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1、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： 通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，学会选用不同功能的中、大规模集成电路的技能，提高设计、调试、检查和排除故障的能力，以达到培养学生对本课程的综合设计、综合分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、简易电话计时器；课题二、可预置定时电路；课题三、交通信号控制灯电路；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、八路智力竞赛抢答器 。三、课程论文（设计）的组织与安排: 星期一：分析所选题目，画出设计原理方框图星期二：选定所要使用的元
2、器件，设计出每个单元的电路图星期三：将设计的单元电路联接成整体电路并作仿真实验星期四：对设计的整体电路如需要，则要进行检查调试，撰写实验报告星期五：教师对设计方案进行仿真验收。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，通过对老师所给设计题目的分析，独立设计出能完成设计题目要求的逻辑电路来，并能在虚拟电子实验室中通过仿真实验验证出正确的结论。五、课程论文（设计）的成绩评定标准: 集中辅导，独立完成。通过对设计电路的仿真实验结果及撰写的报告情况斟情打分。数字电子技术基础课程设计指导书一、实验目的1.掌握MSI组合电路及MSI时序电路的使用方法和逻辑功能；2
3、.提高按要求设计出单元电路及总体电路的能力；3.熟悉逻辑门电路在设计中的使用方法；4.掌握总体电路的调试、故障的查找与排除技能。二、预习与参考预习本教材（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、逻辑功能及实际应用；（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、寄存器、移位寄存器的构成原理、逻辑功能及实际应用；（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。参考文献：1西安电子科技大学出版社，江晓安主编的数字电子技术教材中的相关内容。2高等教育出版社，阎石主编的数字电子技术基
4、础教材中的相关内容。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。同学们根据自己所选的课程设计题，设计出满足题意要求的逻辑电路来，并在仿真实验室进行仿真验证，最后要写出符合要求的实验报告。每个同学要独立完成，不得抄袭或照抄其他同学或其他书刊的有关内容。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，分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。最后根据电路原理图接好连线，通过仿真实验，验证电路是否满足题意的逻辑功能。五、考核形式 集中辅导，独立完成。通过对设计电路的
5、仿真实验结果及撰写的报告情况斟情打分。六、实验报告要求1.复习与课程设计题目有关内容，掌握本次实验的设计原理。2.按照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。3.仿真实验中，按要求观察、测试和记录电路每一步的工作情况，若出现异常现象，试分析其原因并排除故障。4按要求打印、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、简易电话计时器 电话计时器在生活中常用到。通过电话计时器出租方可很方便的知道你打电话的时间及费用。 1、用MSI、LSI设计一个电话计时系统，基本要求如下：（1） 每3分钟计时一次；（2） 显示通话次数，最多为99次；（3） 具
6、有手动复位功能；（4） 具有声响提醒功能。 2、设计原理与参考框图（1）设计原理图 分析要求，画出原理框图如下。译码显示电路秒脉冲发生器3分钟定时器音响提醒电路计数器 复位键S 计时器主要由秒脉冲发生器、3分钟定时器、音响提醒电路、计数器和译码显示电路等组成。秒脉冲发生器的主要功能是产生秒时钟信号；3分钟定时器的功能是每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，便可显示通话次数；同时该脉冲被送到声响提醒电路，可控制声响时间及声调，实现声响提醒功能；当按下复位键时，复位电路保证3分钟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
7、秒脉冲信号输入到3分钟定时电路，计时开始。（2）单元电路设计1）秒脉冲发生器 秒脉冲发生器可以采用多谐振荡器直接振荡出1秒的脉冲信号，多谐振荡器可采用555定时器组成；秒脉冲发生器还可以采用石英晶体振荡，经过分频后，得到一个稳定的标准秒脉冲信号。2）3分钟定时器 该电路是本系统的关键，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用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完成，可采用中规模集成计数器74LS162构成。译码器选用74LS48七段显示译码器，显示器采用共阴极的七段LED数码管。4）复位电路根据设计要求，在
8、每次通话之前一定要清零，当复位按键S按下时，3分钟定时电路和通话次数计数电路均被清零。5）声响提醒电路 电路的主要功能是每到一个3分钟时间，提醒通话者一次，提醒时间为0.5秒钟。实现此功能可用单稳态触发器加多谐振荡器完成（利用二片555定时器构成）。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分钟定时器。（3）设计、组装、调试计数器与译码显示电路。（4）完成计时电路的整体联调。（5）在仿真实验室里检查电路是否能满足系统的设计要求。（6）画出逻辑电路图，写出完整的设计总结报告（要求打印、装订好）。4、预习要求：（1）555定时器的工作原理；（2）译码器、计数器
9、的工作原理；（3）画出总电路图。5、主要参考元器件 集成电路74LS161、74LS162均 2片，74LS48 2片，门电路若干，555定时器3片，电阻若干，电容若干，二极管若干，扬声器 1只，共阴极七段LED显示器2只。课题二、可预置定时电路 定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组成。在实际工作中，定时器的应用场合很多。例如，篮球比赛规则中，队员持球队时间不能超过30秒就是定时电路的一种具体应用。 1、用MSI、LSI设计一个可预置的定时显示报警电路，基本要求如下：（1） 设计一个可灵活预置时间的计时电路，要求具有时间显示的功能，能准确地预置和清零；（2） 设置外部操作
10、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（即定时时间到）时，显示器上显示00，同时发出光电报警信号。 2、设计原理与参考框图（1）设计原理图分析要求，画出原理框图如下。启动控制译码显示秒脉冲发生器计数器控制电路预置输入电路报警 可预置定时电路由启动电路、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。计数器完成计时功能，而控制电路完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、定时时间到报警等功能。（2）单元
11、电路设计1）秒脉冲发生器 秒脉冲发生器可以采用多谐振荡器直接振荡出1秒的脉冲信号，多谐振荡器可采用555定时器组成；秒脉冲发生器还可以采用石英晶体振荡，经过分频后，得到一个稳定的标准秒脉冲信号。2）预置、计数、显示电路 通过设置开关或按键电路可以对定时时间进行预置，这部分需要编码器。通过编码后，送到计数器预置端作为计数的时间。根据题目要求这部分应采用减计数。在计数同时，还需要对所计的时间实时显示，所以需要译码显示电路，显示器采用七段数码管。3）辅助控制电路 为了保证系统的设计要求，在设计控制电路时，应正确处理各个信号之间的时序关系。从系统的设计要求可知，控制电路要完成以下4项功能。操作“直接清
12、零”开关时，要求计数器清零。闭合“启动”开关时，计数器应完成置数功能，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。当“暂停/连续”开关处于“暂停”位置时，控制电路封锁时钟脉冲信号CP，计数器暂停计数，显示器上保持原来的数不变，当“暂停/连续”开关处于“连续”位置时，计数器继续递减计数。另外，外部操作开关都应采取去抖动措施，以防止机械抖动造成电路工作不稳定。当计数器递减计数到零（即定时时间到）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代替）。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
13、计数器与译码显示电路。（3）设计组装能满足系统要求的时序控制电路。（4）完成可预置定时电路的整体联调。（5）在仿真实验室里检查电路是否能满足系统的设计要求。（6）画出逻辑电路图，写出完整的设计总结报告（要求打印、装订好）。4、预习要求：（1）复习集成同步十进制加/减计数器的工作原理；（2）复习555定时器的工作原理；（3）分析时序控制电路图的工作原理；（4）分析定时器的工作原理，画出完整的电路图。5、主要参考元器件集成电路74LS192（74LS168） 2片，74LS48 2片，74LS147 2片，门电路若干，555定时器1片，电阻若干，电容若干，发光二极管1只，共阴极七段LED显示器2只
14、。课题三、交通信号控制灯电路1、用中、小规模集成电路设计一个交通灯控制系统，基本要求如下：（1） 要求主干道与支干道交替通行。主干道通行时，主干道绿灯亮，支干道红灯亮，时间为60秒。支干道通行时，支干道绿灯亮，主干道红灯亮，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，要求黄灯闪烁，频率为1Hz。（4） 要求在绿灯亮（通行时间内）和红灯亮（禁止通行时间内）均有倒计时显示。 2、预习要求：（1）复习加/减计数器的工作原理；（2）复习D触发器的工作原理；（3）复习555定时电路的工作原理，用555定时电路组成振荡器的设计方法和参数计算；（4）根据交通灯控制系统框图，画出完整的电路图。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，它具有走时准确、显示直观、无机械传动装置等优点，因而广泛用于车站、码头、机场等公共场所。在控制系统中，也常用作定时器时钟源。1、用MSI、LSI设计一个数字电子钟，基本要求如下：（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） 设计的电路包括产生时钟信号，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
