数字电路大作业

子技术》大作业电子技术基础是一门实践性很强的课程。

数字电路大作业是在学完本门课程后，对所学知识的综合性考察。

大作业分成两种形式：理论设计和实物制作，大家可以自由选择，要求附后。

希望同学们借助教材、参考书以及互联网等，充分发挥想象力和创造力，认真完成本次大作业。

【理论设计要求】1.每3人一组，完成其中一个题目。

每人写出一份设计报告，而每组只提交一份报告，网上提交，完成时间截至第18周，逾期系统自动关闭。

2.鼓励有条件的同学应用Multisim或Orcad/Pspice等软件对所设计电路进行仿真。

3.不能使用单片机实现。

4.将对设计报告进行评定打分并作为平时成绩计入期末总成绩。

【实物制作要求】1.制作出一个实用的电子电路，具体不限，能成功演示其功能。

2.一人或者两人一题。

3.写出简单的设计说明，并于网上提交。

4.将对实物制作情况评定打分并作为平时成绩计入期末总成绩。

【报告内容】1. 目录2. 设计目的及要求工作原理、系统方框图4. 各部分选定方案及电路组成、相关器件说明5. 调试过程（如果没做实物，可免）6. 设计结论7 设计心得与总结（要具体落实到小组各成员）8. 参考文献9. 附录附录一：元器件清单附录二：总体设计图附录三：仿真结果（可无）附录四：小组各成员所做工作说明（设计者排序），每个成员对最终方案的贡献（哪个地方是谁设计的）【理论设计题目】NO.1 设计一个输血—受血判别电路，当输血者和受血者的血型符合相关规则，配型成功，受血者可以接受输血者提供的血液，用LED指示配型成功与否。

NO.2 循环彩灯电路NO.3设计一个多路抢答器，可供8名选手进行抢答；主持人可清零系统和宣布抢答开始；主持人可设定抢答时间进行定时抢答，并显示选手的编号及音响提示。

NO.4 用555芯片设计三种警笛发音电路：警车、消防车和救护车，频率和持续时间自定义，以接近实用警笛唯优。

NO.5 设计一数字时钟电路，要求24小时制，有时分校准功能。

《数字电路与逻辑设计》 作业11. 填空题:2. 数字电路只能处理 数字 信号, 不能处理 模拟 信号。

3. 八进制数27.2对应的十进制数为 23.25 , 二进制数为 10111.01 。

4. 八进制数41.24对应的十六进制数为 21.5 , 十进制数是 65.256 。

5. 8421BCD 编码为(0101,0011)的十进制数是 53 , 转换为二进制数是 110101 。

6. 二进制数1100110的Grary 码为 1010101 , 8421码为 0001000000100 。

7. 逻辑代数有 逻辑与 、逻辑或和逻辑非三种基本运算。

8. 逻辑代数的三条重要规则是指代入规则、反演规则和对偶规则。

9. 一个n 变量逻辑函数的全部最小项的个数应该有2xn 个。

10. 逻辑函数 的反函数 , 对偶函数 。

11. 逻辑函数 的反函数 , 对偶函数 。

12. 根据逻辑运算关系, 逻辑函数 可以表示为 。

13. 根据逻辑运算关系, 逻辑函数 可以表示为 。

14. 设输入变量为ABC, 判别三个变量中有奇数个1时, 函数F=1, 否则F=0, 实现它的异或表达式为F= 。

15. 两输入与非门的输入为01时, 输出为 1 , 两输入或非门的输入为01时, 输出为 0 。

16. 三位二进制代码输入的译码器, 必然有 8 个输出端, 且译码器工作时, 只有 1 个呈现有效电平。

17. 消除组合逻辑电路中冒险的常用方法有增加冗余法、输出加滤波器、选通法组合。

18. 组合电路有时产生竞争-冒险, 在 情况下, 产生静态”1”冒险, 在 情况下, 产生静态”0”冒险。

19. 逻辑函数FA B =可表示成AB B A F +=。

用真值表证明下列等式:1.由真值表达式→ 成立))((C B C A C AB ++=+由真值表达式成立B A B A +=用基本定理证明下列等式:1.证明:2.一． 证明:用代数法化简下列最简与或表达式:1.=>BC C A AB BC C B A AB F++=++= 2.=>)()(C B A C B A F+++++=1=F3.=>C A B A C B B A CC B C A AB B A C B C A B A C B C A B A F +=++++=++++=+•++=•+=)1()()()(五. 用卡诺图化简下列函数（要求最简）1.C B AD C B D C B C B A F +++=12.F(A,B,C,D)=D A C A F +=3.F(A,B,C,D)=B D4.无关项: A BD m m m m m ABCD F m m m m ABCD F d m ==∑∑)8,7,5,2,0()()15,13,6,4()(5.无关项:DCB AD B m m m ABCD F m m m m m m m ABCD F d m ==∑∑)15,5,3()()11,15,7,13,11,9,0()(6. \ CA C AB F m m m m m m m m m m m m m m m m ABCD F m ++==∑)9,8,13,12,14,15,13,12,6,7,5,4,7,5,3,2()(7. BCDC B AD C B C B A F m m m m m m m m ABCD F m +++==∑)9,15,7,4,5,3,2,1()(8. D C A D C B F +=9. D B A D C B D C A C B A F +++=六.已知 代表三位二进制数, 设计一个组合电路, 当 时输出 , 当 时输出 , 要求:②写出y 的最简与或表达式；012012012012012x x x x x x x x x x x x x x x y ++++==120201x x x x x x ++=201x x x③完全用与非门画出电路图。

数字电子技术基础大作业
课程名称：数字电子技术基础
设计题目：血型与状态机
院系：
班级：
设计者：
学号：
血型逻辑电路设计
一实验目的
1.掌握采用可编程逻辑器件实现数字电路与系统的方法。

2.掌握采用Xilinx_ISE软件开发可编程逻辑器件的过程。

3.学会设计血型能否输血的数字电路。

4.掌握Verilog HDL描述数字逻辑电路与系统的方法。

二设计要求
1.采用BASYS2开发板开关，LED，数码管等制作验证能否输血的电路。

2.采用Xilinx_ISE软件进行编程、仿真与下载设计到BASYS2开发板。

三电路图
1.电路模块图（简化）
应用：
2.内部电路组成（简化）。

数电期末大作业课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解并掌握数字电路基础知识，如逻辑门、触发器、计数器等原理及功能。

2. 学生能运用所学知识分析并设计简单的数字电路系统。

3. 学生了解数字电路在实际应用中的优势，如稳定性、可靠性及易于集成。

技能目标：1. 学生能熟练使用数字电路设计软件，如Multisim、Proteus等进行电路设计与仿真。

2. 学生具备一定的动手实践能力，能搭建简单的数字电路并进行调试。

3. 学生能够通过查阅资料、团队合作等方式，解决数字电路设计过程中遇到的问题。

情感态度价值观目标：1. 学生培养对数字电路的兴趣，激发学习热情，形成积极的学习态度。

2. 学生在团队合作中，学会沟通、协作，培养集体荣誉感和责任感。

3. 学生通过学习数字电路，认识到科技发展对社会进步的重要性，增强科技创新意识。

课程性质：本课程为电子信息类专业高年级学生的专业必修课，旨在帮助学生将所学的数字电路理论知识与实际应用相结合，提高学生的动手实践能力和创新意识。

学生特点：学生已具备一定的数字电路理论基础，具有较强的学习能力和求知欲，但实践经验相对不足。

教学要求：结合学生特点，注重理论联系实际，通过课程设计，使学生能够将所学知识应用于实际电路设计中，提高学生的综合运用能力。

同时，注重培养学生的团队合作精神和创新意识。

课程目标分解为具体学习成果，以便后续教学设计和评估。

二、教学内容1. 数字电路基础知识复习：逻辑门、触发器、计数器等原理及功能，要求学生熟练掌握并能够运用相关知识分析问题。

2. 数字电路设计软件应用：介绍Multisim、Proteus等软件的基本操作，使学生能够使用软件进行电路设计与仿真。

3. 课堂实践：组织学生进行数字电路搭建、调试，提高学生的动手实践能力。

- 实践项目1：设计并搭建一个简单的4位加法器- 实践项目2：设计并搭建一个2进制计数器4. 数字电路系统设计：指导学生进行小组合作，完成一个具有一定功能的数字电路系统设计。

数电大作业（一）1120410104 周胜阳一、题目要求（一）、基本要求1）编写相关源程序;2）给出相关仿真电路图/状态转换图和仿真波形图.（二）、设计任务利用Verilog HDL设计一个电路，对输入的一串二进制数，用于检测序列中连续3个或者3个以上的1，状态转换如图所示。

图1要求其转换状态表如图（2）所示。

图2二、设计思路1、整体思路：由分析可知这是一个Moore型状态机，利用QuartusII软件进行Verilog HDL语言的输入，并生成仿真电路图，然后利用QuartusII自带的testbench文件生成功能生成testbench 文件，自己进行适当的修改，然后在QuartusII软件中调用Modelsim 软件进行仿真，记录仿真波形。

三、程序设计1.在QuartusII软件下建立工程文件，并选择Verilog HDL 语言输入模式，输入如下代码：module zsy1(clk,din,out);input clk,din; //定义输入输出output out;reg outparameter S0=2'b00,S1=2'b01,S2=2'b10,S3=2'b11; //定义四种状态的值reg [1:0]state1=S0,state2; //定义初态与次态always@(posedge clk) //每当时钟上升沿是，将次态的值给现态beginstate2<=state1;endalways@(state1 or din)begincase(state1) //判断现态的值S0:beginout=0;if(din==0)state2=S0;else state2=S1;endS1:beginout=0;if(din==0)state2=S0;else state2=S2;endS2:beginout=0;if(din==0)state2=S0;else state2=S3;endS3:beginout=0;if(din==0)state2=S0;else state2=S3;endendcaseendendmodule2.仿真电路图：Post FittingPost MappingRTL3.生成testbench文件，修改timescale 1 ns/ 1 ns //确定延时单位为1ns和精度为1nsmodule zsy1_vlg_tst();reg clk;reg din;wire out;zuoye1 i1 (.clk(clk),.din(din),.out(out)); initial beginclk=0;din=1; //产生100110111011110111110序列#1 din=0;#2 din=1;#2 din=0;#1 din=1;#3 din=0;#1 din=1;#4 din=0;#1 din=1;#5 din=0;#1 din=0;#1 $stop();// --> end$display("Running testbench");endalwaysbegin#(0.5) clk=~clk; //每0.5ns翻转一次，即周期为1nsendendmodule四、实验结果调用Modelsim软件进行仿真，待检测序列为10011001110011110011111001，仿真波形图如下所示由仿真图可以看出，只有当输入din为连续三个或者三个以上（本测试用的是连续3,4,5个高电平）高点平时，输出op的值才为1，且状态转化符合状态转化图的要求，可认为达到了题目的要求。

年国家开放大学电大数字电子技术基础大作业1数字电子技术基础大作业业课程名称：数字电子技术基础设计题目：血型与状态机院系：班级：设计者：学号：血型逻辑电路设计一实验目的1. 掌握采用可编程逻辑器件实现数字电路与系统的方法。

2. 掌握采用 Xilinx_ISE 软件开发可编程逻辑器件的过程。

3. 学会设计血型能否输血的数字电路。

4. 掌握 Verilog HDL 描述数字逻辑电路与系统的方法。

二设计要求1. 采用 BASYS2 开发板开关，LED，数码管等制作验证能否输血的电路。

2. 采用 Xilinx_ISE 软件进行编程、仿真与下载设计到BASYS2 开发板。

三电路图1. 电路模块图（简化）应用：2. 内部电路组成（简化）四编程1.源程序 module xuexing(M, N, P, Q,E,F,G,OUT,CTL,clk,bi);input M;input N;input P;input Q;input clk;output E;output[3:0] F;output[3:0] G;output[7:0] OUT; output[3:0] CTL;reg E;reg[3:0] F;reg[3:0] G;reg[7:0] OUT;reg[7:0] OUT1;reg[7:0] OUT2;reg[7:0] OUT3;reg[7:0] OUT4;reg[3:0] CTL=4"b1110; output bi;reg bi;integer clk_cnt;reg clk_400Hz;always @(posedge clk)//400Hz 扫描信号if(clk_cnt==32"d100000)beginclk_cnt <= 1"b0;clk_400Hz <= ~clk_400Hz;endelseclk_cnt <= clk_cnt + 1"b1;//位控制reg clk_1Hz;integer clk_1Hz_cnt;//1Hz 发声信号always @(posedge clk)if(clk_1Hz_cnt==32"d2*******-1) beginclk_1Hz_cnt <= 1"b0;clk_1Hz <= ~clk_1Hz;endelseclk_1Hz_cnt <= clk_1Hz_cnt + 1"b1; always@(posedge clk_400Hz)CTL <= {CTL[2:0],CTL[3]};//段控制 always @(CTL)case(CTL)4"b0111:OUT=OUT1;4"b1011:OUT=OUT2;4"b1101:OUT=OUT3;4"b1110:OUT=OUT4;default:OUT=4"hf;endcase always @(M or N or P or Q) beginE=(Pamp;Q)|(~Mamp;~N)|(~Mamp;Q)|(~Namp;P);//选择能否输血case(E)1:beginOUT1=8"b10001001;OUT2=8"b01100001;OUT3=8"b01001001;OUT4=8"b11111111;bi=clk_400Hz;end0:beginOUT1=8"b00010011;OUT2=8"b00000011;OUT3=8"b11111111;OUT4=8"b11111111;bi=clk_1Hz;endendcase end always @(M or N or P or Q) //显示输入输出血型beginif(M==1amp;amp;N==0)F=4"b1000;else if(M==0amp;amp;N==1)F=4"b0100;else if(M==1amp;amp;N==1)F=4"b0010;elseF=4"b0001;end always @(M or N or P or Q)//显示输入输出血型beginif(P==1amp;amp;Q==0)G=4"b1000;else if(P==0amp;amp;Q==1)G=4"b0100;else if(P==1amp;amp;Q==1)G=4"b0010;elseG=4"b0001;end endmodule2.管脚定义程序 NET "M" LOC=N3; NET "N" LOC=E2; NET "P" LOC=L3; NET "Q" LOC=P11; NET "E" LOC=B2; NET "OUT[7]" LOC = L14; NET "OUT[6]" LOC = H12; NET "OUT[5]" LOC = N14; NET "OUT[4]" LOC = N11; NET "OUT[3]" LOC = P12; NET "OUT[2]" LOC = L13; NET "OUT[1]" LOC = M12; NET "OUT[0]" LOC = N13; NET"CTL[3]" LOC = K14; NET "CTL[2]" LOC = M13; NET "CTL[1]" LOC = J12; NET "CTL[0]" LOC = F12; NET "clk" LOC=B8; NET "F[3]" LOC=G1; NET "F[2]" LOC=P4; NET"F[1]" LOC=N4; NET "F[0]" LOC=N5; NET "G[3]" LOC=P6; NET "G[2]" LOC=P7; NET "G[1]" LOC=M11; NET "G[0]" LOC=M5; NET "bi" LOC=B6; 五仿真图六下载设计到 2 BASYS2 开发板与实物图实物图：附：程序流程：1. 基本电路设计用 MN 表示输入血型，PQ 表示受血者血型其中 10 表示A 型，01 表示 B 型，11 表示 AB 型，00表示 O 型。

西安电子科技大学网络教育考试题（1）课程名称：_数字电路 考试形式： 开 卷学习中心：_________ 考试时间： 90分钟姓 名：_____________ 学 号：一、单项选择题（本大题共15小题，每小题2分，共30分）在每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题意要求的，请将其选出并将“答题卡”的相应代码涂黑。

未涂、错涂或多涂均无分。

1．下列数中最大的数是A ．(1.1)8B ．(1.1)16C ．(1.1)10D ．(1.1)2 2．八进制数(76)8所对应的8421BCD 码是A ．(10010010)8421BCDB ．(01110110)8421BCDC ．(01100010)8421BCD D ．(10000100)8421BCD3．某逻辑电路输入A 、B 和输出F 的波形如图1.1所示，由此判断该门电路完成的逻辑功能是A ．与非B ．异或C ．同或D ．或非4．图1.2所示电路的输出函数F 的表达式为 A ．C B B A F += B ．C B B A F += C ．C B B A F += D ．C B B A F += 5．某函数BD C A B A F ++⋅=反函数为A ．)()(DBC A B A F +++= B ．)()(D B C A B A F +++= C ．)()(D B C A B A F ++++= D ．D B C A B A F +++=)( 6．AC C A B A F ++=的最简表达式为A B F图1.1A ．B A B ．C A C ．A B +D ．1 7．函数C A B A F +=的最小项标准式为 A ．∑=)7,6,2,0()(ABC F B ．∑=)5,4,3,1()(ABC F C ．∑=)5,3,2,0()(ABC F D ．∑=)7,5,3,1()(ABC F8．n 变量的逻辑相邻项有A ．2n 个B ．2n 个C ．n 2个D ．n 个 9．逻辑函数D C B A D B C A F ⋅++⋅+=的最简与或式是 A ．BC D A + B ．D C B A D B C A ⋅++⋅+ C ．C B D A ⋅+ D ． D B C B + 10．∑=)11,9,4,3,1,0()(ABCD F ，约束条件为0=+BD AB ，其最简与或非式为A ．DBC A F +⋅= B ．F A CD =⋅+ C ．D C D A F += D ．D C D A F += 11．函数))((C B A C A F +++=的最简与非式是A ．CB AC A F ⋅= B ．C A B A AC F ⋅⋅⋅⋅= C ．AC AB C A F ⋅⋅⋅=D ．BC A C A F ⋅= 12．将一路信号送至多个输出端，应选用A ．译码器B ．数据选择器C ．编码器D ．数据分配器 13．为了使D 触发器实现T 触发器功能，则激励端D 应接至A ．0=DB ． nQ D = C ．nQ D = D ．1=D14．用555定时器构成的典型施密特电路，其外接电源V U DD 18=则其回差电压为 A ．V U T 6=∆ B ．V U T 12=∆ C ．V U T 16=∆ D ．V U T 18=∆ 15．为了将模拟信号转换为数字信号，应选用A ．数字/模拟转换电路B ． 模拟/数字转换电路C ．译码器D ．移位寄存器二、填空题（本大题共5小题，每小题2分，共10分）16．十进制数19的余3代码是 。

数字电路大作业题目说明：以下题目任选一个，以小组形式合作完成，组内人数是2～3人，最佳组合为3人。

题目1：电子密码锁的设计[设计要求]（1）设计一个开锁密码至少为4位数字（或更多）的密码锁。

（2）当开锁按扭开关（可设置8位或更多，其中只有4位有效，其余位为虚设）的输入代码等于所设密码时启动开锁控制电路，并且用绿灯亮、红灯灭表示开锁状态。

（3）从第一个按扭触动后的5秒内若未能将锁打开，则电路自动复位并发出报警信号，同时用绿灯灭、红灯亮表示关锁状态。

注：附加功能根据本人能力自行添加（如：当操作者开始按动按钮能进行倒计时显示。

密码锁中的4位密码可以修改，等等）题目2：十字路口交通管理控制器的设计任务说明：在主、支道路的十字路口分别设置三色灯控制器，红灯亮禁止通行，绿灯亮允许通行，黄灯亮要求压线车辆快速穿越。

根据车流状况不同，可调整三色灯点亮或关闭时间。

[设计要求](1) 主道路绿、黄、红灯亮的时间分别为60秒、5秒、25秒；次道路绿、黄、红灯亮的时间分别为20秒、5秒、65秒；(2) 主、次道路时间指示采用倒计时制，用2位数码管显示。

(3) 主、次道路绿、黄、红灯亮的时间可以预置；(4) 主、次道路绿、黄、红灯亮的时间可以分别调整；注：附加功能根据本人能力自行添加题目3：电子拔河比赛游戏机的设计电子拔河游戏机供2~3人玩耍。

由一排LED表示拔河的“电子绳”。

初态时中间的LED亮。

比赛时双方通过按扭使中间亮的LED向己方移动，当亮至某方最后一个LED时，该方获胜，并记分。

[设计要求]（1）比赛开始，由裁判下达比赛“开始”命令后，双方才能输入信号，否则电路自锁，输入信号无效。

（2）“电子绳”至少由15个LED构成，裁判下达比赛“开始”命令后，位于中间的LED亮。

甲乙双方通过按键输入信号，使发亮的LED向自己一方移动，并能阻止其向对方移动。

当自己一方终点LED亮时，表示比赛结束。

此时电路自锁，保持当前状态不变，除非由裁判使电路复位。