數(shù)字電路制作項(xiàng)目項(xiàng)目1聲音響度顯示電路的設(shè)計(jì)1、任務(wù)目標(biāo)設(shè)計(jì)聲音響度顯示電路，使其在家庭音響系統(tǒng)中作音響指示器。2、任務(wù)分析根據(jù)任務(wù)目標(biāo)，繪制原理框圖如圖所示供電電路供電電路聲音檢測(cè)電路顯示電路圖1.1聲音響度原理框圖電路包括供電電路、聲音檢測(cè)電路和顯示電路三個(gè)部分，供電電路提供整個(gè)電路的電壓，聲音檢測(cè)電路和顯示電路是檢測(cè)無(wú)聲狀態(tài)、聲音較小狀態(tài)和聲音足夠大狀態(tài)后作出相應(yīng)的顯示。3、任務(wù)設(shè)計(jì)根據(jù)任務(wù)目標(biāo)，設(shè)計(jì)聲音響度顯示電路，如圖所示圖1.2聲音響度原理圖圖中電路是由六個(gè)反相器CD4069構(gòu)成的聲音響度顯示電路。電路主要由兩只集成塊和6只發(fā)光二極管構(gòu)成。LM386是一塊音頻功率放大集成電路；CD4069是一塊非門集成電路；咪頭提供給LM386聲音聲源。4、任務(wù)實(shí)現(xiàn)（1）供電電路電池盒供給5V直流電壓用于響度檢測(cè)和顯示電路作工作電壓。（2）聲音檢測(cè)電路聲音檢測(cè)電路由咪頭和LM386為主構(gòu)成，由咪頭檢拾到的聲音信號(hào)，經(jīng)變換為電信號(hào)后加至LM386放大輸出，通過(guò)二極管對(duì)電容進(jìn)行充電，由此即可將聲音的大小變換為電容上所充電壓的大小。（3）顯示電路顯示電路由CD4069與6只發(fā)光二極管共同組成，CD4069的6只非門的觸發(fā)電平均為電源電壓的1/2，R1-R6為降壓電阻，由于降壓電阻的作用，使咪頭上的充電電壓分配到6只非門輸入端的作用電壓依次降壓，也就是使非門1至非門6翻轉(zhuǎn)時(shí)所需的咪頭端電壓依次升高。無(wú)聲狀態(tài)：當(dāng)無(wú)聲音被咪頭檢拾到時(shí)，電容兩端電壓略低于電源電壓1/2，6只非門電路的輸入端均處于低電平狀態(tài)，其輸出均為高電平，故LED1-LED6發(fā)光二極管均不會(huì)點(diǎn)亮。聲音較小狀態(tài)：當(dāng)咪頭檢拾到的聲音較小時(shí)，咪頭兩端所充電壓較低，只有前面一個(gè)或兩個(gè)非門被觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)輸出低電平，以使相對(duì)應(yīng)的發(fā)光二極管被導(dǎo)通發(fā)光。聲音足夠大狀態(tài)：當(dāng)咪頭檢拾到聲音足夠大時(shí)，咪頭兩端的充電電壓會(huì)接近電源電壓，該電壓雖經(jīng)R1-R5降壓，但在R6的上端仍可分得超過(guò)1/2電源電壓的作用電壓，使非門6也翻轉(zhuǎn)，并輸出低電平，點(diǎn)亮LED6發(fā)光二極管。此時(shí)LED1-LED6全部點(diǎn)亮，以顯示聲音的響度最高。這種聲音響度顯示電路適用于娛樂(lè)中測(cè)量掌聲、喊叫聲的響度，也可用于家庭音響系統(tǒng)，作為音響電平指示器等。5、任務(wù)難點(diǎn)R1-R6分壓電阻的選取。6、所用元件列表電池盒（四節(jié)）1只1.5V干電池4節(jié)按鍵開關(guān)3只510Ω電阻3只CD4069與非門1只470Ω電阻1只發(fā)光二極管6只電路板一塊導(dǎo)線若干項(xiàng)目2水箱水位監(jiān)測(cè)電路的設(shè)計(jì)1任務(wù)目標(biāo)水位監(jiān)測(cè)電路監(jiān)測(cè)到水箱不同的水位后，通過(guò)譯碼器譯碼輸出控制音響電路發(fā)出不同聲音或閃爍提示。2任務(wù)分析根據(jù)任務(wù)要求，該系統(tǒng)包括水位監(jiān)測(cè)電路、譯碼器、音響電路、載頻振蕩電路4個(gè)部分，如下圖所示。水位檢測(cè)電路水位檢測(cè)電路譯碼器顯示電路圖2.1水位監(jiān)測(cè)電路原理框圖3任務(wù)設(shè)計(jì)水箱水位監(jiān)測(cè)電路設(shè)計(jì)圖如下圖所示：圖2.2水位監(jiān)測(cè)電路原理圖電路主要由2塊集成電路和四只發(fā)光二極管組成。其中：與非門的型號(hào)為CD4011，是一塊2輸入4與非門數(shù)字集成電路；CD4514是一塊4-16譯碼器（高電平有效）數(shù)字集成電路。4任務(wù)實(shí)現(xiàn)（1）水位檢測(cè)與信號(hào)轉(zhuǎn)換水箱中的水位用波動(dòng)開關(guān)模擬進(jìn)行。U2A-U2B組成4個(gè)反相器，將水位高低轉(zhuǎn)換為4組二進(jìn)制碼加到CD4514的2、3、21、22腳上。（2）信號(hào)譯碼CD4514是一塊4-16譯碼器，它對(duì)檢測(cè)到的水位信號(hào)進(jìn)行譯碼，譯碼后的結(jié)果分別去控制發(fā)光二極管的亮滅。5所用元件列表電池盒（四節(jié)）1只1.5V干電池4節(jié)4排波動(dòng)開關(guān)1只471K電阻4只CD4011與非門1只CD4514譯碼器1只發(fā)光二極管4只電路板一塊導(dǎo)線若干項(xiàng)目3可預(yù)制時(shí)間的定時(shí)電路的設(shè)計(jì)1任務(wù)目標(biāo)用計(jì)數(shù)器構(gòu)成可預(yù)制時(shí)間的定時(shí)電路，應(yīng)用于各種智力和知識(shí)競(jìng)賽場(chǎng)合，并設(shè)定搶答時(shí)間。2任務(wù)分析根據(jù)任務(wù)目標(biāo)，繪制原理框圖如下圖。秒脈沖電路秒脈沖電路計(jì)數(shù)器顯示譯碼器數(shù)碼管圖3.1定時(shí)電路原理框圖該設(shè)計(jì)包括秒脈沖電路、計(jì)數(shù)器、顯示譯碼器和數(shù)碼管4個(gè)部分。在智力和知識(shí)競(jìng)賽中，節(jié)目主持人根據(jù)搶答題的難易程度，通過(guò)計(jì)數(shù)器設(shè)定搶答時(shí)間，顯示譯碼器驅(qū)動(dòng)數(shù)碼顯示對(duì)應(yīng)時(shí)間，秒脈沖電路給計(jì)數(shù)器提供時(shí)鐘脈沖。3任務(wù)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)電路如下圖所示：圖3.2定時(shí)電路原理圖電路由2快十進(jìn)制同步加/減計(jì)數(shù)器192預(yù)制答題的搶答時(shí)間，計(jì)數(shù)器的時(shí)鐘脈沖由555時(shí)基電路組成的多諧振蕩器提供，顯示譯碼器48驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管顯示預(yù)制的時(shí)間。4、任務(wù)實(shí)現(xiàn)（1）秒脈沖電路555時(shí)基電路組成多諧振蕩器，產(chǎn)生一定頻率的矩形脈沖。脈沖周期由電容C的充放電時(shí)間決定，T=0.7（R1+2R2）C=1s。（2）時(shí)間顯示電路時(shí)間顯示電路選用2塊顯示譯碼器74ls48來(lái)驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管顯示預(yù)制的時(shí)間。（3）預(yù)制時(shí)間電路預(yù)制時(shí)間電路選用2塊十進(jìn)制同步加/減計(jì)數(shù)器192進(jìn)行設(shè)計(jì)。兩個(gè)集成塊的時(shí)鐘脈沖均從CPd輸入。低位片的CPd接秒脈沖電路產(chǎn)生的秒脈沖信號(hào)，高位片的CPd接低位片的借位端BO’，低位片每計(jì)10個(gè)秒脈沖，高位片計(jì)1個(gè)，即高位片預(yù)制定時(shí)時(shí)間的十位數(shù)，低位片預(yù)制定時(shí)時(shí)間的個(gè)位數(shù)。假設(shè)定時(shí)時(shí)間預(yù)制為30s，則預(yù)制高位片數(shù)據(jù)端D3D2D1D0=0011，低位片數(shù)據(jù)的D3D2D1D0=0000。接通電源和控制開關(guān)S，七段數(shù)碼管顯示數(shù)據(jù)“30”，然后斷開控制開關(guān)S。每過(guò)1s，數(shù)碼管顯示數(shù)據(jù)遞減，直到00，數(shù)碼管顯示數(shù)據(jù)就不再變化。5、所用元件列表74ls1922個(gè)74ls482個(gè)七段共陰極數(shù)碼管（單個(gè)8引腳）2個(gè)74ls001個(gè)電阻電容項(xiàng)目4多音調(diào)報(bào)警器1任務(wù)目標(biāo)用555定時(shí)器多音調(diào)報(bào)警器，觸發(fā)不同開關(guān)，會(huì)發(fā)出不同的聲音。2任務(wù)分析根據(jù)任務(wù)目標(biāo)，繪制原理框圖如下圖。觸發(fā)電路觸發(fā)電路多諧振蕩器揚(yáng)聲器圖4.1定時(shí)電路原理框圖該設(shè)計(jì)包括觸發(fā)電路、多諧振蕩器和揚(yáng)聲器3個(gè)部分。在需要多路控制的報(bào)警場(chǎng)合有很大應(yīng)用價(jià)值。3任務(wù)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)電路如下圖所示：圖3.2定時(shí)電路原理圖電路由2快十進(jìn)制同步加/減計(jì)數(shù)器192預(yù)制答題的搶答時(shí)間，計(jì)數(shù)器的時(shí)鐘脈沖由555時(shí)基電路組成的多諧振蕩器提供，顯示譯碼器48驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管顯示預(yù)制的時(shí)間。4、任務(wù)實(shí)現(xiàn)（1）觸發(fā)電路（2）多諧振蕩器電路（3）楊聲器5、用元件列表555定時(shí)器1個(gè)二極管電阻電容揚(yáng)聲器項(xiàng)目5輸入大于5的數(shù)字顯示出來(lái)。項(xiàng)目6輸入小于10的數(shù)字乘方，并顯示。項(xiàng)目7輸入8421BCD碼轉(zhuǎn)換成為余3碼，并顯示。項(xiàng)目8按鍵顯示制作數(shù)字顯示電路實(shí)驗(yàn)將傳統(tǒng)的四個(gè)分離的基本門實(shí)驗(yàn)，編碼器、顯示譯碼器、七段顯示器實(shí)驗(yàn)，加法實(shí)驗(yàn)和比較器實(shí)驗(yàn)綜合為一個(gè)完整的設(shè)計(jì)型的組合電路綜合實(shí)驗(yàn)。通過(guò)本實(shí)驗(yàn)要求學(xué)生熟悉各種常用MSI組合邏輯電路的功能與使用方法，學(xué)會(huì)組裝和調(diào)試各種MSI組合邏輯電路，掌握多片MSI、SSI組合邏輯電路的級(jí)聯(lián)、功能擴(kuò)展及綜合設(shè)計(jì)技術(shù)，使學(xué)生具有數(shù)字系統(tǒng)外圍電路、接口電路方面的綜合設(shè)計(jì)能力。二、設(shè)計(jì)要求一操作面板左側(cè)有16個(gè)按鍵，編號(hào)為0到15數(shù)字，另在面板右側(cè)配2個(gè)共陽(yáng)7段顯示器，操作面板圖如圖1所示。請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)一個(gè)電路：當(dāng)你按下小于10的按鍵后，右側(cè)低位7段顯示器顯示數(shù)字，左側(cè)7段顯示器顯示0；當(dāng)你按下大于9的按鍵后，右側(cè)低位7段顯示器顯示個(gè)位數(shù)字，左側(cè)7段顯示器顯示1。若同時(shí)按下幾個(gè)按鍵，優(yōu)先級(jí)別的順序是15到0?，F(xiàn)配備1個(gè)四位二進(jìn)制加法器，2個(gè)8線—3線優(yōu)先編碼器（74LS148），2個(gè)四2輸入與非門，1個(gè)非門和2個(gè)74LS47顯示譯碼器。高位高位0123456789101112131415低位圖1實(shí)驗(yàn)二操作面板示意圖三、各模塊設(shè)計(jì)編碼、譯碼和顯示電路基本門電路、全加器電路設(shè)計(jì)電路：系統(tǒng)主要分為二個(gè)部分：編碼電路，譯碼電路和顯示電路。（１）16線-4線編碼器輸入信號(hào)為～，低電平有效，而且的優(yōu)先權(quán)最高，的優(yōu)先權(quán)最低。輸出、、、為四位二進(jìn)制反碼（即0000～1111）。可用第一片的輸入端～分別接～，第二片的～接～，顯然第一片的優(yōu)先權(quán)應(yīng)高于第二片，只有當(dāng)～無(wú)信號(hào)時(shí)才允許第二片工作。因此，將第一片的選通輸出端和第二片的控制端相連，即可實(shí)現(xiàn)上述功能。通過(guò)與非門，我們將、、、取反。（２）根據(jù)系統(tǒng)的要求，顯示輸入應(yīng)為8421BCD碼，可以采用加６的辦法實(shí)現(xiàn)。如下圖，當(dāng)小于９時(shí)，直接輸入；當(dāng)大于９時(shí)，將ＢＣＤ碼加６（溢出后相當(dāng)于減１０）且十位進(jìn)１，如圖2所示。（３）由７４LS４７的真值表，知，，三引腳置高。四、選作題目（3個(gè)）用本題目要求的芯片完成下述電路之一將輸入大于5的數(shù)字顯示出來(lái)。設(shè)計(jì)要求：32103210765476541110981110981514131215141312圖3實(shí)驗(yàn)二（選做1）操作面板示意圖圖3實(shí)驗(yàn)二（選做1）操作面板示意圖一操作面板左側(cè)有16個(gè)按鍵，編號(hào)為0到15數(shù)字，另在面板右側(cè)配2個(gè)共陽(yáng)顯示管，操作面板圖如圖3所示。請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)一個(gè)電路：當(dāng)你按下小于5的按鍵后，右側(cè)低位7段顯示器顯示數(shù)字5，左側(cè)顯示器顯示＜；當(dāng)你按下大于5的按鍵后，右側(cè)低位7段顯示器顯示數(shù)字5，左側(cè)顯示器顯示＞。若同時(shí)按下幾個(gè)按鍵，優(yōu)先級(jí)別的順序是15到0?，F(xiàn)配備1個(gè)四位比較器，2個(gè)8線—3線優(yōu)先編碼器（74LS148），2個(gè)四2輸入與非門和2個(gè)74LS47顯示譯碼器。將輸入小于10的數(shù)字乘方，并顯示。設(shè)計(jì)要求：一操作面板左側(cè)有10個(gè)按鍵，編號(hào)為0到9數(shù)字，另在面板右側(cè)配2個(gè)共陽(yáng)7段顯示器，操作面板圖如圖4所示。請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)一個(gè)電路：當(dāng)你按下按鍵后，七段顯示器顯示按下數(shù)字的乘方。右側(cè)低位7段顯示器顯示個(gè)位數(shù)字，左側(cè)7段顯示器顯示十位數(shù)字。。若同時(shí)按下幾個(gè)按鍵，優(yōu)先級(jí)別的順序是9到0?，F(xiàn)配備一個(gè)加法器，2個(gè)8線—3線優(yōu)先編碼器（74LS148），2個(gè)四2輸入與非門和2個(gè)74LS47顯示譯碼器。十位十位0123456789個(gè)位圖4實(shí)驗(yàn)二（選做2）操作面板示意圖圖4實(shí)驗(yàn)二（選做2）操作面板示意圖3．將輸入8421BCD碼轉(zhuǎn)換成為余3碼，并顯示。設(shè)計(jì)要求：一操作面板左側(cè)有10個(gè)按鍵，編號(hào)為0到9數(shù)字，另在面板右側(cè)配2個(gè)共陽(yáng)7段顯示器，操作面板圖如圖5所示。請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)一個(gè)電路：當(dāng)你按下按鍵后，七段