt的阻值減小，電橋失去平衡，UAM UB。此時電壓比較器的輸出經(jīng)倒相后使控制門開啟，脈沖源產(chǎn)生的時鐘脈沖進入計數(shù)器計數(shù)。當(dāng)計得一個脈沖后，低位計數(shù)器的輸出狀態(tài)由0000變?yōu)?001,切斷一路模擬

48、開關(guān)，使并聯(lián)的權(quán)電阻中去掉一個電阻，使網(wǎng)絡(luò)的總電阻值增加，從而補償了Rt阻值的減小，使電橋恢復(fù)平衡。電壓比較器又將控制門關(guān)閉，計數(shù)器停止計數(shù)，此時顯示器顯示的被測溫度為“01”。若被測溫度上升t C,則|uab|值增大，控制門開啟的時間較長，有較多的時鐘脈沖進入計數(shù)器，計數(shù)器輸出狀態(tài)的不斷變化，使權(quán)電阻網(wǎng)絡(luò)的總電阻值不斷作相應(yīng)的變化，梯形變化，直至UA= UB,電橋達到新的平衡，比較器再次將控制門封鎖，計數(shù)脈沖不再進入計數(shù)器。此時計數(shù)器計得N個脈沖，因此顯示器顯示的數(shù)字 N就是被測濕度的值。四、參考元件溫度傳感器、 ADC、計數(shù)器、譯碼器、顯示器等。五、設(shè)計要求設(shè)計數(shù)字溫度計各單元電路，選擇元

49、器件型號，確定各元件的參數(shù)值。畫出完整的邏輯電路并在實驗板上組裝電路。自擬調(diào)整測試方法步驟，并進行電路調(diào)試，使其達到設(shè)計指標(biāo)要求。4)寫出總結(jié)報告。附錄TTL集成電路型號命名規(guī)則1.1997年以后.我國生產(chǎn)的TTL集成電路型號與國際 54/74系列TTL電路系列完全一致，并采用了統(tǒng)一型號即CT0000系列。例:_4020 C X勵說明:中國TTL集成電路表示系列品種代號，其中:1。標(biāo)準(zhǔn)系列，同國際54/ 74系列。2。高速系列，同國際 54/ 74系列。3。肖特基系列，同國際 54S/74S系列。4。低功耗肖特基系列，同國際 54LS/74LS系列。表示品種代號，同國際一致表示工作溫度范圍C:

50、 0+70 C,同國際74系列電路的工作溫度范圍。M : 55+125C,同國際54系列電路的工作溫度范圍表示封裝形式B :塑料扁平D :陶瓷雙列直插F:全密封扁平J:黑陶瓷雙列直插P:塑料雙列直插W :陶瓷扁平2部分國際公司TTL集成電路型號命名規(guī)則（1）（美國）德克薩斯公司（TEXAS）說明:表示德克薩斯公司標(biāo)準(zhǔn)電路表示工作溫度范圍54系列；55+ 125 C, 74系列:0+ 70C表示系列ALS :先進的低功耗肖特基系列AS :先進的肖特基系列V空白:標(biāo)準(zhǔn)系列H :高速系列L :低功耗系列LS :低功耗肖特基系列S:肖特基系列表示品種代號表示封裝形式J:陶瓷雙列宣插N :塑料雙列直插T

51、:金屬扁平W:陶瓷扁平（2）（美國）摩托羅拉公司（MOTOROLA）例:瞬S書備說明:表示摩托羅拉公司封裝的集成電路表示工作溫度范圍4, 20, 30, 40,72. 74, 83: 0-十 75C5, 21, 31, 43,82, 54, 93： 55-十 125C表示品種代號表示封裝形式F:陶瓷扁平L :陶瓷雙列直插P;塑料雙列直插（注：LS TTL的型號同德克薩斯公司一致，如：SN74LS194J）（3）（美國）國家半導(dǎo)體公司（NATIONAL SEMICONDUCTOR）曲 DM 74 LS 161說明:表示國家半導(dǎo)體公司單片數(shù)字電路表示工作溫度74, 80, 81, 82. 85,87, 88; 0 -十54, 70, 71. 72, 75,77, 78, 93, 96: 一 55+ 125C83, 96: 0 -十 75 C表示系列v空白：標(biāo)準(zhǔn)系列H :高速系列L;低功耗系列LS :低功耗肖特基系列s：肖特基系列表示品種代號表