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第三章 数字系统设计项目 （数字逻辑课程设计课题） 3. 1 多功能数字电子钟 一、设计要求 1．具有以二十四小时制计时、显示、整点报时、时间设置和闹钟的功能。 2．设计精度要求为1s。 二、系统功能描述 系统输入：系统状态及校时、定时转换的控制信号为k、set； 时钟信号clk，采用1024Hz； 系统复位信号为reset。输入信号均由按键产生。 系统输出：LED显示输出；蜂鸣器声音信号输出。 多功能数字钟控制器的状态图如图3-1所示： 图中：S0：显示计时时间 T0：显示闹铃时间 S1：调计时的时 T1：调闹铃的时 S2：调计时的分 T2：调闹铃的分 S3：调计时的秒 T3：调闹铃的秒 系统功能的具体描述如下： 计时：正常工作状态下，每日按24 h计时制计时并显示，蜂鸣器无声，逢整点报时。 校时：在计时显示状态下，按下“set键”，进入“小时”校准状态，之后按下“k键”则进入“分”校准状态，继续按下“k键”则进入“秒复零”状态，第三次按下“k键”又恢复到正常计时显示状态。 1)“小时”校准状态：在“小时”校准状态下，显示“小时”的数码管闪烁， 并以4Hz的频率递增计数。 2)“分”校准状态：在“分”校准状态下，显示“分”的数码管闪烁，并以4Hz的频率递增计数。 3)“秒”复零状态：在“秒复零”状态下，显示“秒”的数码管闪烁并复零。 整点报时：蜂鸣器在“59”分钟的第51”、“53”、“55、“57”秒发频率为512Hz的低音，在“59”分钟的第“59”秒发频率为1024Hz的高音，结束时为整点。 显示：要求采用扫描显示方式驱动6个LED数码管显示小时、分、秒。 闹钟：闹钟定时时间到，蜂鸣器发出周期为1s的“滴”、“滴”声，持续时间为10s；闹钟定时显示。 闹钟定时设置： 在闹钟定时显示状态下，按下“set键”，进入闹钟的 “时”设置状态，之后按下“k键”进入闹钟的“分” 设置状态，继续按下“k键”则进入“秒” 设置状态，第三次按下“k键”又恢复到闹钟定时显示状态。 1)闹钟“小时”设置状态：在闹钟“小时” 设置状态下，显示“小时”的数码管闪烁，并以4Hz的频率递增计数。 2)闹钟“分”设置状态：在闹钟“分” 设置状态下，显示“分”的数码管闪烁，并以4Hz的频率递增计数。 数字钟系统电路结构框图如图3-2所示。 三、课程设计报告要求 系统设计方案论述，画出顶层电路结构图及功能分割图。 2．控制器功能模块设计说明及源程序。 3．设计实现过程及引脚锁定情况。 4．设计结果、讨论及心得体会。 3. 2 篮球30秒定时控制电路 一、设计要求 1．具有显示30s计时功能，计时器为30 s递减计时器，计时间隔为1s。 2．具有直接清零、启动和暂停∕连续等功能。 3．计时器递减计时到零时，数码管显示不能灭灯，同时发出声光电报警信号。 二、系统功能描述 根据设计要求，篮球30秒计时器包括秒脉冲发生器、计数器、译码显示电路、辅助时序控制电路(简称控制电路)和报警电路等5个部分组成。其中计数器和控制电路是系统的主要部分。计数器完成30s计时功能，而控制电路则控制计数器的启动计数、暂停∕连续计数。为了保证系统的设计要求，在设计控制电路时，应正确处理各个信号之间的时序关系。当启动开关闭合(低电平)时，计数器完成置数功能，译码显示电路显示30s字样；当启动开关断开(高电平)、暂停∕连续控制开关也断开(高电平)时，计数器开始计数；暂停∕连续控制开关闭合（低电平）时，计数器停止计数，暂停∕连续控制开关再断开(高电平)时，继续累计计数。计数器递减到零时，发出声光电报警信号。另外，外部操作开关应采取去抖动措施，以防止机械抖动造成电路工作不稳定。 篮球30秒计时器总体方案框图如图3-3 所示： 三、课程设计报告要求 1．系统设计方案论述，画出顶层电路结构图及功能分割图。 2．各功能模块设计说明及源程序。 3．设计实现过程及引脚锁定情况。 4．实验结果、讨论及心得体会。 3. 3 汽车尾灯控制电路 一、设计要求 假设汽车尾灯左右两侧各有3个指示灯（可用发光二极管模拟）： 1．汽车正常运行时指示灯全灭。 2．右转弯时，右侧3个指示灯按右循环点亮。 3．左转弯时，右侧3个指示灯按左循环点亮。 4．临时刹车时，所有指示灯随着时钟脉冲同步闪烁。 二、系统功能描述 根据设计要求，汽车尾灯控制电路应包括模式控制电路、三进制计数器、译码器和显示驱动等四部分电路组成。系统在运行状态模式控制下，用三进制计数器控制译码器电路顺序输出高电平，从而控制汽车尾灯按要求点亮。 汽车尾灯控制电路的总体设计方案参考框图如图3-4所示： 三、课程设计报告要求 1．系统设计方案论述，画出顶层电路结构图及功能分割图。 2．各功能模块设计