电子自动化实训题目

电子信息系电子设计自动化实训一、实训目的1．掌握电子系统的一般设计方法2．掌握模拟IC器件的应用3．培养综合应用所学知识来指导实践的能力4．掌握常用元器件的识别和测试5．熟悉常用仪表，了解电路调试的基本方法6．熟练使用multisim软件进行仿真和protel软件pcb板图的制作二、实训题目设计题一运算放大器组成函数信号发生器1.2.设计任务运算放大器设计方波——三角波——正弦波函数信号发生器1.3.课程设计的要求及技术指标1．设计、仿真、组装、调试函数发生器以及pcb板图的制作2．输出波形：正弦波、方波、三角波；3．频率范围：在10－10000Hz范围内可调；4．输出电压：方波UＰ－Ｐ≤24V，三角波UＰ－Ｐ＝8V，正弦波UＰ－Ｐ>1V；设计题二简易数字频率计的设计1、要求：① 测量信号范围：方波、正弦波，幅度：0.5～5V，频率：1～9999Hz；② 最大读数：9999Hz，用四个数码管显示。

闸门信号的采样时间为1s；③ 电路具有启、停控制，用于启动和停止频率的连续显示，停止时对计数器清零。

2．用中、小规模的集成电路设计数字频率计电路，画出单元电路图，整机逻辑框图和逻辑电路图。

3、原理图仿真和pcb板图制作设计题三数字钟设计用中小规模集成电路设计一台能显示时、分、秒的数字电子钟要求如下：1、秒、分为标准00-59六十进制计数器。

2、时为00-23二十四进制计数器。

3、可手动校正：能进行分时的校正。

只要将开关至于手动位置，可分别对时、分进行连续脉冲的输入调整。

4、原理图仿真和pcb板图制作设计题四8 路智力竞赛抢答器的设计1 设计任务与要求1.1 基本功能①设计一个智力竞赛抢答器，可同时供8名选手或8个代表队参加比赛，其编号分别是0、1、2、3、4、5、6、7，各用一个抢答按钮，按钮的编号与选手的编号相对应，分别是S0、S1、S2、S3、S4、S5、S6、S7。

②给节目主持人设置一个控制开关，用来控制系统的清零（编号显示数码管灭灯）和抢答的开始。

③抢答器具有数据锁存和显示功能。

抢答开始，若有选手按动抢答按钮，编号立即锁存，并在LED数码管上显示选手的编号，同时扬声器发出音响提示此外．要封锁输人电路，禁止其他选手抢答，并将优先抢答选手的编号—直保持到主持人将系统清零为止。

1.2 扩展功能①抢答器具有定时抢答，且一次抢答的时间长度可以由主斤主持人（如30 s）。

当节目主持人启动“开始”键后，要求定时器立即减计时，并用显示器显示，同时扬声器发出短暂的音响，音响持续时间为0.5 s左右。

②参赛选手在设定的时间内抢答，抢答有效；有效抢答结束定时器停止工作．显示器上显示选手的编号和抢答时刻的时间，并保持到主持人将系统清零为止。

③如果定时抢答的时间已到，却没有选手抢答，本次抢答无效，系统短暂报警，并封锁输入电路，禁止选手超时后做无效抢答，时间显示器上显示00。

1.3 设计要求：原理图仿真和pcb板图制作设计题五密码锁要求：1.设计一个数字密码锁，要求只有按正确的顺序输入正确的密码，方能输出开锁信号，实现开锁。

2.设置三个正确的密码键和若干个伪键，任何伪键按下后，密码锁都无法打开。

3. 每次只能接受四次按键信号，且第四个键只能是“确认”键或“重输”键，其他无效。

4．能显示已输入键的个数（例如显示* 号）。

拓展要求：第一次密码输错后，可以输入第二次。

但若连续三次输入错码，密码锁将被锁住，必须系统操作员解除（复位）。

设计提示1.密码通常由若干位数字或字母组成，分“真码”和“伪码”两类，每一位对应一个按键。

由于密码必须一位一位依次输入，故需用触发器锁存相应的按键信号。

2.为增加保密性，必须限制密码输入的次数，因而需要按键次数计数器。

当输完预定的n位密码后，只能有两种选择：一是确认，二是返回重输。

按键次数计数器也可提供相应显示。

当密码位数不多时，可用集成移位寄存器实现按键次数的计数及显示。

3．由于密码正确与否与输入顺序有关，故密码判别电路的设计有一定的讲究。

实现上述想法的一种思路是采用类似移位寄存器的结构，如图所示。

触发器首先清零，每一个“真码”键作为一个触发器的时钟，并将各触发器顺序级联起来。

只有的按正确的顺序输入各位“真码”，各触发器才会顺序置位，最后才会出有效电平1。

“伪码”则不需锁存，只须计入按键次数即可。

设计题六医院病人紧急呼叫系统要求：1．当病人紧急呼叫时，产生声、光提示，并显示病人编号；2. 根据病人病情设置优先级别。

当有多人呼叫时，病情严重者优先；3．医护人员处理完当前最高级别的呼叫后，系统按优先级别显示其它呼叫病人的编号。

拓展要求：以可靠的方式清除已处理的呼叫信号。

设计提示：1．系统由呼叫信号锁存、优先编码、二进制译码、显示及逻辑控制清除等几部分组成；2. 电路核心部分为优先编码器；3．二进制译码电路译出当前最高级别的呼叫，待医护人员处理完后，清除该呼叫的触发器信号。

注意：每次清除只能清除已处理的最高级别的呼叫信号而不能清除所有。

设计题七具有大小月份自动调节功能的日历钟要求：1. 完成普通数字钟的计时功能的基础上，显示日期、月份；2．实现大小月份自动调节功能。

即日期的计数按大月31天，小月30天，二月28天。

设计提示：1.每月第一天是1号，每年的第一个月是1月，因此日期、月份的计数必须从1开始。

实现的方法是，采用置数法控制计数器，使其每次溢出时从1开始计数（对应的并行数据输入端固定为1）；2.从日计数器的输出，译出31、30、28这三种信号，再根据月计数器的输出的月份，选择其中一路信号去控制日计数器；3.月份计数器的控制与日期计数器类同且较为简单。

为简化实际电路的接线，可用一个16进制的计数器代替两个级联的10进制计数器。

其显示部分也可相应用LED代替。

设计题八自动红绿灯指挥系统要求：1.自动完成“绿→黄→红→绿→……”工作循环。

2. 每种信号的时间不等。

如：绿灯亮9秒→黄灯亮3秒→红灯亮7秒；3. 用倒计时的方法数字显示当前信号的剩余时间，提醒行人和司机。

拓展要求：1.亮灯时间超过9秒需要计数器级联：如：绿灯亮20秒→黄灯亮5秒→红灯亮15秒；2.晚间22：00以后，改为黄灯以1Hz的频率闪亮。

设计提示：1.电路的核心是一个用于记录系统目前所处状态（如红灯亮、或绿灯亮等）的“状态”计数器。

现要求信号灯在“红、黄、绿”三个状态内循环，因此“状态计数器”是三进制的；2. 由于在不同的状态下，需要停留的时间不同（如红灯亮9秒、绿灯亮7秒等），因而要求在不同的状态下向倒计时计数器置入不同的数；3.状态计数器的输出作为条件，通过控制逻辑，决定下一轮倒计时需要预置的数；4. 倒计时计数器每计到零溢出一次，一方面要提供状态计数器切换到下一状态的触发信号，同时要完成自身的重新置数，开始下一轮的计时。

设计题九整点报时数字钟要求：1. 设计一个高精度、高稳定度的时钟信号源；2．用秒脉冲作信号源，构成数字钟，显示秒、分、时；3．具有“对时”功能，即时间可以快速预置；4．具有整点提示功能。

一种实现的方法是每到整点时触发“音乐芯片”或每到整点前几秒钟，发出如“的、的、的、答”声音信号。

设计提示：1.数字钟的核心电路是一系列的计数/分频器，由于存在累计误差，时钟信号源必须采用高精、稳定度的石英晶体振荡器。

2.“对时”即快速预置，一般是针对“分、时”等操作，一种实现方法是将秒信号临时直接加到“分、时”计数器上。

3．发“的、的、的、答”声音信号的实现可以用如下方法：将分、秒输出信号进行译码判断，整点前几秒需要报时提示时，先输出数声f2频率“的”的信号，最后输出一声f1频率“答”的信号。

设计题十彩灯控制器要求：1．控制“红、绿、黄”一组彩灯循环闪亮，变化的规律是：全灭→红→红绿→绿→黄绿→黄→全亮→全灭→全亮→黄→黄绿→绿→红绿→红，如此往复循环。

2．彩灯白天不亮，夜晚自动亮。

拓展要求：闪亮的速度由慢到快逐步循环变化。

设计提示：1．彩灯的亮灭共有七种情况，可设计一个七进制的计数器，用计数器的状态控制彩灯的亮灭；2．由于灯之亮灭规律是钟摆样的往复式，可将计数器改为可逆计数器，每完成一次计数循环，由加法计数改为减法计数，下一次再由减法计数改为加法计数，如此循环。

3．用光敏器件（光敏电阻、光敏二极管、光敏三极管等）检测周围环境的光强，以区分白天、夜晚,控制彩灯的亮灭。

设计题十一“方向之星”控制器说明：“方向之星”是装在小汽车后窗上一组灯饰，由左右两排十余个小灯及中间一个大灯组成，起美观、提示作用。

要求：1．根据汽车的运行状态，控制中间大灯----“减速”灯亮灭以及左边排灯、右边排灯的依次闪亮（每边排灯闪亮时每边每次只亮一个灯）；2．配套设计的一个声光提示系统，提示驾驶员在转弯结束后，及时关闭转向灯；3．左、右排灯同时闪亮时，能始终保持对称状态以求美观。

拓展要求：以最简的电路实现功能。

EDA课程设计编程选题1.2FSK信号发生器:目的：进一步熟悉maxplus II软件的使用，掌握EDA技术及CPLD/FPGA的开发流程，掌握自顶向下的设计思想，掌握DDS原理和2FSK的原理；要求：（1）理解2FSK的工作原理，基于DDS设计2FSK调制信号，能用maxplus II软件仿真；（2）能把设计文件下载到实验箱，能用示波器观察波形；2.2PSK信号发生器:目的：进一步熟悉maxplus II软件的使用，掌握EDA技术及CPLD/FPGA的开发流程，掌握自顶向下的设计思想，掌握DDS原理和2pSK的原理；要求：（1）理解2FSK的工作原理，基于DDS设计2FSK调制信号，能用maxplus II软件仿真；（2）能把设计文件下载到实验箱，能用示波器观察波形；3.电梯控制器设计目的:掌握EDA技术及CPLD/FPGA的开发流程，掌握自顶向下的设计思想，掌握DDS原理和2PSK的原理；要求：（1）设计一个三层楼房自动电梯控制器，用八个 LED显示电梯行进过程，并有数码管显示电梯当前所在楼层位置；（2）每层电梯入口处设有请求按钮开关，请求按钮按下则相应楼层的LED 亮；（3）能把设计文件下载到实验箱正确实现功能。

4.多功能电子钟:目的：进一步熟悉maxplus II软件的使用，掌握EDA技术及CPLD/FPGA的开发流程，掌握自顶向下的设计思想，掌握实用电子钟的设计原理；要求：（1）用HDL设计一个多功能数字钟，包含以下主要功能：精确计时，时间可以24小时制或12小时制显示；（2）日历：显示年月日星期；（3）能把设计文件下载到实验箱正确实现功能5.任意波形发生器:目的：（1）进一步熟悉maxplus II软件的使用，掌握EDA技术及CPLD/FPGA的开发流程，掌握自顶向下的设计思想，掌握DAC的工作原理，并利用EDA技术产生任意波形；要求：（1）DAC的工作原理，可以产生正弦波、方波、三角波、锯齿波等波形；（2）能把设计文件下载到实验箱，并用示波器观察波形。