32电子线路课程设计题

电子线路课程设计题一、数字智力竞赛抢答器的设计（3人）设计说明：比赛中为了准确、公正、直观地判断出第一枪答者，所设计的抢答器通常由数码显示、灯光、音响等多种手段指示出第一枪答者。同时还应设计记分、犯规和奖惩记录等多种功能。设计要求：1、基本部分(1)自制稳压电源。(2)抢答器可供四组使用，组别键(信)号可以锁存；抢答指示用发光二极管(LED)。(3)记分部分独立(不受组别信号控制)，致少用2位二组数码管指示，步进有10分、5分两种选择，并且具有预置、递增、递减功能。(4)要求性能可靠、操作简便。2、发挥部分(1)增加抢答路数。(2)数码管显示组别键(信)号。(3)自动记分(受组别信号控制)：当主持人分别按步进得分键、递增键或递减键后能够将分值自动累计在某组记分器上）。(4)超时报警。(5)其它。可能用到的芯片：NE555，74LS48（CD4511），74LS00，CD4042，CD4012，CD4029，十进制加减计数器，4-2编码器等二、步进电机控制器的设计（3人）设计说明：步进电机主要由转子和定子组成，定子上绕制了A、B、C三相线圈。当三相定子绕组轮流接通驱动脉冲时，产生磁场吸引转子转动，每次转动的角度称为步距。根据三相绕组所加脉冲的方式不同而产生不同的步距，其中三相三拍方式的步距为3°，三相六拍方式为1.5°。根据不同的信号频率形成不同的转速。由三相脉冲加入的不同相序形成正转或反转。步进电机几个工作方式和对应的定子NS转子VABCNS转子VABC三相步进电结构示意图（A、B、C开关接通由脉冲控制）定子脉冲序列：设计要求：三相三拍正转（步距3°）ABCABBCCAABBCCA三相三拍反转（步距3°）ABCABCAABBBCCCA三相六拍正转（步距1.5°）AABBBCCCA三相六拍反转（步距1.5°）ABC时钟电路脉冲序列产生电路步距控制步数计数器脉冲放大电路步进电机译码显示器转向控制CBA绕组绕组绕组CBA步进电机控制器方框图1、基本部分(1)自制稳压电源。(2)控制器能够驱动步进电机以三相三拍方式（步距3°）正向运转。(3)步进电机运行步数能够预置，每转一步自动减1，直到减到零，此时步进电机应能停止运转。(4)绕组驱动电流不低于0.1安培。（实验时可先用等值电阻替代绕组。）(5)要求性能可靠、操作简便。2、发挥部分(1)步进电机还可以按三相六拍方式（步距1.5°）工作。(2)步进电机还可以反向运转。(3)绕组驱动电流能够达到0.2安培。(4)为步进电机设计合理的加速运行曲线。(5)其它。可能用到的芯片：NE555，74HC90，74LS48，74HC164三、电子密码锁的设计（3人）设计说明：要求电子器件设计制作密码锁的控制电路，使之在输入正确的代码时，输出信号以启动执行机构动作，并且用红、绿LED指示关锁、开锁状态。输入拨码开关输入锁存电路密码存储电路开锁控制电路机械动作构件5秒定时电路20秒定时电路声光指示电路电子密码锁控制器框图设计要求：1、基本部分(1)自制稳压电源。(2)密码锁控制器中存储一个4位代码，当开锁按扭的输入代码等于存储代码时启动开锁控制电路，并且用绿灯亮、红灯灭表示开锁状态。(3)从第一个按扭触动后的5秒内若未能将锁打开，则电路自动复位并由扬声器发出持续10至20秒的报警信号，同时用绿灯灭、红灯亮表示关锁状态。(4)要求性能可靠、操作简便。2、发挥部分(1)密码锁控制器中存储的4位密码可以修改。(2)可实现遥控开锁，遥控距离3米。(3)开锁信号可以推动机械执行构件（例如：利用继电器使电磁铁吸合拉动物件）产生动作。(3)其它。可能用到的芯片：NE555，四、简易广告牌（3人）设计说明：简易广告牌是由发光二极管（LED）构成的8×8或16×16矩阵板，当行、列有效时，其交叉点的LED被点亮，当多个LED被点亮时即可形成一定的图案或字符。改变点亮方式将产生不同的效果。设计要求：1、基本部分(1)自备稳压电源。(2)用LED设计安装一块16×16矩阵板及其驱动电路。(3)用存储器存放待显示的字符，字符数量不少于8个，比如显示：“湖”、“北”、“大”、“学”、“物”、“电”、“学”、“院”。(4)字符替换用手动开关编码控制。2、发挥部分(1)扩展LED点阵为16×32。(2)实现句子的左右滚屏显示。(3)实现预存信息，定时更新。参考电路可见谢自美教材。五、直流电机的转速检测与脉宽调速器的设计（3人）设计说明：脉宽调速是利用改变脉冲宽度的方法实现脉冲占空比的变化，用以改变输出直流电压的平均值，达到调节直流电机的转速。设计要求：1、基本部分(1)设计一个多谐振荡器，频率调节范围为35KHz，占空比调节范围为3070%。(2)选用额定电压不超过12V，额定电流不超过0.5A的玩具直流电机作实验，根据电机的实际参数设计功率放大器，使之推动直流电机工作。(3)设计直流电机的转速检测电路，该电路可用光电转换方法实现。(4)设计转速显示电路，用2位数码管出直流电机每秒钟所转的圈数。2、发挥部分(1)用4位数码管出直流电机每分钟所转的圈数。(2)直流电机的圈数/分可以预置，通过负反馈自动调节多谐振荡器的脉宽使实际转速稳定在预置的转速（圈数/秒或圈数/分）。(3)其它。NE555，74HC00，74HC90，多谐振荡器前置放大器功率放大器直流电机转速/脉冲变换电路整形电路闸门电路时钟电路定时器1定时器2显示器计数器锁存器直流电机的转速检测与脉宽调速器框图清零/锁存命令六、路灯控制器的设计（3人）设计说明：安装在公共场所或道路两旁的路灯，通常是随环境的亮和暗而自动的关断和开启。并对开启次数和开启时间进行统计。实验时要用三个台灯，其中两个无调光功能的模拟路灯，另一个有调光功能的模拟环境。设计要求：1、基本部分(1)自制稳压电源。(2)该控制器具有环境亮度检测和控制功能，当处于暗（亮）环境下能够自动开（关）灯，为了演示方便，在现场演示时，当调光台灯（模拟自然光）较暗（较亮）时相当于暗环境（亮环境），此时另一个受控台灯（模拟路灯）将被点亮（熄灭），以此实现光控功能。(3)能自动记录“路灯”的开灯次数（用1位数码管显示）。(4)能累计“路灯”开灯时间（用2位数码管显示）。2、发挥部分(1)设计一个环境亮度指示器用以检测环境亮度，在现场演示时，当调光或者改变光电传感器和光源之间的距离时，环境亮度指示器的输出电压应有不同的反应。(2)“路灯”点亮（熄灭）能受环境亮度指示器的控制（如：开关有“较暗”和“很暗”两挡，当位于“很暗”挡时（完全遮住光电传感器），两个“路灯”将都被点亮；当位于“较暗”挡时（局部遮住光电传感器），仅有一个“路灯”将被点亮。(3)能远程控制（1000米）路灯的开和关。光电变换信号鉴幅驱动电路路灯(台灯)计数器译码器数显开启次数计数器译码器数显开启时间时钟电路调光台灯路灯控制器框图(4)其它，如：声音控制“路灯”点亮，延时熄灭等。七、多点温度监控系统的设计（3人）设计说明：在对温度要求较高的地方（比如粮库）需要对测试仓库的各个地方的温度进行监控，超过存储温度则需要报警，提醒管理人员打开换气设备。本课题是模拟粮库的实际情况，为之设计一个监控系统。设计要求：1、基本部分(1)自制稳压电源。(2)主机可监控不少于3个点的温度变化，轮流显示各点温度。(3)温度测量精度±2℃。(4)显示器分两段，第一段2位十进制数，显示测温点号；第二段2位十进制数，显示对应点的测量温度。(5)所连接的测温点中只要有任何一个测量点的温度达到高温值时应给出报警信号，当所有点的温度值降低到安全值后，停止报警2、发挥部分(1)温度传感器可在热敏电阻或集成温度传感器之间选择一种。无论选择哪一种，都不采用A/D转换器进行信号变换(2)温度测量精度±1℃。(3)具有温度传感器失效判断与显示功能。(4)其他功能，尽量考虑降低成本。、数字频率计的设计（3人）设计说明：数字频率计用于测量正弦信号、矩形信号等波形的频率，其概念是单位时间里的脉冲个数，如果用一个定时时间T控制一个闸门电路，时间T内闸门打开，让被测信号通过而进入计数译码，可得到被测信号的频率fx=TN，若T=1秒，则fx=N。设计要求：1、基本部分(1)被测信号的频率范围为1Hz999KHz，分成三个频段，即1Hz999Hz，1100KHz。100KHz~999KHz。(2)具有自检功能，即用仪器内部的标准脉冲校准测量精度。(3)用3为数码管显示测量数据，测量误差小于10%。2、发挥部分(1)用发光二极管表示单位，当绿灯亮时表示Hz，红灯亮时表示KHz。(2)具有超量程报警功能，在超出当前量程挡的测量范围时，发出灯光和音响信号。(3)测量误差小于5%。(4)量程自动转换功能。(4)其它。九、乒乓球比赛模拟机的设计（2人）设计说明：乒乓球比赛是由甲乙双方参赛，加上裁判的三人游戏（也可以不用裁判），乒乓球比赛模拟机是用发光二极管（LED）模拟乒乓球运动轨迹的电子游戏机。计数器锁存器译码器时钟电路10进制分频器显示器整形正弦波矩形波自检控制电路闸门1s0.001s数字频率计原理框图时钟电路甲方记分显示甲方发光二极管排组控双向移位寄存器设计要求：1、基本部分(1)至少用8个LED排成直线，以中点为界，两边各代表参赛双方的位置，其中一个点亮的LED（乒乓球）依次从左到右，或从由到左移动，“球”的移动速度能由时钟电路调节。(2)当球（被点亮的那只LED）移动到某方的最后一位时，参赛者应该果断按下自己的按扭使“球”转向，即表示启动球拍击中，若行动迟缓或超前，表示未击中或违规，则对方得一分。(3)设计自动记分电路，甲乙双方各用一位数码管显示得分，每记满9分为一局。2、发挥部分(1)甲乙双方各设一个发光二极管表示拥有发球权，每得5分自动交换发球权，拥有发球权的一方发球才能有效。(2)发球次数能由一位数码管显示。(3)一方得分，电路自动响铃3秒，此期间发球无效，等铃声停止后方可比赛。(4)其它。十、十字路口交通管理控制器的设计（2人）任务说明：在主、支道路的十字路口分别设置三色灯控制器，红灯亮禁止通行，绿灯亮允许通行，黄灯亮要求压线车辆快速穿越。根据车流状况不同，可调整三色灯点亮或关闭时间。主道计数器译码显示器组合电路秒脉冲电路主绿主黄主红次绿次黄次红组合逻辑电路设计要求：1、基本部分(1)自制稳压电源；(2)主道路绿、黄、红灯亮的时间分别为60秒、5秒、25秒；次道路绿、黄、红灯亮的时间分别为20秒、5秒、65秒；(3)主、次道路时间指示采用倒计时制，用2位数码管显示。时序关系应该符合如下要求：2、发挥部分(1)主、次道路绿、黄、红灯亮的时间可以预置；(2)主、次道路绿、黄、红灯亮的时间可以分别调整；(3)其它。十一、出租车计费器的设计（2人）设计说明：汽车在行驶时，里程传感器将里程数转换成与之成正比的脉冲个数，然后由计数译码电路变成收费金额。里程传感器由磁铁和干簧管组成，磁铁置于变速器涡轮上，每行驶100米，磁铁与干簧管重合一次，即输出一个脉冲信号，则10个脉冲/公里（设为P3）。里程单主道路绿灯：次道路绿灯：主道路黄灯：主道路红灯：次道路黄灯：次道路红灯：5秒5秒60秒25秒20秒65秒循环周期价（设2.1元/公里）可由两位（B2=2、B1=1）BCD拨码开关设置，经比例乘法器（如J690）后将里程计费变换成脉冲数P1=P3(1B2+0.1B1)。由于P3=10，则P1为21个脉冲，即脉冲当量为0.1元/脉冲。同理，等车计费也可以转换成脉冲当量，这需要由脉冲发生器产生10个脉冲/10分钟（设为P4），如果等车单价为0.6元/10分钟（置B4=0、B3=6），经比例乘法器后将等车计费变换成脉冲数P2=P4(0B4+0.1B3)。由于P4=10，则P2为6个脉冲，即得到相同的脉冲当量为0.1元/脉冲。同理，起步价（设3元）也可以转换成脉冲数（P0=501.05当量单价个脉冲)或者将P0作为计数器的预置信号（框图所示）。最后行车费用转换成脉冲总数P=P