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数字课程设计指导书概览
数字课程设计指导书概览
《数字电子技术基础》课程设计任务书
一、课程论文(设计)的意义:经过本次课程设计使学生掌握数字系统的
设计原理及整体电路的设计方法,学会采纳不一样功能的中、大规模集成电路的技术,提升设计、调试、检查和清除故障的能力,以达到培育学生对本课程的综合设计、综合剖析及对电路功能判断的能力。
二、课程论文(设计)的主要内容:
课题一、简略电话计时器;
课题二、可预置准时电路;
课题三、交通讯号控制灯电路;
课题四、数字电子钟;
课题五、设计一个篮球比赛计时器;
课题六、设计一个汽车尾灯的控制电路;
课题七、八路智力比赛抢答器。
三、课程论文(设计)的组织与安排:
礼拜一:剖析所选题目,画出设计原理方框图
礼拜二:选定所要使用的元器件,设计出每个单元的电路图礼拜三:将设计的单元电路联接成整体电路并作仿真切验
礼拜四:对设计的整体电路如需要,则要进行检查调试,撰写实验报告礼拜五:教师对设计方案进行仿真查收。
四、课程论文(设计)的要求:本课程设计的时间是一周。要求每个学生在这一周的时间内,经过对老师所给设计题目的剖析,独立设计出能达成设计题目要求的逻辑电路来,并能在虚构电子实验室中经过仿真切验考证出正确的结论。
五、课程论文(设计)的成绩评定标准:集中指导,独立达成。经过对设计电路的仿真切验结果及撰写的报告状况斟情打分。
《数字电子技术基础》课程设计指导书
一、实验目的
掌握MSI组合电路及MSI时序电路的使用方法和逻辑功能;
提升按要求设计出单元电路及整体电路的能力;
熟****逻辑门电路在设计中的使用方法;
掌握整体电路的调试、故障的查找与清除技术。二、预****与参照
预****本教材
(1)MSI组合电路器件:译码器、编码器、三态缓冲器、数据选择器、数据比较器、奇偶校验器及全加器、全减器的构成原理、逻辑功能及实质应用;
(2)MSI时序电路器件:同步十进制计数器、同步四位二进制可逆计数器、存放器、移位存放器的构成原理、逻辑功能及实质应用;
(3)组合逻辑电路的设计方法与步骤;(4)同步时序电路的设计方法与步骤。
参照文件:
,江晓安主编的《数字电子技术》教材中
的有关内容。
,阎石主编的《数字电子技术基础》教材中的有关
内容。
三、设计指标
本次课程设计共给了七个课题,可供同学们选择。同学们依据自己所选
的课程设计题,设计出知足题意要求的逻辑电路来,并在仿真切验室进行仿真考证,最后要写出切合要求的实验报告。每个同学要独立达成,不得剽窃
或照抄其余同学或其余书刊的有关内容。所用元器件不限,但要说明该使用器件的逻辑功能。
四、实验要求(设计要求)
对实验内容及步骤的每一项,均要求写出自己的设计思路及画出自己设
计的电路连线图或原理图,剖析和计算设计电路所需的集成电路及元器件的
性能指标和数值。最后依据电路原理图接好连线,经过仿真切验,考证电路
能否知足题意的逻辑功能。
五、查核形式
集中指导,独立达成。经过对设计电路的仿真切验结果及撰写的报告状况斟情打分。
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六、实验报告要求
复****与课程设计题目有关内容,掌握本次实验的设计原理。
依如实验内容及步骤要求,设计出电路原理图并画出电路连线图。
仿真切验中,按要求察看、测试和记录电路每一步的工作状况,若出现异样现象,试剖析其原由并清除故障。
、装订好实验报告上交。
《数字电子技术基础》课程设计的内容与要求
一、设计任务与要求:
课题一、简略电话计时器
电话计时器在生活中常用到。经过电话计时器出租方可很方便的知道你
打电话的时间及花费。
1、用MSI、LSI设计一个电话计时系统,基本要求以下:
(1)每3分钟计时一次;
(2)显示通话次数,最多为
99次;
3)拥有手动复位功能;
4)拥有声响提示功能。
2、设计原理与参照框图
1)设计原理图
剖析要求,画出原理框图以下。
音响提示电路译码显示电路
秒脉冲发生器3分钟准时器计数器
复位键S
计时器主要由秒脉冲发生器、3分钟准时器、音响提示电路、计数器和
译码显示电路等构成。秒脉冲发生器的主要功能是产生秒时钟信号;
3分钟
准时器的功能是每3分钟输出一个脉冲信号,该脉冲信号被送到计数、
译码
显示电路,即可显示通话次数;同时该脉冲被送到声响提示电路,可控制声
响时间及腔调,实现声响提示功能;当按下复位键时,复位电路保证
3分钟
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电路及二位十进制计数器同时清零,此时显示通话次数为0。当松开复位按
键时,此时由秒脉冲发生器产生的秒脉冲信号输入到3分钟准时电路,计时
开始。
(2)单元电路设计
1)秒脉冲发生器
秒脉冲发生器能够采纳多谐振荡器直接振荡出1秒的脉冲信号,多谐振荡器可采纳555准时器构成;秒脉冲发生器还能够采纳石英晶体振荡,经过分频后,获得一个稳固的标准秒脉冲信号。
2)3分钟准时器
该电路是本系统的重点,3分钟为180秒,即该电路每来180个脉冲就
有一个进位。可考虑该部分电路采纳二片中规模集成计数器74LS161构成。
3)通话次数计数显示电路
电路由二片十进制计数器达成,可采纳中规模集成计数器74LS162构
成。译码器采纳74LS48七段显示译码器,显示器采纳共阴极的七段LED数
码管。
4)复位电路
依据设计要求,在每次通话以前必定要清零,当复位按键S按下时,3
分钟准时电路和通话次数计数电路均被清零。
5)声响提示电路
电路的主要功能是每到一个3分钟时间,提示通话者一次,提示时间为
。实现此功能可用单稳态触发器加多谐振荡器达成(利用二片555
准时器构成)。
3、设计步骤
1)设计、计算、组装、调试秒脉冲产生电路。
2)设计、组装、调试3分钟准时器。
3)设计、组装、调试计数器与译码显示电路。
4)达成计时电路的整体联调。
5)在仿真切验室里检查电路能否能知足系统的设计要求。
(6)画出逻辑电路图,写出完好的设计总结报告(要求打印、装订好)。
4、预****要求:
(1)555准时器的工作原理;
(2)译码器、计数器的工作原理;
(3)画出总电路图。
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5、主要参照元器件
集成电路74LS161、74LS162
均
2片,
74LS48
2片,门电路若干,
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555准时器
极七段LED
3片,电阻若干,电容若干,二极管若干,扬声器
显示器2只。
1只,共阴
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课题二、可预置准时电路
准时电路是数字系统的基本单元电路,它主要由计数器和振荡器构成。在实质工作中,准时器的应用处合好多。比如,篮球比赛规则中,队员持球队时间不可以超出30秒就是准时电路的一种详细应用。
1、用MSI、LSI设计一个可预置的准时显示报警电路,基本要求以下:
1)设计一个可灵巧预置时间的计时电路,要求拥有时间显示的功能,能正确地预置和清零;
(2)设置外面操作开关,控制计时器的直接清零、启动和暂停/连续计时;
(3)要求计时电路递减计时,每隔1秒,计时器减1;
(4)当计时器递减计时到零(即准不时间到)时,显示器上显示00,同时
发出光电报警信号。
2、设计原理与参照框图
1)设计原理图
剖析要求,画出原理框图以下。
启动控制译码显示
秒脉冲发生器计数器报警
控制电路预置输入电路
可预置准时电路由启动电路、秒脉冲发生器、预置输入电路、计数器、
译码显示电路、报警电路和控制电路共7部分构成。其上当数器和控制电路
是系统的主要部分。计数器达成计时功能,而控制电路达成计数器的直接清
零、启动计数、暂停/连续计数、译码显示电路的显示与灭灯、准不时间到
报警等功能。
(2)单元电路设计
1)秒脉冲发生器
秒脉冲发生器能够采纳多谐振荡器直接振荡出1秒的脉冲信号,多谐振
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荡器可采纳555准时器构成;秒脉冲发生器还能够采纳石英晶体振荡,经过
分频后,获得一个稳固的标准秒脉冲信号。
2)预置、计数、显示电路
经过设置开关或按键电路能够对准不时间进行预置,这部分需要编码
器。经过编码后,送到计数器预置端作为计数的时间。依据题目要求这部分
应采纳减计数。在计数同时,还需要对所计的时间及时显示,因此需要译码
显示电路,显示器采纳七段数码管。
3)协助控制电路
为了保证系统的设计要求,在设计控制电路时,应正确办理各个信号之
间的时序关系。从系统的设计要求可知,控制电路要达成以下4项功能。
①操作“直接清零”开关时,要求计数器清零。
②闭合“启动”开关时,计数器应达成置数功能,显示器显示预置数据;断开“启动”开关时,计数器开始进行递减计数。
③当“暂停/连续”开关处于“暂停”地点时,控制电路封闭时钟脉冲信号
CP,计数器暂停计数,显示器上保持本来的数不变,当“暂停/连续”开关
处于“连续”地点时,计数器持续递减计数。此外,外面操作开关都应采纳
去颤动举措,以防备机械颤动造成电路工作不稳固。
④当计数器递减计数到零(即准不时间到)时,控制电路应发出报警信号,
使计数器保持零状态不变,同时报警电路工作(报警电路在设计时可用发光
二极管取代)。
3、设计步骤
1)设计、计算、组装、调试秒脉冲产生电路。
2)设计、组装、调试计数器与译码显示电路。
3)设计组装能知足系统要求的时序控制电路。
4)达成可预置准时电路的整体联调。
5)在仿真切验室里检查电路能否能知足系统的设计要求。
(6)画出逻辑电路图,写出完好的设计总结报告(要求打印、装订好)。
4、预****要求:
1)复****集成同步十进制加/减计数器的工作原理;
2)复****555准时器的工作原理;
3)剖析时序控制电路图的工作原理;
4)剖析准时器的工作原理,画出完好的电路图。
5、主要参照元器件
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集成电路门电路若干,
74LS192(74LS168)2片,74LS482片,74LS1472片,
555准时器1片,电阻若干,电容若干,发光二极管1只,共
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阴极七段LED显示器2只。
课题三、交通讯号控制灯电路
1、用中、小规模集成电路设计一个交通灯控制系统,基本要求以下:
1)要求骨干道与支干道交替通行。骨干道通行时,骨干道绿灯亮,支干道红灯亮,时间为60秒。支干道通行时,支干道绿灯亮,骨干道红灯亮,时间为30秒。
2)每次绿灯变红灯时,要求黄灯先亮5秒钟。此时另一路口红灯也不变。
(3)黄灯亮时,要求黄灯闪耀,频次为1Hz。
4)要求在绿灯亮(通行时间内)和红灯亮(严禁通行时间内)均有倒计时显示。
2、预****要求:
1)复****加/减计数器的工作原理;
2)复****D触发器的工作原理;
(3)复****555准时电路的工作原理,用555准时电路构成振荡器的设计方
法和参数计算;
(4)依据交通灯控制系统框图,画出完好的电路图。
课题四、数字电子钟
数字电子钟是用数字集成电路做成的现代计时器,与传统的机械钟相
比,它拥有走时正确、显示直观、无机械传动装置等长处,因此宽泛用于车
站、码头、机场等公共场所。在控制系统中,也常用作准时器时钟源。
1、用MSI、LSI设计一个数字电子钟,基本要求以下:
(1)设计一个能显示时、分、秒的数字电子钟,显示时间从00:00:00
到23:59:59;
2)设计的电路包含产生时钟信号,时、分、秒的计时电路和显示电路;
3)电路能实现校时、校分、校秒;
4)电路能整点报时。
2、设计原理与参照框图
1)设计原理图
剖析要求,画出原理框图以下。
数字电子钟由秒脉冲发生器、计数器、译码器和数码显示器构成。秒脉
冲发生器产生1Hz的秒脉冲信号;计数器对秒脉冲信号进行计数,并将累
计的结果以“时”、“分”、“秒”的数字显示出来。“秒”的显示由秒个位及
十位两级计数器电路和译码显示电路实现;“分”的计时、显示电路与“秒”
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六个七段数码显示管
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译
码
器
译
码
器
译
码
器
译
码
器
译
码
器
译
码
器
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计
数
器
计
数
器
计
数
器
计
数
器
计
数
器
计
数
器
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校时电路秒脉冲发生
整点报时电路
同样;而“时”的显示由二十四进制计数电路和译码显示电路实现。所有的
计时结果用6个数码管显示。当小时计数器计满24后自动复位。分、秒计
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数器计数器计满
60后自动复位,并且分、秒时间可由校时电路校订。另设
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计一个整点报时电路:每隔
1小时喇叭响一次。
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(2)单元电路设计
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1)秒脉冲发生器
数字电路钟对秒脉冲发生器的频次稳固性的要求视详细状况而定:假如
不过作为一般设计制作,对走时正确性不作过高的要求,则能够采纳一般的555准时器构成的多谐振荡器;若要求稳固性较高的则采纳石英晶体振荡器,它拥有频次精准、振荡稳固、温度系数小的特色。
2)时、分、秒计数器
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分和秒计数器都是模
M=60
的计数器,其计数规律为
00,01,0209,
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1058,59。采纳中规模集成电路十进制计数器起码需要
2片及若干与非门。
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小时计数器是模M=24的计数,其计数规律为
23。采纳中规模集成电路十进制计数器起码需要
00,01,0209,1022,
2片及若干与非门。
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3)译码显示电路
译码显示电路的作用是将时、分、秒计数器输出的二进制代码翻译并显
示出相应的十进制数的状态。
4)校时电路
当接通电源或数字钟走时出现偏差时,都需要校订时间。对校时电路的
要求应是,在进行小时校订时不影响分和秒计数器的正常计数;在进行分校
正时不影响秒计数器的正常计数。当校时正确后,电路正常工作。该电路部
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分可采纳无颤动开关加与或非门来实现。
5)整点报时电路
整点报时电路要求在每个整点前10秒开始,每秒报一次。该电路需另
外加用一个555准时器构成整点报时音频信号的音频振荡器。还需用到一个
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74LS30
作为控制报时音频信号的电路。
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3、设计步骤
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1)设计、计算、调试秒脉冲信号发生器;
2)设计、调试时、分、秒计数器;
3)设计、调试校时、校分电路;
4)设计、调试报时电路;
5)组装、调试各部分电路。
6)在仿真切验室里检查电路能否能知足系统的设计要求。
(7)画出逻辑电路图,写出完好的设计总结报告(要求打印、装订好)。
4、预****要求:
1)555准时器的工作原理及应用;
2)十进制计数器的工作原理及应用;
3)报时电路的设计;
4)画出整体电路图。
5、主要参照元器件
74LS160六片,74LS48六片,七段数码显示管AR547六个,555准时器和74LS00各两片,74LS76、、74LS04、74LS30和74LS54各一片,电阻和电容若干,扬声器一个。
课题五、设计一个篮球比赛计时器
设计要求以下:
1)篮球比赛上下半场各20分钟,要求能随时暂停,一场比赛结束后应可清零从头开始比赛。
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(2)计时器由分、秒计算器达成,秒计数器为模60,分计时器应能计到
分钟。
40
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3)“分”、“秒”显示用LED数码管,应配用相应译码器。
4)用按钮开关控制计时器的启动/暂停。
5)半场、全场到自动音响提示,用按钮开关可关断声音。
课题六:设计一个汽车尾灯的控制电路
汽车在夜间行驶过程中,其尾灯的变化规律以下:
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(1)正常行驶时,车后6只尾灯所有点亮;
(2)左转弯时,左侧3只灯挨次从右向左循环闪耀,右侧3只灯熄灭;
(3)右转弯时,右侧3只灯挨次从左向右循环闪耀,左侧3只灯熄灭;
4)当车辆泊车时,6只灯一明一暗同时闪耀。
预****要求:存放器、计数器、译码器的工作原理与应用。
主要参照元器件:74LS194、74LS192(74LS191)、74LS138
课题七、八路智力比赛抢答器
设计要求以下:
1)抢答前先清零,桌前的八只灯全熄灭,蜂鸣器不响;
2)抢答开始,若此中某一按钮被按下,其相应的桌前灯亮,同时蜂鸣器发响。今后再有其余按钮被按下则不起作用。
3)抢答裁决完成,清零,为下次抢答作准备。
预****要求:D触发器的工作原理与应用。
主要参照元器件:74LS175、74LS30、74LS00、LED等。
二、设计步骤与要求:
1)依据题意要求设计电路,画出电路原理图,并在计算机上做仿真切验。
2)仿真调试单元电路,并记录参数。
3)仿真组装调试电路,仿真测试整体电路的功能。
三、设计总结报告要求:
1)选定题目,理解题意;
2)选择设计方案,画出总电路原理框图,表达设计思想;
3)单元电路设计及基来源理剖析;
4)供给参数计算过程和选择器件依照;
5)记录仿真调试过程,对换试过程中所碰到的故障进行剖析;
6)记录仿真调试结果,并简要说明;
7)设计过程的领会与创新点、建议;
8)元件清单。
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