哈工大数电大作业
哈工大2012数字电路大作业题目
数字电路大作业题目说明：以下题目任选一个，以小组形式合作完成，组内人数是2～3人，最佳组合为3人。
题目1：电子密码锁的设计[设计要求]（1）设计一个开锁密码至少为4位数字（或更多）的密码锁。
（2）当开锁按扭开关（可设置8位或更多，其中只有4位有效，其余位为虚设）的输入代码等于所设密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，则电路自动复位并发出报警信号，同时用绿灯灭、红灯亮表示关锁状态。
（4）密码锁上带有数字时钟，当操作者开始按动按钮能进行倒计时显示。
注：附加功能根据本人能力自行添加（如：密码锁中的4位密码可以修改，等等）题目2：乒乓球比赛模拟机的设计乒乓球比赛模拟机用发光二极管（LED）模拟乒乓球运动轨迹，是由甲乙双方参赛，加上裁判的三人游戏（也可以不用裁判）。
[设计要求]（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，或从右到左移动，“球”的移动速度可以调节。
（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）设计甲乙双方自动记分电路，用数码管显示得分，每记满11分为一局。
（4）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。
（5）能显示发球次数。
注：附加功能根据本人能力自行添加（如：一方得分，电路自动提示3秒，此期间发球无效，等铃声停止后方可比赛等等）题目3：液体点滴速度监控装置的设计设计医用点滴速度自动控制装置。
假设已在漏斗处设置了一个由红外发射、接收对管构成的传感器，将点滴信号非电量转换成电脉冲信号。
[设计要求]（1）检测点滴速度，并与预定速度值比较，通过控制电机的转向使吊瓶作上升、下降、停止的动作（可以使用红绿黄指示灯表示），从而调整点滴速度，直到实测数据和预置数据相等时为止。
哈工大 电工大作业 时钟
数字时钟
一、设计要求
设计一个数字时钟，具有计时和置位功能。
二、设计方案
1、用1HZ的信号发生器作为信号的产生。
2、利用74LS161改进成十进制计数器控制时钟秒钟和分钟的个位。
3、利用74LS161改进成六进制计数器控制时钟秒钟和分钟的十位。
4、利用74LS161改进成六二十四进制计数器控制时钟小时。
5、利用74LS161 Cr 端进行清零设置。
6、利用74LS47驱动七段LED显示器。
7、相关引脚图
三、设计电路
正常工作时j1和j3均接高电平，需要置位时，将j1和j3换挡，每个74LS161置位端（A B C D）接上相应的数据即可
四、设计总结
本次试验在仿真软件上成功运行，设计过程中出现部分错误，经过调试，最终成功调试出所需功能的电路。
此次大作业，加深了我对电路知识的掌握，我进一步了解了几种元件，对部分芯片的使用达到了熟悉的程度。
对它们的应用有了更多的想法。
还有对出现各种问题时的分析处理能力。
为以后设计电路给了我一个启蒙。
今后我会更加努力，在听课的同时更好地利用身边的各种资源，努力在电路方面有更多的进步。
哈工大数电大作业——学号后三位为模的计数器
数字电子技术应用Verilog HDL设计计数器学院:航天学院班级:学号:姓名:教师:设计要求：利用Verilog HDL设计一个以自己学号后三位为模的计数器。
设计步骤：首先我的学号后三位为114，因此计数器范围是0到113一共114个数。
然后根据此要求编写功能程序以及激励源的相关程序，第三步在modelsim下进行实验调试，看所编程序能否实现预期功能，然后再把相关实验数据截图记录。
程序代码：modulejishuqi(out,reset,clk);output [7:0] out;inputreset,clk;reg [7:0] out;always @(posedgeclk)beginif(!reset)out<=8'h00;else if(out>=113)out=8'h00;else out<=out+1;endendmodule激励源设置程序：`timescale 1 ns/ 1 psmodulejishuqi_test();regclk;reg reset;wire [7:0] out;jishuqi i1 (.clk(clk),.out(out),.reset(reset));initialbegin#1 clk=0;#10 reset=0;#40 reset=1;endalways #20 clk=~clk ;endmoduleModelsim仿真波形图：注二进制数01110001化成十进制数为113，因此得到了正确的波形图。
RTL ViewerTechnology Map Viewer。
哈工大数电课本课后习题答案
[00100011-00010010]补=[00100011]补+[-00010010]补=00010001=[00010001]补
00100011-00010010=00010001
(b) [00001100]补=00001100
[-00100000]补=11100000
[00001100-00100000]补=[00001100]补+[-00100000]补=11101100=[10010100]补
= AC + BC + AB
【3-12】解：
CD AB 00
CD AB 00 01 11 10
00
11 1
01 1 1 1 1
11 1 1
1
11 1 1
1
10 1 1 1 1
10 1 1 1 1
四种： F1 = AB + CD + AC + BD F2 = AB + CD + AD + BC
先画出 Y1 和 Y2 的卡诺图，根据与、或和异或运算规则直接画出 Y1 ⋅ Y2 ，Y1 + Y2 ，Y1 ⊕ Y2
的卡诺图，再化简得到它们的逻辑表达式：
CD AB 00 01 11 10
00
111
01
11
11 1 1 1 1
10
11
CD AB 00 01 11 10
00
11
01
1
11
1
10
111
00001100-00100000=10010100
(c) [01111100]补=01111100
[-01000011]补=10111101
[01111100-01000011]补=[01111100]补+[-01000011]补=00111001=[00111001]补
哈工大电工电子大作业电子时钟设计
电工电子学大作业数字电子时钟的设计班学号：一实验目的数字电子钟是用数字集成电路构成并有数字显示特点的一种现代计数器。
目前数字电子钟的设计,主要是采用计数器等集成电路构成，大多是由振荡器、计数器、译码器、LED 显示器组成。
译码代替机械式传动，用LED显示器代替指针显示进而显示时间，减小了计时误差。
这种用数字电路实现的电子钟与机械式时钟相比具有更高的准确性和直观性，且使用寿命更长。
因而广泛应用于车站、码头、商店等公共场所。
为了更加详细的了解电子时钟的实现方法，在这次创新实验设计中我选择了做一个电子时钟，希望能够通过这次实验更加深刻地理解和掌握各种进制计数器的构成方式，了解计数器、寄存器在现实生活中的应用。
二总体设计方案数字电子时钟主要是由秒脉冲信号发生器，时分秒计数器，译码显示器等电路构成。
本次实验采取模块化设计方式。
整个电路划分为秒脉冲发生器模块，秒计时器模块，分计时器模块，小时计时器模块和译码显示器模块。
其中秒脉冲发生器由555定时器构成的多谐振荡电路实现，能够产生频率为1Hz的矩形脉冲；分、秒计时器采用60进制计数器，分别由两个74LS161芯片通过级联法构成，小时计时器采取24小时制，由两个74LS90通过级联法构成24进制计数器；译码显示器采用七段显示译码器。
三预计实现功能1显示时间，能够以24小时制显示时分秒；2 时间校正，能够对时分秒分别进行校正。
四实验电路图按照电路的组成原理，实验电路图由三部分构成，分别是秒脉冲发生器部分，时分秒计数器部分，译码显示器部分。
1 秒脉冲发生器模块其中IO1为秒脉冲输出端口。
2 分、秒计时模块其中IO1为脉冲输入端口，IO2——IO9为输出驱动七段显示译码器的信号端口，IO2——IO5为个位，IO6——IO9为十位，数字由小到大分别对应七段显示译码器的A、B、C、D 信号输入端。
IO10为向分钟进位的输出脉冲信号端口。
3 小时计时模块其中IO1为脉冲输入端口，IO2——IO9为输出驱动七段显示译码器的信号端口，IO2——IO5为个位，IO6——IO9为十位。
哈工大电大数字电子技术基础大作业
哈工大电大数字电子技术基础大作业
H a r b i n I n s t i t u t e o f T e c h n o l o g y
数字电子技术基础大作业
课程名称：数字电子技术基础
设计题目：血型与状态机
院系：
班级：
设计者：
学号：
哈尔滨工业大学
血型逻辑电路设计
一实验目的
1.掌握采用可编程逻辑器件实现数字电路与系统
的方法。
2.掌握采用Xilinx_ISE软件开发可编程逻辑器件
的过程。
3.学会设计血型能否输血的数字电路。
4.掌握Verilog HDL描述数字逻辑电路与系统的方
法。
二设计要求
1.采用BASYS2开发板开关，LED，数码管等制作验
证能否输血的电路。
2.采用Xilinx_ISE软件进行编程、仿真与下载设
计到BASYS2开发板。
三电路图
1.电路模块图（简化）
应用：
2.内部电路组成（简化）。
哈工大模电大作业
解决方法：检查计算过程，确保每个步骤都正确无误，可以使用计 算器辅助计算
解决方法：按照实验指导书要求进行操作，注意安全，遵循实验步 骤
解决方法：参考教师提供的模版，按照要求撰写报告，注意排版和 格式
提高效率和准确性的技巧
制定详细计划，合理分配时间 熟练掌握基础知识，避免因基础知识不扎实导致错误 仔细审题，明确题目要求和注意事项 多做练习，提高解题能力和技巧
完成作业是学生对自己学习成果 的检验和提高，也是对教师教学 质量的反馈。
作业要求和时间安排
作业要求：根据教学大纲，完成模电大作业，包括理论分析和实验操作两部分
时间安排：作业布置时间为课程结业前一周，完成时间为结业前三天
作业内容
02
作业题目和任务
题目：哈工大模电大作业
任务：完成模电实验报告， 包括实验原理、实验步骤、 数据记录与分析等内容
作业成果评价
04
评价标准和方式
评价标准：作业 完成度、技术难 度、创新性、实 用性
评价方式：教师 评分、同学互评、 自我评价
评价过程：制定 评价标准、作业 提交、评价结果 反馈
评价结果应用： 作为课程成绩的 依据，促进教学 改进
作业成果展示和交流
学生在课堂上进行作业成果 的讲解和交流，提高表达能 力
对未来学习和发展的建议和展望
深入学习模电知识，掌握更多实际应用技能 拓展学习领域，了解相关学科的前沿动态 加强实践操作能力，提高实验技能水平 积极参与学术交流和项目合作，拓宽视野和思路
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汇报人：XX
汇报时间：20XX/01/01
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哈工大模电大作业2
一、实验内容设计一个二阶压控型低通滤波器，要求通带增益为2，截止频率为2kHz ，可以选择0.01F μ的电容器，阻值尽量接近实际计算值。
电路设计完后，画出频率响应曲线，并采用Multisim 进行仿真分析。
二、原理分析给定电容值0.01uF ，计算得：43R R = = 10ΩK ，选取1R = 2R = 39ΩK 按照滤波器的工作频带，滤波器可分为低通滤波器（LPF ）、高通滤波器（HPF ）、带通滤波器（BPF ）、带阻滤波器（BEF ）几种。
按滤波器传递函数的极点数又分为一阶滤波器、二阶滤波器等。
如果滤波器仅由无源元件（电阻、电容和电感）组成，则称之为无源滤波器；若滤波器含有有源元件（晶体管、集成运放等），则称之为有源滤波器。
由阻容元件和运算放大器组成的滤波电路称为RC 有源滤波器。
由于集成运放有带宽的限制，目前RC 有源滤波器的工作频率比较低，一般不超过1MHz 。
1、 有源低通滤波器（LPF ）低通滤波器允许输入信号中低于截止频率的低频或直流分量通过，抑制高频分量。
有源低通滤波器是以RC 无源低通滤波器为基础，与集成运放连接而成。
2、 二阶压控型低通滤波器二阶压控型有源低通滤波器如下图所示。
图 1. 二阶压控型低通滤波器原理图因为电容器C1的接地端改为接运放输出端，引入了正反馈，由于在通带内电容器视为“开路”，因此C1的改接不影响滤波器的通带电压放大倍数，即11up RfA R =+。
为简化计算，令23,12R R R C C C ====,根据“虚短”和“虚断”特征及叠加定理可解得传递函数：2()()1(3)(sCR)up o us I up A u s A u s A sCR ==+-+ 令s j ω=，得滤波器的频率响应表达式：21()(3)upu up o oA A f f j A f f =-+-式中12o f RCπ=，令21()(3)H H up o o f f j A f f -+-=解得该滤波器的上限截止频率为 1.272H o o f f f =≈ 定义有源低通滤波器的品质因数Q 为o f f =时电压放大倍数的模与通带电压放大倍数之比，即13upQ A =- 实际应用，Q 的调节范围0100Q ≤≤，一般选取1Q =附近的值。
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H a r b i n I n s t i t u t e o f T e c h n o l o g y数字电子技术基础大作业课程名称：数字电子技术基础设计题目：血型与状态机院系：班级：设计者：学号：哈尔滨工业大学血型逻辑电路设计一实验目的1.掌握采用可编程逻辑器件实现数字电路与系统的方法。
2.掌握采用Xilinx_ISE软件开发可编程逻辑器件的过程。
3.学会设计血型能否输血的数字电路。
4.掌握Verilog HDL描述数字逻辑电路与系统的方法。
二设计要求1.采用BASYS2开发板开关，LED，数码管等制作验证能否输血的电路。
2.采用Xilinx_ISE软件进行编程、仿真与下载设计到BASYS2开发板。
三电路图1.电路模块图（简化）应用：2.内部电路组成（简化）四编程1.源程序module xuexing(M, N, P, Q, E,F,G,OUT,CTL,clk,bi);input N;input P;input Q;input clk;output E;output[3:0] F;output[3:0] G;output[7:0] OUT;output[3:0] CTL;reg E;reg[3:0] F;reg[3:0] G;reg[7:0] OUT;reg[7:0] OUT1;reg[7:0] OUT2;reg[7:0] OUT3;reg[7:0] OUT4;reg[3:0] CTL=4'b1110;output bi;reg bi;integer clk_cnt;reg clk_400Hz;always @(posedge clk) //400Hz扫描信号if(clk_cnt==32'd100000)beginclk_cnt <= 1'b0;clk_400Hz <= ~clk_400Hz;endelseclk_cnt <= clk_cnt + 1'b1;//位控制reg clk_1Hz;integer clk_1Hz_cnt; //1Hz发声信号always @(posedge clk)if(clk_1Hz_cnt==32'd2*******-1)beginclk_1Hz_cnt <= 1'b0;clk_1Hz <= ~clk_1Hz;endelseclk_1Hz_cnt <= clk_1Hz_cnt + 1'b1; always @(posedge clk_400Hz)CTL <= {CTL[2:0],CTL[3]};//段控制always @(CTL)OUT=OUT1;4'b1011:OUT=OUT2;4'b1101:OUT=OUT3;4'b1110:OUT=OUT4;default:OUT=4'hf;endcasealways @(M or N or P or Q)beginE=(P&Q)|(~M&~N)|(~M&Q)|(~N&P); //选择能否输血case(E)1:beginOUT1=8'b10001001;OUT2=8'b01100001;OUT3=8'b01001001;OUT4=8'b11111111;bi=clk_400Hz;end0:beginOUT1=8'b00010011;OUT2=8'b00000011;OUT3=8'b11111111;OUT4=8'b11111111;bi=clk_1Hz;endendcaseendalways @(M or N or P or Q) //显示输入输出血型beginif(M==1&&N==0)F=4'b1000;else if(M==0&&N==1)F=4'b0100;else if(M==1&&N==1)F=4'b0010;elseF=4'b0001;endalways @(M or N or P or Q) //显示输入输出血型beginelse if(P==0&&Q==1)G=4'b0100;else if(P==1&&Q==1)G=4'b0010;elseG=4'b0001;endendmodule2.管脚定义程序NET "M" LOC=N3;NET "N" LOC=E2;NET "P" LOC=L3;NET "Q" LOC=P11;NET "E" LOC=B2;NET "OUT[7]" LOC = L14;NET "OUT[6]" LOC = H12;NET "OUT[5]" LOC = N14;NET "OUT[4]" LOC = N11;NET "OUT[3]" LOC = P12;NET "OUT[2]" LOC = L13;NET "OUT[1]" LOC = M12;NET "OUT[0]" LOC = N13;NET "CTL[3]" LOC = K14;NET "CTL[2]" LOC = M13;NET "CTL[1]" LOC = J12;NET "CTL[0]" LOC = F12;NET "clk" LOC=B8;NET "F[3]" LOC=G1;NET "F[2]" LOC=P4;NET "F[1]" LOC=N4;NET "F[0]" LOC=N5;NET "G[3]" LOC=P6;NET "G[2]" LOC=P7;NET "G[1]" LOC=M11;NET "G[0]" LOC=M5;NET "bi" LOC=B6;五仿真图六下载设计到BASYS2开发板与实物图实物图：附：程序流程：1.基本电路设计用MN表示输入血型，PQ表示受血者血型其中10表示A型，01表示B型，11表示AB型，00表示O型。
用E表示能否输血，1表示能，0表示不能。
表达式为：E PQ MN MQ NP =+++则设计一个四输入一输出的电路 其逻辑电路图为通过此电路图，编写程序，把输入引脚定位到开关上，把输出引脚定位到一个LED 上便可以完成设计任务。
2.项目创新（1）仅使用一个LED 的亮与灭来表示能否输血效果不明显，为了加入一个更明显显示能否输血的指示，所以就用到了Basys2板子上自带的数码管，使其在能够输血时显示yes ，不能输血时显示no 。
观察硬件电路图发现，数码管只由一个片选端控制，所有如果使数码管显示不同字母，则需要利用人类的视觉暂留效应进行循环扫描，来使数码管来显示不同的信息。
（2）为了增强能否输血的提示效果，所以加入一个蜂鸣器，用声音提示能否输血。
当系统开启切能输血时，蜂鸣器输出一低音震荡，当不能输血时，蜂鸣器输出高音报警，提示不能输血。
（3）在加入蜂鸣器报警与数码管之后，使用LED 来表示能否输血已经多余，而且别人无法判断输血与受血分别是什么血型，所以把8个LED 分成两组，其中第一组表示输血血型，第二组表示受血血型，第一个灯表示A 型，第二个灯表示B 型，第三个灯表示AB 型，最后一个灯表示O 型。
时序逻辑电路设计一实验目的1.掌握采用可编程逻辑器件实现数字电路与系统的方法。
2.掌握采用Xilinx_ISE软件开发可编程逻辑器件的过程。
3.学会设计状态机时序逻辑电路。
4.掌握Verilog HDL描述数字逻辑电路与系统的方法。
二设计要求1.采用BASYS2开发板开关，LED，数码管等制作验证能否输血的电路。
2.采用Xilinx_ISE软件进行编程、仿真与下载设计到BASYS2开发板。
三电路图1.电路模块图2.内部电路组成四编程1.源程序module Shixu(clk,op,din,B,C,D,E,F,G,H,I,BI,OUT,CTL);input clk;input din;output BI,op;output[7:0] OUT;output[3:0] CTL;output B,C,D,E,F,G,H,I;reg[7:0] OUT;reg[7:0] OUT1;reg[7:0] OUT2;reg[7:0] OUT3;reg[7:0] OUT4;reg[3:0] CTL=4'b1110;reg B,C,D,E,F,G,H,I;reg[1:0] current_state,next_state;reg op,BI;parameter S0=2'b00,S1=2'b01,S2=2'b10,S3=2'b11;reg clk_1Hz,clk_400Hz;integer clk_1Hz_cnt,clk_cnt;always @(posedge clk)if(clk_1Hz_cnt==32'd2*******-1)beginclk_1Hz <= ~clk_1Hz;endelseclk_1Hz_cnt <= clk_1Hz_cnt + 1'b1;always @(posedge clk)if(clk_cnt==32'd100000)beginclk_cnt <= 1'b0;clk_400Hz <= ~clk_400Hz;endelseclk_cnt <= clk_cnt + 1'b1;reg clk_05Hz;integer clk_05Hz_cnt;always @(posedge clk)if(clk_05Hz_cnt==32'd5*******-1)beginclk_05Hz_cnt <= 1'b0;clk_05Hz <= ~clk_05Hz;endelseclk_05Hz_cnt <= clk_05Hz_cnt + 1'b1;reg clk_2Hz;integer clk_2Hz_cnt;always @(posedge clk)if(clk_2Hz_cnt==32'd1*******-1)beginclk_2Hz_cnt <= 1'b0;clk_2Hz <= ~clk_2Hz;endelseclk_2Hz_cnt <= clk_2Hz_cnt + 1'b1;reg clk_4Hz;integer clk_4Hz_cnt;always @(posedge clk)if(clk_4Hz_cnt==32'd6250000-1)beginclk_4Hz_cnt <= 1'b0;clk_4Hz <= ~clk_4Hz;endelseclk_4Hz_cnt <= clk_4Hz_cnt + 1'b1;reg clk_40Hz;integer clk_40Hz_cnt;always @(posedge clk)beginclk_40Hz_cnt <= 1'b0;clk_40Hz <= ~clk_40Hz;endelseclk_40Hz_cnt <= clk_40Hz_cnt + 1'b1; always @(posedge clk_400Hz)CTL <= {CTL[2:0],CTL[3]};always @ (posedge clk_05Hz)begincurrent_state<=next_state;endalways @(CTL)case(CTL)4'b0111:OUT=OUT1;4'b1011:OUT=OUT2;4'b1101:OUT=OUT3;4'b1110:OUT=OUT4;default:OUT=4'hf;endcasealways @(current_state or din)begincase(current_state)S0:beginop=0;B=1;C=1;D=0;E=0;F=0;G=0;H=0;I=0;OUT1=8'b01001001;OUT2=8'b00000011;OUT3=8'b11111111;OUT4=8'b00000011;BI=clk_1Hz;if(din==0)next_state=S0;elsenext_state=S1;endS1:beginop=0;F=0;G=0;H=0;I=0;OUT1=8'b01001001;OUT2=8'b10011111;OUT3=8'b11111111;OUT4=8'b00000011;BI=clk_2Hz;if(din==0)next_state=S0;elsenext_state=S2;endS2:beginop=0;B=0;C=0;D=0;E=0;F=1;G=1;H=0;I=0;OUT1=8'b01001001;OUT2=8'b00100101;OUT3=8'b11111111;OUT4=8'b00000011;BI=clk_4Hz;if(din==0)next_state=S0;elsenext_state=S3;endS3:beginop=1;B=0;C=0;D=0;E=0;F=0;G=0;H=1;I=1;OUT1=8'b01001001;OUT2=8'b00001101;OUT3=8'b11111111;OUT4=8'b10011111;BI=clk_40Hz;if(din==0)beginnext_state=S0;endelsenext_state=S3;enddefault:beginB=1;C=1;D=0;E=0;F=0;G=0;H=0;I=0;next_state=S0;endendcaseendendmodule2.管脚定义程序NET "din" LOC=N3;NET "op" LOC=C6;NET "B" LOC=G1;NET "C" LOC=P4;NET "D" LOC=N4;NET "E" LOC=N5;NET "F" LOC=P6;NET "G" LOC=P7;NET "H" LOC=M11;NET "I" LOC=M5;NET "clk" LOC=B8;NET "BI" LOC=B6;NET "OUT[7]" LOC = L14;NET "OUT[6]" LOC = H12;NET "OUT[5]" LOC = N14;NET "OUT[4]" LOC = N11;NET "OUT[3]" LOC = P12;NET "OUT[2]" LOC = L13;NET "OUT[1]" LOC = M12;NET "OUT[0]" LOC = N13;NET "CTL[3]" LOC = K14;NET "CTL[2]" LOC = M13;NET "CTL[1]" LOC = J12;NET "CTL[0]" LOC = F12;五仿真图六下载设计到BASYS2开发板与实物图实物图：哈工大数电大作业附：为了更好的说明各状态，我对蜂鸣器加入了不同的发声频率区分。