目录
摘要
Abstract Abstract (1)
1 绪论 (1)
1.1国内外的研究状况 (1)
1.2 课题研制的意义 (1)
2 总体方案设计 (3)
2.1问题的提出 (3)
2.2 杜比定向逻辑环绕声技术原理 (3)
2.3基于杜比定向逻辑环绕声技术的放音系统的逻辑框图 (3)
3前置放大器、音量和音调控制器的设计 (5)
3.1前置放大器的设计 (5)
3.1.1 前置放大器的设计方案 (5)
3.1.2 前置放大器的参数设计与仿真 (6)
4音量、音调及音色控制电路的设计 (9)
4.1数字音量控制电路的设计 (9)
4.2音调控制电路的设计 (10)
4.3音色控制电路的设计 (13)
5 解码电路的设计 (15)
5.1杜比定向逻辑环绕声系统原理 (15)
5.2杜比定向逻辑环绕声系统解码电路的设计 (17)
5.2.1 M69032P解码芯片简介 (17)
5.2.2 基于M69032P解码电路的设计 (19)
6 电压驱动电路及功率放大器的设计 (20)
6.1电压驱动电路的设计 (20)
6.2功率放大电路的设计 (22)
7放音系统电源的设计及扬声器的选配 (25)
7.1电源电路的设计 (25)
7.1.1 电源的设计 (26)
7.1.2 电源的设计 (27)
7.2扬声器的选配及箱体的设计 (29)
7.2.1扬声器的选配 (29)
7.2.2 箱体的设计 (30)
8 结论 (32)
参考文献
附录
致谢
基于杜比定向逻辑环绕声技术的放音系统设计
1 绪论
1.1国内外的研究状况
杜比定向逻辑是由美国杜比实验室发明的一种特殊的4-2-4编码技术。该技术把声场信息归纳为左、中、右、环绕4个信息，然后通过特定的编码技术使之合成双声道，演播时通过解码器把双声道重新还原成4个信息进行重放，因此又被爱好者称之为4声道环绕系统。将杜比定向逻辑技术成功地运用于音响的录制与重放上大概起始于1976年，并且由美国著名的好莱坞巨片"星球大战"首开先河，为家庭影院音响导人了革命性的环绕包围声场效果。
基于杜比定向逻辑环绕声技术的放音系统是美国杜比公司研制的第二代环绕声系统，是市场最多见的一种环绕声功率放大器。现在是国内家庭影院的主流。同时也是高端汽车音响系统的首选。国外汽车用户已经开始把汽车当作一个移动的娱乐场所，他们的汽车音响就是为了便于随时随地进行娱乐。再看目前的中国汽车音响市场，音频领域的领导者美国杜比实验室把杜比定向逻辑技术带到了中国，大部分的年轻车主选择通过汽车音响来宣扬他们的个性。而杜比实验室新一代的杜比定向逻辑技术便是实现流动影音空间的理想配备。这意味着国内的音响迷们可以在汽车里享受到顶尖的视听效果。
现在国内外对杜比定向逻辑放音系统的研究已经很成熟，很多公司都推出了基于杜比定向逻辑解码的家庭影院放音系统。杜比实验室已经推出了最新的杜比定向逻辑IIx技术，同时汽车音响爱好者在国内汽车音响后装市场上也能找到含有杜比定向逻辑技术的车载影音产品，包括阿尔派公司(Alpine)的PXA-H700、先锋公司(Pioneer)的AVH-7550DVD、以及歌乐公司(Clarion)的DX-Z935等产品。就在这样一片音响热潮中，杜比刮起“行进中的环绕声”飓风，将中国音响引入环绕声时代。
1.2 课题研制的意义
随着国民经济的发展，音响业在国内蓬勃发展，大量先进的专业放音系统正在装配到广播影视、文化宣传、旅游娱乐等部门，许多大中型企事业单位也开始兴建自己的多功能厅、电化教育场馆等音响系统。随着人民生活水平的不断提高，欣赏水平也在不断地提升，人们对文化娱乐的需求日趋强烈。在音响这个较偏的专业领域，追求数字化和网络化是它的研究和发展方向。
本课题结合于音响系统中杜比定向逻辑环绕声放音系统的设计。杜比定向逻辑环绕声系统是在杜比环绕声系统基础上加以改进而形成的，是目前应用较广泛的环绕声系统。该系统增设了一个中间声道，采用自适应矩阵电路代替杜比环绕声系统中的固定矩阵电路，通过逻辑运算来强化声音定位，增强方向感和动态感。与杜比环绕声系统相比，其声音定位准确，分离度更高。相邻声道的分离度增加到30分贝以上。杜比定向逻辑环绕声系统的中央声道有三种模式可共选择：普通、宽带及幻像。在宽带模式下，中间声道输出全频带的信号。普通模式是将中间声道信号中的低频信号部分均匀的分配到左、右声道的信号中，由左、右声道重放中间声道信号中的低频部分。幻像模式是为没有中间声道音箱而设
立的，中间声道的信号被均匀分配到左、右声道中。
另外，本课题中采用的前置放大器可以对输入功率放大器的各种音源信号进行加工处理,或放大,或衰减,使其和功率放大器的输入灵敏度相匹配,使功率放大器充分发挥其放大和保真的功能。还可进行阻抗变换，使各种音源信号的输出阻抗与功率放大的输入阻抗相匹配，实现信号的高效传输。此外，经过BBE音色处理器，音调均衡器，可以更好的使重放声音配合画面来表现声场的效果。
杜比定向逻辑环绕声系统是目前国内家庭影院的主流同时也被应用汽车放音系统中，目前我国的音频技术和发达国家相比不是很先进，市场上的家庭影院产品种类繁多、千差万别。进口名牌产品由于产品产地劳动成本高、材料成本高、流通渠道等原因，存在着价格昂贵等缺点，国产某些品牌和国内生产的国外较差品牌存在着经验差、技术能力差，电路上虽使用较好组件，但较差的设计理念难以使好组件得到很好的发挥，音箱方面片面追求钢琴漆、铝面板等外观方面的投入，而不在声音质量方面多下工夫，使得音响产品价格高而不能满足听音要求。虽然现在有更高级的杜比定向逻辑IIx和IIz技术，但是杜比定向逻辑技术是各项技术的基础，对它的研究仍然有非常高的指导意义，特别是对于我国自主研制高端音频解码芯片具有非常重要的作用。
2总体方案设计
2.1问题的提出
立体声录音、放音技术发明于1936年，这种立体声技术使用左、中、右声道的扬声器，只分别表现一个平面声场，真正的“立体声”效果被局限在两平面声场的重叠的部位才能听到。在此狭小的“皇帝位”才能听到左、右两声道的声音，感受其“虚像”所表现出的舞台布局。当偏离此位置时，声像位置也发生变化，远离一端的声道信息将有所丢失。另外，声源当中原来存在的体现反射声、回声等差值信号，在播放是被主声道所掩盖掉了，而人们聆听声音的空间感和方向性恰恰依靠这些信息。
为了改善这种立体声的缺陷，出现了杜比环绕声、杜比定向逻辑环绕声、杜比数字环绕声、DTS数字化影音系统，THX等技术，它们都是多声道重放系统。由于历史的原因，信号的传送介质大多是双声道的，为了兼容这些系统，多声道的环绕声只能使用编码的方式，把多声道的信号编码为两个声迹的信号，录入介质传送，回放时再进行解码，还原为多声道。杜比环绕系统输出的各声道之间的还原度和分离度均不理想，环绕与前置之间只有3dB的分离度，串音无法消除，声响定位也较差。
为了解决杜比环绕声技术的一系列问题，从而出现了本课题研究的杜比定向逻辑技术。杜比定向逻辑环绕声系统是在杜比环绕声系统基础上加以改进而形成的，是目前应用较广泛的环绕声系统。该系统增设了一个中间声道，采用自适应矩阵电路代替杜比环绕声系统中的固定矩阵电路，通过逻辑运算来强化声音定位，增强方向感和移动感。与杜比环绕声系统相比，其声音定位准确，分离度更高。相邻声道的分离度增加到30分贝以上。
2.2 杜比定向逻辑环绕声技术原理
杜比定向逻辑环绕声(Dolby Pro Logic)是美国杜比公司开发的环绕声系统。它是把四声道立体声在录制时通过特定的编码手段合成为两声道，即将原来的左声道(L)、右声道(R)、中置声道(C)、环绕声道(S)的4个信号，经编码后合成为LT、RT复合双声道信号，重放时通过解码器将已编码的双声道复合信号LT和RT还原为编码的左、右、中、环绕四个互不干犹的独立信号，经放大后分别输入左音箱、右音箱、中置音箱和环绕音箱。为了放音对称起见，环绕音箱采用了左环绕和右环绕音箱，分别从放大器输出，所以商业上把杜比定向逻辑环绕声的输出称为五声道。但因左、右环绕声音箱接在一个声道上，输出的是相同的环绕声道信息，故实质上仍旧是四声道。
杜比定向逻辑系统是对杜比环绕声系统作进一步改进后的电路。1、增设了一个中心声道，从而与专业的杜比立体声系统一致；2、采用了自适应矩阵替代杜比环绕声中的固定矩阵电路；3、增设中心模式的控制。增益加以控制配以滤波电路，以保证同频带内电压增益的平坦特性。末级功率放大器采用晶体管分立元件保证足够的输出幅度。一般有三种模式设置：1、仿真模式：它的作用是把中心声道的声音平均地分配到左右声道中去重放，这一模式适用于不使用中间扬声器的情况。2、普通模式：它的作用是把中心声道中对方向性基本没有影响的100HZ以下的低频分量平均地分配到左右扬声器中去重放，中心声道则重放高于100HZ的频率分量。3、宽带模式：在这一模式下，系统对中心声道的声音不作如上分配保持原样传输，它适用于采用较大功率的扬声器作为中心扬声器的情况。
2.3基于杜比定向逻辑环绕声技术的放音系统的逻辑框图
综上所述，本课题设计的内容主要包括低噪声前置放大器，用以放大微弱的输入信号以及音源的选择；音调均衡器的设计，用以实现对不同成分的声音信号进行不同的提升和衰减，补偿由于听音设备和听音环境等原因造成的信号中欠缺的频率成分，抑制声音中过
多的频率成分，满足不同的听音者对频率响应的需求；音色处理电路的设计，用于大幅度改善声音质量。后级电压放大器及音量控制器的设计，以实现音量大小的控制；功率放大器的设计用以放大音源，驱动扬声器；供电设备为各部分功能电路及音响供电。
基于杜比定向逻辑环绕声技术放音系统设计方案如图2-1所示
图2-1 基于杜比定向逻辑环绕声技术的放音系统逻辑框图
3前置放大器、音量和音调控制器的设计
3.1前置放大器的设计
任何功率放大器总是要将节目源输入的信息进行放大，然后输出给扬声器。节目源的种类多种多样，这些节目源输出信号电压差别很大，从零点几毫伏到几毫伏，甚至1-2伏。而功率放大器的输入灵敏度是一定的，这些节目源如果从同一接口接入放大器，由于输入电压过低，是功率放大器输出功率不足，不能充分发挥功放的作用。因此必须设置前置放大器，对输入放大器的各种输入信号进行处理，或放大或进行阻抗变换。使其与功率放大器的输入灵敏度相匹配。
综上前置放大器基本作用有两个：
一是对输入的各种音源进行加工处理，使其与功率放大器的输入灵敏度相匹配。使功率放大器充分发挥放大和保真的作用。
二是控制音量，即根据人们的需要，控制声音的大小。它还有辅助作用：对输入信号进行频率均衡，进行因人而异的音调处理；
3.1.1 前置放大器的设计方案
前置放大器的作用是将微弱的信号如磁头、激光器、动圈话筒、电容话筒等，进行放大变换为标准电平信号，以推动后级功率放大器，故对前置放大器的技术要求，就是必须要和功率放大器的特性相适应，即对功率放大器的技术要求，同样也适用于前置放大电路。
本课题前置放大器所要满足的技术指标：
1、信噪比：应大于90dB。
2、频率响应：在20～20kHz±0.5dB。
3、频率响应：在20～20kHz±0.5dB。
4、谐波失真和互调失真，要求分别小于0.1%和0.05%。
5、转换速率：应>5V/μs。
6、输入/输出信号匹配：前置放大器的输入端和输出端分别和节目源设备以及功率放大器相连。要使信号高质量传输，必须满足匹配条件，包括阻抗匹配、电平匹配、传输方式匹配等。此外前置放大器的电源应与功率放大器的电源分开，单独供电。
前置放大器主要由音源选择、线路放大器和音量衰减等部分组成，可供MIC、CD唱机、AUDIO等作线路输入。电路采用TL072、TA7325P、TDA1029和NE5532集成芯片，具有高信噪比低瞬态失真等优点。其电路如图3-1所示。
TL072是结型场效应管型低噪声的双运放集成放大电路。具有低功耗、输入偏置低、失调电流低的特点；具有输出短路保护功能；总谐波失真低，典型值仅为0.03%;同时低噪声，转换速率高。
TAP7325P是日本东芝公司生产的双通道低噪声集成运算放大器。虽为单电源供电，但工作电源电压范围为7到18V，便于使用，开环增益高到100dB，所以是低失真率器件。
TDA1029是飞利浦公司推出的一片用于音频领域的立体声四路高保真音源信号切换集成电路。工作电压为6到23V；最大允许输入信号为6V；失真小于0.01%;通道隔离度大于70dB；信噪比大于120dB；转换速率S=5V/us。
OPA637是BB公司生产的内部具有补偿功能的双低噪声运算放大器集成电路。OPA637集成运放有着优良的工作性能。它的工作频带宽、转换速率高、噪声低、通道分离度高。
图3-1 前置放大器
由于MIC 的输出电压与其它输入信号相比信号电平非常低，所以必须要对MIC 输入信号进行单独放大。同时要有两个MIC 输入，因此本设计采用TL072加法器接法作为两个MIC 输出的混合放大器，并要用TA7325P 对MIC 信号进行56dB 的放大。
在本前置放大器设计中，音源包括Y1、Y2、Y3、Y4和MIC ，因此采用飞利浦公司生产的TDA1029作为音源选择开关。通过信号源选择开关OPA637选择后的信号，首先由OPA637集成运放进行放大。再经过由NE5532及相关元件组成音量衰减电路。通过调节开关，可根据不同的音源对其进行不同程度的音量衰减。以满足后级功放所要求的输入电平，同时还使前后级之间达到输出与输入阻抗的合理匹配。
3.1.2 前置放大器的参数设计与仿真
1C 和5C 的计算如下：
1C 是输入耦合电容， TA7325P 的输入电阻为100k Ω，设低频截止频率为10Hz ，则1C 为：
1IN 110.159()2R 210100C uF f k
ππ===?? 这里取10.22C uF =。
5C 输出耦合电容，连接下一级负载电阻会变化，即使最低也为10k Ω以上。还有，如设低频截止频率为10 Hz ，则1C 为：
511 1.59()2R 21010L C uF f k
ππ=
==?? 这里取2 2.2C uF =。
5R ，6R 和7R 的计算如下：
TA7325P 的输出电位V OUT （DC ）与6R 和7R 有关，可以表示成：
OUT DC 671.410(+R )
V u R =+?（） 在此6R 和7R 以外的常数是由内部决定的。从动态范围来考虑，输出电位希望取为（1/2）V CC ，所以67R R +为：
67 1.41/215 1.4610()1010OUT V R R k u u
-?-+===Ω（DC ） 另一方面，5R 为从TA7325P 的IN-端看到的信号源电阻，所以从噪声来考虑，5R 希望尽可能的小。但是，如果过不上，则必须有大容量的C 2，故在此取5100R =Ω。
因此必须的增益V G 为56dB ，由此6R 为：
6
520l o g (1)
V R G R =+ 可推出663()R k =Ω，我们取663()R k =Ω。
因此7R 为：
7261061062548()R k R k k k =-=-=Ω
所以，取其近似值756R k =Ω。
3C 和4C 的计算：
MIC 放大器输入的声音信号的频率成分是150Hz 以上，不希望将频率特性扩展到不必要的低频范围。设截止频率为100Hz ，如设由5R 与3C 的时间常数限制该带宽，则：
351115.9()22100100
C uF fR ππ===?? 由此，取322C uF =。
还有，4C 是将7R 进行交流短路、在频带内为了保持一定增益的电容，所以直至非常低的频率阻抗都必须比R 7还要低。如高这个频率为5Hz ，则4C 为：
47110.0568()225560C uF fR k
ππ=
==?? 所以取40.56C uF =。
关于2C 和6C 的确定： 2C 是为了在宽频带稳定工作用的电容，这里取250C pF =。
6C 是电源的去耦电容，可以使用几微至一百微法。这里取610C uF =。
通过信号源选择开关选择后的信号，由OPA637集成运放进行放大。音量衰减电路由OPA637的一个运放及相关元件组成。通过调节开关，可根据不同的音源对其进行不同程度的音量衰减。本级放大量的计算：
已知A=1+Rf/R0，Rf=9K Ω-200K Ω，R0=1k Ω，可以计算出当Rf=24K Ω，A=25。 故本级的放大量约为25倍。
本电路采用优质原件组装，电阻使用金属膜电阻，I 级精度。电容使用聚酯电容。TL072，OPA637电源使用V 15±正负对称稳压电源，TA7325P 、TDA1029采用+15V 单电源供电。经过multisim 进行仿真。图3-2为输入峰峰值为0.4V 信号源经过OPA637前级放大后无衰减的仿真图：
图3-2 无衰减前级放大仿真图
图3-3为输入峰峰值为0.4V 信号源经过OPA637前级放大后最大衰减后的仿真图：
图3-3 最大衰减后前级放大仿真图
4音量、音调及音色控制电路的设计
音响音量调节器的主要作用是调节音响设备输入信号放大器的增益，从而调节音响设备的输出音量，满足听音爱好者个性化的听音要求，不同层次的音响设备，由于对听音效果的需求不同，其音量调节的功能要求也不相同。随着科技的发展和人们需求的不断提高，现代音响设备具有更加完备和丰富的功能，音响音量调节器也不断向着数字化、功能化和人性化的方向发展。
音调控制器的作用是进行音调控制，通常是对放大器的高频或低频的某些频率点的增益进行提升或衰减，而中频保持不变。常用的音调控制电路有三种：第一种是衰减式RC 音调控制电路，其调节范围较宽，但容易产生失真；第二种是反馈型音调控制电路，其调节范围小一些，然而，失真也小；第三种为图示式频率均衡电路，其电路较复杂，多用于高档收录机和音响设备中。
4.1数字音量控制电路的设计
数字电位器是可用数字信号控制电位器滑动端位置的新型器件。一般分按钮控制和串行信号控制两种，数字电位器以其调节准确方便，使用寿命长，受物理环境影响小，性能稳定等特点，已被广大电子工程技术人员所认识。在数字电位器的家族中，X9511/14以其可用按钮直接控制的特点尤其受到青睐，按照电路要求，本设计采用X9511作为调节音量的控制电路。
X9511内部由计数器、存储器、译码器、模拟开关和电阻阵列等电路组成，其中计数器是5位可逆计数器，可用于对控制信号PU(或PD)进行加(或减)计数，计数值可以在ASE 的控制下存储于非易失性存储器中。计数器的数值经过32选1译码器译码后可用于控制模拟开关，32个模拟开关相当于电位器的32个轴头，电阻阵列由采用集成电路工艺制作的31个串联一起的电阻构成，电阻两端分别连接模拟开关的一端，而模拟开关的另一端连接在一起构成数字电位器的滑动端(VW)，译码器的输出端可控制模拟开关的通断，从而实现滑动轴头位置的变化。X9511的③脚(VH)，⑤脚(VW)和⑥脚(VL)分别相当于机械电位
器的高端、滑动端和低端。
按钮控制的数字电位器常出现按钮按下次数及输出值与预测值不符，这通常是因为其中某一档出现了重复触发动作，自然其按键次数和输出电位就会与预测值不符。X9511在其内部集成了40ms延时的去抖动电路，输入端具有内部上拉电阻和消除开关抖动的抗扰电路，当输入脉冲宽度小于40ms时，计数器将其视为干扰信号而不进行计数。如果按钮动作干脆利落，且线路无干扰，最终表现在输入信号干净无波动，所以对音响音量控制电路不用加专门的去抖电路。音量控制电路如图4-1。通过调节S1、S2可分别控制音量增和减。
图4-1 音量控制电路
目前所有的数字电位器的端点所能够承受的电流都不会很大，一般只有1-3ma，能承受的电压也不高（一般在-5-+5v，或是0-15v之间，这使其在应用上受到了限制，为此，设计时应进行扩展。图3-4是输出端电压增大的扩展方案，该电路中，扩压电路由运算放大器担任，并将其连接成典型的电压放大器，V0的电压是放大了的滑动端Vw端的电压，其电压的幅值可以大于Vw端的电压，也可以小于Vw端的电压，从而改变输出电压（0-5v）的范围，尤其是在需要提高输出电压的情况下，更突出了该扩展的优越性，例如，使用op-02做放大器时，输出电压在-20-20v之间，使用lm324做放大器时，输出电压范围可以-15-15v 或0-30v。
4.2音调控制电路的设计
衰减式和反馈式音调控制电路通过对高低音的提升或衰减，改善了放大器的音响效果。但是对于这种音质的调整仅限于高音和低音这两个较大的频率范围。实践证明，如果能对某些频率的音响信号进行衰减或提升。将使音响的防音效果有显著的提升。提高3.3HZ 的信号频率可以显著提升清晰度。使声音的层次感分明。如果音乐中的某些频率成分不足或者过多，则会引起不同的听觉感受。多频段均衡器是为了获得更佳的听觉效果而设计的。
均衡器可按其频率特性曲线形状分为斜坡形均衡器、图示均衡器、参量均衡器和数据
均衡器。
斜坡形均衡器又称为架式均衡器，它是用于在宽的频率范围内对高频和低频进行提升和衰减，即通常我们所说的衰减式、负反馈式、衰减负反馈式的音调控制。它的特性变化缓慢，不适于对音色进行细微调节。
图示均衡器又名峰谷型均衡器，它是把音频全频带或其主要部分分成若干个频率点进行提升和衰减，各频率之间互不影响，可对整个系统的频率特性过行细微调节。由于它用多个滑动电位器作为每个频率点的提升和衰减调节器，而电位器所处的上、下位置正好组成与频率曲线相对应的图形，故被称为图示均衡器。
参量均衡器是以图形均衡器为基础，不但电平的提升和衰减可以调节，而且中心频率、在一定中心频率下的带宽和Q值也可以连续调节，互不影响。它主要由运算放大器和位于反馈环内的状态变量带通滤波器组成。
数控均衡器其本身的均衡电路可以是数字的，也可以是模拟的。它既可以对数字音频信号进行处理，也可以对模拟信号进行处理，但它们的控制方式必须是数字的。
经过分析，本课题设计将采用图示均衡器。其基本结构原理如图4-2所示：
Ui
图4-2 图示式频率均衡电路原理图
本设计采用日本三菱公司生产的单通道五段均衡专用集成电路M5226，它具有体积小，稳定性好和一致性好的特点。输出电压高达9.5V，失真少，输入5V时1KHZ时的失真仅为0.002%。噪声少，在10HZ-1KHZ范围内，噪声电压仅为6μv。
图4-3为M5226的内电路原理图，由图可知，该电路内部包含6只运算放大器，其中A6担任公用放大器，其余A1-A5与内部电阻与外部电容组成模拟电感，各模拟电感与各段的电容串联谐振于各频段的中心频率。
图4-3 M5226内电路原理图
14-16脚为外接电源端，采用双电源供电时，14、16脚分别接正、负电源，15脚经过33μ电容接地。
图4-4为用两片M5226构成十段均衡器的应用电路。
图4-4 M5226应用电路
对于图示均衡器，它的控制曲线图总是采用对数频率轴来表示，并要求控制曲线相同，间距相等。以保证各频段全部处于最大提升或者衰减时总频率曲线比较均匀。为了适应对数频率轴的要求，各中心段的中心频率也必须按照倍频程选取。同时为了保证相邻控制频
段的相互影响最小，各频段均取最大的Q 值，并保持各频段保持相同的Q 值。本电路十段均衡，比值是改变的。以1KHz 为中心，两侧各为2倍（0.5倍）来进行设定就可以，设定频率分别为31/63/125/250/500/1KHz/2 KHz/4 KHz/8 KHz/16 KHz 的十个点。通常在10器件均衡器中，选择Q 为2到4，本设计中选择Q=2，谐振频率与Q 可以表示如下式子：
i f =
Q = 在M5226中，68i R k =Ω, 1.2i r k =Ω是内被固定好的，所以对Ai C 、Bi C 进行计算即可。
将上述两式作为连立方程式来求解A C 和B C ，则可得出如下二式：
2Ai i i
Q C f R π= Bi i i i
112C Q f r π=? 在该式中，将设定为68i R k =Ω和 1.2i r k =Ω的i Q 、i f 代入来进行计算就可以求得
1A C 和 1B C 。
1A C 和 1B C 的计算（131f Hz =）
120.1523168A C u k
π=≈?? ∴ 10.15A C uF =
111 2.142231 1.2B C u k
π=?≈?? ∴1 2.2B C uF =
2A C 和 2A C ，310~A A C C ，310~B B C C 的计算与上面完全相同的做法，就能计算出结果，其结果如下：
30.039A C u =， 330.51(125)B C uF f Hz ==
40.018A C u =， 440.27(250)B C uF f Hz ==
59100A C pF =， 550.13(500)B C uF f Hz ==
64700A C pF =， 660.068(1)B C uF f kHz ==
72400A C pF =， 770.033(2)B C uF f kHz ==
81200A C pF =， 880.016(4)B C uF f kHz ==
9560A C pF =， B 99
8200(8)C p F f k H z == 10300A C pF =， 1010
3900(16)B C p F f k H z == 在电路中，VR1和VR10的阻值是决定各频段的最大提升量和衰减量的，组织愈大则各频段的提升量和衰减量也愈大。本电路选用±12dB 的提升和衰减量。根据厂家提供的技术参数，RG1和RG2均选取100K Ω。由于取值较小，为了提高电路的输入阻抗，在输入端加入由M5218构成的一级电压跟随器。
4.3音色控制电路的设计
如何使音响设备完美地再现自然声响是音响工作者一直的追求。为了实现这一追求开发出了许多的声音处理技术，如SRS 环绕声技术、杜比环绕声技术、THX 环绕技术等等。
针对本设计的思路，决定采用BEE音效增强技术。BEE音效增强技术是一种声场处理技术，采用这项技术可以对任何音频系统的清晰感有所改进。BEE音效电路将使声音更加靓丽，带给听众更多的深度、纤细和清晰感。
(1)BEE音效电路的作用是调整高、中低音频信号之间的相位关系。由于高频相位延迟较大，BEE音效电路设法增加低频的相位延迟，产生一种与扬声器中时间延迟呈镜象的曲线，以达到中和相位失真的作用。
(2)BEE音效电路还能拓展高低频的范围。众所周知，声音处理电路和扬声器系统的高低频段频率响应都会降低，所以大部分声音处理系统都有高低频提升电路。BEE音效增强电路提供了一种程序驱动控制的扩展电路，结合相位补偿特性恢复原始声音信号的清澈感。
(3)噪音经过BEE音效增强电路后，会更好听，增加可懂度，还能拓展回声和合唱声的空间范围。实际上我们可以把BEE音效增强电路看作是音频处理电路中的瞬态改善技术。
人耳接收声音的频率范围是，以目前的技术条件，把歌和曲在人耳听觉
范围内的声音都能记录下来是能够办得到的，关键问题是重放系统在电声转换过程中，所产生的非线性失真和瞬态失真严重影响着整个放声系统的保真度。
因此人们想出种种办法来消除重放系统的失真，分频器的运用就是其中一种。分频器就是根据音响系统中各个扬声器重放频率的范围对它们进行分音的网络电路。
本设计采用M2150A，这是日本无线电公司推出的单片BEE电路，双列直插20脚封装，符合BEE的技术要求。外围组件较少。RP1作为输出电平的调节以便与后级配合，该电路可以输入较强的信号，可以和许多音源连接。VD1为电压反接保护二极管，C14为参考电压退耦电容，IC的12脚为正电源端，工作电压为12伏，2-6脚及15-19脚外接的组件主要用于移相及延迟中低频，具体应用电路如图4-5所示。
图4-5 BBE音效电路
5 解码电路的设计
Hi-Fi功放与AV功放是目前家用功放中的两个主要类别。这两类功放用于不同的用途，设计的侧重也不相同。Hi-Fi功放用于欣赏音乐，使用者追求的是尽可能的“原汁原味”。而AV功放的使用者追求的是与画面相配合的“现场”效果，甚至是夸张了的“现场”效果。，Hi-Fi功放的一般只有两个声道，而AV功放一般有5—6个声道，还要具有一定的效果处理功能。如果仅看其两个主声道的音质，AV肯定低于Hi-Fi功放两个声道的效果。其放音效果的差异是显而易见的。
那么HI-FI系统能不能用于AV系统呢？如果直接用HI-FI系统欣赏故事片，则很难体现应影片的声场特性。因为HI-FI系统通常是两声道的，功率通常也不能满足家庭影院的要求，但实践证明在原有音响器材上增加一些器材，作必要的调整，就可以拥有一台兼顾HI-FI和AV的高保真系统。只要原有的HI-FI系统与足够的功率和足够宽的频率响应和动态范围，就可以增加一台杜比定向逻辑解码器，来构成基于杜比定向逻辑解码的家庭放音系统。
5.1杜比定向逻辑环绕声系统原理
杜比定向逻辑环绕声是美国杜比公司开发的环绕声系统。它是把四声道立体声在录制时通过特定的编码手段合成为两声道，即将原来的左声道（L）、右声道（R）、中置声道（C）、环绕声道（S）的4个信号，经编码后合成为LT、RT复合双声道信号，重放时通过解码器将已编码的双声道复合信号LT和RT还原为编码的左、右、中、环绕四个互不干犹的独立信号，经放大后分别输入左音箱、右音箱、中置音箱和环绕音箱。杜比定向逻辑环绕声解码电路为有源解码,主要采用自适应解码矩阵和一个中央控制模式。自适应矩阵主要采用
压控处理方法,而压控处理法采用方向性增强技术和附加功能很强的中置声道输出电路,来明显提高宽广声场的定位感和方向感,提高声道分离度,并可人为控制中置模式,采用这种处理法就构成杜比定向逻辑环绕声解码器。
编码原理如图5-1所示，首先将C信号先经3dB衰减为0.707C信号,然后分别与L信号和 R信号相加,再与 S 信号(经低通、降噪、3dB衰减、移相90o处理后)相加,分别为Ld和 Rd信号。其关系式为
图5-1编码电路
图5-2 解码电路
其方程式为
L=Ld=L+0.707C+j0.707S
R=Rd=R+0.707C-j0.707S
C=0.707(Ld+Rd)=C+0.707L+0.707R
S=0.707(Ld-Rd)=jS+0.707L-0.707R
从以上公式看出,解码出的4路信号是与原声道信号是不完全相同的 ,每路信号不仅有原声道信号,还有相邻其他声道的串音信号。这些串音信号使声场的声象定位变坏,为了提高各路的分离度 ,减小各声道的串音信号 ,采用杜比定向逻辑电路。定向逻辑电路采用自适应矩阵代替固定矩阵。自适应矩阵具有自适应增强功能,当某声道有倾向性增加时,通过比较,产生一个指示声效方向和强度的矢量 ,来增强该声道的声效空间定位感 ,大大减小了相邻声道的串音干扰。
5.2杜比定向逻辑环绕声系统解码电路的设计
数字定向逻辑解码器通常以专用解码集成电路为核心，在应用杜比定向逻辑电路时应注意以下几点：
1、杜比定向解码芯片的输入电平一般为300mv-500mv，不同芯片的最佳输入电平有所不同，过大或者过少都将影响解码芯片的精度、失真度和信噪比。因此要特别注意输入电平是否合适。如果输入电压过高则必须加衰减电路。
2、解码器的增益一般为0dB，输出电平为300mv-500mv,这个电平无法满足使功率放大输出功率信号，因此解码器必须经过一级10-20dB放大器放大才能满足要求。
3、需要另设延时电路的解码芯片，延时电路的数字地要单独走线，在电源地与模拟地会和。
5.2.1 M69032P解码芯片简介
M69032P是日本三菱公司生产的杜比定向逻辑解码IC。其特点是性能稳定可靠 ,性价比高,且技术开发难度较小。只是外围电路相对较复杂 ,且须另加一片数码延时IC方可构成一个完整的解码器,但这又使得电路设计具有更多的灵活性,目前国内生产的杜比定向逻辑解码器整机大多采用这种解码IC。
M69032P内有带通滤波电路、(L+R)、(L-R)电路和红色噪声序列发生器、4组全波整流电路、左右优势分量检测电路、对数差分放大电路、闭值开关电路、两组双时间常数选择电路、两组极性分离电路、8组压控开关电路、4组组合网络矩阵、防混淆滤波器、7HZ低通滤波器、修正杜比B型降噪器、中置工作模式控制电路等。其原理见图5-3
图5-3 M69032P原理图
Ld和Rd信号分别经10uF电容送到15和22引脚，经自动平衡放大后从16、21引脚输出,又从17、22引脚进入带通滤波电路,芯片内粉红色噪声序列发生器同时调节左、右声道电平,使其平衡 ,Ld和Rd信号从18、19引脚输出,又进入7和10矩阵电路和两组全波整流电路 ,又经6、9 到另外两组全波整流电路,由4路全波整流电路输出,送到两组对数差分放大电路,其中一组是左右优势分量检测,通过比较判断,检测出 L、S、C、R 4路信号的瞬时方向趋势和声压差 ,经6dB声压差的阀值门限开关,选择双时间常数（一个是30ms，另一个是1s）逻辑矩阵电路。对于声压差较大，变化较快的移动声场信号，自动选择时间常数为30ms的逻辑矩阵电路，以适应优势信号分量，突出声音的动态和方向性；对于变化较慢的移动声场信号，自动选择时间常数为1s的逻辑矩阵电路，然后经两组极性分立电路，将优势强度信号分解为EL、ER、EC、ES4个控制电压。Ld和Rd推动另外4个压控放大器，这8个压控放大器经加权处理，改变其电平值。又在4组组合网络电路中经加减逻辑运算，进行组合，最后输出L、S、C、R4路信号。并最大限度的消除声道间的串扰。
S信号从组合网络39输出，经放混淆滤波器和延迟电路延迟30ms后进入47引脚，经7HZ滤波器从46引脚输出。由42送到修正杜比B型降噪器，处理完毕后送到中置工作模式控制电路。在此级电路中共设置了6个功能操作开关，分别是：
在中置工作模式控制电路有中置声道模式开关K5，控制三种中置声道模式，分别是：
1、标准模式
此模式下可用小型中置音箱,它将中央道100HZ以下的低音信号送到主声道 ,而100HZ 以上的信号仍用中央声道输出,故可用小音箱及小功率功放,用于房间面积较小的居室,其效果较好,主要优点是剧中人物对音源定位准确,不随环绕声而飘动,若放在电视机上面,应采用防震音箱。
2、宽带模式
数电课程设计是培养学生综合运用所学知识,发现,提出,分析和解决实际问题,锻炼实践能力的重要环节,是对学生实际工作能力的具体训练和考察过程.回顾起此次课程设计，至今我仍感慨颇多，的确，从选题到定稿，从理论到实践，在短短的两个星期的日子里，可以说得是苦多于甜，但是可以学到很多很多的的东西，同时不仅可以巩固了以前所学过的知识，而且学到了很多在书本上所没有学到过的知识。通过这次数电课程设计使我懂得了理论与实际相结合是很重要的，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。在设计的过程中遇到问题，可以说得是困难重重，这毕竟第一次做数电课程设计，难免会遇到过各种各样的问题，同时在设计的过程中发现了自己的不足之处，对以前所学过的知识理解得不够深刻，掌握得不够牢固。 这次数电课程设计终于顺利完成了，在设计中遇到了很多问题，最后在王老师的辛勤指导下，终于游逆而解。同时，在王老师的身上我学得到很多实用的知识。总体来说,这次实习我受益匪浅.在摸索该如何设计程序使之实现所需功能的过程中,特别有趣,培养了我的设计思维,增加了实际操作能力.在让我体会到了设计的艰辛的同时,更让我体会到成功的喜悦和快乐. 这次数电课程设计,虽然短暂但是让我得到多方面的提高：1、提高了我们的逻辑思维能力，使我们在逻辑电路的分析与设计上有了很大的进步。加深了我们对组合逻辑电路与时序逻辑电路的认识，进一步增进了对一些常见逻辑器件的了解。另外，我们还更加充分的认识到，数字电路这门课程在科学发展中的至关重要性2，查阅参考书的独立思考的能力以及培养非常重要，我们在设计电路时，遇到很多不理解的东西，有的我们通过查阅参考书弄明白，有的通过网络查到，但由于时间和资料有限我们更多的还是独立思考。3，相互讨论共同研究也是很重要的，经常出现一些问题，比如电路设计中的分频器的设计，开始并不理解分频器的原理，但是和其他的专业同学讨论后，理解了分频器的基本原理后，很快的设计了电路原理图。
数字逻辑课程设计 自从它被发明的那天起，就成为人们生活中必不可少的一种工具，尤其是在现在这个讲 究效率的年代，时钟更是在人类生产、生活、学习等多个领域得到广泛的应用。然而随着时 间的推移，人们不仅对于时钟精度的要求越来越高，而且对于时钟功能的要求也越来越多，时钟已不仅仅是一种用来显示时间的工具，在很多实际应用中它还需要能够实现更多其它的
功能。诸如闹钟功能、日历显示功能、温度测量功能、湿度测量功能、电压测量功能、频率测量功能、过欠压报警功能等。钟表的数字化给人们的生产生活带来了极大的方便，而且大大地扩展了钟表原先的报时功能。诸如定时自动报警、按时自动打铃、时间程序自动控制、定时广播、自动起闭路灯、定时开关烘箱、通断动力设备、甚至各种定时电气的自动启用等，所有这些，都是以钟表数字化为基础的。可以说，设计多功能数字时钟的意义已不只在于数字时钟本身，更大的意义在于多功能数字时钟在许多实时控制系统中的应用。在很多实际应 用中，只要对数字时钟的程序和硬件电路加以一定的修改，便可以得到实时控制的实用系统， 从而应用到实际工作与生产中去。因此，研究数字时钟及扩大其应用，有着非常现实的意义。 数字钟从原理上讲是一种典型的数字电路，其中包括了组合逻辑电路和时序电路?目前,数字钟的功能越来越强，并且有多种专门的大规模集成电路可供选择? 前言 (2) 目录 (2) 题目 (2) 摘要 (2) 关键字 (3) 设计要求 (3) 正文 (3) 1电路结构与原理图 (3) 2数码显示器 (3) 60进制计数和24进制计数 (4) 校时 (7) 振荡器 (8) 3.计算、仿真的过程和结果 (9) 鸣谢 (11) 元器件清单 (11) 参考文献 (11) 总结与体会 (11) 教师评语 (12) 数字时钟的课程设计 摘要： 数字钟是一种用数字电路技术实现时、分、秒计时的装置，与机械式时钟相比具有更高 的准确性和直观性，且无机械装置，具有更更长的使用寿命，因此得到了广泛的使用。 数字钟从原理上讲是一种典型的数字电路，其中包括了组合逻辑电路和时序电路。目前, 数字钟的功能越来越强，并且有多种专门的大规模集成电路可供选择。本设计采用74LS290. 74LS47.BCD七段数码管和适当的门电路构成，可实现对时、分、秒等时间信息的采集和较时 功能地实现?
电子科技大学网络教育考卷（B 卷） (20 年至20 学年度第 学期) 考试时间 年 月 日(120分钟) 课程 数字逻辑设计及实践（本科） 教师签名_____ 一、填空题(每空1分，共20分) 1、请完成如下的进制转换：10110.112= 26.6 8= 22.75 10= 16.C 16； 2、28.510= 11100.1 2= 34.4 8= 1C.8 16= 00101000.0101 8421BCD 3、某带符号的二进制数的反码是1010101，则该数对应的原码是 1101010 ，补码是 1101011 ； 4、A ⊕B= AB /+A /B ；(A ⊕B)/= AB+A /B / ； 5、正逻辑和负逻辑之间的关系是 对偶 ； 6、请问图1-6的逻辑为：Y= A / ； 7、已知某集成门电路输出和输入的高电平的最小值分别为min IH min OH V V 、；输出和输入的低电平最大值分别为：max IL max OL V V 、；请问该门电路高电平的直流噪声容限NH V = min OH min IH V V - ；低电平的直流噪声容限NL V = m a x IL max OL V V - ； 8、某状态机的状态数为129，请问至少需要 8 位编码才能完成； 9、如果要从多路输入数据中，选出一路作为输出，应采用 数字选择 器来实现； 10、如果要比较两个二进制数的大小，应采用 比较器 器来实现； 11、如果待实现的时序状态机中存在状态循环圈，应采用 计数器 器来实现； 12、同时具备置0、置1、保持和反转的触发器是 JK 触发器； 二、选择题（每题1分，共10分） 1、 将十进制运算（-125-3）转换成带符号的8位（包括符号位）二进制补码运算，其结果为： ①. 00000000 ②. 10000000 ③. 11111111 ④. 10000011 2、请问下列逻辑中，与(A ·B)/相同的逻辑是 ； ①. A /+B / ②. A+B ③. A ·B ④. A /·B / 3、已知逻辑F(ABC)=Σm (1,3,5,7)，则下面的描述为正确的是： ①. F(ABC)=ПM (0,2,4,6) ②. F=C ③. F D =Σm (0,2,4,6) ④. F=A+B 4、要实现8选1的数据选择器，则地址输入（选择输入）和多路数据端得个数分别为： ①. 8、3 ②. 3 、8 ③. 8、8 ④. 3、3 5、如果实现5-32的译码器电路，需要 个74138（3-8译码器）来实现： ①. 2 ②. 3 ③. 4 ④. 8 6、要实现256进制（模为256）的二进制计数器，需要 个74163（4位二进制加计数器）来实现 ①. 2 ②. 3 ③. 8 ④. 16 7、要实现有效状态数为8的环形计数器，则所需移位寄存器中的触发器个数为： ①. 8 ②. 4 ③. 3 ④. 2 8、如果用触发器和门电路来实现12进制的计数器，则至少需要 个触发器： ①. 2个 ②. 3个 ③. 4个 ④. 5个 9、一个JK 触发器的驱动方程为X K J ==，则其逻辑功能与以下哪种触发器相同： ①. JK 触发器 ②. SR 触发器 ③. D 触发器 ④. T 触发器 10、555时基电路外界阻容元件构成自激多谐振荡器，当检小组容元件的数值时，将使： ①. 振荡周期减小 ②. 振荡幅度减小 ③. 振荡频率降低 ④. 振荡周期增大 三、判断题（每题1分，共10分） 1、存储单元是时序状态机不可缺少的组成部分；（ √ ） 2、7485为4位二进制比较器。如果二进制数A=B ，则其输出必将是Y （A=B ）有效；（Х ） 3、所有类型的触发器其状态更新都发生在时钟触发沿上；（Х ） 4、米利型时序逻辑的输出仅仅取决于当前现态的值；（Х ） 5、穆尔型时序逻辑的输出仅仅取决于当前现态的值；（ √ ） 6、异步时序逻辑电路中各个触发器所用的时钟触发沿不完全相同；（ √ ） 7、如果两个时序逻辑的状态转换关系以及所选择的触发器都相同，则其逻辑图也相同；（ Х） 8、时序逻辑可以没有输出，但是组合逻辑必须有输出；（ √ ） 9、要实现模为100的计数器（有效计数循环圈的状态数为100），则需要10片74160（十进制计数器）来实现；（ Х） 10、环形计数器的有效状态个数，与其位数相同；（ √ ） 四、卡诺图化简（8分） 请将逻辑F(A,B,C,D)=∑m (1,2,3,5,7)+d(10,11,12,13,14,15)化简成最简与或式； F=A /D+A /B /C 姓名__________________ 专业名称__________________ 班号________________学号__________________教学中心_________________ ……………… …… … … … … …密………………… …… … … … … ……封……………… …… … … …线… … … …… … … …………………… 图1-6
数字逻辑设计课程设计指导书 适用专业：计算机大类 湖北工业大学 计算机学院 2016年11月
目录 一、课程设计目的 (1) 二、课程设计要求 (1) 三、课程设计内容 (1) 四、设计报告的内容和要求 (3) 五、课程设计考核方法 (3) 附录一自选课题参考题目 (4) 一、数码管显示控制器 (4) 二、乒乓球游戏机 (4) 三、智力竞赛抢答器 (4) 四、数字钟 (4) 五、交通灯控制器 (5) 六、双钮电子锁 (5) 七、彩灯控制器 (5) 八、速度表 (5) 九、出租车计价器 (6) 十、自动奏乐器一 (6) 十一、自动奏乐器二 (6) 十二、自动打铃器 (6) 十三、算术运算单元ALU的设计 (7) 十四、游戏机 (7) 十五、16路数显报警器 (7) 十六、脉冲按键电话按键显示器 (7) 十七、病房呼叫系统 (8) 十八、自动电子钟 (8) 十九、具有数字显示的洗衣机时控电路 (8) 二十、篮球比赛数字计分牌 (8) 二十一、电子日历 (9) 二十二、设计模拟中央人民广播电台报时电路 (9) 二十三、数字跑表 (9) 二十四、汽车尾灯控制器 (9) 二十五、篮球竞赛30秒计时器 (9) 二十六、拔河游戏机控制器 (10) 附录二TTL集成电路型号命名规则 (11) 附录三部分TTL集成电路管脚排列图 (14)
一、课程设计目的 《数字逻辑课程设计》是计算机大类学生的必修课之一，是《数字逻辑》课程的一个重要的实践教学环节，它与理论教学和实验教学相结合，培养学生综合运用所学的基础理论和掌握的基本技能来解决实际问题的能力。 课程设计通过完成一个课题的理论设计和实际调试工作，即能加深对所学知识的理解，又能培养综合的实践技能，从而提高分析问题和解决问题的能力。训练学生综合运用学过的数字逻辑的基本知识，独立设计比较复杂的数字电路的能力。通过实践教学引导学生在理论指导下有所创新，为专业课的学习和日后工程实践奠定基础。 二、课程设计要求 （一）教学要求 1．巩固和加深对数字逻辑各类型电路的设计方法及电子器件所构成电路的理解，并适当拓宽学生在电子线路领域的知识面。 2．初步掌握数字电路的设计、计算方法。能根据系统的技术指标，论证、拟订设计方案；选用合适的电路形式并进行工程计算及选择电路的元器件。 3．培养独立组织实验方案、正确选择使用实验仪器的能力，提高对功能电路和系统的安装调整、测试技术，以及综合运用所学理论知识解决实际问题的能力。（二）能力培养要求 1．通过查阅手册和有关文献资料培养学生独立分析和解决实际问题的能力。 2．通过实际电路方案的比较分析、设计计算、元件选取、安装调试等环节，掌握简单实用电路的分析方法和工程设计方法。 3．掌握常用仪器设备的使用方法，学会简单的实验调试，提高动手能力。 4．综合应用课程中学到的理论知识去独立完成一个设计任务。 5．培养严肃认真的工作作风和严谨的科学态度。 三、课程设计内容 从参考题目中自选1题进行资料查找和设计，具体课题及要求见附件1。 1．数码管显示控制器
数字逻辑课程设计报告
数字逻辑课程设计 多功能数字钟 班级： 学号： 课程设计人： 指导老师： 课题： 完成时间：
一、设计目的： 学会应用数字系统设计方法进行电路设计，熟练地运用汇编语言。 二、设计任务及要求： 1.记时、记分、记秒 2.校时、校分、秒清0 3.整点报时 4.时间正常显示 5.闹时功能 三、设计思路： 将整个闹钟分为以下几个模块，每个模块中都有详细的各部分的设计思路，源代码及仿真图像，生成的器件。 1.计时模块 计小时：24进制计数器 计分、计秒：60进制计数器 计时间过程： 计秒：1HZ计数脉冲，0~59循环计数，计数至59时产生进位信号。 计分：以秒计数器进位信号作为分计数脉冲，0~59循环计数，59时产生进位。 计时：以分计数器进位信号作为时计数脉冲，0~23循环计数，23时清0。 二十四进制计数器代码： library ieee; use ieee.std_logic_1164.all; use ieee.std_logic_unsigned.all; entity cnt24 is port (clk:in std_logic; qh,ql:out std_logic_vector(3 downto 0)); end cnt24; architecture behave of cnt24 is signal q1,q0:std_logic_vector(3 downto 0); begin process(clk) begin if(clk'event and clk='1')then if(q1="0010" and q0="0011")then q1<="0000";q0<="0000"; elsif(q0="1001")then q0<="0000";q1<=q1+'1'; else q0<=q0+'1'; end if; end if; qh<=q1; ql<=q0;
第4章 组合逻辑电路 4—1 分析下图所示电路的逻辑功能，写出输出的逻辑表达式，列出真值表，说明其逻辑功能。 4—2 逻辑电路如下图所示： 1、写出S 、C 、P 、L 的函数表达式； 2、当取S 和C 作为电路的输出时，此电路的逻辑功能是什么？ 4—3 下图是由三个全加器构成的电路，试写出其输出1F ，2F ，3F ，4F 的表达式。 123 B C Z
P和4—4 下图是由3线/8线译码器74LS138和与非门构成的电路，试写出 1 P的表达式，列出真值表，说明其逻辑功能。 2 Array 4—5使用74LS138 译码器及少量门电路对三台设备状态进行监控，由不同指示灯进行指示。当设备正常工作时，指示灯绿灯亮；当有一台设备出故障时，指示灯红灯亮；当有两台设备出故障时，指示灯黄灯亮；当有三台设备 出故障时，指示灯红灯和黄灯都亮。
4—6 下图4.6是由八选一数据选择器构成的电路，试写出当1G 0G 为各种不同的取值时的输出Y 的表达式。 4—7仿照全加器设计一个全减器，被减数为A ，减数为B ，低位来的借位为C ，差为D ，向上借一位为J 。 要求：1.写出真值表，写出D 与J 的表达式；2.用译码器74LS138和必要的基本门电路实现此电路；3.用双四选一数据选择器实现。 G A
4—8 设计一组合逻辑电路，输入为四位二进制码3B 2B 1B 0B ，当 3B 2B 1B 0B 是BCD8421码时输出1=Y ；否则0=Y 。列出真值表，写出 与或非表达式，用集电极开路门实现。 4—9 设计一个多功能组合数字电路，实现下表所示逻辑功能。表中1C 0C 为功能选择输入信号；A ，B 为输入变量；F 为输出。 1．列出真值表，写出F 的表达式； 2．用八选一数据选择器和门电路实现。
. . 电子科技大学网络教育考卷（C 卷） (20 年至20 学年度第 学期) 考试时间 年 月 日(120分钟) 课程 数字逻辑设计及应用（本科） 教师签名_____ 大题号 一 二 三 四 五 六 七 八 九 十 合 计 得 分 一、填空题(每空1分，共20分) 1、10111012= 135 8= 5D 16= 1110011 格雷码 2、FF 16= 255 10= 001001010101 8421BCD = 010********* 余3码 3、已知某数的反码是1010101，则该数的对应的原码是 1101010 ，补码是 1101011 ； 4、逻辑运算的三种基本运算是 与或非 ； 5、一个逻辑在正逻辑系统下，表达式为B A +，则该逻辑在负逻辑系统下，表达式为 AB ； 6、逻辑式A /(B+CD /)的反演式为 A+B /(C /+D) ； 7、已知∑= )3,1,0(),,(m C B A F ,则∑=m F / （ 2,4,5,6,7 ） M ∏=（ 2,4,5,6,7 ） ； 8、请问图1-8逻辑为Y= (AB)/ ； 9、n 选1的数据选择器的地址输入的位数为 log 2n(向上取整) 位，多路输入端得个数为 n 个； 10、如果用一个JK 触发器实现D 触发器的功能，已知D 触发器的输入 信号为D ，则该JK 触发器的驱动为： J=D;K=D / ； 11、如果用一个D 触发器实现T 触发器的功能，已知T 触发器的输入信号为T ，则该D 触发器的驱动为： T ⊕Q ； 12、如果让一个JK 触发器只实现翻转功能，则该触发器的驱动为： J=K=1 ； 13、利用移位寄存器实现顺序序列信号1001110的产生，则该移位寄存器中触发器的个数为： 大于或等于3 个； 二、选择题（每题1分，共10分） 1、以下有关原码、反码和补码的描述正确的是： ①.二进制补码就是原码除符号位外取反加1； ②.补码即是就是反码的基础上再加1； ③.负数的原码、反码和补码相同； ④.正数的原码、反码和补码相同； 2、下列逻辑表达式中，与D BC C A AB F / / / 1++=不等的逻辑是： ①./ / / BC C A AB ++ ②./ ///D BC C A AB ++ ③．/ /C A AB + ④．BD C A AB ++/ / 3、已知门电路的电平参数如下：，，，，V 3.0V V 0.3V V 25.0V V 2.3V L I IH OL OH ≤≥≤≥请问其低电平的噪声容限为： ①. 0.05V ②. 0.2V ③. 2.95V ④. 2.7V 4、下列逻辑中，与/ A Y =相同的逻辑是： ①.1A Y ⊕= ②.0A Y ⊕= ③.A A Y ⊕= ④./ )A A (Y ⊕= 5、有如下所示波形图，已知ABC 为输入变量，Y 为输出变量，我们可以得到该逻辑的函数式为： ①.AC AB Y += ②.C B A Y ++= ③.C B A Y ??= ④./ / / C B A Y ++= 6、在同步状态下，下面哪种时序逻辑器件的状态更新仅仅发生在时钟触发沿来临的瞬间，并且状态更新的依据也仅仅取决于当时的输入情况： ①.锁存器 ②.电平触发的触发器 ③.脉冲触发的触发器 ④.边沿触发的触发器器 7、或非门所构成的SR 触发器的输入为S 和R ，则其工作时的约束条件为： ①.1R S =+ ②.0R S =? ③.0R S / / =+ ④.R S = 8、要实现有效状态数为8的扭环计数器，则所需移位寄存器中的触发器个数为： ①.8 ②.4 ③.3 ④.2 9、下面的电路，属于组合逻辑的电路是： ①.串行数据检测器 ②.多路数据选择器 ③.顺序信号发生器 ④.脉冲序列发生器 10、下面哪些器件不能够实现串行序列发生器 ①.计数器和组合门电路 ②.数据选择器和组合门电路 ③.移位寄存器和组合门电路 ④.触发器和组合门电路 姓名__________________ 专业名称__________________ 班号________________学号__________________教学中心_________________ …………………… …… … … … … …密………………… …… … … … … ……封……………… …… … … …线… … … …… … … …………………… 图1-8 图2-5
课程设计(综合实验)报告 题目：第四个实验数字电子钟院系：计算机科学系 班级：计算计科学与技术1班学号： 学生姓名： 队员姓名： 指导教师：
《数字逻辑》综合实验 任务书 一、目的与要求 1 目的 1.1综合实验是教学中必不可少的重要环节，通过综合实验巩固、深化和扩展学生的理论知识与初步的专业技能，提高综合运用知识的能力，逐步增强实际工程训练。 1.2注重培养学生正确的设计思想，掌握综合实验的主要内容、步骤和方法。 1.3培养学生获取信息和综合处理信息的能力、文字和语言表达能力以及协作工作能力。 1.4提高学生运用所学的理论知识和技能解决实际问题的能 及其基本工程素质。 2.要求 2.1 能够根据设计任务和指标要求，综合运用电子技术课程中所学到的理论知识与实践技能独立完成一个设计课题。 2.2根据课题需要选择参考书籍，查阅手册、图表等有关文献资料。要求通过独立思考、深入钻研综合实验中所遇到的问题，培养自己分析、解决问题的能力。 2.3进一步熟悉常用电子器件的类型和特性，掌握合理选用的原则。 2.4学会电子电路的安装与调试技能，掌握常用仪器设备的正确
使用方法。利用“观察、判断、实验、再判断”的基本方法，解决实验中出现的问题。 2.5学会撰写综合实验总结报告。 2.6通过综合实验，逐步形成严肃认真、一丝不苟、实事求是的工作作风和科学态度，培养学生树立一定的生产观点、经济观点和全局观点。要求学生在设计过程中，坚持勤俭节约的原则，从现有条件出发，力争少损坏元件。 2.7在综合实验过程中，要做到爱护公物、遵守纪律、团结协作、注意安全。 二、主要内容 数字电子钟 设计一台能显示时﹑分、秒的数字电子钟，要求如下： 1）秒﹑分为00—59六十进制计数器，时为00—23二十四进制计数器； 2）可手动校正：可分别对秒﹑分﹑时进行手动脉冲输入调整或连续脉冲输入校正，（校正时不能输出进位）。 元器件选择 74LS162：4块与非门74LS00：2块共阳数码管LED 74LS161：2块GAL16V8：2块晶体振荡器：1MHZ GAL20V8：1块TDS-4实验箱 导线若干 所需要器件的图片如下
数字逻辑课程设计实验报告 题目数字钟 姓名桂大有 班级网络工程103班 学号109074360 指导教师陆勤 完成日期2012年5月21日
数字钟的设计 1.数字钟的功能描述 (1)计时和显示功能 采用24小时计时并以十进制数字显示时、分、秒（时从00-23，分、秒从00-59）。 (2)校对动能 当数字时钟走的有偏差时，应能够手动校时。 2.数字钟的设计思路 根据功能要求，整个数字时钟分为计时和校时两大部分。 计时部分秒计时电路接收1Hz时基信号，进行60进制计数，计满后秒值归0，并产生1/60Hz时钟信号；分钟计时电路接受1/60Hz时钟信号，进行60进制计数，计满后分钟值归0，并产生1/3600Hz时钟信号，小时计时电路接收1/3600Hz时钟信号，进行24小时计数，计满后小时、分、秒皆归0，如此循环往复。 校时部分，采用两个瞬态按键配合实现，1号键产生单脉冲，控制数字钟在计时/校时/校分/校秒四种状态间切换，2号键通过控制计数使能端让时/分/秒计数器发生状态翻转以达到指定的数值。 3.系统功能模块介绍 Ⅰ.模块一：数字钟总体原理电路。 其中包含：（1）分钟、秒计时电路（２）小时计时电路（３）计时／校时的切换
Ⅱ.采用原理图和HDL混合设计方式实现数字钟 ①分钟、秒计时电路 分钟、秒计时需要60进制计数，其电路图如下所示： 该电路图用两片７４１６０采用同步连接构成６０进制计数器，通过译码电路识别稳态“５９”，输出低电平使计数器置数为０。整个技术循环为００—>０１—>０２—>…—>５８—>５９—>００—>…，共有６０个稳定状态。计数值采用ＢＣＤ码形式，Ｑ７～Ｑ４表示分钟或秒的十位，Ｑ３～Ｑ０表示分钟或秒的各位。ＥＮ输入端当正常计数状态时接收分钟计时电路的进位输出，，而在校时状态时接收校时脉冲用于控制小时值的翻转。计满进位输出端ＣＯ用于触发高一级计数器的技术动作。 ②小时计时电路(采用24时制,电路图如下所示)
数字逻辑系统 课程设计 项目：十路智力竞赛抢答器 班级： 09电子A班 姓名：刘金梁 学号： 0915211039 题目及要求： 题目4多路智力竞赛抢答器 一、任务 设计一个多路智力竞赛抢答器。 二、设计要求 1、基本要求 <1）设计一个4路<1～4）智力竞赛抢答器，主持人可控制系统的清零和抢答的开始，控制电路可实现最快抢答选手按键抢答的判别和锁定功能，并禁止后续其他选手抢答。<2）抢答选手确定后给出一声音响的提示和选手编号的显示，抢答选手的编号显示保持到系统被清零为止。 2、发挥部分 <1）扩展为10路<1～10）智力竞赛抢答器。 <2）设计抢答最长时间<30秒）限制和倒计时显示。 1)根据题目要求设计系统总框图及总原理图如下：
下面分模块对各个部分进行方案选取和论证： 1.抢答按钮 抢答顾名思义就是要求快速，方便，故选用微动开关，而不选用别扭的拨动开关。 2.译码电路及数码显示 译码电路主要有两种，一种是用芯片进行译码，比如74ls148(8-3译码器>,可用两片组合成16-4译码器，选取其中10路。下图为四路采用148进行译码的范例 另一种是利用加二极管防止反向然后直接连接到4511等七段显示译码器如下图
个人认为第二种方法更简单、便捷，故采取第二种。 3.锁存器 锁存器采用74ls74 Ｄ触发器，经过４个或门处理 当有按键按下去的时候置高，从而 D 触发器5 端输出为高电平反馈到 4511 的 5 端<使能端），从而实现锁定功能。 4.报警电路
因为要求抢答报警时只能响一声，故用555另配合电阻、电容可形成大约1秒 单稳触发器，因为 低脉冲的时候触发 而按键按下置高， 故需加一反向器， 用或非74ls02也可。 T=RC*ln3=1.1RC，故电阻取10u电阻取100k。 5.减数及译码电路 要产生1hz的秒脉冲，同样选用555定时器，接法如下电路， 故选用电容100u，则计算出=14.3k，选用 R1=4.3K,R2=5K。减计数芯片选用十进制74ls192,接法如下，把秒脉冲输入到底下那片的4脚，计数十次后在13脚会产生一个脉冲，输入到上面那片，而上面那片从3减到0后13脚也产生一个负脉冲输入74ls74的清零端，并使74的输出负端接到计数器的置数端使之一直置数，认为倒计时结束，显示部分仍用4511译码显示 6.主持人开关
“数字逻辑与数字系统设计”教学大纲 课程编号：OE2121017 课程名称：数字逻辑与数字系统设计英文名称：Digital Logic and Digital System Design 学时：60 学分：4 课程类型：必修课程性质：专业基础课 适用专业：电子信息与通信工程（大类）开课学期：4 先修课程：高等数学、大学物理、电路分析与模拟电子线路 开课院系：电工电子教学基地及相关学院 一、课程的教学任务与目标 数字逻辑与数字系统设计是重要的学科基础课。该课程与配套的“数字逻辑与数字系统设计实验”课程紧密结合，以问题驱动、案例教学、强化实践和能力培养为导向，通过课程讲授、单元实验、综合设计项目大作业、设计报告撰写、研讨讲评等环节，实现知识能力矩阵中1.1.2.2、1.2.1.2以及2.5、2.6、3.6、4.1、4.2的能力要求。 要求学生掌握数字电路的基本概念、基本原理和基本方法，了解电子设计自动化（EDA：Electronic Design Automation）技术和工具。数字电路部分要求学生掌握数制及编码、逻辑代数及逻辑函数的知识；掌握组合逻辑电路的分析与设计方法，熟悉常用的中规模组合逻辑部件的功能及其应用；掌握同步时序逻辑电路的分析和设计方法，典型的中大规模时序逻辑部件。EDA设计技术部分，需要了解现代数字系统设计的方法与过程，学习硬件描述语言，了解高密度可编程逻辑器件的基本原理及开发过程，掌握EDA 设计工具，培养学生设计较大规模的数字电路系统的能力。 本课程教学特点和主要目的： （1）本课程概念性、实践性、工程性都很强，教学中应特别注重理论联系实际和工程应用背景。 （2）使学生掌握经典的数字逻辑电路的基本概念和设计方法； （3）掌握当今EDA工具设计数字电路的方法。 （4）本课将硬件描述语言(HDL)融合到各章中，并在软件平台上进行随堂仿真, 通
数字逻辑心得体会 数字逻辑与系统课程在工科类学科属于普遍的基础性课程，计算机专业、电子信息类专业及其机电类专业都涉及该课程的学习。此次课程培训是以数字逻辑为基础，系统分析为桥梁，系统综合为目的，全面介绍数字电路的基本理论、分析方法、综合方法和实际应用，并着重从以下几个方面进行了介绍 1．介绍如何整理、设计电子教案； 2．如何讲好本门课程； 3．教学手段与教学方法在本课程的体现； 4．综合设计实验的设计与实施； 5．国家精品课程的申报与建设。 在解决如何讲好本门课程环节，侯教授提出了“厚理博术、知行相成”的理念，使我对该课程的教学有了更深的认识。在我院的实际教学过程中，由于课时少，实验的课时被大量压缩，侯教授关于课程实验的处理方式给了我们一种全新的方案。侯教授课件中很多flash 动画的灵活应用，也较好的解决了那些用语言无法表达清楚的问题的讲解。 研究性教学和双语教学对年轻教师提出了新的要求。作为一名年轻教师，刚走上讲台不久，在课程的讲授过程中，基本都是采用传统的教学方法，即以讲授为主，实验为辅，案例教学基本没有。平铺直叙和填鸭式教学早被学生所厌倦。刘颖教授的研究性教学极好的调动
了学生参与教学的积极性。通过刘颖教授的报告，我深深的感受到数字逻辑与系统课程不仅是一门基础课程，同时也是一门综合性较高的实用课程。研究性教学方式的提出也给我们这些年轻教师提出了新的努力方向。研究性教学虽然给年轻教师提出了更大的要求和较大的压力，但是也是一种努力工作的动力，促进年轻教师的不断成长。同时，娄淑琴教授关于双语教学的报告，也给我们提出了新的要求，自己深深感受到责任的重大，压力也越来越大。但是也激发自己努力的激情与信心。研究性教学和双语教学在一定程度上对年轻教师的科研、应用水平和外语能力等综合素质提出了更高的要求，同时，进一步促进教师阅读国外科技文献、追踪行业发展新动向，保持教师敏锐的学习能力，利于形成新的观点和见解。 通过此次培训，也感受到了师德在教学工作中的重要作用的体会。侯教授及其团队教师的人格魅力在实际教学中起到了很好的促进教学作用。在培训中，很多参加培训的老师被侯教授的敬业精神所感动，所鼓舞，这一点值得我们年轻教师学习并发(请你支持)扬光大。当崇高的师德与高超的教学技术融于一身时，这个才是大师。 在此次培训中，我积极与各院校教师交流，共同探讨该门课程的实际教学中遇到的问题，通过交流大家认为在数字电子技术基础教学工作中遇到的主要困难是：很多学生认为学习数字逻辑课程没用，学习不主动，没有创新意识。并从其它老师处学习到了解决诸如分析键盘译码电路、奇偶检验电路、计算机i/o接口地址译码电路，设计火灾
数字逻辑课程设计 数字钟 姓名： 学号： 班级：物联网工程131班 学院：计算机学院 2015年10月10日
一、任务与要求 设计任务：设计一个具有整点报时功能的数字钟 要求： 1、显示时、分、秒的十进制数字显示，采用24小时制。 2、校时功能。 3、整点报时。 功能： 1、计时功能： 要求准确计时，以数字形式显示时、分、秒的时间。小时的计时要求为“12翻1”。 2、校时功能： 当数字钟接通电源或者计时出现误差时，需要校正时间（简称校时）。校时是数字钟应具备的基本功能，一般电子手表都具有时、分、秒等校时功能。为使电路简单，这里只进行分和小时的校时。对校时电路的要求是：在小时校正时不影响分和秒的正常计数；在分校正时不影响秒和小时的正常计数。校时方式有“快校时”和“慢校时”两种。“快校时”是通过开关控制，使计数器对1Hz的校时脉冲计数。“慢校时”是用手动产生单脉冲作校时脉冲。 3、整点报时： 每当数字钟计时快要到整点时发出声响；通常按照4低音1高音的顺序发出间断声响；以最后一声高音结束的时刻为整点时刻。 二、设计方案 电路组成框图： 主体电路 扩 展 电 路时显示器 时译码器 时计数器 分显示器 分译码器 分计数器 校时电路 秒显示器 秒译码器 秒计数器 定时控制 仿电台报时 报整点时数
数字钟电路是一个典型的数字电路系统，其由时、分、秒计数器以及校时和显示电路组成。其主要功能为计时、校时和报时。利用60进制和12进制递增计数器子电路构成数字钟系统，由2个60进制同步递增计数器完成秒、分计数，由12进制同步递增计数器完成小时计数。秒、分、时之间采用同步级联的方式。开关S1和S2分别是控制分和时的校时。报时功能在此简化为小灯的闪烁，分别在59分51秒、53秒、55秒、57秒及59秒时闪烁，持续的时间为1秒。 三、设计和实现过程 1.各元件功能 74LS160：可预置BCD异步清除器，具有清零与置数功能的十进制递增计数器。 74LS00：二输入端四与非门 74LS04：六反相器 74LS08：二输入端四与门 74LS20：四输入端双与非门 2.各部分电路的设计过程 （1）时分秒计数器的设计 时间计数电路由秒个位和秒十位计数器、分个位和分十位计数器及时个位和时十位计数器电路构成，其中秒个位和秒十位计数器、分个位和分十位计数器为60进制计数器，而根据设计要求，时个位和时十位计数器为12进制计数器。 秒/分钟显示电路：由于秒钟与分钟的都是为60进制的，所以它们的电路大体上是一样的，都是由一个10进制计数器和一个6进制计数器组成；有所不同的是分钟显示电路中的10进制计数器的ENP和ENT引脚是由秒钟显示电路的进位信号控制的。 分和秒计数器都是模M=60的计数器，其计数规律为00—01—…—58—59—00…。可选两片74LS160设计较为简单。 时计数器是一个“12翻1”的特殊进制计数器，即当数字钟运行到12时59分59秒时，秒的个位计数器再输入一个秒脉冲时，数字钟应自动显示为01时00分00秒，实现日常生活中习惯用的计时规律。可选两片74LS160设计。
课程设计(综合实验)报告题目：第四个实验数字电子钟院系：计算机科学系 班级：计算计科学与技术1班 学号： 学生姓名： 队员姓名： 指导教师：
《数字逻辑》综合实验 任务书 一、目的与要求 1 目的 综合实验是教学中必不可少的重要环节，通过综合实验巩固、深化和扩展学生的理论知识与初步的专业技能，提高综合运用知识的能力，逐步增强实际工程训练。 注重培养学生正确的设计思想，掌握综合实验的主要内容、步骤和方法。 培养学生获取信息和综合处理信息的能力、文字和语言表达能力以及协作工作能力。 提高学生运用所学的理论知识和技能解决实际问题的能 及其基本工程素质。 2.要求 能够根据设计任务和指标要求，综合运用电子技术课程中所学到的理论知识与实践技能独立完成一个设计课题。 根据课题需要选择参考书籍，查阅手册、图表等有关文献资料。要求通过独立思考、深入钻研综合实验中所遇到的问题，培养自己分析、解决问题的能力。 进一步熟悉常用电子器件的类型和特性，掌握合理选用的原则。 学会电子电路的安装与调试技能，掌握常用仪器设备的正确使用方法。利用“观察、判断、实验、再判断”的基本方法，解决实验中出现的问题。
学会撰写综合实验总结报告。 通过综合实验，逐步形成严肃认真、一丝不苟、实事求是的工作作风和科学态度，培养学生树立一定的生产观点、经济观点和全局观点。要求学生在设计过程中，坚持勤俭节约的原则，从现有条件出发，力争少损坏元件。 在综合实验过程中，要做到爱护公物、遵守纪律、团结协作、注意安全。 二、主要内容 数字电子钟 设计一台能显示时﹑分、秒的数字电子钟，要求如下： 1）秒﹑分为00—59六十进制计数器，时为00—23二十四进制计数器； 2）可手动校正：可分别对秒﹑分﹑时进行手动脉冲输入调整或连续脉冲输入校正，（校正时不能输出进位）。 元器件选择 74LS162：4块与非门74LS00：2块共阳数码管LED 74LS161：2块GAL16V8：2块晶体振荡器：1MHZ GAL20V8：1块TDS-4实验箱 导线若干 所需要器件的图片如下 1同步十进制计数器74LS162 3输入正与非门74LS00
数字逻辑电路课程设计 课题：电子密码锁设计 姓名： 班级：13通信 学号： 成绩： 指导教师： 开课时间:
目录 摘要 (1) 一课程设计目的内容及安排 (2) 1.1设计目的 (2) 1.2设计内容 (2) 1.3设计安排 (2) 1.4设计内容 (2) 二电子密码锁设计要求及总框图 (3) 2.1设计要求 (3) 2.2总框图 (4) 三各模块电路设计 (5) 3.1密码输入存储比较模块 (5) 3.2五秒计时电路 (6) 3.3二十秒计时电路 (8) 3.4报警电路 (10) 3.5总电路 (11) 四设计心得 (12) 五参考文献 (13)
电子密码锁 摘要：设计一个密码锁的控制电路，当输入正确代码时，输出开锁信号以推动执行机构工作，用红灯亮、绿灯熄灭表示关锁，用绿灯亮、红灯熄灭表示开锁；在锁的控制电路中储存一个可以修改的4位代码，当开锁按钮开关（可设置成6位至8位，其中实际有效为4位，其余为虚设）的输入代码等于储存代码时，开锁；从第一个按钮触动后的5秒内若未将锁打开，则电路自动复位并进入自锁状态，使之无法再打开，并由扬声器发出持续20秒的报警信号。密码输入存储及比较部分使用芯片74LS194及74LS85。五秒及时部分采用芯片74LS161和数码显示管。二十秒报警电路由74LS160，555定时器组成的多谐振荡器，LED灯和蜂鸣器组成。利用multisim对电路进行仿真可以得到结果。 关键词：电子密码锁，计时电路，报警电路
一课程设计目的内容及安排 1.1设计目的 1 根据设计要求，完成对交通信号灯的设计。 2 加强对Multisim10仿真软件的应用。 3 掌握交通信号灯的主要功能与在仿真软件中的实现方法。 4 掌握74LS160,74LS192等功能。 1.2 设计内容 设计一个密码锁的控制电路，当输入正确代码时，输出开锁信号以推动执行机构工作，用红灯亮、绿灯熄灭表示关锁，用绿灯亮、红灯熄灭表示开锁； 在锁的控制电路中储存一个可以修改的4位代码，当开锁按钮开关（可设置成6位至8位，其中实际有效为4位，其余为虚设）的输入代码等于储存代码时，开锁； 从第一个按钮触动后的5秒内若未将锁打开，则电路自动复位并进入自锁状态，使之无法再打开，并由扬声器发出持续20秒的报警信号。 1.3设计安排
数字逻辑课程设计 一、课程设计目的 《数字逻辑课程设计》是计算机大类学生的必修课之一，是《数字逻辑》课程的一个重要的实践教学环节，它与理论教学和实验教学相结合，培养学生综合运用所学的基础理论和掌握的基本技能来解决实际问题的能力。 课程设计通过完成一个课题的理论设计和实际调试工作，即能加深对所学知识的理解，又能培养综合的实践技能，从而提高分析问题和解决问题的能力。训练学生综合运用学过的数字逻辑的基本知识，独立设计比较复杂的数字电路的能力。通过实践教学引导学生在理论指导下有所创新，为专业课的学习和日后工程实践奠定基础。 二、课程设计要求 （一）教学要求 1．巩固和加深对数字逻辑各类型电路的设计方法及电子器件所构成电路的理解，并适当拓宽学生在电子线路领域的知识面。 2．初步掌握数字电路的设计、计算方法。能根据系统的技术指标，论证、拟订设计方案；选用合适的电路形式并进行工程计算及选择电路的元器件。 3．培养独立组织实验方案、正确选择使用实验仪器的能力，提高对功能电路和系统的安装调整、测试技术，以及综合运用所学理论知识解决实际问题的能力。（二）能力培养要求 1．通过查阅手册和有关文献资料培养学生独立分析和解决实际问题的能力。 2．通过实际电路方案的比较分析、设计计算、元件选取、安装调试等环节，掌握简单实用电路的分析方法和工程设计方法。 3．掌握常用仪器设备的使用方法，学会简单的实验调试，提高动手能力。 4．综合应用课程中学到的理论知识去独立完成一个设计任务。 5．培养严肃认真的工作作风和严谨的科学态度。
三、课程设计内容 从参考题目中自选1题进行资料查找和设计，具体课题及要求见附件1。 1．数码管显示控制器 2．乒乓球游戏机 3．智力竞赛抢答器 4．数字钟 5．交通灯控制器 四、设计报告的内容和要求 报告的内容包括以下几个方面： 1、课程设计题目：自选题目名称 2、设计任务及主要性能指标和要求 3、电路的设计 （1）根据功能要求构建总体设计方案，比较和选定设计的系统方案，确定整个电路的组成及各单元电路完成的功能，画出系统框图。 （2）单元电路的设计、参数计算、器件选择及介绍。 （3）画出完整的总体电路设计图（器件型号、元件参数应标出）和必要的波形图，并说明电路的工作原理。 4、整理测试数据，分析是否满足设计要求。 5、在安装调试中的方法技巧，遇到的问题、原因及解决方法。 6、元器件清单。 7、总结设计电路的特点和方案的优缺点。 8、设计收获体会 9、参考文献。 设计实验部分根据实际完成的实验内容，按照上面自选题目包括的各部分内容进行编写。 报告要求根据课程设计报告的内容要求认真书写，所有的内容一律用课程设计报告书手写，总页数不得少于15页。
一、教学目标 （一）课程性质 课程设计。 （二）课程目的 1.进一步掌握数字电路课程所学的理论知识。 2.了解数字电路设计的基本思想和方法，学会科学分析和解决问题。 3.训练学生综合运用学过的数字电路的基本知识，独立设计相对复杂的数字电路的能 力。 4.培养认真严谨的工作作风和实事求是的工作态度。 二、教学内容基本要求及学时分配 （一）课程设计题目 题目见附录，原则上每三人一组，一组一题。 题目共14个，同一班级内不能选同一题目，即各班独立在14个题目中选择。 （二）设计内容 拿到题目后首先进行电路设计。然后在微机上采用Multisim输入设计电路，进行仿真，直至满足设计要求。 （三）设计要求 （1）事先预习，提出大体的设计构思； （2）按题目要求的逻辑功能进行设计，电路各个组成部分须有设计说明； （3）仿真完成后，需把设计的电路备份以备抽查； （四）使用的软件 使用软件为Multisim9。 三、主要教学环节 （一）设计安排 1.第1天讲授设计需要的软件、设计的要求、布置设计题目； 2.第1、2天学生进行设计，由教师验收，然后学生撰写和打印设计报告。 （二）指导与答疑 每天都有教师现场答疑，学生有疑难问题可找教师答疑。学时应充分发挥主观能动性，提高个人的动手能力，不应过分依赖教师。 （三）设计的考评 设计全部完成后，须经教师验收。验收时学生要讲述自己设计电路的原理、仿真情况。 教师根据学生设计全过程的表现和验收情况给出成绩。
四、课程设计报告的内容和要求 （一）课程设计报告的内容 按附录中给出的报告模板进行编写，用A4纸打印，左侧装订。 （二）课程设计报告编写的基本要求 1、按范例的格式书写，所有的内容一律打印； 2、报告内容包括设计过程、设计的电路图，软件仿真的结果及分析等； 3、设计过程中如果需要，列出设计的真值表； 4、整体电路原理图需说明各个部分的功能，仿真波形需说明如何对应设计要求； 5、相关知识可参考《逻辑设计基础》一书。因不同班级中可能有人选择相同题目，所以不允许有完全一样的报告，对于报告完全相同者，记为不及格。