电子技术综合设计

1、数字逻辑信号测试系统（测试高、低电平）设计

设计说明：设计一个逻辑信号高低电平测试装置。被测信号电压范围1~12V 。 设计要求：

① 测试范围：低于为低电平，高于为高电平； ② 高、低电平分别用1200Hz 和750Hz 的音响表示； ③

信号在～之间不发声。

2、数字频率计设计

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T N f x ，若T =1秒，则f x =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 ，1100KHz 。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

④ 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 。

⑤ 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。 ⑥ 测量误差小于5%。 ⑦

量程自动转换功能。

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

1s

数字频率计原理框图

3、自动节能灯的设计

设计说明：采用红外传感器接收人体位置信号，由控制电路实现夜间人到灯亮、人走灯灭功能。

设计要求：

①红外传感器接收信号距离不低于20m；

②设计延时电路，人走出20m距离1分钟后，自动熄灭路灯

4、视力保护仪电路设计

设计说明：设备采用选用高亮度绿色发光管LED作为光源，设计电路使其可按一定规律发光，当用眼疲劳时眼睛随着发光管的亮灭不停地转换，可达到消除视力疲劳，预防近视的目的。

设计要求：

①设计电路电源；

②实现三个档位的发光管的亮灭频率：30Hz、20Hz、10Hz；

③实现多个LED循环点亮.

5、汽车尾灯控制器的设计

设计说明：根据实际应用设计汽车尾灯控制器

设计要求：

①系统共设6盏灯；

②正常行驶灯全灭；

③按左转键只有左面3盏依次点亮，每盏亮1s，每周期3s，右转同样要求；

④踩下刹车则6只同时闪亮，频率为1Hz。

6、音频放大器设计

设计说明：能够对音频信号进行前置放大和功率放大

设计要求：

①采集音频信号；

②额定功率P0Ω≤1W；

③输入阻抗R i>20kΩ，负载阻抗R L=8Ω，响应频率10Hz~40kHz；

④音调特性在1 kHz处增益为0dB、100 Hz和10 kHz出具有±12dB的调节范围。

7、多功能数字钟

设计说明：设计并制作一个24小时制多功能数字钟，并带有闹钟功能。

设计要求：

（1）基本要求

①具有时间设置（小时和分钟）、闹钟设置、闹钟开、闹钟关功能；

②数字显示小时、分钟，有AM和PM指示灯，闹钟就绪灯，蜂鸣器；

③可定时开启或关闭用电器的电源。

④按键切换现场环境温度显示（0 ℃ ~ 60 ℃±1℃）；

⑤非接触止闹功能；

⑥具有断电数据保持功能。

8、多路温度检测系统的设计

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。

设计要求：

①以电位器输出的电压信号作为温度传感器的输出，输出电压0～5V时对应温度0~50C；

②实现循环检测8路温度的检测电路，检测温度由LED显示；

③温度测量精度±2℃；

④显示器分两段，第一段显示测温点号；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。

9、1/100秒计时器

设计说明：设计一个精度为1/100秒的电子秒表。设计核心部分可用震荡器＋分频器实现。

设计要求：

①计时精度秒；

②6位数码显示，分别表示分、秒、1/10秒、1/100秒；

③有两个按键分别控制秒表的归零、停止；

④可连续记录至少5个计时时间；

⑤增加一个按键循环显示以上的计时时间；

⑥设计该秒表计时准确性的测试和调整方法（或电路）。

10、交通灯控制电路

设计说明：模仿交通灯的运行情况，设计一个交通灯控制电路。

设计要求：

①用红、绿、黄三色发光二极管作为信号灯；

②在每次由亮绿灯转变成亮红灯的过程中，要亮黄灯作为过渡；

③红灯每次亮26秒，绿灯亮22秒，黄灯为4秒。用LED显示每个等的剩余时间。

11、电话按键显示器

设计说明：设计一个具有9位显示的电话按键显示器。

设计要求：

①能准确反映按键数字，例如，按下“5”，则显示“5”；

②显示器显示从低位向高位前移，逐位显示按键数字，最低位为当前输入数；

③重按键时，能首先清除显示。

④挂机后，熄灭显示器显示。

12、简易数字电压表

设计说明：利用压~频转换原理实现对电压的测量，测量结果由数码管直接显示。

设计要求：

①待测电压范围：0~；

②测量结果显示：数码管直接显示；

③显示精度：2位小数。

13、商场迎宾机器人电路

设计说明：设计电路，实现判断顾客进门与出门，统计来访人数及当前店内人数，并用数码管分别显示当前店内人数与来访总人数。

设计要求：

①在有顾客进门时“欢迎光临”，出门时“谢谢光临”（可以分别由555定时器产生不同的声

音信号以示区别）；

②能实时统计来访人数及当前店内人数；

③用数码管分别显示出今日来访人数及当前店内人数。

14、交通灯控制电路

设计说明：实现十字路口交通管理控制器的设计。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。

主主主次次次

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；

③次道路绿、黄、红灯亮的时间分别为20秒、5秒、65秒；

④主、次道路绿、黄、红灯亮的时间可以预置；

⑤主、次道路绿、黄、红灯亮的时间可以分别调整；

⑥主、次道路时间指示采用倒计时制，用2位数码管显示。

⑦时序关系应该符合如下要求：

15、简易广告牌

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用LED设计安装一块16×16矩阵板及其驱动电路。

②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：“农”、“林”、“科”、“大”、“机”、

“电”、“学”、“院”。字符替换用手动开关编码控制。

③字符替换用手动开关编码控制。

④实现句子的左右滚屏显示。

⑤实现预存信息，定时更新。

16、路灯控制器的设计

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。

路灯控制器框图

设计要求：

（1）基本部分

①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。

②能自动记录“路灯”的开灯次数（用1位数码管显示）。

③能累计“路灯”开灯时间（用2位数码管显示）。

④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。

⑤“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。

⑥增加声音控制“路灯”点亮，延时熄灭功能。

17、电子密码锁的设计

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。

设计要求：

（1）基本部分

①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。

②从第一个按扭触动后的8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。

③要求性能可靠、操作简便。

④密码锁控制器中存储的4位密码可以修改。

18、数字智力竞赛抢答器的设计

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抢答器可供四组使用，组别键(信)号可以锁存；数码管显示组别键(信)号；抢答指示用发光

二极管(LED)。 ② 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。

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）。

19、数字电子称的设计 设计说明：

电子称称重的过程是把被测物体的重量通过传感器转换成电压信号，由于该电压很微弱，须进行放大，放大的模拟信号经数/模转换变成数字量，再通过译码显示器显示出重量。由于被测物体的重量相差较大，因此，根据不同的测重范围，可由电路自动切换量程，显示器的小数点对应不同的量程而变化，从而实现电子称的要求。

电子称的传感器通常使用电桥，它将应变电阻的受力变化转换成电压或电流信号。桥路中R 1、R 2、R 3、R 4为4个桥臂，桥臂电阻为应变电阻，对角点A 、B 端接电源，C 、D 端为电桥输出，使用时接到电桥的负载上。未受力时，电桥处于平衡状态，R 1R 4=R 2R 3，电桥输出为零；当应变电阻受外界物体重量的影响时，电桥的的桥臂电阻的阻值发生变化，使电桥失去平衡，C 、D 端上有电压输出。考虑到应变电阻的不一致性，桥路设有电位器进行调零。 设计要求： （1）基本部分

① 称重范围用开关分为三挡：0，0，0，0； ②

用2

1

3

位数字显示称重结果；自制电子称传感器桥路。 （2）发挥部分

③ 具有量程自动切换功能； ④ 用4位LED 显示称重结果； ⑤

精致、准确。

20、声控电子锁的设计

设计说明：声控电子锁是利用掌声的节奏开锁的，代码检测电路是系统的主要部分。

传感器

放大器

A/D 转换 译码显示

量程切换

数字电子称框图

D C

B A 电子称传感器桥路 + V – R L

R 1 R 2 R 4

R 3

51K

51K

假设掌声的节奏产生的序列脉冲为0，当中包括了开锁代码1101（代码可由用户另行设定）时，代码检测电路输出开锁信号。因此，代码检测电路实为“1101序列检测器”。在此提供设计要点。设：X 为输入、Y 为输出、S 为状态，则状态表和状态转换图为：

分析状态转换图可见，无论X 等于0或1，S 1和S 4的次态均一样，即S 1和S 4等价，所以可省去S 4状态。然后用Q 1Q 0对S 0、S 1、S 2、S 3进行编码，可以得到状态转换表。选择触发器，由状态表求得代码为(1101)的检测电路。

设计要求：

① 设计一个由掌声的节奏（序列脉冲）控制的电子锁，序列脉冲由4位0、1代

码构成（代码可自行设定）。当掌声产生的序列脉冲包含有自行设定的代码，使电路输出一个高电平（也可以是低电平有效），推动执行机构动作把锁打开。执行机构可由两个LED 模拟，用绿灯亮、红灯灭表示开锁，用绿灯灭、红灯亮表示关锁。 ② 掌声速度应与电路的时钟一致(例如1次/秒)，电路中设一个LED 指示时钟脉冲变化。

③

若输入一次开锁信号未将锁打开，可重复三次，否则，启动音响报警电路并自锁。

21、数字温度计的设计 设计说明：

温度是非电量模拟信号，数字显示温度就必须将这一非电量信号转换成电量（电压或电流），然后将模拟电信号经ADC 转换成数字信号，最后经译码显示器显示温度值。

温度传感元件较多，如热敏电阻、热电偶、温敏二极管、温敏三极管等。比如温敏三极管在温度发生变化时be 结的温度系数为–2mV/°C ，利用这个特性可以测出环境温度的变化。

但由于在0°C 时温敏三极管be 结存在的电压v be 不等于零，因此需要设计一个调零电路，使温敏三极管在0°C 时的输出为零，使显示器的读数也为零。当环境温度上升到100°C 时，温敏三极管be 结的电压增加到–200mV ，这时应使电路的输出显示读数为100。一般只需要调好0°C 和满度，输出读数与温度就能对应。

0/0

序列数：1 2 3 4 5 6 7 8 9 输入X ：0 11 1 0 1 1 0 0 输出Y ：0 0 0 0 0 1 0 0 0 状态S ：S 0 S 1S 2 S 2S 3 S 4 S 2 S 3 S 0

设计要求：

①被测温度范围-30°C100°C。

②用4位数码管显示温度值，可直接读出°C°C。

显示器

按扭控制器电流源负载

电源

~220V