一概述
为了能使仪器在特定的时间内工作,通常需要人在场干预才能完成。本课题设计的定时器,就是能使你不在时,仪器也能按时打开和关闭。例如你想用录音机、录像机录下某一时间断的节目,而这一段时间你又有其他事要做,不在家或机器旁边,你就可以实现预置一下定时器。在几点几分准时打开机器,到某时某刻关掉机器。数字钟是采用数字电路实现对时、分、秒数字显示的计时装置，以其显示的直观性、走时准确稳定而受到人们的欢迎，广泛用于个人家庭、车站、码头、办公室等公共场所，给人们的生活、学习、工作、娱乐带来了极大的方便，诸如定时自动报警、按时自动打铃、时间程序自动控制、定时广播、通断动力设备、以及各种定时电气的自动启用等，所有这些，都是以钟表数字化为基础的。
定时控制器由供电单元、数字钟单元、定时单元以及控制输出单元等几部分组成.如图1所示为定时控制器系统框图。
图1
二．设计任务和要求
设计一个带数组电子钟的定时控制器逻辑电路，具体任务要求如下：
1．可设定定时启动（开始）时间与定时结束（判定）时间
2.定时开始，指示灯亮；定时结束，指示灯灭
3.定时范围可以选择
4.具有电子钟功能,显示为四位数
三.电路设计
数字钟一般由振荡器、分频器、计数器、译码器、显示器等几部分组成。这些都是数字电路中应用最广的基本电路。石英晶体振荡器产生的时标信号送到分频器，分频电路将时标信号分成每秒一次的方波秒信号。秒信号送入计数器进行计时，并把累计的结果以“时”、“分”、“秒”的数字显示出来。“秒”的显示由两级计数器和译码器组成的六十进制计数电路实现；“分”的显示电路与“秒”相同，“时”的显示由两级计数器和译码器组成的二十四进制计数电路实现。所有计时结果结果由六位数码管显示。
3.1石英晶体振荡器
振荡器是电子钟的核心，用它产生标准频率信号，再由分频器分成秒时间冲。
振荡器振荡频率的精度与稳定度基本上决定了钟的准确度。
振荡器是由石英晶体，微调电容与集成反相器等元件构成。石英晶体振荡器电路给数字钟提供一个频率稳定准确的32768Ｈz的方波信号，可保证数字钟的走时准确及稳定。不管是指针式的电子钟还是数字显示的电子钟都使用了晶体振荡器电路。
图中1门、2门是反相器，1门用于振荡，2门用于缓冲整形，R1为反馈电阻，反馈电阻的作用是为反相器提供偏置，使其工作在放大状态。反馈电阻R1的值选取太大，会使放大器偏置不稳甚至不能正常工作；R
值太小又会使反馈网络负担加重。图中C1是频率微调电容，一般取5-35pF。C2是温度特性校1
正电容，一般取20-40pF。电容C1、C2与晶体共同构成∏形网络，以控制振荡频率，并使输入输出相
移180度。
从有关手册中，可查得C1、C2均为30pF。当要求频率准确度和稳定度更高时，还可接入校正电
容并采取温度补偿措施。
石英晶体振荡器XTAL的振荡频率选为32768Hz。该元件专为数字钟电路而设计，其频率较低
且稳定，有利于减少分频器级数，可用反相器整形而得到矩形脉冲输出。
由于CMOS电路的输入阻抗极高，因此反馈电阻R1可选为10MΩ。较高的反馈电阻有利于提高
振荡频率的稳定性。
非门电路可选74HC00。
3.2电源电路
本系统电源,如不用实验室电源,可以采用三端稳压块获得+5v稳压输出,如图2所示
图2
3.3分频器
在数字电路中，分频器是一种可以进行频率变换的电路，其输入、输出信号是频率不同的脉冲
序列。输入、输出信号频率的比值称为分频比。例如，2分频器的输出信号频率是输入信号频率的
21，8分频器的输出信号频率是输入信号频率的8
1
。通常实现分频器的电路是计数器电路，一般采用多级2进制计数器来实现。例如，将32768Hz 的振荡信号分频为1Hz 的分频倍数为32768（15
2），即实现该分频功能的计数器相当于15级2进制计数器。常用的２进制计数器有74HC393等。
本次课程设计中采用CD4060来构成分频电路。CD4060在数字集成电路中可实现的分频次数最高，而且CD4060还包含振荡电路所需的非门，使用更为方便。CD4060计数器为14级2进制计数器，可以将32768Hz 的信号分频为２Hz ，其内部框图如图所示，从图中可以看出，CD4060的时钟输入端两个串接的非门，因此可以直接实现振荡和分频的功能。
3.4 计数器
3.4.1同步十进制加法计数器74160功能介绍
同步十进制加法计数器74160电路如图1所示，此电路增加了预置数、保持和异步置零的功能。图1中LOAD ′为预置数控制端,RCO 为进位输出端,CLR 为异步置零端，ENP 和ENT 为工作状态控制端。CLK 为脉冲控制端，Q A 、Q B 、Q C 、Q D 为输出控制端。
3.4.2 六十进制计数
秒计数器的电路形式很过，一般都是由一级十进制计数器和一级六进制计数器组成，是用两块中规模集成电路74LS160按反馈置零法串接而成。秒计数器的十位和个位，输出脉冲除用作自身清零外，同时还作为“分”计数器的输入信号。
当第一个脉冲来到时两个数显同步置零，显示00状态，即两个同步十进制加法计数器的输出分别为0000和0000，当第二个脉冲来到时个为脉冲作用下第一个同步十进制加法计数器的输出变为0001，而第二个同步十进制加法计数器的工作状态控制端接的为低电平，所以不工作，继续保持为0000状态不变，当第一个同步十进制加法计数器输入第九个脉冲后，RCO 进位输出端会置1，同时第二个同步十进制加法计数器的工作状态控制端接的为高电平，所以开始工作，输出由0000变为0001，然后保持至第一个同步十进制加法计数器的输出再次变为1001。当第一个同步十进制加法计数器的输
出为0101，同时第二个同步十进制加法计数器的输出为1001时，两个同步十进制加法计数器的预置数控制端被同时置为
0，即两个同步十进制加法计数器的输出均变为0000，从而完成六十进制计数, 电路如图3
图3
3.4.3 二十四进制计数
二十四进制小时计数器，是用两片74LS160构成的。也可用两块中规模集成电路74LS160和与非门构成。
当第一个脉冲来到时两个数显同步置零，显示00状态，即两个同步十进制加法计数器的输出分别为0000和0000，当第二个脉冲来到时个为脉冲作用下第一个同步十进制加法计数器的输出变为0001，而第二个同步十进制加法计数器的工作状态控制端接的为低电平，所以不工作，继续保持为0000状态不变，当第一个同步十进制加法计数器输入第九个脉冲后，RCO进位输出端会置为1，同时第二个同步十进制加法计数器的工作状态控制端接的为高电平，所以开始工作，输出由0000变为0001，然后保持至第一个同步十进制加法计数器的输出再次变为1001。当第一个同步十进制加法计数器的输出为0010，同时第二个同步十进制加法计数器的输出为0011时，两个同步十进制加法计数器的预置数控制端被同时置为0，即两个同步十进制加法计数器的输出均变为0000，从而完成二十四进制计数,电路如图4。
图4
3.5数字钟单元
他分别由秒脉冲发生器,秒、分、时计数器、译码器,显示器等组成。这里只要设计成四位显示。“分”从00至59,“时”从00至23秒可以用发光二极管显示。
3.6继电器电路
继电器的通、断受控制器输出控制,当“开始定时”设定值到达时,继电器应该接通。而当“定时结束”设定值到达时.继电器应该断开。其定时波形如图6所示。继电器的出点可接交流、直流或其他信号。
图6
3.7定时器部分
3.7.1定时器定时时间的设定
定时器定时时间的设定,可以用逻辑开关(四个一组),分别置入0或1,再加译码、显示,就知其所设定的值.例如,四位开关为“1001”,显示器即显示9。
另一个办法,用8421BCD码拨码开关KS系列器件,拨码开关本身可显示数字,同时输出BCD码。例如,拨码开关置成“6”,其8421端将分别输出“0110”,并有“6”指示。
3.7.2定时器预置开关
定时器控制的功能是将数字钟的时间与预置的开、关时间进行比较，并完成相应的开关动作。
在定时预置开关电路中，有两组开关——其实定时时间开关和中止定时时间开关每组有四个开关（拨码开关）他们输出的都是BCD码。
3.8控制部分
3.8.1控制器
控制器的任务是将计数值与设定值进行比较,若两者值相等,则输出控制脉冲,使继电器电路接通。由于定时的时间有起始时间和终止时间,所以,为了区别这两个信号,采用交叉供电方式或采用三态门进行控制。
3.8.2控制电路部分
U8～U9数字钟输出和定时拨码开关输出是通过异或们74LS86进行一位一位的比较，当定时开关时间到，即所有的数值全相等，在U1474LS30与非门输出端输出一个负脉冲，使控制触发器U1374LS112变为高电平。Q为高电平，使得继电器RL1和RL2接通，定时器开始定时。RL1的接通，使得+5V从加入起始定时开关而转加到中止定时开关上，由于控制触发器U13Q=1(Q=0),使定时器的定时开始指示灯亮
当运行时间到中止时间设定值时，U14又一次输出一个负脉冲，使得控制触发器U13翻转，Q=0 U13的低电平是T1和T2关断，RL1继电器释放，又回到定时前的工作状态。同时Q=0又使定时结束指示灯亮
RL2用于外界所需控制的仪器。
按下S2，可以去掉可能预先存在的定时设定。
3.9控制电路
U8~U9数字钟输出和定时拨码开关输出是通过异或们74LS86进行一位一位的比较，当定时开关时间到，即所有的数值全相等，在U1474LS30与非门输出端输出一个负脉冲，使控制触发器U1374LS112变为高电平。Q为高电平，使得继电器RL1和RL2接通，定时器开始定时。RL1的接通，使得+5V从加入起始定时开关而转加到中止定时开关上，由于控制触发器U13Q=1(Q=0),使定时器的定时开始指示灯亮
当运行时间到中止时间设定值时，U14又一次输出一个负脉冲，使得控制触发器U13翻转，Q=0 U13的低电平是T1和T2关断，RL1继电器释放，又回到定时前的工作状态。同时Q=0又使定时结束指示灯亮
RL2用于外界所需控制的仪器。
3.10整体电路
“秒计数器”采用60进制计数器，是由2片74LS160和1片74LS00采用异步置0法连接而成,第一片的74LS160的十进制输出经74LS00反向后接第二片的CP,当第1片的计数到9时,C输出高电平,此时第2片计数器CP=0,当下一个秒脉冲到达时第1片变为0,第2片变为CP脉冲成为上升沿,第2片计数器计数为1。这样一直计数下去当计数到50以后,第2片计数器的LD接第2片的计数器输出接了74LS00的Q0和Q2对应的反向输出此时为LD=0,下一个脉冲到达第1片时，第1片计数从0开始计数，当第1片计为9时，第2片计数变为0；因为下一秒第1片将给第2片了一个CP脉冲，第2片的计数器输出接了74LS00的Q0和Q2对应的输出,并且第1片给第2片一因此在变为6的瞬间置零,也变为0,达到了计60的目的,这时从第2片中引出一个分脉冲作为分计数器的输入CP脉冲。
“分计数器”也采用60进制计数器，每累计60分钟，发出一个“时脉冲”信号，此计数原理与秒计数器完全相同。从分计数器输出的该信号将被送到“时计数器”。
“时计数器”采用24进制计时器，也是有2片74LS160和1片74LS00采用清零法连接而成。24进制计数器开始计数时第一片的74LS160的十进制输出接第二片的CP,当第1片的计数到9时,十进制输出高电平,此时第2片计数器开始计数,当下一个秒脉冲到达时第1片变为0,第2片变为1,这样一直计数下去但当计到23时,下一脉冲到达时由于时计数器的第1片的Q2和第2片的Q1接74LS00,对应的输出同时接了两片的R置零端,在要变成24的瞬间两片都变为0,实现对一天24小时的累计，这时从第二片中引出一个周脉冲作为周计数器的输入CP脉冲。
“周计数器”采用7进制计数器，用一片74LS160采用置数法连接而成。计数器从1开始计数，到7后通过74LS00输出到74LS160的LD端，重新置数为1，从而实现对一周7天的累计。
译码显示电路将“周、时”、“分”、“秒”计数器的输出状态送到七段显示译码器译码，通过七位LED七段显示器显示出来。只要接好电路图,输出的数码即可在数码管中对应显示。
定时器控制的功能是姜数字钟的时间与预置的开、关时间进行比较，并完成相应的开关动作。
在定时预置开关电路中，有两组开关——其实定时时间开关和中止定时时间开关每组有四个开关（拨码开关）他们输出的都是BCD码。U8~U9数字钟输出和定时拨码开关输出是通过异或们74LS86进行一位一位的比较，当定时开关时间到，即所有的数值全相等，在U1474LS30与非门输出端输出一个负脉冲，使控制触发器U1374LS112变为高电平。Q为高电平，使得继电器RL1和RL2接通，定时器开始定时。RL1的接通，使得+5V从加入起始定时开关而转加到中止定时开关上，由于控制触发器U13Q=1(Q=0),使定时器的定时开始指示灯亮
当运行时间到中止时间设定值时，U14又一次输出一个负脉冲，使得控制触发器U13翻转，Q=0 U13的低电平是T1和T2关断，RL1继电器释放，又回到定时前的工作状态。同时Q=0又使定时结束指示灯亮
RL2用于外界所需控制的仪器。
按下S2，可以去掉可能预先存在的定时设定。
四．整机电路图
五. 实验设备及元件
六．心得与体会
通过这次课程设计，我了解到了进行课程设计的方法，有关定时器的结构和基本原理。本设计通过了仿真软件的测试，或者说就是基于仿真软件设计的。成品肯定和软件上表现的有区别但是我们学会了一种解决问题的方法。本方案之前也讨论更改过很多方案。特别是在进制问题上研究了很久。连动开关的设计还是需要人力这个是需要改进的地方。但是基本的思维是不变的。通过预置数的方法来确定进制以及切换电路来更改预置数是必然的。而对于电路的成型以及其实际性能还是要通过动手才能切身体会。
如有侵权请联系告知删除，感谢你们的配合！
自我检测题 1．组合逻辑电路任何时刻的输出信号，与该时刻的输入信号 有关 ，与以前的输入信号 无关 。 2．在组合逻辑电路中，当输入信号改变状态时，输出端可能出现瞬间干扰窄脉冲的现象称为 竞争冒险 。 3．8线—3线优先编码器74LS148的优先编码顺序是7I 、6I 、5I 、…、0I ，输出为 2Y 1Y 0Y 。输入输出均为低电平有效。当输入7I 6I 5I …0I 为时，输出2Y 1Y 0Y 为 010 。 4．3线—8线译码器74HC138处于译码状态时，当输入A 2A 1A 0=001时，输出07Y ~Y = 。 5．实现将公共数据上的数字信号按要求分配到不同电路中去的电路叫 数据分配器 。 6．根据需要选择一路信号送到公共数据线上的电路叫 数据选择器 。 7．一位数值比较器，输入信号为两个要比较的一位二进制数，用A 、B 表示，输出信号为比较结果：Y (A ＞B ) 、Y (A ＝B )和Y (A ＜B )，则Y (A ＞B )的逻辑表达式为B A 。 8．能完成两个一位二进制数相加，并考虑到低位进位的器件称为 全加器 。 9．多位加法器采用超前进位的目的是简化电路结构 × 。 （√，× ） 10．组合逻辑电路中的冒险是由于 引起的。 A ．电路未达到最简 B ．电路有多个输出 C ．电路中的时延 D ．逻辑门类型不同 11．用取样法消除两级与非门电路中可能出现的冒险，以下说法哪一种是正确并优先考虑的 A ．在输出级加正取样脉冲 B ．在输入级加正取样脉冲 C ．在输出级加负取样脉冲 D ．在输入级加负取样脉冲 12．当二输入与非门输入为 变化时，输出可能有竞争冒险。 A ．01→10 B ．00→10 C ．10→11 D ．11→01 13．译码器74HC138的使能端321E E E 取值为 时，处于允许译码状态。 A ．011 B ．100 C ．101 D ．010 14．数据分配器和 有着相同的基本电路结构形式。 A ．加法器 B ．编码器 C ．数据选择器 D ．译码器 15．在二进制译码器中，若输入有4位代码，则输出有 个信号。 A ．2 B ．4 C ．8 D ．16 16．比较两位二进制数A=A 1A 0和B=B 1B 0，当A ＞B 时输出F =1，则F 表达式是 。 A ． B A F = B ．0101B B A A F ++= ．0011B A B A F ++=
第一章数字逻辑电路基础 一、填空题 1、模拟信号的特点是在 和 上都是 变化的。（幅度、时间、连续） 2、数字信号的特点是在 和 上都是 变化的。（幅度、时间、不连续） 3、数字电路主要研究 与 信号之间的对应 关系。（输出、输入、逻辑） 4、用二进制数表示文字、符号等信息的过程称为_____________。（编码） 5、()11011(2= 10)，()1110110(2= 8)，()21(10= 2)。（27、16 6、10101） 6、()101010(2= 10)，()74(8= 2)，()7(16=D 2)。（42、111100、11010111） 7、最基本的三种逻辑运算是 、 、 。（与、或、非） 8、逻辑等式三个规则分别是 、 、 。（代入、对偶、反演） 9、逻辑函数化简的方法主要有 化简法和 化简法。（公式、卡诺图） 10、逻辑函数常用的表示方法有 、 和 。（真值表、表达式、卡诺图、逻辑图、波形图五种方法任选三种即可） 11、任何一个逻辑函数的 是唯一的，但是它的 可有不同的形式，逻辑函数的各种表示方法在本质上是 的，可以互换。（真值表、表达式、一致或相同） 12、写出下面逻辑图所表示的逻辑函数R= 。（C B A Y )(+=） 13、写出下面逻辑图所表示的逻辑函数R= 。（))((C A B A Y ++=） 14、半导体二极管具有 性，可作为开关元件。（单向导电） 15、半导体二极管 时，相当于短路； 时，相当于开路。（导通、截止） 16、半导体三极管作为开关元件时工作在 状态和 状态。（饱和、截止） 二、判断题 1、十进制数74转换为8421BCD 码应当是BCD 8421)01110100(。（√）
可预置定时电路课程设计报告 一.设计要求 1、设计一个可灵活预置时间的计时电路，要求具有时间显示功能，能准确预置清零。 2、设置外部操作开关，控制计时器的直接清零、启动和暂时|连续计时。 3、要求计时电路递减计时，每隔一秒，计时器减1。 4、当计时器递减时间到零（即定时时间到）时，显示器上显示00，同时发光 电报警信号。 二.设计的作用、目的 熟悉集成同步十进制加/减计数器的工作原理。掌握555定时器的工作原理、集成电路的使用方法、集成电路的引脚安排、各集成芯片的逻辑功能及使用方法。在日常生活和工作中，我们常常使用都定时控制，如交通灯定时等等等。随着电子技术的发展，控制电路的需求越来越大。可以使用使用基本可预置定时电路构成其他我们生活中应用广泛的电子设备。 三．设计的具体实现 1．系统概述 定时器由启动电路、秒脉冲发生器、预置输入电路、计数器、译码显示电路、报警电路和控制电路共7部分组成。 基本框图如下图所示： 图1
其中译码电路和控制电路是系统的主要部分。计数器完成计时功能，而控制器完成计数器的直接清零、启动计数、暂时功能。通过设置开关或按键电路可以对定时时间进行预置，这部分需要编码器。通过编码后，送到计数器预置端作为计数的时间。根据题目要求这部分应采用减计数。在计数同时，还需要对所计时间进行显示，所以需要译码显示电路，显示器用LED。 对于本模块的器件选用，计数器选用74LS192进行设计。74LS192是十进制可编程同步加1减计数器，它采用8421码二—十进制编码，并具有直接清零、置数、加1减计数功能。 报警电路在实验中可以用发光二极管来代替。 2．电路分析与设计 A:器件选择 (1) 十进制可逆计数器74LS192 74LS192是同步十进制可逆计数器，它具有双时钟输入，并具有清除和置数等功能，其引脚排列及逻辑符号如图2所示： 图2 74LS192的引脚排列及逻辑符号 图中：为置数端，为加计数端，为减计数端，为非同步进位输出端，为非同步借位输出端，P0、P1、P2、P3为计数器输入端，为清除端，Q0、Q1、Q2、Q3为数据输出端。其功能表如下 输入输出 MR P3 P2 P1 P0 Q3 Q2 Q1 Q0 1 ×××××××0 0 0 0 0 0 × d c b a d c b a × ××××加计数 0 1 1
第3章 组合逻辑电路 试分析图所示组合逻辑电路的逻辑功能，写出逻辑函数式，列出真值表，说明电路完成的逻辑功能。 (b) (c) (a)A B C D L =1 =1 =1 C 2 L 1L 2L 3 图 题图 解：由逻辑电路图写出逻辑函数表达式： 图a ：D C B A L ⊕⊕⊕= 图b ：)()(21B A C AB B A C AB L C B A L ⊕+=⊕=⊕⊕= 图c ：B A B A L B A A B B A B A L B A B A L =+=+=+++==+=321 由逻辑函数表达式列写真值表： A B C D L 0 0 0 0 00 0 0 1 10 0 1 0 10 0 1 1 00 1 0 0 10 1 0 1 00 1 1 0 00 1 1 1 11 0 0 0 11 0 0 1 01 0 1 0 01 0 1 1 11 1 0 0 01 1 0 1 11 1 1 0 11 1 1 1 0 A B C L 1L 2 0 0 0 0 00 0 1 1 00 1 0 1 00 1 1 0 11 0 0 1 01 0 1 0 11 1 0 0 11 1 1 1 1 A B L 1L 20 0 0 1 0L 3 0 1 0 0 11 0 1 0 01 1 0 1 0 由真值表可知：图a 为判奇电路，输入奇数个1时输出为1；图b 为全加器L 1为和，L 2为进位；图c 为比较器L 1为1表示A>B ，L 2为1表示A=B, L 3为1表示A 《三相交流异步电动机单按钮启停控制》教学课例 常州刘国钧高等职业技术学校杨欢一、项目名称确定： 《三相交流异步电动机单按钮启停控制》4课时 二、课例背景介绍： 可编程序控制器（PLC）技术是一门实用性很强的专业课，注重实践教学环节的学习演练，是掌握PLC技术的根本。本课程是以三菱FX2N系列PLC为核心，采用“项目导向、任务驱动"的课程模式，来实施和引领课堂教学。在PLC项目课程的实践中，分别通过项目教学、理实一体、任务驱动、行动导向等多种教学方法，起到了很好的效果，大大提高了学生学习的积极性。 本课例是项目一《三相交流异步电动机的PLC控制》中的任务四《三相交流异步电动机单按钮启停控制》。课程的实施是在可编程控制器实验室进行的，学生通过理论学习与实践操作一体化的综合训练方式，逐步学会三菱可编程序控制器的相关知识和技能，并为后续课程打下了扎实的基础。 三、学习目标的设定： 课程的总目标： 1、通过对本课程的学习和训练，使学生进一步熟悉PLC的基础知识，掌握PLC梯形图、指令语句以及SFC图三种方式的编程方法，并能够应用三菱FX2N 系列PLC完成实际控制系统的设计、安装、调试及监控。 2、通过该项目课程的学习，努力培养学生分析、解决生产实际问题的能力，提高学生的职业技能和专业素质。提高学生学习的能力，养成良好的思维和学习习惯。 3、积极发展好奇心和求知欲，培养坚持真理、勇于创新、实事求是的科学态度与科学精神，形成科学的价值观。培养学生的团队合作精神。 本课例的目标： 1、知道什么是时序图，会画出单按钮控制电动机启停的时序图。 2、能运用微分脉冲输出指令（PLS、PLF）、置位/复位指令（SET/RST）进 行简单的编程。 3、会根据控制要求熟练分配PLC输入/输出点，并能画出PLC电路原理图 和安装接线图。 4、能利用梯形图和指令语句两种方式完成该项目程序的编写。 5、能独立完成三相交流异步电动机单按钮启停PLC控制的安装、调试和监 控。 6、努力培养学生勤于思考、善于动手的良好习惯以及团队合作、理论联系 实际的能力。 四、学习任务描述： 本课例的学习任务是应用三菱FX2N-48MR PLC来实现三相交流异步电动机单按钮启停的控制。在传统控制系统中通常需要使用一个启动、一个停止按钮分别控制电动机的启动和停止，在PLC的控制系统中这就要占用两个输入点，而在PLC系统设计时，设法减少使用的输入/输出点数就可以降低控制系统的成本，提高经济效益。因此本项目是利用PLC技术来实现单按钮控制电动机的启 课题四闪光灯逻辑控制电路的设计与制作 闪光灯逻辑控制电路是电子游戏、广告制作、舞台演出中最常用的逻辑控制电路,和前三个课题不同的是电路采用纯数字电路器件来实现。数字电路能用的器件有通用的中,小规模集成电路和专用的数字集成电路两种,器件的选择余地更大,设计方案较多。数字电路的设计思路与模拟电路有着根本的差别,而且只要电路逻辑设计正确,调试的工作量较小。希望通过本课题的设计与制作,使初学者能熟悉数字电路的一般设计方法。 1.设计内容和要求 设计并制作一个闪光灯控制逻辑电路,设计要求: ①红(R、黄(A、绿(G三种颜色的闪光灯在时钟信号作用下按表3—5规定的逻辑顺序转换。表中“1”表示灯亮,“0”表示灯灭。要求电路能自启动。 ②状态转换时间间隔为0.5s,设计并制作一个CP脉冲源。 表3-5闪光灯转换顺序表 2. 设计方案的选择 (1逻辑分析 三个闪光灯R、A、G作为三个输出变量,灯亮为“1”,灯灭为“0”,在时钟CP的作用下,共8个状态,其状态转换图如图3-4-1所示。 图3-4-1状态转换图 由状态转换图可知,本电路可以自启动。 设计思路:能否用一个八进制计数器,再设计一个状态转换电路,将计数器的8个输出状态依次转化为灯光控制电路的规定状态,状态转换的真值表如表3-6所示。 表3-6状态转换真值表 由真值表可得输出变量的函数表达式为 R=01 2012012Q Q Q Q Q Q Q Q Q ++ A=012012012Q Q Q Q Q Q Q Q Q ++ G=012012012Q Q Q Q Q Q Q Q Q ++ (2 设计方案的比较与选择 由上分析,,本课题总的设计方案是先设计一个八进制同步加法计数器为闪光灯逻辑控制电路提供输入变量,再设计一个状态转换电路保证闪光灯按规定顺序工作。八进制计数器根据器件来源,可以选用三片小规模集成触发器如D 触发器,JK 触发器等,也可采用中规模集成计数器如74LS160,74LS161等构成,转换电路的设计方案更多,可采用门电路,也可采用数据选择器,3线8线译码器,甚至只读存储器ROM 来实现。不同的器件对逻辑函数 的处理方式不同。本课题首先确定八进制计数器由十进制同步加法计数器 74LS160来实现,只是转换电路选用不同的器件,介绍三种设计方案供选择比较。 3.单元电路的设计 (1八进制计数器的设计 第五章 组合逻辑电路典型例题分析 第一部分：例题剖析 例1．求以下电路的输出表达式： 解： 例2．由3线－8线译码器Ｔ4138构成的电路如图所示，请写出输出函数式． 解： Y = AC BC ABC = AC +BC + ABC = C(AB) +CAB = C (AB) T4138的功能表 & & Y 0 Y 1 Y 2 Y 3 Y 4 Y 5 Y 6 Y 7 “1” T4138 A B C A 2A 1A 0Ya Yb S 1 S 2 S 30 0 00 0 10 1 00 1 11 0 01 0 11 1 01 1 1 S 1S 2S 31 0 01 0 01 0 01 0 01 0 01 0 01 0 01 0 0 A 2A 1A 0Y 0Y 1Y 2Y 3Y 4Y 5Y 6Y 70 1 1 1 1 1 1 11 0 1 1 1 1 1 11 1 0 1 1 1 1 11 1 1 0 1 1 1 11 1 1 1 0 1 1 11 1 1 1 1 0 1 11 1 1 1 1 1 0 11 1 1 1 1 1 1 0 例3．分析如图电路，写出输出函数Ｚ的表达式。CC4512为八选一数据选择器。 解： 例4．某组合逻辑电路的真值表如下，试用最少数目的反相器和与非门实现电路。（表中未出现的输入变量状态组合可作为约束项） CC4512的功能表 A ? DIS INH 2A 1A 0Y 1 ?0 1 0 0 0 00 00 00 0 0 0 0 00 0 ?????0 0 00 0 10 1 00 1 11 0 0 1 0 11 1 01 1 1 高阻态 0D 0D 1D 2D 3D 4D 5D 6D 7 Z CC4512 A 0A 1A 2 D 0 D 1 D 2 D 3 D 4 D 5 D 6 D 7 DIS INH D 1 D A B C D Y 0 0 0 0 1 0 0 0 1 00 0 1 0 10 0 1 1 00 1 0 0 0 CD AB 00 01 11 1000 1 0 0 101 0 1 0 1 11 × × × ×10 0 1 × × A B 第一步画卡诺图第三步画逻辑电路图 第2章习题 一、单选题 1.若在编码器中有50个编码对象，则输出二进制代码位数至少需要（ B ）位。 A）5 B）6 C）10 D）50 2.一个16选1的数据选择器，其选择控制（地址）输入端有（ C ）个，数据输入端有（ D ）个，输出端有（ A ）个。 A）1 B）2 C）4 D）16 3.一个8选1的数据选择器，当选择控制端S2S1S0的值分别为101时，输出端输出（ D ）的值。 A）1 B）0 C）D4D）D5 4.一个译码器若有100个译码输出端，则译码输入端至少有（ C ）个。 A）5 B）6 C）7 D）8 5.能实现并-串转换的是（ C ）。 A）数值比较器B）译码器C）数据选择器D）数据分配器 6.能实现1位二进制带进位加法运算的是（ B ）。 A）半加器B）全加器C）加法器D）运算器 7.欲设计一个3位无符号数乘法器（即3×3），需要（）位输入及（ D ）位输出信号。A）3，6 B）6，3 C）3，3 D）6，6 8.欲设计一个8位数值比较器，需要（）位数据输入及（ B ）位输出信号。 A）8，3 B）16，3 C）8，8 D）16，16 9. 4位输入的二进制译码器，其输出应有（ A ）位。 A）16 B）8 C）4 D）1 二、判断题 1. 在二——十进制译码器中，未使用的输入编码应做约束项处理。（） 2. 编码器在任何时刻只能对一个输入信号进行编码。（） 3. 优先编码器的输入信号是相互排斥的，不容许多个编码信号同时有效。（ ） 4. 编码和译码是互逆的过程。（ ） 5. 共阴发光二极管数码显示器需选用有效输出为高电平的七段显示译码器来驱动。（ ） 6. 3位二进制编码器是3位输入、8位输出。（ ） 7. 组合逻辑电路的特点是：任何时刻电路的稳定输出，仅仅取决于该时刻各个输入变量的取值，与电路原来的状态无关。（ ） 8. 半加器与全加器的区别在于半加器无进位输出，而全加器有进位输出。（ ） 9. 串行进位加法器的优点是电路简单、连接方便，而且运算速度快。（ ） 10. 二进制译码器的每一个输出信号就是输入变量的一个最小项。（ ） 11. 竞争冒险是指组合电路中，当输入信号改变时，输出端可能出现的虚假信号。（ ） 三、综合题 1．如图所示逻辑电路是一个什么电路，当A 3～A 0输入0110，B 3～B 0输入1011，Cin 输入1时，Cout 及S 3～S 0分别输出什么 +A 3B 3C in 3C out +++A 2B 2A 1B 1A 0B 0210 答：图中所示电路是4位串行进位全加器电路 C out =1，S 3S 2S 1S 0=0001 2．使用门电路设计一个4选1的数据选择 器，画出逻辑图。 解：4选1数据选择器有4个数据输入 端（D 0D 1D 2D 3），2个选择输入端（S 1S 0），1个 数据输出端（Y ）。真值表如下： D S 1 S 0 Y 一、选择题（每小题1.5分） 第一章： 1. 带符号位二进制数10011010的反码是（ ）。 A. 11100101 B. 10011010 C. 10011011 D. 11100110 2. 十进制数5对应的余3码是（ ）。 A. 0101 B. 1000 C. 1010 D. 1100 3. 二进制代码1011对应的格雷码是（ ）。 A. 1011 B. 1010 C. 1110 D. 0001 第二章： 1. 下列公式中哪一个是错误的？ （ ） A. A A 0=+ B. A A A =+ C. B A )B A ('+'='+ D. )C A )(B A (BC A ++=+ 2. 下列各式中哪个是三变量A 、B 、C 的最小项？ （ ） A. B A '' B. C B A +'+' C.ABC D. C B '+' 3. 下列函数中不等于A 的是（ ）。 A. A ＋1 B. A ＋A C. A ＋AB D. A （A ＋B ） 4. 在逻辑代数的加法运算中，1＋1＝（ ）。 A. 2 B. 1 C. 10 D. 0 5. A ⊕1＝（ ）。 A. A B. 1 C. A ' D. 0 6. 含有A 、B 、C 、D 四个逻辑变量的函数Y=A+B+D 中所含最小项的个数是（ ）。 A. 3 B. 8 C. 14 D. 16 7. 下列函数中等于AB 的是（ ）。 A. （A ＋1）B B. （A ＋B ）B C. A ＋AB D. A （AB ） 8. 为了将600份文件顺序编码，如果采用二进制代码，最少需要用（ ）位。 A. 3 B. 10 C. 1024 D. 600 9. 为了将600个运动员顺序编码，如果采用八进制代码，最少需要用（ ）位。 A. 3 B. 4 C. 10 D. 75 第三章： 一：设计题目：篮球30秒定时控制电路设计 （优） 二：设计任务和基本要求： 1． 有30s计时功能； 2． 设置外部操作开关，具有对计时器清零，启动和暂停/连续等功能。 3． 计时器为30s递减计时器，其计时时间间隔为1s. 4． 计时器递减计时到零时，数码显示器不能灭灯，同时发出报警信号。 三：设计步骤： 1. 设计过程： (1)根据设计要求，得到篮球30秒计时器总体方案框 图 秒脉冲发生器 CLK 计数器 显示译码电路 报警电路 K8 K7 控制电路 设计思路：篮球30秒计时器包括秒脉冲发生器，计数器，译码显示器，辅助时序控制电路和报警电路等。其中计数器和控制电路事系统的主要部分。计数器完成30秒计时功能，控制电路完成计数器的启动、暂停/连续计数。为保证系统的设计要求，在设计控制电路时，应正确处理各个信号间的时序关系。当启动开关K7闭合（低电平）时，计数器完成置数功能，译码显示电路显示30秒字样；当启动开关K7断开（高电平）、K8断开（高电平）时，计数器开始计数，当K8为闭合（低电平）时，计数器停止计数，K8再断开（高电平）时，继续累计技术。计数器递减到零时，发出声光报警信号L＝1（正常计数时L=0）。 （2）篮球30秒计时器的顶层电路逻辑图： 本实验包括两个模块： a：IC17模块完成计数器计时功能；b：TIM模块完成始终脉冲发生信号功能。 （3）．根据功能模块的划分，利用ABEL_HDL语言完成设计。 篮球30秒计时器顶层电路中的IC17模块的程序设计程序为： MODULE IC17 TITLE '30S' CLK,S,LD PIN; Q7,Q6,Q5,Q4,Q3,Q2,Q1,Q0 PIN ISTYPE'REG'; L PIN ISTYPE'COM'; Counth=[Q7,Q6,Q5,Q4]; Countl=[Q3,Q2,Q1,Q0]; EQUATIONS Counth.CLK=CLK; Countl.CLK=CLK; L=(Counth==0)&(Countl==0); ” 30秒倒计时 WHEN((LD==1)&(S==1)&(Countl==0)& (Counth==0))THEN{Countl:=0;Counth:=0;} ELSE WHEN((LD==1)&(S==1)&(Countl>0)) THEN{Countl:=(Countl.FB-1);Counth:=Counth.FB;} 【例题1】设计一个投票表决器，三个投票人分别为A 、B 、C ，按规定只要二人以上同意才能通过。 解：设投同意票为“1”表示，不同意票为“0”；输出为“1”表示通过，为“0”表示不通过。 第一步：由逻辑关系列出真值表 第二步：由真值表写出逻辑函数表达式 第三步：化简逻辑函数表达式 ◆用卡诺图化简 ◆用代数法化简如下 第四步 由化简后的逻辑表达式画出逻辑电路图 7 653111*********m m m m ABC C AB C B A BC A F +++=真值表 ∑= ) 7,6,5,3(m F AB BC AC AB BC AC AB BC AC F ??=++=++=AB BC AC AB BC AC AB BC AC A C C B AC C AB B A C B A B A A C AB A B B C C AB C B A BC C AB C B A A A BC ABC C AB C B A BC A F ??=++=++=++=++=+=+++=++=+++=+++=)()()()()( F高电平时，三极管导通，灯亮；低电平时三极管截止，灯灭。 【例题2】某汽车驾驶员培训班进行结业考试。有三名评判员，其中A为主评判员，B、C 为副评判员。评判时按少数服从多数原则，但若主评判认为合格，也可通过。试用与非门构成逻辑电路实现评判的规定。 解：（1）根据逻辑设计要求，设定三个输入变量A、B、C，并规定如下：主评判A意见：A＝1认为合格;A＝0认为不合格 副评判B意见：B＝1认为合格;B＝0认为不合格 副评判C意见：C＝1认为合格;C＝0认为不合格 设输出变量Y：Y＝1认为通过;Y＝0认为不通过 （2）列真值表 （3）根据真值表写出逻辑表达式 （4）用卡诺图化简 （5）画出逻辑电路图 【例题3】有一火灾报警系统，设有烟感、温感、紫外光感三种不同类型的火灾探测器。为了防止误报警，只有当其中有两种或两种以上类型的探测器发出火灾探测信号时，报警系统才产生报警控制信号，试设计产生报警控制信号的电路。 ［解］（1）根据逻辑要求设置逻辑输入、输出变量。 用A、B、C分别代表烟感、温感、紫外光感三种探测器的探测输出信号，作为报警控制电路的输入变量，以“1”表示高电平，“0”表示低电平，高电平表示有火灾报警，低电平表示无火灾报警； F为报警控制电路的输出，以“1”表示高电平，“0”表示低电平，同样高电平表示有火灾报警，低电平表示无火灾报警。 真值表 ∑ = + + + + = + + + + = )7,6,5,4,3( 7 6 5 4 3 m m m m m m ABC C AB C B A C B A BC A Y A BC A BC A BC Y ? = + = + = 交流调速 课程设计说明书 设计题目：基于单片机的单键单灯亮/灭控制系统设计指导教师： xxxxx 设计者： xxxx 学号： xxxxxxxxx 系别：机械工程学院 班级： 目录 一、题目 (1) 二、内容要求 (1) 三、总体方案设计思路 (1) 四、电路原理图 (1) 五、程序 (2) 六、课程设计心得体会···························· (3) 七、参考文件 (4) 1题目:基于单片机的单键单灯亮/灭控制系统设计 2内容要求:选用单片机为控制核心，用一个按钮控制一只LED 灯的点亮和熄灭。要求上电后，按一次按钮，灯点亮；再按一次，灯熄灭；第三次案又点亮，如此循环。 3总体方案设计思路:程序通过if判断语句，判断输入引脚，当输入引脚为低电平时，满足if语句判断条件，当条件满足时，通过取反指令，控制输出引脚，LED灯亮灭切换。通过while循环语句，确定有效按键。 4电路原理图: XTAL2 18 XTAL1 19 ALE 30EA 31 PSEN 29RST 9 P0.0/AD039P0.1/AD138P0.2/AD237P0.3/AD336P0.4/AD435P0.5/AD534P0.6/AD633P0.7/AD732P1.0/T21P1.1/T2EX 2P1.23P1.34P1.45P1.56P1.67P1.78 P3.0/RXD 10P3.1/TXD 11P3.2/INT012P3.3/INT113P3.4/T014P3.7/RD 17 P3.6/WR 16P3.5/T115P2.7/A1528P2.0/A821P2.1/A922P2.2/A1023P2.3/A1124P2.4/A1225P2.5/A1326P2.6/A1427U1 AT89C52 D1 LED-RED vcc R1 100R X1 CRYSTAL R2 100R C1 10u 5程序： #include I I 4 5 7 I 1 6 2 I I I 0 3 I I I 9 8 I 图 P5.7 图P5.8 第5章 组合逻辑电路应用 习题5 5.1 设计一个10线-4线编码器，输出为8421BCD 码。 5.2 试用2片8线-3线优先编码器74148，设计一个10线-4线优先编码器。连接时允许附加必要的门电路。 5.3 试分析图P5.3所示电路的功能（74148为8线-3线优先编码器）。 5.4 分析图P5.4所示电路的功能。 5.5 用2片3线-8线译码器74138，组成4线-16线译码器。 5.6 某一个8421BCD 码七段荧光数码管译码电路的e 段部分出了故障，为使数码管能正确地显示0～9十种状态，现要求单独设计一个用与非门组成的e 段译码器。已知共阳极数码管如图P5.6所示。 5.7 分析图P5.7所示电路的功能（74148为8线-3线优先编码器）。 5.8 画出用两片4线-16线译码器74154组成5线-32译码器的接线图。图P5.8是74154的符号，S A 和S B 是两个控制端（亦称片选端），译码器工作时应使S A 和S B 同时为低电平，当输入信号A 3A 2A 1A 0为0000到1111共16种状态时，输出端从Y 0到Y 15依次给出低电平输出信号。 图P5. 4 图P5.6 图P5.3 5.9 设计一个编码转换器，将三位2进制码转换为循环码。 5.10 某医院的某层有6个病房和一个大夫值班室，每个病房有一个按扭，在大夫值班室有一个优先编码器电路，该电路可以用数码管显示病房的编码。各个房间按病人病情严重程度不同分类，1号房间病人病情最重，病情按房间号依次降低，6号房间病情最轻。试设计一个呼叫装置，该装置按病人的病情严重程度呼叫大夫，若两个或两个以上的病人同时呼叫大夫，则只显示病情最重病人的呼叫。 5.11 设计一个电话机信号控制电路。电路有I 0（火警）、I 1（盗警）和I 2（日常业务）三种输入信号，通过排队电路分别从Y 0、Y 1、Y 2输出，在同一时间只能有一个信号通过。如果同时有两个以上信号出现时，应首先接通火警信号，其次为盗警信号，最后是日常业务信号。试按照上述轻重缓急设计该信号控制电路。要求用集成门电路7400（每片含4个2输入端与非门）实现。 5.12 试用一片3线-8线译码器T3138，实现下列逻辑函数（可使用必要的门电路）： （1）B A L =1 （2）B A AB L +=2 （3）C B A L ⊕⊕=3 5.13 用4路数据选择器实现下列函数: (1) ∑=)5,4,2,0(),,(1m C B A L (2) ∑= )7,5,3,1(),,(2m C B A L （3）∑=)7,5,2,0(),,(3m C B A L （4）∏= )3,2,0(),,(4M C B A L 5.14 用8路数据选择器实现下列函数： (1) ∑=)15,13,10,8,7,5,2,0(),,,(1m D C B A L (2) ∑= )12,10,9,5,4,3,0(),,,(2m D C B A L (3) C B AB C B A L +=),,(3 5.15 将四选一数据选择器，扩展为16选一数据选择器。 5.16 用3线-8线译码器74138和8选1数据选择器74151和少量与非门实现组合逻辑电路。当控制变量C 2C 1C 0=000时，F=0；C 2C 1C 0=001时，F=ABC ；C 2C 1C 0=010时，F=A+B+C ；C 2C 1C 0=011时，F=ABC ；C 2C 1C 0=100时，F=C B A ++；C 2C 1C 0=101时，F=C B A ⊕⊕；C 2C 1C 0=110时，F=AB+AC+BC ；C 2C 1C 0=111时，F=1。画出电路图。 5.17 分析图P5.17所示电路的工作原理，说明电路的功能。 几个单按钮启停线路 以下是我找到的几个单按钮启停电机的控制回路电路图，每个电路图我都进行了图纸分析和用实际元件接线（图纸中的KA与KM都是用SIMENS的3TF4022接触器代替，安装方式是水平放置），电路图中没有画出控制回路中的断路器、热继等元件。 第一个电路图： 经典线路，结构清晰，布局合理，电路分析和实际接线都可以通过，没有误动作现象。 我们往往以为单按钮启停线路只有课题意义没有实际使用价值，请看下面的工程技术要求：有一个气体压力罐，两个系统送气电磁阀KV1和KV2，当压力罐中的压力第一次达到预设压力时电磁阀KV1得电，向一号系统送气，第二次达到预设压力时电磁阀KV2得电，向二号系统送气，第三次到达压力时电磁阀KV1又得电……如此循环。 怎样才能用最简单的线路完成这个要求呢？这就用到了上面的线路了，不过要把元件的符号变一下。 KA是中继，KM1和KM2分别控制电磁阀KV1和KV2。 第二个电路图： 这其实是一个PLC的梯形图，要把它转换成电路图就成了： 在分析这个图的时候是行不通的，（KM吸合以后再按下SB，KM就会释放一下重新吸合），但它的实际接线却没问题，按按钮100次没有出现过误动作（当用手慢慢的按下“接触器”KA1上那个突起的塑料块时,KM就会释放一下又重新吸合，与电路分析的结果一样）。PLC接线也没问题，同样按按钮100次没有误动作（PLC用的是国产嘉华的）。 这个梯形图用在以输入输出点决定价格的PLC上我觉得倒是挺合适的。 第三个电路图： 电路分析和实际接线都可以通过，没有误动作现象。 你在接好线时会发现这是个有趣的电路，因为你在按下SB时KM并不会动作，但是一松开SB那么KM就会立刻得电吸合，再按下SB时KM不会动作，一松开SB那么KM 就会立刻失电释放。这个电路的应用基本上和第一个电路一样。 一概述 为了能使仪器在特定的时间内工作,通常需要人在场干预才能完成。本课题设计的定时器,就是能使你不在时,仪器也能按时打开和关闭。例如你想用录音机、录像机录下某一时间断的节目,而这一段时间你又有其他事要做,不在家或机器旁边,你就可以实现预置一下定时器。在几点几分准时打开机器,到某时某刻关掉机器。数字钟是采用数字电路实现对时、分、秒数字显示的计时装置，以其显示的直观性、走时准确稳定而受到人们的欢迎，广泛用于个人家庭、车站、码头、办公室等公共场所，给人们的生活、学习、工作、娱乐带来了极大的方便，诸如定时自动报警、按时自动打铃、时间程序自动控制、定时广播、通断动力设备、以及各种定时电气的自动启用等，所有这些，都是以钟表数字化为基础的。 定时控制器由供电单元、数字钟单元、定时单元以及控制输出单元等几部分组成.如图1所示为定时控制器系统框图。 图1 二．设计任务和要求 设计一个带数组电子钟的定时控制器逻辑电路，具体任务要求如下： 1．可设定定时启动（开始）时间与定时结束（判定）时间 2.定时开始，指示灯亮；定时结束，指示灯灭 3.定时范围可以选择 4.具有电子钟功能,显示为四位数 三.电路设计 数字钟一般由振荡器、分频器、计数器、译码器、显示器等几部分组成。这些都是数字电路中应用最广的基本电路。石英晶体振荡器产生的时标信号送到分频器，分频电路将时标信号分成每秒一次的方波秒信号。秒信号送入计数器进行计时，并把累计的结果以“时”、“分”、“秒”的数字显示出来。“秒”的显示由两级计数器和译码器组成的六十进制计数电路实现；“分”的显示电路与“秒”相同，“时”的显示由两级计数器和译码器组成的二十四进制计数电路实现。所有计时结果结果由六位数码管显示。 3.1石英晶体振荡器 振荡器是电子钟的核心，用它产生标准频率信号，再由分频器分成秒时间冲。 振荡器振荡频率的精度与稳定度基本上决定了钟的准确度。 振荡器是由石英晶体，微调电容与集成反相器等元件构成。石英晶体振荡器电路给数字钟提供一个频率稳定准确的32768Ｈz的方波信号，可保证数字钟的走时准确及稳定。不管是指针式的电子钟还是数字显示的电子钟都使用了晶体振荡器电路。 1、在一旅游胜地，有两辆缆车可供游客上下山，请设计一个控制缆车正常运行的逻辑电路。要求：缆车A和B在同一时刻只能允许一上一下的行驶，并且必须同时把缆车的门关好后才能行使。设输入为A、B、C，输出为Y。（设缆车上行为“1”，门关上为“1”，允许行驶为“1”）(1) 列真值表；（4分） （2）写出逻辑函数式；（3分） （3）用基本门画出实现上述逻辑功能的逻辑电路图。（5分） 解：（1）列真值表：（3）逻辑电路图： （2）逻辑函数式： 2、某同学参加三类课程考试，规定如下：文化课程（A）及格得2分，不及格得0分；专业理论课程（B）及格得3分，不及格得0分；专业技能课程（C）及格得5分，不及格得0分。若总分大于6分则可顺利过关（Y），试根据上述内容完成： （1）列出真值表； （2）写出逻辑函数表达式，并化简成最简式； （3）用与非门画出实现上述功能的逻辑电路。 （3）逻辑电路图 (2)逻辑函数表达式3、中等职业学校规定机电专业的学生，至少取得钳工(A)、车工(B)、电工(C)中级技能证书的任意两种，才允许毕业（Y）。试根据上述要求：（1）列出真值表；（2）写出逻辑表达式，并化成最简的与非—与非形式；（3）用与非门画出完成上述功能的逻辑电路。 解：（1 （3）逻辑电路： （2）逻辑表达式： 最简的与非—与非形式： 4、人的血型有A、B、AB和O型四种，假定输血规则是：相同血型者之间可输出，AB血型者可接受其他任意血型，任意血型者可接受O型血。图1是一个输血判断电路框图，其中A1A0表示供血者血型，B1B0表示受血者型，现分别用00、01、10和 11表示A、B、AB和O四种血型。Y为判断结果，Y=1表示可以输血，Y=0表示不允许输血。请写出该判断电路的真值表、最简与—或表达式，并画出用与非门组成的逻辑图。 输血判断电路框图： 解：（1）真值表：（3）逻辑图： 数字逻辑电路课程设计题目及要求 项目一：高精密数控电源的设计和制作： 要求：电源输出电压为：0—9.9V，步进为0.1V，有两位数码管显示，每位有两个按键能加能减的作用。功率大小不做具体的要求，电路设计不能有专业的A/D芯片。项目二：自行车的里程表设计和制作： 要求：设计一个自行车里程表电路，有两位数码管显示，显示数字的单位为百米,自行车轮胎直径为0.99M。 项目三：自行车的速度测定仪表的设计和制作： 要求：设计一个自行车测速电路，有两位数码管显示，显示数字的单位为M/S,采样时间不能超过5S，自行车轮胎直径为0.99M。 项目四：多功能抢答器的设计和制作： 要求：多功能抢答器为八路的，具有数码和指示灯双重指示，电路的附加的电路一个有计时、报警等电路，所用芯片必须为我们所学的。 项目五：数字频率计的设计和制作： 要求：数字频率计的显示为两位数码管，单位为KHZ，具有溢出报警功能,附带震荡电路，频率可调几K到几百KHZ。 项目六：交通灯的设计和制作： 要求：具有真正模拟十字路口的交通灯的能力，红灯5秒，绿灯4秒，黄灯1秒等的时间也可以自己设定。 项目七：数字电子钟逻辑电路的设计和制作： 要求：数字电子钟逻辑电路要具有电子手表的功能，例如时间的设定，整点报时，可以设定闹钟等功能，只需四位数码。 项目八：定时控制器电路的设计和制作： 要求：定时控制器电路能够定时控制家用电器的开关，例如能按时开启、关断电饭煲煮饭等，电器用灯泡代替，时间可以缩短60倍。 项目九：LED广告牌电路设计和制作： 要求：LED广告牌电路能够模拟市面上的LED广告灯箱，能有四个字显示能力（共青学院），可以的话周围有霓虹灯闪烁。 项目十：易拉罐技术电路的设计与制作： 要求：易拉罐在传送带上过时，记录数值，以20灌为一个单位，满二十灌重新 计数并给出提示音，此过程模拟工厂易拉罐装箱过程. 项目十一：数显风扇调速器电路 要求：具有中低高三档，0为停止，1为低档。2为中档，3为高档。调节开关设 置成触摸，遥控等。可以的话加入温度自动控制电路。 项目十二：出租车计价器电路 交通灯定时控制系统实验报告 一、课题名称： 交通灯定时控制系统的设计、制作 二、内容摘要： 在城镇街道的十字交叉路口，为了保证交通秩序和行人安全，一般在每条道路上各有一组红、黄、绿交通信号灯，其中红灯亮，表示该条道路禁止通行；黄灯亮表示该条道路上未过停车线的车辆停止通行，已过停车线的车辆继续通行；绿灯亮表示该条道路允许通行。交通灯控制电路自动控制十字路口两组红、黄、绿交通灯的状态转换，指挥各种车辆和行人安全通行，实现十字路口交通管理的自动化。 三、设计内容及要求： 设计一个十字路口的交通灯定时控制系统，基本要求如下： （1）甲车道和乙车道两条交叉道路上的车辆交替运行，每次通行时间都设为25秒。 （2）每次绿灯变红灯时，黄灯先亮5秒钟，才能变换运行车道。 （3）黄灯亮时，要求每秒钟闪亮一次。 选做扩展功能： （4）十字路口有数字显示灯亮时间，要求灯亮时间以秒为单位作减计数； （5）要求通行时间和黄灯亮的时间均可在0~99s 内任意设定。 四、系统方案设计： 1、分析系统的逻辑功能，画出其框图； 交通灯定时控制系统的原理框图如图1所示。它主要由控制器、定时器、译码器和秒脉冲信号发生器等部分组成。秒脉冲发生器是该系统中定时器和控制器的标准时钟信号源，译码器输出两组信号灯的控制信号，经驱动电路后驱动信号灯工作，控制器是系统的主要部分，由它控制定时器和译码器的工作。图中： T Y ：表示甲车道或乙车道从绿灯亮切换到黄灯亮的信号，在T L =1过后25s 时T Y =1，表示灯切换，在其他时候T Y =0。 T L ：表示甲车道或乙车道从红灯亮切换到绿灯亮的信号，在T Y =1过后5s 时T L =1，表示灯切换，在其他时候T L =0。 且每个信号都为每30s 循环一次，因此我选用30s 循环的定时器。 T L －T Y = 5s T L T Y 图1 交通灯控制系统原理框图 2、逻辑设计，对各部分连接处进行定义，建立各部分之间的联系； 首先，由定时器组成30s 循环，在25s 时输出切换信号T Y =1，在30s 时输出T L =1，如此构成一个定时器的输出部分。接下来，由T L 、T Y 提供给控制器信号，在使其在T L 时刻进 秒脉冲 发生器 控制器 译码器 定时器 甲车道信号灯 乙车道信号灯 期末考试试题（答案） 一、选择题（每小题2分，共20分） 1．八进制（273）8中，它的第三位数2 的位权为___B___。 A．(128)10B．(64)10C．(256)10 D．(8)10 2. 已知逻辑表达式C B C A AB F+ + =，与它功能相等的函数表达式 _____B____。 A．AB F=B．C AB F+ = C．C A AB F+ =D．C B AB F+ = 3. 数字系统中，采用____C____可以将减法运算转化为加法运算。 A．原码B．ASCII码C．补码D．BCD码4．对于如图所示波形,其反映的逻辑关系是___B_____。 A．与关系B．异或关系C．同或关系D．无法判断 5．连续异或1985个1的结果是____B_____。 A．0B．1 C．不确定D．逻辑概念错误 6. 与逻辑函数D C B A F+ + + =功能相等的表达式为___C_____。 A．D C B A F+ + + =B．D C B A F+ + + = C．D C B A F=D．D C B A F+ + = 7．下列所给三态门中，能实现C=0时，F=AB；C=1时，F为高阻态的逻辑功能的是____A______。 B A F & ? F B A & 8. 如图所示电路，若输入CP脉冲的频率为100KHZ，则输出Q的频率为_____D_____。 A． 500KHz B．200KHz C． 100KHz D．50KHz 9．下列器件中，属于时序部件的是_____A_____。 A．计数器B．译码器C．加法器D．多路选择器 10．下图是共阴极七段LED数码管显示译码器框图，若要显示字符“5”，则译码器输出a～g应为____C______。 A． 0100100 B．1100011 C． 1011011 D．0011011 二、填空题（每小题2分，共20分） 11.TTL电路的电源是__5__V，高电平1对应的电压范围是__2.4-5____V。 12.N 个输入端的二进制译码器，共有___N2____个输出端。对于每一组输入代码，有____1____个输出端是有效电平。 13.给36个字符编码，至少需要____6______位二进制数。 14.存储12位二进制信息需要___12____个触发器。《三相交流异步电动机单按钮启停控制》教学案例
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