数字电子技术课程设计指导书

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1、 数字电子技术课程设计指导书 数字电子技术课程设计指导书 第一部分第一部分 课程设计概述课程设计概述 一、一、 本课程设计的地位和作用本课程设计的地位和作用 数字电子技术课程设计是电子技术基础教学中的一个实践环节,它使学生自己通过设计和搭建一个实用电子产品雏形,巩固和加深在数字电子技术课程中的理论基础和实验中的基本技能,训练电子产品制作时的动手能力。通过该课程设计，设计出符合任务要求的电路,掌握通用电子电路的一般设计方法和步骤，训练并提高学生在文献检索、资料利用、方案比较和元器件选择等方面的综合能力,同时为毕业设计和毕业以后从事电子技术方面的科研和开发打下一定的基础。 二、课程设计的目的和要求

2、二、课程设计的目的和要求 1. 能够较全面地巩固和应用“数字电子技术”课程中所学的基本理论和基本方法，并初步掌握小型数字系统设计的基本方法。 2. 能合理、灵活地应用各种标准集成电路（SSI、MSI、LSI 等）器件实现规定的数字系统。 3. 培养独立思考、独立准备资料、独立设计规定功能的数字系统的能力。 4. 培养独立进行实验，包括电路布局、安装、调试和排除故障的能力。 5. 培养书写综合设计实验报告的能力。 三、课程设计的基本要求三、课程设计的基本要求 根据设计任务，从选择设计方案开始，进行电路设计；选择合适的器件，画出设计电路图；通过安装、调试，直至实现任务要求的全部功能。对电路要求布局

3、合理，走线清晰，工作可靠，经验收合格后，写出完整的课程设计报告。 四、课程设计的具体步骤四、课程设计的具体步骤 1电子电路的一般设计方法和步骤是：分析设计任务和性能指标，选择总体方案；设计单元电路，选择器件，计算参数；画总体电路图；对电路进行仿真测试，并制作实际电路；最后进行实际测试。 设计过程中往往反复进行以上各步骤， 才能达到设计要求， 需要灵活掌握。 1. 总体方案选择总体方案选择 设计电路的第一步就是选择总体方案， 就是根据提出的设计任务要求及性能指标， 用具有一定功能的若干单元电路组成一个整体，来实现设计任务提出的各项要求和技术指标。 设计过程中，往往有多种方案可以选择，应针对任务要

4、求，查阅资料，权衡各方案的优缺点，从中选优。 2. 单元电路的设计单元电路的设计 2.1 设计单元电路的一般方法和步骤设计单元电路的一般方法和步骤 A根据设计要求和选定的总体方案原理图，确定对各单元电路的设计要求，必要时应详细拟定主要单元电路的性能指标。 B拟定出各单元电路的要求后，对它们进行设计。 C单元电路设计应采用符合的电平标准。 2.2 元器件的选择元器件的选择 针对数字电路的课程设计， 在搭建单元电路时， 对于特定功能单元选择主要集成块的余地较小。比如时钟电路选 555，转换电路选 0809，译码及显示驱动电路也都相对固定。但由于电路参数要求不同，还需要通过选择参数来确定集成块型号。

5、一个电路设计，单用数字电路课程内容是不够的，往往同时掺有线性电路元件和集成块，因此还需对相应内容熟悉，比如运算放大器的种类和基本用法，集成比较器和集成稳压电路的特性和用法。总之，构建单元电路时，选择器件的电平标准和电流特性很重要。普通的门电路、时序逻辑电路、组合逻辑电路、脉冲产生电路、数模和模数转换电路、采样和存储电路等，参数选择恰当可以发挥其性能并节约设计成本。 单元电路设计过程中，阻容元件的选择也很关键。它们的种类繁多，性能各异。优选的电阻和电容辅助于数字电路的设计可以使其功能多样化、完整化。 23. 单元电路调整与连调单元电路调整与连调 数字电路设计以逻辑关系为主体， 因此各单元电路的输

6、入输出逻辑关系与它们之间的正确传递决定了设计内容的成败。 具体步骤要求每一个单元电路都须经过调整， 有条件情况下可应用逻辑分析仪进行测试，确保单元正确。各单元之间的匹配连接是设计的最后步骤。 4. 衡量设计的标准衡量设计的标准 工作稳定可靠；能达到预定的性能指标，并留有适当的余量；电路简单，成本低，功耗低；器件数目少，集成体积小，便于生产和维护。 五、课程设计报告要求五、课程设计报告要求 课程设计报告应包括以下内容： 1. 对设计课题进行简要阐述。 2. 设计任务及其具体要求。 3. 总体设计方案论证、原理及方框图 4. 各单元电路详细设计介绍（含各单元电路工作原理、输入信号、输出信号、电路设

7、计原理图及其功能阐述、所选用的集成电路器件等）。 5. 整机电路图（电路图应用标准逻辑符号绘制，电路图中应标明接线引出端名称、元件编号等）。 6. 选用元器件清单。 7. 调试结果记录，附上实际制作电路照片。 8. 总结与体会。 9. 各人的分工工作总结。 课程设计报告要求内容完整、字迹工整、图表整齐、数据详实。 3第二部分第二部分 课程设计选题课程设计选题 设计选题设计选题（每组从以下题目中任选一题，一个题目最多只能由 4 组选） ： 课题 1、设计多路彩灯控制电路 要求至少控制 16 路彩灯信号，产生四种及以上的花型变换。 彩灯用发光二极管代替，花型由设计者自行确定。 设置外部操作开关，能

8、够控制彩灯的花型变换等功能。 扩展功能能实现花样变化的自动变换。 课题 2、设计交通灯控制电路 交通灯控制电路能产生四个方向（十字路口）的交通信号； 每个方向的交通灯由红、绿、黄三个灯组成；有点亮时间显示功能； 在电路板上交通灯用发光二极管代替； 各个交通灯的点亮时间（符合常识要求）由设计者自行确定。 课题 3、设计多路竞赛抢答器 抢答器至少控制 6 人抢答； 设置一个主持人控制开关，控制抢答器的开始与清零； 抢答器具有锁存和显示第一个抢答者的编号，并禁止其他人抢答的功能； 具有 30 秒倒计时显示抢答的时间控制，时间到禁止所有人抢答； 课题 4、数字电子钟 1设计脉冲信号源（秒脉冲） 2至少

9、能显示 1：0012:59 3具备校时功能 4附加特殊功能设计（报时功能） 课题 5、篮球比赛 24 秒倒计时显示电路 课题 6、数显直流电源 运用所学的数字逻辑电路知识和模拟电子技术知识进行电路设计。 设计出的直流电源要求输出精度高， 步进电压在 0.1V 左右， 并且调整方便。 课题 7、简易数字频率计 41. 显示位数至少是 4 位的十进制数，可以适当增加位数 2. 量程，有四个档位（第一档：最大读数 9.999KHZ，第二档：最大读数99.99KHZ， 第三档： 最大读数 999.9KHZ， 第四档： 最大读数 9999.KHZ， ） 3. 用 7 段 LED 数码管 显示读数。 课题

10、 8、路灯控制器设计 1、设计制作一个路灯自动照明的控制电路。当日照光亮到一定程时使灯自动熄灭，而日照暗到一定程度时又能自动点亮。开启和关断的日照光照度根据用户要求进行调节，可选用一个白炽灯作光源。 （提示光照亮度用高低电平模拟。 ） 2、设计计数显示电路，统计路灯的开启次数。 3、设计计时电路，用数码管显示路灯当前一次的连续开启时间。 课题 9、自拟题目及要求（要求指导老师认可） 第三部分第三部分 课程设计报告实例课程设计报告实例 5数字电子技术课程设计报告数字电子技术课程设计报告 题目：数字电子钟题目：数字电子钟 班 级： 1011 电工 姓 名： 赵 凯(2010128198) 徐婷婷(

11、2010140115) 刘小云(2010128134) 指导老师： 吴学军 组号： 第 7 组 6数字电子钟 一、 设计设计任务及要求： 1.设计脉冲信号源（秒脉冲） 2.至少能显示 1：0012:59 3.具备校时功能 4.附加特殊功能设计（报时功能） 二、方案设计与论证： 所谓数字钟，是指利用电子电路构成的计时器。相对机械钟而言，数字钟能达到准确计时，并显示小时、分、秒，同时能对该钟进行调整。在此基础上，还能够实现整点报时的功能。其中有振荡器，分频器，校时电路，报时电路，计数器，译码器和显示器七部分组成。振荡器和分频器组成标准秒信号发生器，不同进制的计数器产生计数，译码器和显示器进行显示，

12、通过校时电路实现对时，分的校准 方案一方案一：使用 COMS 数字芯片，使用专用时钟芯片，使用十进制计数器，以及使用万用板焊接电路， 分模块搭建电路， 使用专用电源供电。 优点： 计时准确，反应灵敏，思路简单，性能稳定，成功率高，便于调试。缺点：驱动能力弱，走线复杂，对数电知识的利用并不充分。 方案二方案二：使用 TTL 数字芯片，使用 74LS93 多进制计数器，用 555 定时器自建时钟模块，使用 USB 供电，使用 PCB 制板。优点：电路驱动能力强，不必考虑输入脚悬空的问题，充分利用了模电、数电的知识，外观漂亮，供电方便。缺点：整体布局比较麻烦，排查错误比较麻烦，时钟性能一般。 在比较

13、两个方案的优缺点后，选择了第二个方案，进行由上而下层次化的设计，先定义和规定各个模块的结构，再对模块内部进行详细设计。通过仿真，原理图设计，PCB 制作，分步骤调试，来解决方案二的不足。使做出来的效果又好，又能充分利用学过的数电知识。可以体现数电课设的真正内涵。 我们设计的电子钟， 严格按照设计要求， 具有整点报时， 调时， 调分等功能；特别是，我们的调时调分开关，都加上了消抖电路，使用了模拟电路消抖，省去了一些数字芯片，这些都是我们组，区别于其他组的地方。 7设计原理及方框图设计原理及方框图： 数字钟实际上是一个对标准频率进行计数的计数电路， 由于计数的起始时间不可能与标准时间（如北京时间）

14、一致，故需要在电路上加一个校时电路，同时标准的 1kHZ 时间信号必须做到准确稳定。构成方框图如下： 分显示器 时显示器 时译码器 分译码器 秒计数器 校时电路 分计数器 分频器 整点报时 电路 校时电路 震荡器 时计数器 秒译码器 秒显示器 由图可见： 本数字钟电路主要由震荡器、 分频器、 校时电路、 时分秒计数器、译码显示器及整点报时电路、定时控制电路构成。它们的工作原理是：由震荡器产生的高频脉冲信号作为数字钟的时间基准，再经过分频器输出标准“秒脉冲”送入秒计数器，秒计数器采用 60 进制计数器，每累计 60 秒发出一个“分脉冲”信号，该信号作为分计数器的脉冲信号，分计数器也采用 60 进

15、制计数器，每累计 60 分钟发出一个“时脉冲”信号，该信号将被送到时计数器，时计数器采用24 进制计数器。译码显示电路将时、分、秒计数器的输出状态送到七段译码显示器，通过六位 LED 七段显示器显示出来。校时电路用来对时、分显示数字进行调整；整点报时电路则根据计时系统的输出状态产生一脉冲信号，然后去触发音频发生器实现报时。 三、各单元电路设计与分析； 1.振荡器电路： 1.振荡器电路： 8秒发生电路-振荡器是计时 器的核心， 振荡器的稳定度和频率 的精确度决定了计时器的准确度。 一般来说，振荡器的频率越高，计 时精度就越高，但耗电量将越大。 所以， 在设计电路时要根据需要而 设计出最佳电路。

16、在本设计中， 采用的是精度不 高的，由集成电路 555 与 RC 组成 的多谐振荡器。 其具体电路如下图 2 所示： vc 接通电源后，电容C1 被充电，vC上升，当vC上升到大于 2/3VCC时，触发器被 复位，放电管T导通，此时v0为低电平，电容C1 通过R2和T放电，使vC下降。当vC下 降到小于 1/3VCC时，触发器被置位，v0翻转为高电平。电容器C1 放电结束,所需 的时间为 ： 当C1 放电结束时，T截止，VCC将通过R1、R2向电容器C1 充电，vC由 1/3VCC上升 到 2/3VCC所需的时为： 图 2 当vC上升到 2/3VCC时，触发器又被复位发生翻转，如此周而复始，在输出端就得到一个周期性的方波，其频率为 。 本设计中，由电路图和 f 的公式可以算出，调 R2 可以调占空比，调 R1 可以调频 率，使其输出为频率为 f=1024Hz 的方波。 2分频器的设计： 2分频器的设计： 由于