4.4.1課題1：8路循環彩燈控製電路；
（1）設計目的：
①掌握8路循環彩燈控製電路的設計、組裝與調試方法。
②熟悉數字集成電路的設計和使用方法。
（2）設計任務與要求：
1）設計任務；
設計一組8路彩燈循環電路，要求每路燈循環亮2s。
2）設計要求；
①用一個發光二極管代表一路彩燈，共用8個發光二極管。
②每路彩燈依次點亮，每次亮2s。
3）選做；
①使彩燈能實現依次點亮後，再一起點亮一次的交替循環。
②使彩燈能實現正向依次點亮和反向依次點亮的交替循環。
（3）8路循環彩燈控製電路原理及設計：
電路分別由振蕩器、計數器、譯碼器和8路彩燈組成。
1）振蕩器設計；
彩燈控製用的振蕩器對頻率的精度要求不高，為使計數器簡單，將振蕩器頻率設計得低一些。用555電路構成多諧振蕩器，振蕩周期應為1s。需計算電路中電阻和電容的參數。
2）計數器的選用；
選4位二進製計數器74LS161。Q3，Q2，Q1作輸出，Q0不用，使輸出數據的頻率為輸入時鍾頻率的一半，周期為2s。
3）譯碼器的選用；
選用74LS138三線八線譯碼器。當輸入信號由000~111變化時，對應的Y′0至Y′7輸出低電平，驅動外接彩燈亮。
（4）調試要點：
①畫出整個係統的電路圖，並列出所需器件清單。
②采購器件，並按電路圖接線，認真檢查電路是否正確，注意器件管腳的連接，“懸空端”“清零端”“置1端”、電源、接地，要正確處理。
③單元電路檢測。檢測所有電阻、電容和發光二極管，檢測74LS138和74LS161的邏輯功能。用示波器檢測振蕩器的輸出波形，觀察其是否滿足設計要求。
④係統聯調。給整個係統上電，觀察顯示結果。如果不正常，則從振蕩器起逐級檢查邏輯功能。
（5）總結報告：
①總結8路循環彩燈控製電路整體設計、安裝與調試過程。要求有電路圖、原理說明、電路所需元件清單、電路參數計算、元件選擇、測試結果分析。
②分析安裝與調試中發現的問題及故障排除的方法。
③設計心得體會。
4.4.2課題2：數字秒表的電路設計；
數字秒表是一種采用數字電路實現“秒”數字顯示的計時裝置。可實現手控記秒、停擺和清零功能。
（1）設計目的：
①掌握數字秒表的設計、組裝與調試方法。
②熟悉集成電路的使用方法。
（2）設計任務與要求：
1）設計任務；
設計一個能以兩位數顯示的數字秒表。
2）設計要求；
①兩位數碼顯示功能，能夠從“0”到“59”依次顯示。
②具有手控記秒、停擺和清零功能。
3）選做；
自動報時，在56s時，自動發出鳴響聲，步長1s，每隔1s鳴叫一次，前兩響是低音，最後一響為高音，最後一響結束為下個循環開始。
（3）數字秒表的基本原理及電路設計：
數字秒表由秒信號發生器、秒計數器、控製電路、譯碼電路及數碼顯示器5部分組成。
1）秒信號發生器及其控製電路；
由門1，2構成的基本RS觸發器及開關K1、電阻R3、R4組成控製電路，為555定時器提供控製信號A，並能消除開關抖動造成的誤差。當開關K1置“1”端時，A為高電平，振蕩器工作；當K1置“0”時，A端為低電平，振蕩器停振，同時控製秒計數器複零，以備下一次使用時從0開始計數。
2）秒計數器；
秒計數器是六十進製計數器，可由2塊十進製計數器反饋歸零來實現。
由門5，6和開關K2組成實現計數器“停擺”功能的控製電路。當K2為高電平時，秒信號輸入計數器計數；當K2為低平時，門6被封鎖，計數器保持已計數狀態。門5是為保證秒信號的下降沿觸發計數器而設置的。
3）譯碼顯示器；
（4）調試要點：
①秒計數：將開關K1接地，K2接高電平，顯示器顯示六十進製的時間計數數字，數字秒表工作正常。否則存在某些故障，應分別檢查各級電路的輸入輸出狀況，直到排除故障為止。
②停擺：開關K1不動，將K2接地，計數器停止計數，數碼管保持原狀態，顯示某一數字。
③清零：開關K1接高電平，秒信號發生器停振，計數器清零，顯示器顯示0。
④校時：將秒表的計時速度與手表對照，調節電位器R1，使兩者基本同速。
（5）總結報告：
①總結數字秒表設計、安裝與調試過程。
②分析安裝與調試中發現的問題及故障排除的方法。
4.4.3課題3：病房呼叫係統；
（1）設計目的：
①掌握病房呼叫係統電路的設計、組裝與調試方法。
②熟悉數字集成電路的設計和使用方法。
（2）設計任務與要求：
①某醫院有1，2，3，4號病室，每個房間裝有呼叫按鈕，住院病人通過按動自己的床位按鈕開關向醫護人員發出傳呼信號。
②護士值班室內有相應的顯示電路，一旦有病人發出傳呼信號，醫護人員值班室設置的顯示器即顯示出該病人的床位編號，同時揚聲器聲響提示值班人員。
③1號病室的呼叫優先級別最高，其次是2號病室，4號病室最低。
④一個數碼管顯示呼叫信號的號碼；沒信號呼叫時顯示0；有多個信號呼叫時，顯示優先級別最高的呼叫號（其他呼叫號用指示燈顯示）。
⑤醫護人員處理完當前最高級別的呼叫後，按一次醫生控製按鍵，係統會清除當前最高優先級別編號，顯示次優先級別編號。以此類推，係統按優先級別從高到低依次顯示其他呼叫病人的編號，當全部處理完後，係統默認顯示零。
（3）病房呼叫係統基本原理及電路設計：
該係統采用按鍵開關來模擬各病房裏的呼叫按鈕。按鍵信號轉換成能顯示的病房號0～4，用1片優先編碼器芯片將呼叫信號轉換成3位二進製編碼；加按鍵鎖存電路將該按鍵呼叫鎖存保持住；3位二進製編碼信號再經過1片BCD七段碼譯碼器芯片轉換成七段碼，在LED數碼管上顯示病房號。
（4）調試要點：
①畫出整機電路圖，並列出所需器件清單。
②采購器件，並按電路圖接線，認真檢查電路是否正確，注意器件管腳的連接，“懸空端”“清零端”“置1端”要正確處理。
③每個病房設置一個按鍵；編碼器可采用優先編碼器。
④先進行編碼、譯碼顯示的調試，正常後再進行鎖存控製、手動控製調試，最後是聲音報警電路的調試。
⑤各單元電路均能正常工作後，即可進行總機調試。
（5）總結報告：
①總結病房呼叫係統電路的設計、安裝與調試過程。
②分析安裝與調試中發現的問題及故障排除的方法。
4.4.4課題4：交通燈控製電路設計；
由一條主幹道和一條支幹道的彙合點形成十字交叉路口，為確保車輛安全、迅速地通行，在交叉路口的每個入口處設置了紅、綠、黃三色信號燈。紅燈（R）亮表示該條道路禁止通行；黃燈（Y）亮表示停車；綠燈（G）亮表示允許通行。實現紅、綠燈的自動指揮對城市交通管理現代化有著重要的意義。
（1）設計目的：
①掌握交通燈控製電路的設計、組裝與調試方法。
②熟悉數字集成電路的設計和使用方法。