目录
1 NI Multisim简介 (1)
1．1 概述 (1)
1．2 Multisim概貌 (3)
1、3 Multisim对元器件的管理 (3)
1、4 输入并编辑电路 (4)
2 方案设计与选择 (6)
3 汽车尾灯显示状态与汽车运行状态的关系 (7)
4 汽车尾灯控制器功能描述 (8)
5 电路单元模块设计 (9)
5.1开关控制译模块 (9)
5.2 脉冲产生模块 (9)
5.3 三进制改造模块 (11)
5.4 译码输出模块 (13)
5.5 模式控制模块 (15)
5.6 整体电路图： (16)
6 仿真分析： (17)
7原件清单 (18)
8 设计总结 (19)
9 心得体会 (20)
10参考文献 (21)
1 NI Multisim简介
1．1 概述
NI Multisim软件是一个专门用于电子电路仿真与设计的EDA工具软件。作为Windows 下运行的个人桌面电子设计工具，NI Multisim是一个完整的集成化设计环境。NI Multisim 计算机仿真与虚拟仪器技术可以很好地解决理论教学与实际动手实验相脱节的这一问题。学员可以很方便地把刚刚学到的理论知识用计算机仿真真实的再现出来，并且可以用虚拟仪器技术创造出真正属于自己的仪表。NI Multisim软件绝对是电子学教学的首选软件，它具有以下几个特点：
1、直观的图形界面
整个操作界面就像一个电子实验工作台，绘制电路所需的元器件和仿真所需的测试仪器均可直接拖放到屏幕上，轻点鼠标可用导线将它们连接起来，软件仪器的控制面板和操作方式都与实物相似，测量数据、波形和特性曲线如同在真实仪器上看到的。
2、丰富的元器件
提供了世界主流元件提供商的超过17000多种元件，同时能方便的对元件各种参数进行编辑修改，能利用模型生成器以及代码模式创建模型等功能，创建自己的元器件。
3、强大的仿真能力
以SPICE3F5和Xspice的内核作为仿真的引擎，通过Electronic workbench带有的增强设计功能将数字和混合模式的仿真性能进行优化。包括SPICE仿真、F R仿真、MCU仿真、VHDL仿真、电路向导等功能。
4、丰富的测试仪器
提供了22种虚拟仪器进行电路动作的测量，这些仪器的设置和使用与真实的一样，动态互交显示。除了Multisim提供的默认的仪器外，还可以创建LabVIEW的自定义仪器，使得图形环境中可以灵活地可升级地测试、测量及控制应用程序的仪器。
5、完备的分析手段
6、独特的射频(RF)模块
提供基本射频电路的设计、分析和仿真。射频模块由RF-specific（射频特殊元件，包括自定义的RF SPICE模型）、用于创建用户自定义的RF模型的模型生成器、两个RF-specific仪器（Spectrum Analyzer频谱分析仪和Network Analyzer网络分析仪）、一些RF-specific分析（电路特性、匹配网络单元、噪声系数）等组成。
7、强大的MCU模块
支持4种类型的单片机芯片,支持对外部RAM、外部ROM、键盘和LCD等外围设备的仿真，分别对4 种类型芯片提供汇编和编译支持；所建项目支持C代码、汇编代码以及16进制代码,并兼容第三方工具源代码；包含设置断点、单步运行、查看和编辑内部RAM、特殊功能寄存器等高级调试功能。
8、完善的后处理
对分析结果进行的数学运算操作类型包括算术运算、三角运算、指数运行、对数运算、复合运算、向量运算和逻辑运算等。
9、详细的报告
能够呈现材料清单、元件详细报告、网络报表、原理图统计报告、多余门电路报告、模型数据报告、交叉报表7种报告。
10、兼容性好的信息转换
提供了转换原理图和仿真数据到其他程序的方法，可以输出原理图到PCB布线（如Ultiboard、OrCAD、PADS Layout2005、P-CAD和Protel）；输出仿真结果到MathCAD、Excel或LabVIEW；输出网络表文件；向前和返回注；提供Internet Design Sharing（互联网共享文件）。
1．2 Multisim概貌
软件以图形界面为主，采用菜单、工具栏和热键相结合的方式，具有一般Windows应用软件的界面风格，用户可以根据自己的习惯和熟悉程度自如使用。
一、Multisim的主窗口界面
界面由多个区域构成：菜单栏，各种工具栏，电路输入窗口，状态条，列表框等。通过对各部分的操作可以实现电路图的输入、编辑，并根据需要对电路进行相应的观测和分析。用户可以通过菜单或工具栏改变主窗口的视图内容。
二、菜单栏
菜单栏位于界面的上方，通过菜单可以对Multisim的所有功能进行操作。菜单中有一些与大多数Windows平台上的应用软件一致的功能选项，如File，Edit，View，Options，Help。此外，还有一些EDA软件专用的选项，如Place，Simulation，Transfer以及Tool 等。
三、工具栏
Multisim 2001提供了多种工具栏，并以层次化的模式加以管理，用户可以通过View 菜单中的选项方便地将顶层的工具栏打开或关闭，再通过顶层工具栏中的按钮来管理和控制下层的工具栏。通过工具栏，用户可以方便直接地使用软件的各项功能。顶层的工具栏有：Standard工具栏、Design工具栏、Zoom工具栏，Simulation工具栏。
1、3 Multisim对元器件的管理
EDA软件所能提供的元器件的多少以及元器件模型的准确性都直接决定了该EDA软件的质量和易用性。Multisim为用户提供了丰富的元器件，并以开放的形式管理元器件，使得用户能够自己添加所需要的元器件。
Multisim以库的形式管理元器件，通过菜单Tools/ Database Management打开Database Management（数据库管理）窗口，对元器件库进行管理。
在Database Management窗口中的Daltabase列表中有两个数据库：Multisim Master和User。其中Multisim Master库中存放的是软件为用户提供的元器件，User是为用户自建元
器件准备的数据库。用户对Multisim Master数据库中的元器件和表示方式没有编辑权。当选中Multisim Master时，窗口中对库的编辑按钮全部失效而变成灰色，如下图所示。但用户可以通过这个对话窗口中的Button in Toolbar显示框，查找库中不同类别器件在工具栏中的表示方法。据此用户可以通过选择User数据库，进而对自建元器件进行编辑管理。
在Multisim Master中有实际元器件和虚拟元器件，它们之间根本差别在于：一种是与实际元器件的型号、参数值以及封装都相对应的元器件，在设计中选用此类器件，不仅可以使设计仿真与实际情况有良好的对应性，还可以直接将设计导出到Ultiboard中进行PCB 的设计。另一种器件的参数值是该类器件的典型值，不与实际器件对应，用户可以根据需要改变器件模型的参数值，只能用于仿真，这类器件称为虚拟器件。它们在工具栏和对话窗口中的表示方法也不同。在元器件工具栏中，虽然代表虚拟器件的按钮的图标与该类实际器件的图标形状相同，但虚拟器件的按钮有底色，而实际器件没有。
1、4 输入并编辑电路
输入电路图是分析和设计工作的第一步，用户从元器件库中选择需要的元器件放置在电路图中并连接起来,为分析和仿真做准备。
一、设置Multisim的通用环境变量
为了适应不同的需求和用户习惯，用户可以用菜单Option/Preferences打开Preferences 对话窗口。通过该窗口的6个标签选项，用户可以就编辑界面颜色、电路尺寸、缩放比例、自动存储时间等内容作相应的设置
二、取用元器件
取用元器件的方法有两种：从工具栏取用或从菜单取用。下面将以74LS00为例说明两种方法。
1、从工具栏取用：Design工具栏®Multisim Master工具栏®TTL工具栏®74LS按钮
从TTL工具栏中选择74LS按钮打开这类器件的Component Browser窗口，如下图所示。其中包含的字段有Database name（元器件数据库），Component Family（元器件类型列表），Component Name List（元器件名细表），Manufacture Names（生产厂家），Model
Level-ID（模型层次）等内容。
2、从菜单取用：通过Place/ Place Component命令打开Component Browser窗口。该窗口与上面一样。
3．选中相应的元器件
在Component Family Name中选择74LS系列，在Component Name List中选择74LS00。单击OK按钮就可以选中74LS00，出现如下备选窗口。7400是四/二输入与非门，在窗口种的Section A/B/C/D分别代表其中的一个与非门，用鼠标选中其中的一个放置在电路图编辑窗口中，如左图所示。器件在电路图中显示的图形符号，用户可以在上面的Component Browser中的Symbol选项框中预览到。当器件放置到电路编辑窗口中后，用户就可以进行移动、复制、粘贴等编辑工作了，在此不再详述。
三、将元器件连接成电路
在将电路需要的元器件放置在电路编辑窗口后，用鼠标就可以方便地将器件连接起来。方法是：用鼠标单击连线的起点并拖动鼠标至连线的终点。在Multisim中连线的起点和终点不能悬空。
四、虚拟仪器及其使用
对电路进行仿真运行，通过对运行结果的分析，判断设计是否正确合理，是EDA软件的一项主要功能。为此，Multisim为用户提供了类型丰富的虚拟仪器，可以从Design工具栏®Instruments工具栏，或用菜单命令（Simulation/ instrument）选用这11种仪表，在选用后，各种虚拟仪表都以面板的方式显示在电路中。
2 方案设计与选择
汽车尾灯控制器的常见电路形式有基于集成门电路构成的电路系统和基于单片机系统构建的控制电路。
单片机成本较低，其外围电路的元器件价格也不高，但系统软硬件设计相对比较复杂，运用单片机控制方案，该系统硬件设计包含扩展电路部分和系统配置电路部分，软件设计又要注意算法的合理选择和程序的优化设计，所以该系统电路软硬件设计工作量都相对较大。
集成门电路系统稳定性高，结果再现性好，系统分析与设计相对较为容易。虽然由于其电路实现过程较为简单，必须根据逻辑代数规则对系统进行设计，但是次汽车尾灯控制电路逻辑变量简单，状态少，因此电路结构简单，所用芯片少，成本也不高。
综合以上考虑及现有知识，选用逻辑电路搭建汽车尾灯控制电路。
3 汽车尾灯显示状态与汽车运行状态的关系
设置两个状态控制变量来区分汽车尾灯的四种不同的显示模式。假定用开关K1,K0 进行显示模式控制，可列出汽车尾灯显示状态与汽车运行状态的关系。
表3-1汽车尾灯显示状态与汽车运行状态的关系
控制变量K1 K0 汽车行驶
状态
左侧指示灯
L1 L2 L3
右侧指示灯
R1 R2 R3
0 0 正常行驶熄灭状态熄灭状态
0 1 右侧转弯熄灭状态R1 R2 R3向右依次
点亮
1 0 左侧转弯L1 L
2 L3向左依次
点亮
熄灭状态
1 1 刹车左右三盏灯同时闪烁
4 汽车尾灯控制器功能描述
在汽车左右转弯行驶时，由于3 个指示灯被循环顺序点亮，所以可以用一个三进制计数器的状态控制译码器电路顺序输出高电平，按要求顺序点亮3个指示灯。设三进制计数器的状态用Q1 和Q0 表示，可得出描述指示灯D3、D2、D1、L3、L2、L1与开关控制变量Ｋ1和Ｋ0，计数器的状态Q1、Q0以及时钟脉冲CP 之间关系，如下表所示（‘1’表示点亮，‘0’表示熄灭）。
表4-1各个量相互关系
控制变量K1 K0 计数状态
Q1 Q0
汽车尾灯
DL1 DL2 DL3 DR1 DR2 DR3
0 0 X X 0 0 0 0 0 0
0 1 0 0 0 0 0 1 0 0
0 1 0 0 0 0 1 0
1 0 0 0 0 0 0 1
1 0 0 0 1 0 0 0 0 0
0 1 0 1 0 0 0 0
1 0 0 0 1 0 0 0
1 1 X X CP CP CP CP CP CP 根据以上设计分析与功能描述，可以得出汽车尾灯控制器的结构框图，如下图所示：
图4-2汽车尾灯控制其结构框图
5 电路单元模块设计
根据原理框图可知：整体电路需要脉冲信号、三进制计数、开关控制、驱动译码和显示电路五个单元。
5.1开关控制译模块
开关通过一个电阻与VCC 相接，另一端与地相接就可以实现控制输出为0与1的功能了，如图示：
图5-1逻辑开关
5.2 脉冲产生模块
由于此控制电路对秒脉冲的精度要求不高，所以选择用NE555 构成的多谐振荡器作为脉冲电路，采用的周期为T=1S,f=1Hz,其占空比q=0.33,电路设计如图5-2。
R1，R2和C是外接定时元件，电路中将高电平触发端（6脚）和低电平触发端（2脚）并接后接到R2和C的连接处，将放电端（7脚）接到R1，R2的连接处。
由于接通电源瞬间，电容C来不及充电，电容器两端电压uc为低电平，小于（1/3）Vcc，故高电平触发端与低电平触发端均为低电平，输出uo为高电平，放电管VT截止。这时，电源经R1，R2对电容C充电，使电压uc按指数规律上升，当uc上升到（2/3）Vcc时，输出uo为低电平，放电管VT导通，把uc从（1/3）Vcc上升到（2/3）Vcc这段时间内电路的状态称为第一暂稳态，其维持时间TPH的长短与电容的充电时间有关。充电时间常数T充=（R1＋R2）C。
由于放电管VT 导通，电容C 通过电阻R2和放电管放电，电路进人第二暂稳态.其维持时间TPL 的长短与电容的放电时间有关，放电时间常数T ＝R2C 随着C 的放电，uc 下降，当uc 下降到（1/3）Vcc 时，输出uo 。 为高电平，放电管VT 截止，Vcc 再次对电容c 充电，电路又翻转到第一暂稳态。不难理解，接通电源后，电 路就在两个暂稳态之间来回翻转，则输出可得矩形波。电路一旦起振后，uc 电压总是在（1/3～2/3）Vcc 之间变化。
输出脉冲频率:
由上公式可知为了保证输出脉冲周期约为1 秒，可以令R1=10K R2=510K C=1.4uF C1=0.01uF 可以来防止外界信号的干扰，VCC=5V 其中3 为脉冲输出口。
图5-1多谐振荡原理图 图5-2振荡电路图
图5-3
振荡器输出脉冲波形
()C
R R f 21243
.1+
=
5.3 三进制改造模块
三进制计数器可用触发器级联构成也可由集成计数器改造，考虑到直接用计
数器改比用触发器构成计数器的电路结构简单，因此设计中我们选用十六进制计
数器74LS161来改成三进制计数器。
图5-4 74LS161引脚图
TC进位输出端CP时钟输入端(上升沿有效) R异步清零输入端(低电平有效) CEP计数控制端CET计数控制端P0—P3并行数据输入端
LOAD同步并行置入控制端(低电平有效) Q0—Q3输出端
表5-5 74LS161功能表：
输入输出
C R CP L
D EP ET D3D2D1D0Q3 Q2Q1Q0
0 ФФФФФФФФ0 0 0 0
1 ↑0 ФФ d c b a d c b a
1 ↑ 1 0 ФФФФФQ3 Q2Q1Q0
1 ↑ 1 Ф0 ФФФФQ3 Q2Q1Q0
1 ↑ 1 1 1 ФФФФ状态码加1
从74LS161功能表功能表中可以知道，当清零端CR=“0”，计数器输出Q3、Q2、Q1、Q0立即为全“0”，这个时候为异步复位功能。当CR=“1”且LD=“0”时，在CP信号上升沿作用后，74LS161输出端Q3、Q2、Q1、Q0的状态分别与并行数据输入端D3，D2，D1，D0
的状态一样，为同步置数功能。而只有当CR=LD=EP=ET=“1”、CP脉冲上升沿作用后，计数器加1。74LS161还有一个进位输出端CO，其逻辑关系是CO= Q0·Q1·Q2·Q3·CET。合理应用计数器的清零功能和置数功能，一片74LS161可以组成16进制以下的任意进制分频器。当把QA与QB输入与非门，输出端接在CLEAR端，即可以通过反馈清零的方法做出三进制计数器，即QA与QB实现00—01—10—00的循环，其电路结构如图所示：
图5-6三进制计数器电路
三进制计数器的状态表如下表所示：
现态次态
Q1 Q0 Q1 Q0
0 0 0 1
0 1 1 0
1 0 0 0
1 1 清零
5.4 译码输出模块
通过两个开关的断开与闭合来实现四种功能的切换，三八译码器74LS138可将三进制码的三种状态对应输出。译码与显示驱动电路的功能是：在开关控制电路输出和三进制计数器状态的作用下，提供6个尾灯控制信号，当译码驱动电路输出的控制信号为低电平时，相应指示灯点亮。因此，译码与显示驱动电路可用74LS138(其功能表如表5-8所示)、6个反相器构成。
1、图5-9译码器74LS138的输入端C、B、A分别接K1、QB、QA。当图中K1=1、K0=0时，对于计数器状态QAQB为00、01、10，译码器输出依次为0，使得与指示灯L1、L
2、L3对应的反相器输出依次为高电平，从而使指示灯L1、L2、L3依次顺序点亮，示意汽车左转弯；
2、当图中K1=0、K0=1时，对于计数器状态QAQB为00、01、10，译码器输出依次为0，使得与指示灯R1、R2、R3对应的反相器输出依次为高电平，从而使指示灯R1、R2、R3依次顺序点亮，示意汽车右转弯；
3、当图中K1=0，K0=0时，译码器输出为全1，使所有指示灯对应的反相器输出全部为低电平，指示灯全部熄灭；
4、当图中K0=1，K1=1，E=0，F=cp,时，所有指示灯随cp的频率闪烁。实现了4种不同模式下的尾灯状态显示。表5-8为74LS138译码器的功能真值表。74LS138译码器接法如图5-9所示。
图5-7 74LS138引脚图表5-8 74LS138译码器功能表
图5-9译码与驱动电路
5.5 模式控制模块
设译码与显示驱动电路的使能控制信号为E和F，E 与译码器74LS138 的使能输入端E1 相连接，F 与显示驱动电路中与门的一个输入端相连接。由总体逻辑功能可知，E 和F与开关控制变量K1,K0，以及时钟脉冲CP之间的关系如表所示：
表5-10 K1 K0 CP 使能E F理论功能表
开关控制时钟
脉冲
使能控
制信号电路工作状态
K1 K0 CP E F
0 0 d 0 1 汽车正常行驶（此时译码器不工作，译码器输出全部为高，显示驱动电路中的与门输出均为高，反相器输出均为低，尾灯全
部熄灭）
0 1 d 1 1 汽车右转弯行驶（此时译码器在计数器控制下工作，显示驱动电路中的与门输出取决于译码器输出，右侧尾灯R1、R2、R3在译码器输出作用下顺序循环点亮）
1 0 d 1 1 汽车左转弯行驶（此时译码器在计数器控制下工作，显示驱动电路中的与非门输出取决于译码器输出，左侧尾灯L1、L2、L3在译码器输出作用下顺序循环点亮）
1 1 cp 0 cp 汽车临时刹车（此时译码器不工作，译码器输出全部为高，时钟脉冲cp通过显示驱动电路中的与门作用到反相器输出端，使左右两侧的指示灯在时钟脉冲cp作用下同时闪烁）
根据理论表可求出使能控制信号E 和F 的逻辑表达式为：
K0
K1
K0
K1
K0
K1
E⊕
=
+
=
CP
K1K0
K1K0CP
K0
K1
K0
K1
K0
K1
F=
+
+
+
=
根据G 和F的逻辑表达式，可画出模式控制电路，如图所示：
图5-11 译码与显示控制电路
将以上分析的各模块结合起来，并用软件画出来及仿真。
5.6 整体电路图：
图5-12 汽车尾灯控制器电路原理图
RA 10kΩ
RB 510kΩ
C10.01μF
C
1.4μF
VCC
5V
555
555_VIRTUAL GND
DIS OUT
RST VCC THR
CON
TRI Vo 161
74LS161N
QA 14QB 13QC 12QD 11RCO
15
A 3
B 4
C 5
D 6
ENP 7ENT 10
~LOAD 9~CLR 1CLK
2
U2A
74LS00N
138
74LS138D Y015Y114Y213Y312Y411Y510Y69Y7
7
A 1
B 2
C 3G16
~G2A 4
~G2B
5
QA QB
K1 使能控制U4A
74LS10N
U5A
74LS86D U6A 74LS04D
U7A 74LS08D U7B 74LS08D U7C 74LS08D
U8A 74LS08D
U9B
74LS08D U10C 74LS08D E
F
K0Key = B
Rk05kΩ
Rk15kΩ
k1
Key = A 信号发生器
逻辑开关三进制计数
译码状态
驱动显示
L1 2.5 V
L2 2.5 V
L3 2.5 V
R1 2.5 V
R2 2.5 V R3 2.5 V
Ux1A 74LS05D Ux2B 74LS05D Ux3C 74LS05D Ux4D 74LS05D Ux5A 74LS05D Ux6B 74LS05D
6 仿真分析
将上述原理图用multisim11.0画出，进行仿真，为了使现象更明显，可以调节电容的大小，从而改变周期的大小。
当K1=K0=0时，即开关都闭合时，6个灯均熄灭，表示汽车正常行驶时，尾灯全部熄灭；
当K1=0，K0=1时，即K1闭合，K0断开时，R1、R2、R3依次在脉冲的作用下循环点亮，表示汽车右转弯时，右侧尾灯循环闪烁；
当K1=1，K0=0时，即K1断开，K0闭合时，L1、L2、L3依次在脉冲的作用下循环点亮，表示汽车左转弯时，左侧尾灯循环闪烁；
当K1=K0=1时，即开关都断开时，6个灯按脉冲循环闪烁，表示汽车在刹车时，尾灯全部闪亮。
仿真结果和分析一样。
7原件清单
Bill of Materials
Quantity Description RefDes Package
1 74LS, 74LS161N 161 IPC-2221A/2222\NO16
1 74LS, 74LS00N U
2 IPC-2221A/2222\NO14
1 74LS, 74LS138D 138 IPC-7351\DO16
1 74LS, 74LS10N U4 IPC-2221A/2222\NO14
1 74LS, 74LS86D U5 IPC-7351\DO14
4 74LS, 74LS08D U7, U8, U9, U10 IPC-7351\DO14
1 74LS, 74LS04D U6 IPC-7351\DO14
2 DIPSW1 K0, k1 Ultiboard\DIPSW1H
6 74LS, 74LS05D Ux1, Ux2, Ux3, Ux4, Ux5, Ux6 IPC-7351\DO14
8 设计总结
数字逻辑是电子科学与技术专业学生必修的一门专业基础课，我们进行数字逻辑课程设计是我们理论联系实际的最好途径，将书本上的知识利用到实际的分析解决问题中去，这样使我们更加牢固的掌握分析与设计的基本知识与理论，更加熟悉的各种不同规模的逻辑器件，掌握逻辑电路的分析和设计的基本方法，为以后的学习奠定基础。
看到设计题目后，首先要分析汽车尾灯显示状态与汽车运行状态的关系，然后对汽车尾灯控制器进行功能描述，确定汽车尾灯控制器的结构框图，最后进行电路设计。在电路设计过程中，先进行模式控制电路的设计，然后用到了74LS161构造一个三进制计数器，再设计译码与显示电路，最后用6 个发光二极管和6个电阻组成尾灯状态显示电路，各结构的电路设计好了之后，组合起来就设计好了汽车尾灯控制器的逻辑电路。
通过本次数字逻辑课程设计，我体会到了学习不但要把书本知识学好，要得弄懂东西还要自己勤翻书，上网查资料，要勤动脑，学会思考，可以从各个方面去思考同一个问题，最重要的是要学会学以致用。把一个大的电路分割成很多小模块后会比较好设计，设计起来会比较灵活，会有一个清晰的思路。
通过这次的数字电子的课程设计，我体会到学习数字电子的重要性，在过程用到了许多书中的知识，好有些不懂的东西，就上网或是去图书馆查资料，期间遇到困难，也通过认真的检测解决了问题，得益于自己的耐心和决心，也离不开老师和周围同学的帮忙。特别感谢指导老师的悉心指点！
数字电路课程设计题目选编 1、基于DC4011水箱水位自动控制器的设计与实现 简介及要求：水箱水位自动控制器，电路采用CD4011 四与非门作为处理芯片。要求能够实现如下功能：水 箱中的水位低于预定的水位时，自动启动水泵抽水； 而当水箱中的水位达到预定的高水位时，使水泵停止 抽水，始终保持水箱中有一定的水，既不会干，也不 会溢，非常的实用而且方便。 2、基于CD4011声控、光控延时开关的设计与实现 简介及要求：要求电路以CD4011作为中心元件，结合外围 电路，实现以下功能：在白天或光线较亮时,节电开关呈关闭 状态,灯不亮；夜间或光线较暗时，节电开关呈预备工作状态， 当有人经过该开关附近时，脚步声、说话声、拍手声等都能开 启节电开关。灯亮后经过40秒左右的延时节电开关自动关闭， 灯灭。 3、基于CD4011红外感应开关的设计与实现 在一些公共场所里，诸如自动干手机、自动取票机等，只要人手在机器前面一晃，机器便被启动，延时一段时间后自动关闭，使用起来非常方便。要求用CD4011设计有此功能的红外线感应开关。 4、基于CD4011红外线对射报警器的设计与实现 设计一款利用红 外线进行布防的防盗 报警系统，利用多谐振 荡器作为红外线发射 器的驱动电路，驱动红 外发射管，向布防区内 发射红外线，接收端利用专用的红外线接收器件对发射的 红外线信号进行接收，经放大电路进行信号放大及整形， 以CD4011作为逻辑处理器，控制报警电路及复位电路，电
路中设有报警信号锁定功能，即使现场的入侵人员走开，报警电路也将一直报警，直到人为解除后方能取消报警。 5、基于CD4069无线音乐门铃的设计与实现 音乐门铃已为人们所熟知，在一些住宅楼中都 装有音乐门铃，当有客人来访时，只要按下门铃按 钮，就会发出“叮咚”的声音或是播放一首乐曲， 然而在一些已装修好的室内，若是装上有线门铃， 由于必须布线，从而破坏装修，让人感到非常麻烦。 采用CD4069设计一款无线音乐门铃，发射按键与接 收机间采用了无线方式传输信息。 6、基于时基电路555“叮咚”门铃的设计与实现 用NE555集成电路设计、制作一个“叮咚”门铃，使该装置能够 发出音色比较动听的“叮咚”声。 7、基于CD4511数显八路抢答器的设计与实现 CD4511是一块含BCD-7段锁存、译码、驱动电路于一体的集成 电路。设计一款基于CD4511八路抢答器，该电路包括抢答，编 码，优先，锁存，数显和复位。 8、基于NE555+CD4017流水彩灯的设计与实现 以NE555和CD4017为核心，设计制作一个流水彩灯，使之通 过调节电位器旋钮，可调整彩灯的流动速度。 9、基于用CD4067、CD4013、 NE555跑马灯的设计与实 现
通过20进制计数器的输出端的E、D信号控制移位寄存器的S0和S1及其ＣＬＲ＇端真值表
七、附录 555的内部结构 555定时器电路是一块介于模与数字电路的一种混合电路，由于这种特殊的地位，故5 55定时电路在报警电路、控制电路得到了广泛的应用。下图为555的内部电路，从图上可以看出，其仅有两个比较器、一个触发器、一个倒相器、放电管和几个电阻构成，由于比较器电路是一个模拟器，而触发器电路为数字电路，故其为混合器件。 555为一8脚封装的器件，其各引脚的名称和作用如下： 1脚—GND,接地脚 2脚—TL,低电平触发端 3脚—Q,电路的输出端 4脚—/R D,复位端，低电平有效 5脚—V_C,电压控制端 6脚—TH,阈值输入端 7脚—DIS，放电端 8脚—V CC,电源电压端，其电压范围为：3～18V 555的功能描述
上图中当V_C不外接电压时，三个电阻对电源电压进行分压，每个电阻上的压降为1/3 V CC,则两个比较器的同相端的输出电压分别为：1/3CC,2/3V CC。从图上可以看出，其555的工作可分为下列3种情况加以讨论： 1.当触发输入端TL输入电压低于1/3V CC而阈值输入端电压大于2/3V CC时,其下面比较器输出为高电平，触发器输出高电平； 2.当触发输入端TL输入电压高于1/3V CC，而阈值输入端电压小于2/3V CC时,其两个比较器输出皆为低电平，触发器输出保持不变； 3.当触发输入端TL输入电压高于1/3V CC而阈值输入端电压大于2/3V CC时,其上面比较器输出为高电平，触发器输出低电平。 当然你在上面讨论时可同时对放电管进行讨论其状态，这里没有讨论，详情可能见有关资料，从上面的讨论，可列出下列表格： 输入输出 TH TL/RD Q放电管状态 ××00导通＞2/3V CC＞1/3V CC10导通 ＜2/3V CC＞1/3V CC1保持不变保持不变 ＞2/3V CC＞1/3V CC10导通 ＜2/3V CC＜1/3V CC11截止 一、芯片名称：同步可预置带清零二进制计数器 二、74LS163芯片的引脚图和引脚说明：
数字电子技术 课程设计说明书 题 目：生产线自动装箱计数监控器 逻辑电路设计与实验 学生姓名：潘垒坚 学 院：电力学院 班 级：自动化13-1 指导教师：王艳荣 2015年7月 日 学校代码：10128 学 号： 201311204018
摘要 自动化系统不仅已成为了工业和社会生活的一个组成部分，而且是经济发展平的重要标志。工业生产中常常需要自动统计产品的数量并实现对生产线的整体控制，本次设计的生产线自动装箱计数监控器采用光电传感器与计数器相结合的方法实现对物件的数目统计。设计中采用光电传感器将光信号转化为电信号产生正弦脉冲，通过放大滤波整形电路将信号整形为矩形脉冲。将该脉冲通过“罐、箱”计数器实现对罐和箱的计数，最终在数码显示管上显示所计数目。设计还可以通过一系列控制电路实现在箱子未满时持续加入饮料罐，在箱子已满时设备停止工作直到下一空箱到来后设备再次启动并重新加入饮料罐，同时整体电路也可以手动启动、停止和清零控制。本设计经Multisim和实测验证均可达到预期要求。 关键词：光电传感器；自动统计；计数监控器；滤波整形；控制电路
目录 一、设计任务概述...................................... 错误！未定义书签。 1.1设计题目 (1) 1.2设计目的 (2) 1.3设计内容和要求 (2) 1.3.1设计内容 (2) 1.3.2设计要求 (2) 二、设计方案论证及方框图 (2) 2.1题目要求简析 (2) 2.2方案设计与论证 (2) 2.2.1方案一 (2) 2.2.2方案二 (2) 2.2.3方案选择 (2) 2.3电路分块 (3) 2.4电路结构方框图 (3) 三、电路组成及工作原理 (4) 3.1信息采集电路...................................... 错误！未定义书签。 3.1.1信号产生 (4) 3.1.2信号放大 (4) 3.1.3信号整形 (5) 3.2计数显示电路 (5) 3.2.1罐计数显示电路 (6) 3.2.2箱计数显示电路 (6) 3.2.3计数显示总电路 (7) 3.3状态控制电路 (7) 3.4总电路原理图 (9) 四、电路元器件选择与实际测试 (9)
数电课程设计题目选 一、设计并制作一数字式温度计 〖基本要求〗采用电桥法，利用PT~100热电阻对0~200℃测温范围进行测量并送LED 数码管显示，要求测量分辨率为0.1℃,数据测量间隔时间为5秒。 〖提高要求〗1)针对不同的铂热电阻讨论不同的温度信号测量办法 2)利用电路对测温电路进行非线性校正，提高测温精度(电路非线性校正和EPROM 查表法非线性校正两种方法) 3)讨论误差的形成因素和减少误差的措施 4)进行简单的温度开关控制 〖参考原理框图〗系统参考原理框图如下： 〖主要参考元器件〗 MCl4433(1)，LM324(1)，七段数码管(4)，CD4511(1),MC1413(1),铂热电阻使用普通 精密电位器代替。 二、十二小时电子钟 〖基本要求〗利用基本数字电路制作小时电子钟，要求显示时分秒；并能实现校时和校分的功能。 〖提高要求〗1)针对影响电子钟走时精度的因素提出改进方案 2)增加日期显示 3)实现倒计时功能 4)整点报时(非语音报时) 5)定时功能 〖参考原理框图〗： 〖主要参考元器件〗：CD4060，74LS74，74LS161，74LS248 电桥电路 供电电路 时钟电路 放大电路 A/D 转换 显示电路 时校 分校 秒校 24进制时计数器 单次或连续的脉冲 60进制分计数器 分频器 60进制秒计数器 译码电路 晶体振荡器 显示电路 译码电路 显示电路 显示电路 译码电路
三、电平感觉检测仪 〖基本要求〗：采用光电式摇晃传感器，其检测范围为±90℃，每摇晃一度传感器就输出一个脉冲信号给计数单元，在给定时间内测量到的脉冲数目就能表明该人的电平感觉，测试时采用头戴式传感器、闭上双目，单脚立地：保持静止，开始测试。定时时间为1分钟 〖提高要求〗 〖参考原理、框图〗： 〖主要参考元器件〗CD4060，555，74LS74 四、便携式快速心律计 基本要求〗利用数字电路制作一便携式快速心律计，用于在较短时间内测量脉搏跳动速率：并使用LED 显示。 〖提高要求〗1）提高测量精度的方法 2)设计能比较准确测量1S 内心跳的电路 〖参考原理框图〗 〖主要参考元器件〗CD4060，4528，4518；4511，14526 五、数字式定时开关 〖基本要求〗设计并制作一数字式定时开关，此开关采用BCD 拨盘预置开关时间，其最大定时时间为9秒，计数时采用倒计时的方式并通过一位LED 数码管显示。此开关预置时间以后通过另一按钮控 制并进行倒计时，当时间显示为0时，开关发出开关信号，输出端呈现高电平，开关处于开态，再按按钮时，倒计时又开始。计时时间到驱动扬声器报警。 〖提高要求〗 l)输出部分加远距离(100m)继电器进行控制 2）延长定时时间 3)探讨提高定时精度的方法 〖参考原理框图〗 外部操作开关 〖主要参考元器〗：CC4511,CC14522,CD4060 传感器 基准时间产生电路 倍频器 放大与整形 控制电路 计数译码 显 示电 路 秒脉冲发生器 计时器 译码显示 控制电路 报警电路
实验三旋转灯光电路与追逐闪光灯电路 一、实验目的 1．熟悉集成电路CD4029、CD4017、74LS138的逻辑功能。 2．学会用74LS04、CD4029、74LS138组装旋转灯光电路。 3. 学会用CD4069、CD4017组装追逐闪光灯电路。 二、实验电路与原理 1．旋转灯光电路： 图3-1 旋转灯光电路 将16只发光二极管排成一个圆形图案，按照顺序每次点亮一只发光二极管，形成旋转灯光。实现旋转灯光的电路如图3-1所示，图中IC1、R1、C1组成时钟脉冲发生器。IC2为16进制计数器，输出为4位二进制数，在每一个时钟脉冲作用下输出的二进制数加“1”。计数器计满后自动回“0”，重新开始计数，如此不断重复。 输入数据的低三位同时接到两个译码器的数据输入端，但是否能有译码器输出取决于使能端的状态。输入数据的第四位“D”接到IC3的低有效使能端G2和IC4的高有效使能端G1，当4位二进制数的高位D为“0”时，IC4的G1为“0”，IC4的使能端无效，IC4无译码输出，而IC3的G2为“0”，IC3使能端全部有效，低3位的CBA数据由IC3译码，输出D＝0时的8个输出，即低8位输出（Y0～Y7）。当D为“1”时IC3的使能端处于无效状态，IC3无译码输出；IC4的使能端有效，低3位CBA数据由IC4译码，输出D＝1时的8个输出，即高8位输出（Y8～Y15）。 由于输入二进制数不断加“1”，被点亮的发光二极管也不断地改变位置，形成灯光地“移动”。改变振荡器的振荡频率，就能改变灯光的“移动速度”。
注意：74LS138驱动灌电流的能力为8mA，只能直接驱动工作电流为5mA的超高亮发光二极管。若需驱动其他发光二极管或其他显示器件则需要增加驱动电路。 2. 追逐闪光灯电路 图 3-2 追 逐 闪 光 灯 电 路 （ 1） ． CD 401 7 的 管 脚功能 CD4017集成电路是十进制计数／时序译码器，又称十进制计数／脉冲分频器。它是4000系列CMOS数字集成电路中应用最广泛的电路之一，其结构简单，造价低廉，性能稳定可靠，工艺成熟，使用方便。它与时基集成电路555一样，深受广大电子科技工作者和电子爱好者的喜爱。目前世界各大通用数字集成电路厂家都生产40171C，在国外的产品典型型号为CD4017，在我国，早期产品的型号为C217、C187、CC4017等。 （2）CD4017C管脚功能 CMOSCD40171C采用标准的双列直插式16脚塑封，它的引脚排列如图3-3(a)所示。 CC4017是国标型号，它与国外同类产品CD4017在逻辑功能、引出端和电参数等方面完全相同，可以直接互换。本书均以CD40171C为例进行介绍，其引脚功能如下： ①脚(Y5)，第5输出端；②脚(Y1)，第1输出端，⑧脚(Yo)，第0输出端，电路清零 时，该端为高电平，④脚(Y2)，第2输出端；⑤脚(Y6)，第6输出端；⑥脚(Y7)，第7输出端；⑦脚(Y3)，第3输出端；⑧脚(Vss)，电源负端；⑨脚(Y8)，第8输出端，⑩脚(Y4)，第4输出端；11脚(Y9)，第9输出端，12脚(Qco)，级联进位输出端，每输入10个时钟脉冲，就可得一个进位输出脉冲，因此进位输出信号可作为下一级计数器的时钟信号。13脚(EN)，时钟输入端，脉冲下降沿有效；14脚(CP)，时钟输入
数电课程设计报告 姓名：李鹏鹏 学号：04113063 指导老师：董瑞军
目录 1.概述 ---------------------------------------------------3 2.原理图 --------------------------------------------------3 3.FPGA与ADC0809VHDL控制程序 ------------------------------3 4.FPGA中储存模块 -----------------------------------------7 5.储存器控制模块 ----------------------------------------8 6.FPGA与DAC0832的连接和控制 ------------------------------11 7.分频模块 ---------------------------------------14 8.顶层模块设计 ----------------------------------------15 9.RTL视图 ----------------------------------------------18 10.研究体会 -----------------------------------------------19
一．概述 课题要求通过FPGA对A/D和D/A转换的控制,使得FPGA的输入量和输出量一致，根据原理设计出如下框架图。本报告主要内容从A/D转换器（ADC0809）前端的测温电路开始，经过取样保持电路，详细介绍了A/D转换器与FPGA芯片VHDL控制程序，以及FPGA的对数据的储存和控制模块，之后说明D/A转换器（DAC0832）控制程序和转换器后端的电路图，并完成顶层模块设计以各模块，主要过程在计算机上进行仿真，报告中附以详尽说明的仿真波形和统计报告。 二．原理图 若模拟信号变化速度较快，需要在A/D之前加入采样保持电路，以保证转换精度。在这里选择LF398（LF398是一个专用的采样保持芯片，它具有很高的直流精度和较高的采样速率，器件的动态性能和保持性能可以通过合适的外接保持电容达到最佳。）模拟输入量U0(t)从IP进入，采样输出量从OP口输出至ADC0809的IN口（IN0-IN7的选择由ADDA-ADDC决定），逻辑输入控制端与START连接。ADC0809和FPGA的连接和FPGA和DAC0832的连接如图，而在DAC0832后端，由于输出的为模拟电流量，若需输出电压量，则可加入如图电路。 三．FPGA与ADC0809VHDL控制程序 ADC0809的引脚图如下 IN0-IN7模拟量输入通道 ADDA,ADDB,ADDC---输入通道选择地址，按其状态选择输入通道。
数字电子技术电路课程设计题目：数字钟课程设计 学院：XXXXX 专业：XXXXX 班级：XXXX 姓名：XXXX 学号：XXXXX 指导老师：XXXXX
一、设计目的 数字钟是一种用数字电子技术实现时，分，秒计时的装置，具有较高的准确性和直观性等各方面的优势，而得到广泛的应用。此次设计数字电子钟是为了了解数字钟的原理，在设计数字电子钟的过程中，用数字电子技术的理论和制作实践相结合，进一步加深数字电子技术课程知识的理解和应用，同时学会使用Multisim电子设计软件。 二、设计要求 1.显示时，分，秒，用24小时制 2.能够进行校时，可以对数字钟进行调时间 3.能够正点报时（用555产生断续音频信号）； 三、设计方案比较 方案一、采用中小规模集成电路实现 采用集成逻辑电路设计具有能实现，时、分、秒计时功能和定点报时功能，计时模块采用时钟信号触发，不需要程序控制。 方案二：EDA技术实现 采用EDA作为主控制器外围电路进行电压，时钟控制、键盘和LED控制。但此方案逻辑电路复杂，外围设备多，灵活性较低，不利于扩展 方案三、单片机编程实现 此方案采用单片机编程来设计和控制。 综上，根据自身的知识和方案比较，采用方案一，因为方案一简便灵活，扩展性好，同时符合此次数子电子知识设计的要求。 四、设计过程和说明 1.数字电子钟计时和显示功能的实现 （1）采用两片十进制计数器74LS160N扩展连接，设计60进制的计数器，显示0到59，在59时采用置数的方法，将两片74LS160N同时置数至0，以循环显示0到59。（图）
（2）24进制亦采用两片十进制计数器74LS160N扩展连接，设计24进制的计数器，显示0到23，在23时采用置数的方法，将两片74LS160N同时置数至0，以循环显示0到23（图）
按以下要求设计电路，画出逻辑框图，分析原理，在仿真软件中搭建电路并验证结果： 1、试用两片双4选1数据选择器74HC153和3线-8线译码器74HC138接成16选1的数据选择器。 2、试设计一个可以实现余3码和8421BCD码相互转换的逻辑电路。当开关置于某状态时，将余3码转换成8421BCD码；当开关置于另一种状态时，将8421BCD码转换成余3码。 3、试设计一个可显示十进制数0-9的键盘编码器。十个按键，分别对应数字0-9，当按下其中一个键时，十进制数会被编码成相应的BCD码，并由七段数码管显示该按键所对应的数字。 4、试利用D触发器构成T触发器、T’触发器和JK触发器。验证以上4种触发器的功能并加以说明。参照《电工电子技术实验指导》实验26中的实验记录表（如表26-8）验证仿真结果。 5、设计一个数字钟电路，要求能用七段数码管显示从0时0分0秒到23时59分59秒之间的任一时刻。 6、利用两片同步十进制计数器74160接成同步三十一进制计数器，可以附加必要的门电路，并用七段数码管显示计数结果。 7、试用555定时器设计一个单稳态触发器，要求输出脉冲宽度在1-10s的范围内可手动调节。 8、试用555定时器设计一个多谐振荡器，要求震荡周期为1s，输出脉冲幅度大于3V而小于5V，输出脉冲的占空比q=2/3。 9、设计制作一个可容纳4组参赛的数字式抢答器，每组抢答按钮供抢答时使用，且电路具有第一抢答信号的鉴别和锁存功能。在主持人将系统复位并发出抢答指令后，若参赛者按抢答开关，则该组指示灯亮，同时电路应具有自锁功能，使别的抢答开关不起作用。 10、倒计时计时器的用途很广泛。它可以用做定时，控制被定时的电器的工作状态，实现定时开或者定时关，最长定时时间为999分钟。它还可以用做倒计时记数，最长记时时间为999秒，有三位数码管显示记数状态。用三个可预置数的减计数器组成三位二-十进制减计数器，用三个译码器和三个LED数码管显示器。
数字电路课程设计数字闹钟 学生姓名： 班级学号： 设计时间：
一、设计任务与技术指标 设计并制作一个可定时起闹的数字钟,并具有以下指标： 1、有“时”、“分”十进制显示，“秒”使用发光二极管闪烁表示； 2、以24小时为一个计时周期； 3、走时过程中能按预设的定时时间（精确到小时）启动闹钟，以发光二极管闪烁表示，启闹时间为3s～10s。 二、实验仪器及主要器件 5V电源 1台 面包板 1块 万用表 1只 74LS163 6片 74LS00 5片 74LS138 2片 CD4511 4片 LM555 1片 74LS123 1片 LED共阴极显示器 4片 电阻若干 电容 2个 导线若干米
三、设计原理 该系统由秒信号发生器、走时电路、闹钟电路等部分组成。 1、标准时间源 （1）标准时间源即秒信号发生器 （2）可采用LM555构成多谐振荡器，调整电阻可改变频率，使之产生1Hz的脉冲信号（即T=1S） LM555管脚排列及电路 2.计时部分 时计数单元一般为24进制计数器，其输出为两位8421BCD码形式；分计数和秒计数单元为60进制计数器，其输出也为8421BCD码。每一部分都由两片计数器（74LS163）级联构成。
（1）秒计时器和分计时器： 模60计数器分成个位和十位，个位模十，十位模六。个位从0000计数到1001，利用置数端将个位从0000重新开始计数，同时将1001信号作为一个CP脉冲信号传给十位，让十位开始从0000开始计数。以此规律开始计数，直到十位计数到5，个位计数到9时，通过十位的置数端将十位清零，重新开始计数，并将此信号作为一个CP脉冲信号传给分计数器。
数字电路课程设计总结报告题目：交通灯控制器 班级：08通信工程1班 学号：0810618125 姓名：廖小梅 指导老师：张红燕 日期：2010年12月
目录 1、设计背景 2、设计任务书 3、设计框图及总体描述 4、各单元设计电路设计方案与原理说明 5、测试过程及结果分析 6、设计、安装、调试中的体会 7、对本次课程设计的意见及建议 8、附录 9、参考文献 10、成绩评定表格
一、设计背景 随着经济的快速发展，城市交通问题日益凸显严重，尤其在城市街道的十字叉路口，极其容易发生交通问题，为了保证交通秩序和人们的安全，一般在每条街上都有一组红、黄、绿交通信号灯。交通灯控制电路自动控制十字路口的红、黄、绿交通灯。交通灯通过的状态转换，指挥车辆行人通行，保证车辆行人的安全，实现十字路口交通管理自动化。 二、设计任务书 1、设计一个十字路口的交通灯控制电路，要求南北方向（即 A车道）和东西方向（即B车道）两条交叉道路上的车辆 交替运行，每次通行时间都为30秒； 2、在绿灯转红灯时，先由绿灯转为黄灯，黄灯亮6秒后，再 由黄灯转为红灯，此时另一方向才由红灯转为绿灯，车辆 才开始通行。 三、设计框图及总体描述 1、分析系统的逻辑功能，画出其框图 交通灯控制系统的原理框图如图1所示。它主要由控制器、定时器、译码器和秒脉冲信号发生器等部分组成。秒脉冲发生器是该系统中定时器和控制器的标准时钟信号源，译码器输出两组信号灯的控制信号，经驱动电路后驱动信号灯工作，控制器是系统的主要部分，由它控制定时器和译码器的工作。
图1交通灯控制系统原理框图 在图中， T30: 表示甲车道或乙车道绿灯亮的时间间隔为30秒，即车辆正常通行的时间间隔。定时时间到，T30 =1，否则，T30 =0。 T6：表示黄灯亮的时间间隔为6秒。定时时间到，T6=1，否则，T6=0。 S T：表示定时器到了规定的时间后，由控制器发出状态转换信号。 由它控制定时器开始下个工作状态的定时。 交通系统的车道信号灯的工作状态转换如下所述： 状态1：A车道绿灯亮，B车道红灯亮。表示A车道上的车辆允许通行,B车道禁止通行。绿灯亮满规定的时间隔T30时， 控制器发出状态信号S T，转到下一工作状态。 状态2：A车道黄灯亮，B车道红灯亮。表示A车道上未过停车线的车辆停止通行，已过停车线的车辆继续通行，B车 道禁止通行。黄灯亮足规定时间间隔TY时，控制器发 出状态转换信号S T，转到下一工作状态。 状态3：A车道红灯亮，B车道黄灯亮。表示A A车道禁止通行，B车道上的车辆允许通行绿灯亮满规定的时间间隔T30 时，控制器发出状态转换信号S T，转到下一工作状态。
湖南工程学院课程设计 课程名称数字电子技术 课题名称简易电梯控制系统 专业自动化 班级 1081 学号 姓名罗超超 指导教师龚志鹏 2012年 11月 23日湖南工程学院 课程设计任务书 课程名称：数字电子技术 题目：简易电梯控制系统 专业班级：自动化1081 学生姓名：罗超超学号:11 指导老师：龚志鹏 审批： 任务书下达日期 2012年11月19日星期一 设计完成日期 2012年11月23日星期五
目录
一、系统总体设计方案及系统框图 设计方案： ⑴系统的时钟脉冲信号是由函数发生器发生。时钟信号通过一定与门和与非门输入同步加减计数器74LS192N，控制其加减计数。 ⑵系统的开关控制电路是由D触发器和与非门构成，控制信号灯的工作状态。 ⑶系统的核心电路是由编码器74LS148N，数据比较器74LS85，同步可加减计数器74LS192N，与一定的门电路组成，实现对电梯的上升和下降的控制。 设计原理： ⑴系统的信号灯控制部分是由开关和D触发器构成，开关先接高电平，按下开关时，给了一个高电平触发信号输入给D触发器使其锁存高电平信号，从而使信号灯一直亮直到信号结束。 ⑵系统的核心部分是由编码器74LS148N，数据比较器74LS85，同步十进制可逆计数器74LS192N，译码器CD4511和一定的门电路组成。按下开关时，产生的高电平信号由D触发器传给74LS148N编码器，产生后的编码输入74LS85数据比较器，通过与74LS192N输出编码比较，产生
的信号再连接时钟信号通过一定的门电路输入74LS192N计数器，控制计数器的加减，从而实现电梯的上升与下降。 系统总电路图： 二、单元电路的设计 信号的输入，锁存及显示： 该单元电路如下图所示： 将D触发器的Q非端与D端相连组成T触发器，当时钟输入端CLK输入高点平，Q端的状态翻转。D触发器的复位端输入复位信号，Q端输出低电平，LED灯熄灭。
数电课程设计题目选 一、设计并制作一数字式温度计 〖基本要求〗采用电桥法，利用PT~100热电阻对0~200℃测温范围进行测量并送LED数码管显示，要求测量分辨率为0.1℃,数据测量间隔时间为5秒。 〖提高要求〗1)针对不同的铂热电阻讨论不同的温度信号测量办法 2)利用电路对测温电路进行非线性校正，提高测温精度(电路非线性校正和EPROM查表法非线性校正两种方法) 3)讨论误差的形成因素和减少误差的措施 4)进行简单的温度开关控制 〖参考原理框图〗系统参考原理框图如下： 〖主要参考元器件〗 MCl4433(1)，LM324(1)，七段数码管(4)，CD4511(1),MC1413(1),铂热电阻使用普通 精密电位器代替。 二、十二小时电子钟 〖基本要求〗利用基本数字电路制作小时电子钟，要求显示时分秒；并能实现校时和校分的功能。 〖提高要求〗1)针对影响电子钟走时精度的因素提出改进方案 2)增加日期显示 3)实现倒计时功能 4)整点报时(非语音报时) 5)定时功能 〖参考原理框图〗：
三、电平感觉检测仪 〖基本要求〗：采用光电式摇晃传感器，其检测范围为±90℃，每摇晃一度传感器就输出一个脉冲信号给计数单元，在给定时间内测量到的脉冲数目就能表明该人的电平感觉，测试时采用头戴式传感器、闭上双目，单脚立地：保持静止，开始测试。定时时间为1分钟 〖提高要求〗 〖参考原理、框图〗： 〖主要参考元器件〗CD4060，555，74LS74 四、便携式快速心律计 基本要求〗利用数字电路制作一便携式快速心律计，用于在较短时间内测量脉搏跳动速率：并使用LED显示。 〖提高要求〗1）提高测量精度的方法 2)设计能比较准确测量1S内心跳的电路 〖参考原理框图〗 〖主要参考元器件〗CD4060，4528，4518；4511，14526 五、数字式定时开关 〖基本要求〗设计并制作一数字式定时开关，此开关采用BCD拨盘预置开关时间，其最大定时时间为9秒，计数时采用倒计时的方式并通过一位LED数码管显示。此开关预置时间以后通过另一按钮控 制并进行倒计时，当时间显示为0时，开关发出开关信号，输出端呈现高电平，开关处于开态，再按按钮时，倒计时又开始。计时时间到驱动扬声器报警。 〖提高要求〗l)输出部分加远距离(100m)继电器进行控制 2）延长定时时间 3)探讨提高定时精度的方法 〖参考原理框图〗 〖主要参考元器〗：CC4511,CC14522,CD4060
数字电路课程设计 一、概述 任务：通过解决一两个实际问题，巩固和加深在课程教学中所学到的知识和实验技能，基本掌握常用电子电路的一般设计方法，提高电子电路的设计和实验能力，为今后从事生产和科研工作打下一定的基础。为毕业设计和今后从事电子技术方面的工作打下基础。 设计环节：根据题目拟定性能指标，电路的预设计，实验，修改设计。 衡量设计的标准：工作稳定可靠，能达到所要求的性能指标，并留有适当的裕量；电路简单、成本低；功耗低；所采用的元器件的品种少、体积小并且货源充足；便于生产、测试和维修。 二、常用的电子电路的一般设计方法 常用的电子电路的一般设计方法是：选择总体方案，设计单元电路，选择元器件，计算参数，审图，实验（包括修改测试性能），画出总体电路图。 1．总体方案的选择 设计电路的第一步就是选择总体方案。所谓总体方案是根据所提出的任务、要求和性能指标，用具有一定功能的若干单元电路组成一个整体，来实现各项功能，满足设计题目提出的要求和技术指标。 由于符合要求的总体方案往往不止一个，应当针对任务、要求和条件，查阅有关资料，以广开思路，提出若干不同的方案，然后仔细分析每个方案的可行性和优缺点，加以比较，从中取优。在选择过程中，常用框图表示各种方案的基本原理。框图一般不必画得太详细，只要说明基本原理就可以了，但有些关键部分一定要画清楚，必要时尚需画出具体电路来加以分析。 2．单元电路的设计 在确定了总体方案、画出详细框图之后，便可进行单元电路设计。 （1）根据设计要求和已选定的总体方案的原理框图，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，应注意各单元电路的相互配合，要尽量少用或不用电平转换之类的接口电路，以简化电路结构、降低成本。
数电课程设计报告：频率计 目录 一、设计指标 二、系统概述 1.设计思想 2.可行性论证 3.工作过程 三、单元电路设计及分析 1.器件选择 2.设计及工作原理分析 四、电路的组构及调试 1.遇到的问题 2.现象记录及原因分析 3.解决及结果 4.功能的测试方法、步骤、设备、记录的数据 五、总结 1.体会 2.电路总图 六、参考文献 一、设计指标 设计指标：要求设计一个测量TTL方波信号频率的数字系统。测试值采用4个LED七段数码管显示，并以发光二极管只是测量对象（频率）的单位：Hz、kHz。
频率的测量范围有四档量程。 1）测量结果显示四位有效数字，测量精度为万分之一。 2）频率测量范围：100.1Hz——999.9kHz，分为： 第一档： 100.0Hz——999.9Hz 第二档： 1.000kHz——9.999kHz 第三档： 10.00kHz——99.99kHz 第四档： 100.0kHz——999.9kHz 3）量程切换可以采用两个按键SWB、SWA手动切换。 扩展要求： 一、当被测频率大于999.9kHz，超出最大值时，设置亮一个警灯，并同时发出报警声音。 二、自动切换量程 提示： 1.计数器计到9999时，产生溢出信号CO，启动量程加档。 2.显示不足4位有效数字时量程减档。 三、各量程输出信号的频率最高位有效数字为1、2、3、4、5、6、7、8、9。 二、系统概述 1.设计思想 周期性信号频率可通过记录信号在1s内的周期数来确定其频率。
累计标准时间Ts中被测信号的脉冲个数Nx，被测信号频率：fx≈Nx/Ts 测量时间Ts选择：由于测量时间Ts需要根据被测信号的频率切换，所以通常对振荡时钟进行分频以获得不同的定时时间。 采样定时、显示锁存、计数器清零的控制时序波形图 2.可行性论证 用计数器实现记录周期数的功能；用时基信号产生计数时间作为采样时间；用四位动态扫描通过数码管显示结果；因为如果计数器直接把数据输入到数码管显示，那么数码管的数据就会不断变化，累计增加的情况，所以采用锁存器，在每个时间信号内，通过一个高电平使能有效，将计数器的数值锁存到寄存器或者锁存器；为了不要让每次锁存的数据会比上次
课程设计说明书 课程设计名称：数字电路课程设计 课程设计题目：四花样彩灯控制器 学院名称：信息工程学院 专业：通信工程班级： 1１０４2２学号: 11０4２215 姓名：陈粤龙 评分：教师： 20 13 年 9 月 23 日
数字电路课程设计任 务书 20 １2 －2０13 学年第 1 学期第１9 周- ２０ 周 题目四花样彩灯控制 内容及要求 (1) 彩灯一亮一灭,从左向右移动 （2) 彩灯两亮两灭，从左向右移动 （3）四亮四灭,从左向右移动 (4）从１~8从左到右逐次点亮，然后逐次熄灭 （5）四种花样自动变换. 进度安排 1. 布置任务、查阅资料、选择方案、领仪器设备:2天 2。仿真、画PCＢ线路图：2天 ３。领元器件、制作、焊接：3天 4．调试：２天?5. 验收：1天 6. 提交报告:201３－20１4学年第一学期2—3周 学生姓名：陈粤龙 指导时间:2周指导地点：E610 任务下达2013年 9月 2２日任务完成20１3 年 9 月2 ５日 考核方式1．评阅□２.答辩□3．实际操作□4．其它□ 指导教师系(部）主任 注：１、此表一组一表二份，课程设计小组组长一份；任课教师授课时自带一份
备查。 2、课程设计结束后与“课程设计小结"、“学生成绩单”一并交院教务存档。
摘要 彩灯控制器在我门日常生活中有重要的运用，如广告牌的设计和节日彩灯的设计都能运用到它的原理.本次设计的四花样彩灯控制器是其中较简单的,但这是进行复杂设计的基础。 本次课程设计要设计一个四花样彩灯控制器。首先要分析设计要求，从要实现四花样入手推导出要使用的芯片。可通过八位右移寄存器７4LS164实现八个彩灯的向右移动,从它的右移输入端输入四种码来实现它的四种花样。根据四种花样确定这四种码，可通过模十六计数器７４LS１61的输出端接与门74LS08和非门74LS0４产生。要实现彩灯的自动转换，把四种码输入四选一数据选择器74LS １５３的四个输入端,它的地址输入端接双Ｄ触发器7４LS74的两个输出端，74L Ｓ74可产生四种循环的状态，从而实现彩灯的自动转换。时钟信号由两个5５5产生,一个产生周期为0.721秒的矩形脉冲控制模十六计数器74LＳ1６１和八位右移寄存器74LＳ1６4,另一个产生周期为14.０1秒的脉冲控制双Ｄ触发器。当彩灯完成一种花样时，双Ｄ触发器输出状态改变，数据选择器选择另一种码输出,彩灯变为下一种花样，直到完成四种花样再循环变化. 经实验验证，所设计的四花样彩器能完成四花样变换，每一种花样循环两次，四种花样不断循环。 关键字：时钟脉冲分频自动转换控制器数据选择器
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。
太原理工大学
课程设计任务书 注：1.课程设计完成后，学生提交的归档文件应按照：封面—任务书—说明书—图纸的顺序进行装订上交（大张图纸不必装订） 2.可根据实际内容需要续表，但应保持原格式不变。 指导教师签名：日期：
专业班级 学号 姓名 成绩 一、 简述 为了确保十字路口的车辆顺利、畅通地通过，往往都采用自动控制的交通信号灯来进行指挥。其中红灯（R ）亮表示该条道路禁止通行；黄灯（Y ）亮表示停车；绿灯（G ）亮表示允许通行。 交通灯控制器的系统框图如图3.1所示。 图3.1 交通灯控制器系统框图 系统由秒脉冲信号发生器、定时器、控制器、译码显示器、信号灯显示器五大部分组成。其中秒脉冲信号发生器用于给各个组成部分提供脉冲信号，通过定时器向控制器发出三种定时信号，使相应的发光二极管发光。译码显示器在控制器的控制下，改变交通灯信号，分别产生三种倒计时时间显示，控制器根据定时器的信号，进行状态间的转换，使显示器的显示发生相应转变。 二、设计目的 通过本次课题设计，应该掌握以下内容 （1）学习数字逻辑电路设计的一般方法。 （2）要求学会用理论知识解决实际问题。 （3）灵活掌握部分74LS 系列集成电路的使用。 （4）掌握Multisim 仿真软件的应用。 （5）掌握常用元器件的识别与测量。 （6）了解实际电路调试和解决问题的基本方法。 三、总体方案设计 用定时器分别产生三个时间间隔后，向控制器发出“时间已到”的信号，控制器 ……………………………………装………………………………………订…………………………………………
根据定时器的信号，决定是否进行状态转换。如果肯定，则控制器发出状态转换信号ST，定时器开始清零，准备重新计时。 交通灯控制器的控制过程分为四个阶段，对应的输出有四种状态，分别用S0、S1、S2、S3表示。 S0状态：主干道绿灯亮，支干道红灯亮，此时主干道允许车辆通行，主干道禁止车辆通行。当主干道绿灯亮够规定的时间后，控制器发出状态转换信号，系统进入下一个状态。 S1状态：主干道黄灯亮，主干道红灯亮，此时主干道允许超过停车线的车辆继续通行，而未超过停车线的车辆禁止通行，支干道禁止车辆通行。当主干道黄灯亮够规定时间后，控制器发出状态转换信号，系统进入下一个状态。 S2状态：主干道红灯亮，支干道绿灯亮。此时主干道禁止车辆通行，支干道允许车辆通行，当支干道绿灯亮够规定时间后，控制器发出状态转换信号，系统进入下一个状态。 S3状态：支干道红灯亮，支干道黄灯亮。此时主干道禁止车辆通行，支干道允许超过停车线的车辆通行，而未超过停车线的车辆禁止通行。当支干道红灯亮够规定的时间后，控制器发出状态转换信号，系统进入下一个状态------S0状态。 交 灯 状 态 转
数电课设报告
、 西安电子科技大学 电子技术应用设计课程实验报告实验名称改通用示波器为简易的逻辑分析仪 网络与信息安全学院 1518021 班 姓名 ** 学号 ** 同作者无 实验日期 2017 年 12 月21 25 日 实验地点 E-II-310
一、方案设计报告 1、任务要求 通过扩展示波器的功能，完成简易逻辑分析仪的设计。 2、方案的原理及可行性 A、组成 通用示波器通常由显示器件（阴极射线管）、垂直放大器、触发器 或同步电路、时基、水平放大器、门控放大器、电源等组成，其 框图如下所示。 B、工作原理 被测信号经垂直放大器后加到示波器的垂直（Y轴）的偏转系统， 使电子射线的垂直偏转距离正比于输入信号的瞬时值。在示波管 的水平（X轴）偏转系统上加以随时间线性变化的信号；使电子射 线在水平偏转正比于时间，那么再示波管的屏幕上就得到输入信 号的时间波形。由于水平偏转系统所加线性变化的信号不可能无 限增长，荧光屏的尺寸也有限，故实际线性变化的信号（扫描信 号）是一锯齿波，这样就能使输入信号的时间波形在荧光屏上反 复出现。当锯齿波的重复周期等于输入信号周期（或输入信号周 期的整数倍）时，每次重复出现的波形正好完全重合（同步）就 可看到稳定的波形。 C、双踪示波器 对于双踪示波器，则是由一个电子开关来控制Y轴偏移电压，使
其在第一个扫描周用内接通第一路信号，在第二个扫描周期接通第二路信号（在两个扫描周期可以加入不同的偏移电压），交替进行。这样在屏幕上就可同时看到两个波形。如图所示。实际上示波器是分时工作。 D、示波器功能扩展 根据上述原理，若要示波器能够同时观察多个波形。只需在每个波形加入Y轴放大器（垂直放大器）的同时加一偏移电压，然后调节扫描周明便能得到稳定的多个波形。示波器观察多个波形功能扩展框图如下。
课程设计说明书课程设计名称：脉冲数字电路课程设计课程设计题目： LED猜盘游戏 学院名称：信息工程学院 专业：电子信息工程班级： 学号：： 评分：教师： 20 13年 11月 27 日
脉冲数字电路课程设计任务书 2018－2018学年第一学期第12周－13周 注：1、此表一组一表二份，课程设计小组组长一份；任课教师授课时自带一份备查。 2、课程设计结束后与“课程设计小结”、“学生成绩单”一并交院教务存档。
摘要 转盘游戏是一种特别有意思的游戏，它突出了事件的随机性，人们根据这 种不确定性事件的等可能发生性进行猜测,然后通过转盘开始旋转直至停下，来验证猜测是否准确。近年来，由简单的猜盘逐渐发展到益智转盘游戏、猜奖、老虎机等等不同形式，广受大家的喜爱。因此，本次课程设计采用数字电路知识，利用时钟振荡脉冲进行计数并控制发光二极管的亮灭来简单实现转 盘游戏的功能。本次设计中，采用两片NE555芯片以及一片CD4017脉冲分配器来完成 设计要求。该方案利用NE555定时器构成单稳触发器和多谐振荡器，构成时钟脉冲发生电路模块，CD4017实现时序分配模块，LED实现显示模块。时钟振荡电路控制脉冲信号的时间长短和频率，送入CD4017实现对脉冲信号的分配，出现的与时钟同步的高电平控制LED的亮灭，在指定的时间围使高速旋转 的LED停止在某一盏灯上。关键词：LED猜盘游戏，NE555,CD4017，时钟振荡脉冲，时序分配
目录 第一章设计的目的及要求 1.1设计目的 (1) 1.2 设计要求 (1) 第二章方案比较及确定 2.1 设计要求分析 (2) 2.2 方案比较 (2) 2.2.1 方案一 (2) 2.2.2 方案二 (4) 2.2.3 方案三 (5) 2.3 方案确定 (6) 第三章系统组成及工作原理 3.1系统构成 (7)