2018～2019学年第一学期《数字电路与逻辑设计实验（下）》课程要求一、课程安排及要求：本学期数字实验教学内容为综合课题设计，教学方式采用开放式实验教学模式，第7周和第10周实验按班上课，第8周和第9周实验室全开放，学生根据开放实验安排自行选择实验时间和地点，要求每人至少参加2次课内开放实验。
课程具体安排如下：二、成绩评定数字综合实验成绩由三部分组成：●平时成绩：占总成绩的20%●验收答辩：占总成绩的50%●报告成绩：占总成绩的30%实验报告评分标准如下（按百分制批改，占总成绩的30％）：三、实验题目题目1 抽油烟机控制器的设计与实现利用CPLD器件和实验开发板，设计并实现一个抽油烟机控制器。
基本要求：1、抽油烟机的基本功能只有两个：排油烟和照明，两个功能相互独立互不影响。
2、用8×8双色点阵模拟显示烟机排油烟风扇的转动，风扇转动方式为如图1所示的四个点阵显示状态，四个显示状态按顺序循环显示。
风扇转动速度根据排油烟量的大小分为4档，其中小档的四个显示状态之间的切换时间为2秒，中档为1秒，大排档为0.5秒，空档为静止不动（即停止排油烟），通过按动按键BTN7来实现排油烟量档位的切换，系统上电时排油烟量档位为空档，此后每按下按键BTN7一次，排油烟量档位切换一次，切换的顺序为：空档→大档→中档→小档→空档，依次循环。
双色点阵模拟排油烟风扇转动示意图3、设置按键BTN0为立即关闭按键，在任何状态下，只要按下BTN0，排油烟风扇就立即停止工作进入空档状态。
4、设置按键BTN3为延时关闭按键，在大中小三档排油烟状态的任何一个档位下，只要按下BTN3，排油烟风扇将在延时6秒后停止工作进入空档状态。
延时期间用数码管DISP3进行倒计时显示，倒计时结束后，排油烟风扇状态保持静止不动。
在延时状态下，禁用排油烟量档位切换键BTN7。
5、设置按键BTN6为照明开关键，用发光二极管LD6模拟照明灯，系统上电时照明灯LD6处于关闭状态，按动BTN6来切换LD6的点亮和关闭。
6、系统工作稳定。
提高要求：1、给油烟机加上音效，分档模拟排油烟风扇的噪音。
2、自拟其他功能。
题目2 关灯游戏控制器的设计与实现用可编程器件设计并实现一个4×4关灯游戏控制器。
基本要求：关灯游戏规则：在一个M×N阵列里（本题中为4×4阵列），有若干盏灯亮着（可以全部都亮着），点击任意一盏灯（不管此灯是亮着还是灭着，都可以点），那么该灯以及与该灯相邻的上、下、左、右共五盏灯都同时会变成与自身相反状态，即亮的变灭，灭的变亮，由于边角的特殊性，点击边上的灯，只有四盏灯一起变化；点击角上的灯，只有三盏灯一起变化。
游戏的目标是：通过点击灯阵里的一些灯，使得灯阵上所有灯都熄灭。
1、用8×8双色点阵显示游戏界面，其中游戏边界采用绿色LED显示，点亮的灯用红色LED显示，游戏有16盏灯，分为4行4列。
按下开始键BTN7后，点阵显示初始状态，点亮16盏灯中的某些灯，如下图所示。
要求至少有10种初始状态，每次开始时随机选择其中1种。
2、用4×4键盘控制开关灯，位置与点阵上的16盏灯一一对应。
按下某个按键后，按游戏规则将该位置的灯以及与其相邻的上、下、左、右的灯的状态取反。
3、当灯阵上所有灯都是熄灭状态时，本关游戏结束，计分加1，并在1位数码管上显示得分。
4、1关游戏结束后，按BTN6进入下一关，同一次游戏的关卡不能重复。
5、得分达到3分，游戏胜利，在点阵上显示一个动画庆祝胜利。
6、再按开始键（BTN7）游戏重新开始，游戏过程中按BTN7也可重新开始游戏。
提高要求：1、游戏胜利后，蜂鸣器播放音乐庆祝。
2、每关游戏设置最多按键次数，超过次数后游戏失败。
用2位数码管显示最多按键次数，游戏过程中每按一次计数减1。
3、自拟其他功能。
题目3 带日历显示的多功能数字钟的设计与实现设计制作一个能显示日历（年、月、日、星期）和时间（时、分、秒）的数字钟。
基本要求：1、用LCD1602液晶屏显示所有信息；2、年、月、日、星期和时间的时、分可手动调整；3、精确计时，各部分之间进位转换准确；4、时间可以24小时制或12小时制显示，可以通过按键进行切换；提高要求：1、调整日历时加入大小月及闰年的判断；2、增加闹钟功能，在用户设定的时间闹铃提示，闹铃时间5秒；3、自拟其他功能。
题目4 眼手反应测量器的设计与实现设计一个眼手反应测量器，可以测量人的眼手反应时间。
基本要求：1、用SW7作为系统开关，打开SW7系统上电，显示器件自检：8×8点阵和数码管DISP7~DISP0全亮0.5S熄灭0.5S重复三次，进入待机状态；2、使用按键BTN0进入测量状态：a)8×8点阵显示“3”“2”“1”“0”倒计时后，开始轮流显示和熄灭缺口方向随机的“凹”形状，每个形状显示停留时间0.5S，熄灭时间0.2S；b)4×4矩阵键盘中选定四个按键对应“上”“下”“左”“右”四个方向；c)8×8点阵显示不同方向的“凹”形状时，尽快按下对应方向的按键；d)系统自动记录点阵显示与对应按键按下之间的时间差，要求精确到毫秒，如果按键按错，或按键正确但超前按下，或者未有按键按下，均惩罚性记录为5S；e)在数码管上稳定显示时间差，显示时间为3S，3S后重新开始a) ~ d)；f)点阵轮流显示熄灭不同方向的“凹”3次，转为闪烁显示“”，同时系统计算所记时间的平均值（小数点后保留三位有效数字）作为本轮测量结果，在数码管上以2赫兹的频率闪烁显示，本轮测试结束。
3、按动按键BTN0，数码管熄灭，进入新一轮测试。
提高要求：1、自检过程、测试过程中、一轮测试结束时伴有不同的背景音乐，各个按键按下时伴有按键音；2、用液晶模块代替数码管进行测试结果的显示；3、自拟其他功能。
题目5 心算测试系统的设计与实现设计实现一款心算测试系统，以锻炼大脑记忆力、计算能力和思考能力。
基本要求：1、启动系统时，8×8点阵显示欢迎界面；2、按下开始键，此时数码管会随机显示两位数与两位数相加的表达式，保持5秒后消失，5秒采用点阵倒计时显示；3、数字消失后，用户通过心算计算结果，并采用4×4矩阵键盘对应的数字按照从百位到个位的顺序输入答案，并在数码管上显示；4、如果回答正确，蜂鸣器播放胜利音乐，同时点阵显示正确图案；如果计算错误，则蜂鸣器报警，同时点阵显示错误图案；5、按继续键进入新一轮测试；6、测试可以随时退出结束。
提高要求：1、表达式采用LCD1602液晶屏显示；2、4×4矩阵键盘输入的计算结果用LCD1602液晶屏显示；3、增加难度选择模式，将加法变成减法、乘法等运算；4、自拟其他功能。
题目6 简易拼图游戏的设计与实现拼图游戏是广受欢迎的一种智力游戏，它变化多端、难度不一，让人百玩不厌。
本题目要求设计实现一个简易点阵拼图小游戏。
基本要求：1、本游戏共两关，游戏关数由数码管DISP0显示；2、按下开始键启动游戏，8×8点阵显示完整拼图图案，如下图所示，显示时间为5秒，在数码管DISP2上倒计时显示时间；3、5秒倒计时结束后，点阵上出现三块拼图零片，三块拼图零片在点阵上的位置随机，但不能重叠，此时数码管DISP2、DISP3开始进行拼图30秒倒计时显示；拼图零片拼图零片点阵显示示意图4、通过按键切换选择某块拼图零片进行移动，选中的零片变为绿色；5、用4×4矩阵键盘对变为绿色的拼图零片进行上下左右移动控制，零片不能移出8×8点阵区域；6、拼图零片移动到合适的位置后，按下“确认”键恢复红色显示，同时不可再选择及移动；7、当在30秒内完成第一关拼图后（位置和形状与初始拼图一致），游戏进入第二关。
若在30秒倒计时结束时拼图仍未完成，点阵显示失败图案，游戏结束退出；8、游戏第二关：规则参考游戏第一关，完整拼图图案自拟，点阵显示5秒完整图案后在点阵上显示四块零片，零片图案自拟、位置随机，在点阵上不能重叠。
当在40秒内完成拼图后，点阵显示胜利图案，同时蜂鸣器播放音乐，游戏结束；若在40秒倒计时结束时拼图仍未完成，点阵显示失败图案，游戏结束退出；9、游戏过程中再次按下开始键后，可以开始新一轮游戏。
提高要求：1、增加游戏关数，多种拼图图案随机选择；2、拼图零片位置随机、方向随机；3、拼图零片不仅能上下左右移动，还可以90°旋转；4、自拟其他功能。
题目7 “移动靶”游戏的设计与实现设计并实现一个“移动靶”游戏。
基本要求：1、用SW7作为系统开关，LED0作为电源指示灯，打开SW7电源指示灯亮，系统上电。
同时显示器件自检：8×8点阵以5Hz频率进行自上而下的单行扫描显示，8位数码管以5Hz频率进行从左至右的位扫描显示，重复三个循环后全灭，进入待机状态；2、使用按键BTN0进入游戏状态：a)在8×8点阵的底部用3S时间渐亮显示四个点组成的绿色“ ”形状，代表射击枪，其中顶端的点代表枪口位置；b)枪口显示稳定后，在最高一行以滚入滚出方式滚动显示三个点组成的红色“移动靶”（滚入方式如下图，滚出同理），同时数码管最左边两位显示40秒倒计时，最右边显示游戏得分“00”，移动靶滚动速度可用按钮调节，BTN7加速，BTN6减速；c)按键BTN1为射击按钮，按动射击按钮，枪口可以发射出红色子弹，子弹沿直线向上飞行，飞行速度为0.1S/行，子弹飞行过程中，“移动靶”应正常移动；d)子弹击中“移动靶”任意位置，游戏得分，得分显示+3，计满15分时，得分闪烁显示且点阵显示“√”，本轮游戏结束；e)若游戏时间倒计时为“00”时得分未计满15分，则“00”闪烁显示且点阵显示“ ”，本轮游戏结束；3、游戏过程中或游戏结束后按BTN0键，进入新一轮游戏。
提高要求：1、自检时、游戏过程中、一轮游戏结束时分别伴有不同的背景音乐和音效；2、分等级计分：子弹击中“移动靶”中间的点计3分，击中两边的点计2分；3、“移动靶”位置随机变化；4、自拟其他功能。