电子线路课程设计题库

电子线路课程设计题库

适用于模拟电路、数字电路同时开课的学生

一、数字智力竞赛抢答器的设计（1～2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。

其它说明：一人独立完成基本部分(1)

(4)，难度系数1.0。 两人合作必须完成基本部分(1)(4)和发挥部分(1)

(5)，难度系数均为1.0。 一人独立完成基本部分(1)(4)和发挥部分(1)

(5)，难度系数1.4。

抢答开关

清零 命令

主持人 组别显示(数码管) 组别显示(LED)

窄脉冲形成 组别锁定 组别信号鉴别 稳压电源

数字智力竞赛抢答器(自动记分)原理框图

定时器 犯规电路 音频信号发生

预置 记分电路 加分(主持人) 减分(主持人) 预置

记分电路

二、步进电机控制器的设计（2人）

设计说明：

定子上绕制了A 、B 、C 三相线圈。 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

脉冲序列：

三相三拍正转（步距3°） A B

C 三相三拍反转（步距3°） A

B C A B C → 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°） A B C

设计要求： 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。 (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) 其它。 其它说明：

由于步进电机价格比较昂贵，控制器的负载可以用低阻值的电阻代替，通过电阻的电流 应符合要求。

示波器观察脉冲序列应符号要求。 一人独立完成基本部分(1)(5)，难度系数1.0。

两人合作必须完成基本部分(1)

(5)和发挥部分(1)

(4)，难度系数均为1.0。

一人独立完成基本部分(1)(5)和发挥部分(1)

(4)，难度系数1.4。

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

C

B A 绕组

绕组绕组

C B A 步进电机控制器方框图

三、电子密码锁的设计（1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。

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，当开锁按扭开关（可设置6至8位，其中只有4位有效，其余2至4位为虚设）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) 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。 其它说明：

要求一人独立完成基本部分(1)(4)和发挥部分(1)

(3)，难度系数均为1.0。

输入按

扭

开关

组

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

四、可编程彩灯控制器的设计（1人）

设计说明：

彩灯是由发光二极管（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。举例8×8矩阵板显示“中”字图样以及对应的行译码器输出和和列存储器存储代码表。

高位地址 低位地址

行译码输出 列存储器存储的代码 A 9 A 3

A 2 A 1 A 0 Y 0 Y 1 Y 2 Y 3 Y 4 Y 5 Y 6 Y 7 D 7 D 6 D 5 D 4 D 3 D 2 D 1 D 0

全0 全0 全0 全0 全0 全0 全0 全0 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1 0 0 1 0 1 1 1 0 1 1 1

1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 0 0 0 1

0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 0 1 0 0 1 0 0 1 0 1 0 0 1 0 0 1 0 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0

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8×8矩阵板及其驱动

电路。

(3) 用EPROM 存储器存放待显示的字符，字符

数量不少于8个，比如显示：“徐”、“州”、“师”、

“范”、“大”、“学”、“物”、“理”、“系”。

(4) 字符替换用手动开关编码控制。

2、发挥部分 (1) 字符替换形式多样，比如，流水方式就是其中之一。 (2) 提高显示字符字符的数量。 (3) 其它。 其它说明：

要求一人独立完成基本部分(1)

(4) 难度系数均为1.0

一人独立完成基本部分(1)~(4)和发挥部分(1)，难度系数均为1.2。

低地址计数器 时钟电路 行译码器

8×8LED 矩阵板 列存储器

EPROM

高地址手动开关编码 彩灯控制器框图 88

3 3 D 7 D 6 D 5 D

4 D 3 D 2 D 1

D 0 Y 0Y 1Y 2Y 3Y 4Y 5Y 6Y 7

五、直流电机的转速检测与脉宽调速器的设计（2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35KHz ，占空比调节范围为3070%。 (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。 其它说明：

要求两人独立完成基本部分(1)(4)，难度系数均为1.0；完成发挥部分(2)、(3)，难

度系数均为1.2。

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（1～2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。实验时要用两个台灯，其中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），“路灯”将被点亮；当位于“较暗”挡时（局部遮住光电传感器），“路灯”将被点亮。 (3) 其它，如：声音控制“路灯”点亮，延时熄灭等。 其它说明：

要求一人独立完成基本部分(1)~(4)，难度系数均为 1.0；两人完成基本部分(1)~(4)和发挥部分(1)~(3)难度系数均为1.0。

路灯控制器框图

七、数字式电容测量仪的设计（1人）

设计说明：

框图中的外接电容是定时电路中的一部分。当外接电容的容量不同时，与定时电路所对应的时间也有所不同，即C=f(t)，而时间与脉冲数目成正比，脉冲数目可以通过计数译码获得。

外接电容

电容测量仪原理框图

设计要求：

1、基本部分

(1) 自制稳压电源。

(2) 被测电容的容量在0.01μF至100μF范围内

(3) 设计两个的测量量程。

(4) 用3为数码管显示测量结果，测量误差小于20%。

2、发挥部分

(1) 至少设计两个以上的测量量程，使被测电容的容量扩大到100PF至100μF范围内。

(2) 测量误差小于10%。

(3) 其它。

其它说明：

要求一人独立完成基本部分(1)~(4)，难度系数均为0.9；一人完成基本部分(1)~(4)和发挥部分(1)~(3)难度系数均为1.1。

八、数字频率计的设计（2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f x =T

N

，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~100KHz ，分成两个频段，即1Hz ~999Hz ，1~100KHz 。 (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) 其它。 其它说明：

要求两人完成基本部分(1)~(3)和发挥部分(1)~(3)难度系数均为1.1。

正弦波数字频率计原理框图

九、乒乓球比赛模拟机的设计（1～2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。

乒乓球比赛模拟机框图

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。

其它说明：

要求一人完成基本部分(1)~(3)，难度系数均为1.0。二人同时发挥部分(1)~(4)难度系数均为1.0。

十、十字路口交通管理控制器的设计（1～2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；

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。

其它说明：要求两人完成基本部分(1)~(3)和发挥部分(1)~(4)难度系数均为1.0。

设计说明：

本题要求设计一个213

位的数字电压表，2

1

3位是指个位、十位、百位的范围为0~9，而千位只有0和1两个状态，称为半位。所以2

1

3数字电压表测量范围为0001~1999。数字

电压表主要部分是A/D 转换器，若选用集成芯片MC14433作为A/D 转换，其显示方法通常采用动态扫描（工作时四个数码管轮流点亮，利用人眼的视觉残留特性能够得到整体效果，当扫描频率过低时显示的数码会有闪烁感）方式，采用这种方式较为省电，但需要字形译码驱动电路和字位驱动电路。

若选用集成芯片ICL7107，则外围电路更为简单。它包含2

1

3

位数字A/D 转换器，可直接驱动LED 数码管，而不需要字形译码驱动电路和字位驱动电路。其内部设有参考电压、独立模拟开关、逻辑控制、显示驱动、自动调零功能等。制作时，数字显示用的数码管为共阳型。无论采用哪种A/D 转换芯片，其可调电阻最好选用多圈电阻，分压电阻选用误差较小的金属膜电阻，其它器件选用正品。 设计要求： 1、基本部分

（1）三位数码管显示，具有手动调零、手动换挡功能。 （2）兼有测量电流和电阻的功能。 2、发挥部分

（1）具有自动调零、自动换挡功能。 （2）其精度接近商品化数字表。 （3）其它。 其它说明：

若采用MC14433一人完成基本部分(1)~(2) 难度系数为1.0。

若采用ICL7107一人完成基本部分(1)~(2)和发挥部分(1)~(2)难度系数为1.0。

数字电压表框图（用MC14433）

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P 3）。里程单价（设2.1元/公里）可由两位（B 2=2、B 1=1）BCD 拨码开关设置，经比例乘法器（如J 690）后将里程计费变换成脉冲数P 1=P 3(1B 2+0.1B 1)。由于P 3=10，则P 1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P 4），如果等车单价为0.6元/10分钟（置B 4=0、B 3=6），经比例乘法器后将等车计费变换成脉冲数P 2=P 4(0B 4+0.1B 3)。由于P 4=10，则P 2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5元）也可以转换成脉冲数（P 0=

501

.05

==当量单价个脉冲)或者将P 0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 0+P 1+P 2，其结果用译码显示器显示。

1、基本部分

（1）设计制作自动计费器，包括行车里程计费、等车时间和起步价三部分，用三位数码管显示，最大金额为99.9元。

（2）行车单价、等车单价、起步价可分别由拨码开关或拨码盘预置。 2、发挥部分

（1）在车辆启动和停止时有音响提示。 （2）其它。

其它说明：行车里程可由玩具电机和光电（或磁铁和干簧管）转换器进行模拟。

二人完成基本部分(1)~(2)和发挥部分(1)难度系数均为1.2。

设计说明：洗涤常规模式为：

1、基本部分

(1) 设电机用J 1、J 2两个继电器控制，参考驱动电路已有所示。洗涤时间在20分钟

内由用户自行设定。

(2) 用两位数码管显示洗涤的预置时间（以分钟为单位），按倒计时方式对洗涤过程作计时显示，直到时间到而停机。

(3) 当定时时间达到终点时，一方面使电机停机，同时发出音响信号提醒用户注意。 2、发挥部分

（1）电机驱动电路采用无触点的双向可控硅，电流和耐压不低于1A/400V 。 （2）增加洗涤轻柔模式： 其它说明：

要求一人完成基本部分(1)~(3)难度系数为 1.0。同时完成发挥部分(1)~(2)难度系数为1.1。

停机

停机

1洗衣机控制器框图

十四、多路数据采集系统的设计（2人）

设计说明：数据采集系统的主要内容是实现A/D 和D/A 转换，ADC0809是常用的逐次比较型模数转换芯片，可以分时将8路模拟量转换成数字量。DAC0832是基本的数模转换芯片，

其中包括8位输入锁存器、数据寄存器和DAC 电路，如果将芯片的XFER WR WR 、、

21端接地则直通型（输出模拟量跟随数字量变化）。若采用芯片RAM6264为存储器，其13根地址线，地址信号可以用13位计数器获得，也可以将部分高位地址线接固定电平信号，用小容量的计数器产生低位地址。安装调试时，还应注意地址信号、读/写信号、数据缓冲器控制信号和A/D 芯片地址通道选择信号的配合，才能确保数据采集系统有条不紊地工作。

设计要求： 1、基本部分

（1）用ADC0809（或其他ADC 芯片）实现对一路模拟信号进行数据采集，其模拟信号以常用物理量温度为对象，可以用0~5V 的电压模拟现场温度。采集的数据一方面送到存储器进行保存，同时用数码管跟踪显示。

（2）从存储器中读出数据，经DAC0832（或其他DAC 芯片）进行数模转换，比较所得模拟量与输入模拟量对应情况，并且分析误差。 2、发挥部分

（1）用ADC0809（或其他ADC 芯片）实现对两路模拟信号进行数据采集，其中一路模拟信号代表的物理量为温度，它由经温度传感器（如）、输入变换电路得到，与现场温度成线性关系的0~5V 电压。另一路模拟信号代表的模拟量自拟，也可以用0~5V 的电压模拟。采集的两路数据都能存储保存、跟踪显示。 （2）其它。 其它说明：

二人完成基本部分(1)~(2)和发挥部分(1)难度系数均为1.2。

多路数据采集系统框图

十五、数字存储示波器的设计（2人）

设计说明：当用示波器观察非周期性信号或频率很低的周期性信号时，时常出现波形闪烁，很难观察到清晰稳定的波形。而数字存储示波器是将这类超低频、非周期性的或单次信号用存储器记录下来，然后用适当的频率将存储信号按顺序读出来，重复送到普通示波器上进行显示，可以得到稳定的波形。

数字存储示波器框图

由于被测模拟信号不便存储，因此，可以按一定的采样频率对被测信号进行采样，经ADC 转换成数字信号后按一定的顺序存储到ARM中。当需要观察时，再按一定的频率把存放在ARM 中的信号读出来，经DAC转换、低通滤波器后送到普通示波器进行显示。因此设计电路必须具有采样、显示两种工作状态，上电启动后进入显示状态。当需要采样时按动按扭P，系统才进入采样状态。采样结束后系统能自动回到显示状态。

在显示状态下：ADC禁止、RAM工作在“读”状态、“读”开关（S1：单刀多掷）适当选择1~100KHz的频率不断改变RAM地址、取出RAM中的数据到DAC，从而实现显示功能。

在采样状态下：ADC启动、RAM工作在“写”状态、“写”开关（S2：单刀多掷）适当选择适当的采样频率不断改变RAM地址、把每次采样的数据按顺序存入与地址对应的RAM单元中，直到存满2K容量为止。采样结束，系统自动返回显示状态。

设计要求：

1、基本部分

（1）被测信号的幅值范围为0~5V，频率范围为1~500KHz。

（2）信号的存储容量为2K×8位。

（3）采样频率要求在1~100KHz范围内可调。

（4）显示存储信号时，其输出频率要求在1~10KHz范围内可调。

2、发挥部分（无）

其它说明：

二人完成基本部分(1)~(4)难度系数均为1.2。 十六、压力信号峰值检测器的设计（1人）

设计说明：方案1是利用被测模拟量作为控制门的控制信号，使计数器对标准脉冲进行计数，计数器的当前值与被测信号的峰值对应，当v i >v o 时，比较器输出高电平使与门打开，时钟信号进入计数器计数；当v i < v o 时，比较器输出低电平使与门关闭，计数器停止计数。可见只要当前计数器保持的数字量不是最大值，计数器就会继续计数，直到计数器保持的状态与v i 的最大值相等为止，由此实现信号峰值检测。

方案2中的采样保持控制电路是一个比较器，当V +>V - 时V O =1，控制采样保持器处于采

样状态，同时控制数字锁存控制电路向ADC 发出锁存信号。当V +

设计要求： 1、基本部分

（1）测量结果用4位数字显示，显示范围为0000~1999Kg 。 （2）传感器输出在实验时用0~5mV 的信号源模拟传感器。 （3）要求检测仪能稳定的保持输入信号的峰值。 2、发挥部分

（1）自制压力（或拉力）传感器 其它说明：

信号峰值检测器方案2框图

…

信号峰值检测器方案1框图

一人完成基本部分(1)~(3)难度系数为1.1；两人完成基本部分和发挥部分，难度系数为1.0

十七、电子拔河比赛游戏机的设计（1人）

设计说明：

电子拔河游戏机供2~3人玩耍。由一排LED表示拔河的“电子绳”。初态时中间的LED 亮。比赛时双方通过按扭使中间亮的LED向己方移动，当亮至某方最后一个LED时，该方获胜，并记分。框图中的可逆计数器也可以用移位寄存器代替，双方按键分别控制左移和右移状态。

电子拔河比赛游戏机框图

设计要求：

1、基本部分

（1）比赛开始，由裁判下达比赛“开始”命令后，双方才能输入信号，否则电路自锁，输入信号无效。

（2）“电子绳”至少由15个LED构成，裁判下达比赛“开始”命令后，位于中间的LED 亮。甲乙双方通过按键输入信号，使发亮的LED向自己一方移动，并能阻止其向对方移动。当自己一方终点LED亮时，表示比赛结束。此时电路自锁，保持当前状态不变，除非由裁判使电路复位。

（3）双方记分电路分别用一位数码管对得分进行累计，在每次比赛结束时能自动加分。

2、发挥部分

（1）裁判下达“开始”命令后，位于中间的LED亮。甲乙双方通过按键使发亮的LED向自己一方“延伸”，并能阻止其向对方“延伸”。当自己一方LED全部亮时比赛结束。此时电路自锁，保持当前状态不变，除非由裁判使电路复位。

（2）比赛“开始”和比赛“结束”有音响提示。

其它说明：

一人完成基本部分(1)(2)和发挥部分(2)难度系数为1.0；

一人完成基本部分(1)(3)和发挥部分(1)难度系数仍然为1.0。

十八、数字电子称的设计（1人）

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：0~1.999Kg ，0~1.999Kg ，0~19.99Kg ，0~199.9Kg 。 （2）用3

2

1

位数字显示称重结果。 （3）自制电子称传感器桥路 2、发挥部分

（1）具有量程自动切换功能。 （2）精致、准确 其它说明：

一人完成基本部分(1)(3)和发挥部分(2)难度系数为1.0； 一人完成基本部分(2)(3)和发挥部分(1)难度系数仍然为1.0。

电子称传感器桥路

R L

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51K 数字电子称框图

十九、声控电子锁的设计（1人）

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。

假设掌声的节奏产生的序列脉冲为011101100，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、基本部分

（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。 2、发挥部分：

（1）当锁打开时有机械执行机构动作。

声控电子锁原理框图

序列数：1 2 3 4 5 6 7 8 9 输入X ：0 1 1 1 0 1 1 0 0

输出Y ：0 0 0 0 0 1 0 0 0 状态S ：S 0 S 1 S 2 S 2 S 3 S 4 S 2 S 3 S 0 0/0