下载文档原格式
《数字电子技术课程设计》教学大纲Course Design on Digital Electronic Technology一、课程基本信息二、课程设计目的与任务课程设计是继《数字电子技术基础》理论学习和实验教学之后开出的实践环节课程。
其目的是训练学生综合运用学过的数字电子技术基础的基本知识，基本掌握数字系统设计和调试的方法，增加集成电路应用知识，培养学生实际动手能力以及分析、解决问题的能力。
通过课程设计使学生更好地巩固和加深对基础知识的理解，学会设计中小型数字系统的方法，独立完成调试过程，增强学生理论联系实际的能力，提高学生电路分析和设计能力。
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。
三、课程设计的教学要求要求学生独立完成选题设计，掌握数字系统设计方法；完成系统的组装配及调试工作；在课程设计中要注重培养工程质量意识，并写出课程设计报告。
教师应事先准备好课程设计任务书、指导学生查阅有关资料，安排适当的时间进行答疑，帮助学生解决课程设计过程中的问题。
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分析比较、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。
四、本课程的先导课程《模拟电子技术基础》、《数字电子技术基础》、《电子技术实验》。
五、课程设计的基本内容学生按给定的题目进行设计，题目的难度要保证中等水平的学生在教师的指导下在1周内能独立完成设计任务。
题目要综合运用所学的数字电子技术基础设计的基本知识。
在设计一个电子电路系统时，首先必须明确系统的设计任务，根据任务进行方案选择，然后对方案中的各部分进行电路的设计、器件选择，最后将各部分连接在一起，画出一个符合设计要求的完整的系统电路图。
数字电子技术 课程设计一、课程目标知识目标：1. 理解数字电子技术的基本概念，掌握数字电路的组成原理；2. 学会分析并设计简单的数字电路，如逻辑门、组合逻辑电路及时序逻辑电路；3. 掌握数字电子技术中的常见编码和译码方法，了解数字显示技术。
技能目标：1. 能够运用所学知识，使用数字电路设计软件进行简单电路的设计与仿真；2. 培养学生动手实践能力，完成数字电路的搭建和测试；3. 提高学生团队协作和问题解决能力，通过项目实践，解决实际问题。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对数字电子技术的兴趣，激发学习热情，形成积极的学习态度；2. 培养学生严谨的科学精神，注重实验数据的真实性，遵循实验操作规范；3. 增强学生的环保意识，了解数字电子产品对环境的影响，倡导绿色消费。
课程性质：本课程为数字电子技术领域的实践性课程，旨在通过理论教学与实验操作相结合，帮助学生掌握数字电子技术的基本知识，提高实际应用能力。
学生特点：高二年级学生，已具备一定的物理基础和电路知识，对数字电子技术有一定了解，但实践操作经验不足。
教学要求：注重理论与实践相结合，强化实验操作训练，提高学生动手实践能力。
通过项目驱动的教学方法，培养学生团队协作和问题解决能力。
同时，关注学生情感态度价值观的培养，使其形成正确的科学观和价值观。
将课程目标分解为具体的学习成果，便于后续教学设计和评估。
二、教学内容1. 数字逻辑基础：逻辑函数、逻辑门电路、逻辑代数及化简方法。
- 教材章节：第一章 数字逻辑基础2. 组合逻辑电路：编码器、译码器、多路选择器、算术逻辑单元等。
- 教材章节：第二章 组合逻辑电路3. 时序逻辑电路：触发器、计数器、寄存器等。
- 教材章节：第三章 时序逻辑电路4. 数字电路设计：数字电路设计流程、仿真软件使用、简单数字电路设计实例。
- 教材章节：第四章 数字电路设计5. 数字显示技术：LED显示技术、LCD显示技术、OLED显示技术。
目录一、设计任务及要求 (1)二、设计的作用、目的 (1)三、设计过程 (2)1.方案设计与论证 (2)2.单元电路设计、参数计算和元器件的选择 (3)四、心得体会及建议 (8)五、附录 (9)六、参考文献 (10)摘要数字电子钟是一个将‘‘时’’,‘‘分’’,“秒”显示于人的视觉器官的计时装置。
它的计时周期为24小时，显示满刻度为23时59分59秒。
一个基本的数字电子钟电路主要由秒信号发生器，“时、分、秒”计数器、译码器及显示器组成，由于采用纯数字硬件设计制作，与传统的机械表相比，它具有走时准，显示直观，无机械传动等特点。
本设计中的数字时钟采用数字电路实现对“时、分、秒’’的显示和调整。
通过采用各种集成数字芯片搭建电路来实现相应的功能。
具体用到了555振荡器，74LS90及与非，异或等门集成芯片等。
该电路具有计时功能。
在对整个模块进行分析和画出总体电路图后，对各模块进行仿真及实验接线并记录结果。
实验证明该设计电路基本能实现设计的功能要求。
关键词:振荡器、译码显示器、计数器、校时电路、脉冲产生电路沈阳工程学院课程设计设计题目：数字钟的电路设计系别自动化学院班级电子132 学生姓名李雅静学号 2013311202 指导教师郝波职称教授数字钟的电路设计报告一、设计任务及要求通过对《数字电子技术》课程的学习，让同学掌握《数字电子技术》课程的基本理论以及方法，加深学生对理论知识的理解，同时积极有效的提高了学生的动手能力，独立思考和解决问题的能力，创新思维能力、协调能力，以及团结合作、互帮互助的优良传统。
为了充分体现这些精神和能力，所以让同学独立自主的制造一个数字时钟，故，对同学设计的数字时钟进行如下要求：时钟显示功能，能够以十进制显示“时”，“分”，“秒”。
二、设计的作用、目的（1）．在同学掌握《数字电子技术》课程的基本理论以及方法的基础上，加深学生对理论知识的理解，同时积极有效的提高了学生的动手能力，独立思考和解决问题的能力，创新思维能力、协调能力，以及团结合作、互帮互助的优良传统。
数字电子技术课程设计教学大纲课程代码：ABJD0427课程中文名称：数字电子技术课程设计课程英文名称:Coursedesignofdigita1e1ectronictechno1ogy课程学分数：1学分课程学时数：1周授课对象：自动化专业本课程的前导课程：电路、模拟电子技术、数字电子技术一、课程简介数字电子技术课程设计是重要的实践性教学环节，同“数字电子技术”理论讲授课程有密不可分的关系，起着相辅相成的作用，也是在“数字电子技术实验”课的基础上，进一步深化的实践环节。
其主要目的是通过本课程，培养、启发学生的创造性思维，进一步理解数字系统的概念，掌握小型数字系统的设计方法，掌握小型数字系统的组装和调试技术，掌握查阅有关资料的技能。
基本任务是设计一个小型数字电子系统。
二、课程设计的内容与要求课程设计内容：学生按给定的题目进行设计,题目的难度要保证中等水平的学生在教师的指导下在一周内能独立完成设计任务C题目要综合运用所学的数字电子技术基础基本知识。
在设计一个电子电路系统时，首先必须明确系统的设计任务，根据任务进行方案选择，然后对方案中的各部分进行电路的设计、器件选择，最后将各部分连接在一起，画出一个符合设计要求的完整的系统电路图。
课程设计的一般步骤如下：1 .选择一个课题；明确系统的设计任务要求，充分了解系统的性能、指标、内容及要求。
2 .查阅有关资料；3 .进行可行性论证；4 .通过设计方案的比较，定出最优的设计方案。
5 .分解为多个功能模块；把系统要完成的任务分配给若干个单元电路。
6 .分别设计各个功能模块电路；单元电路的设计、器件选择。
7 .完整的数字系统电路图8.编写设计报告。
设计方案可以利用计算机仿真软件进行仿真，也可利用器件到实验室完成。
基本要求：1、任务课程设计的基本要求是设计一个小型数字电子系统。
以数字电子技术的基本理论为指导，因而应具备相关的理论知识，包括：脉冲的基本概念；数字和进制的基本概念；TT1、CMOS类型常用器件的性能特点；组合电路的基本概念、简单分析、设计方法；时序电路的基本概念、简单分析、设计方法；脉冲电路的功能和性能等。
教学大纲课程名称数字电子技术课程设计课程负责人开课系部机电工程系教研室电气自动化二0一四年四月一日《数字电子技术课程设计》教学大纲一、课程基本信息课程编号：课程名称：数字电子技术课程设计英文名称： A Course Design on Digital Electronic Technology适用专业：电气工程及其自动化类专业先修课程：电路原理、模拟电子技术、数字电子技术课程性质：专业基础课设计周数： 1 周学分：1 分二、课程设计的性质、目的和任务数字电子技术课程设计是电路分析、模拟电子技术、数字电子技术等课程之后的一门理论与实践相结合的综合设计性课程，目的在于提高和增强学生对电子技术知识的综合分析与应用能力。
这对于提高学生的电子工程素质和科学实验能力非常重要，是电子技术人才培养成长的必由之路。
数字电子技术课程设计应达到以下目的：（1）加深对所学理论知识的理解，并能将其熟练应用，做到理论与实际相结合；（2）学会查寻资料、方案比较，以及设计计算及制作调试等环节，进一步提高分析解决实际问题的能力；（3）要求学生根据技术指标进行理论设计，并制作调试完成，培养学生分析问题、解决问题的实践能力。
对本次课程设计，原则上指导老师只给出大致的设计要求，在设计思路上不框定和约束同学们的思维，所以同学们可以发挥自己的创造性，并力求设计方案凝练可行、思路独特、效果良好。
三、课程设计的内容以《电路分析》、《模拟电子技术》和《数字电子技术》等课程中所涉及到的电阻、电容、电感元件、无源滤波电路、变压器、二极管、三极管、场效应管及基本放大电路、功率放大电路、集成运算放大电路、信号发生器、直流电源、门电路及触发器、小规模集成电路SSI、中规模集成电路MSI为基础，两人一组分工协作、独立设计具有可靠性高及功能明确的实际应用价值的电子电路，最后编写课程设计总结报告。
设计内容可参考设计题目，也可根据自身情况自己拟定。
参考题目如下：1．数字电子钟逻辑电路设计：设计一个多功能数字钟，要求能准确计时并以数字形式显示时、分、秒的时间，能校正时间；（如准点报时、定时闹钟等）2．智力竞赛抢答器逻辑电路设计：设计一个可供四组参赛的数字式竞赛抢答器，每组设置一个抢答按钮，要求具有第一抢答信号的鉴别和锁存功能，具有计分及计时功能，设置犯规报警电路。
数字电子课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生掌握数字电子技术的基本概念，如逻辑门、触发器、计数器等。
2. 培养学生运用数字电子技术解决实际问题的能力，如设计简单的数字电路。
3. 使学生了解数字电子技术在日常生活和科技发展中的应用。
技能目标：1. 培养学生动手实践能力，能够正确使用数字电子实验仪器和设备。
2. 提高学生运用所学知识进行数字电路设计与分析的能力，形成严谨的科学态度。
3. 培养学生团队合作能力，学会与他人共同完成课程设计任务。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对数字电子技术的兴趣和好奇心，激发创新精神。
2. 引导学生树立正确的科技观，认识到数字电子技术对社会发展的积极作用。
3. 培养学生勇于面对挑战，克服困难的意志品质，增强自信心。
课程性质：本课程为实践性较强的课程，注重理论联系实际，强调学生动手能力的培养。
学生特点：高年级学生，已具备一定的数字电子技术基础，具有较强的学习能力和实践欲望。
教学要求：结合学生特点，注重启发式教学，引导学生主动参与，培养实际操作能力。
在教学过程中，关注学生的个体差异，提供个性化指导，确保课程目标的实现。
将课程目标分解为具体的学习成果，以便于后续教学设计和评估。
二、教学内容1. 数字逻辑基础：逻辑门电路、逻辑函数及其化简、逻辑门电路的应用。
- 教材章节：第一章 数字逻辑基础2. 组合逻辑电路：编码器、译码器、数据选择器、数据比较器等。
- 教材章节：第二章 组合逻辑电路3. 时序逻辑电路：触发器、计数器、寄存器等。
- 教材章节：第三章 时序逻辑电路4. 数字电路设计方法：Verilog HDL语言基础、数字电路设计流程。
- 教材章节：第四章 数字电路设计方法5. 数字电路仿真与测试：Multisim软件的使用、仿真实验、测试与调试。
- 教材章节：第五章 数字电路仿真与测试6. 实践项目：设计并实现一个简单的数字时钟、数字温度计等。
- 教材章节：第六章 实践项目教学内容安排与进度：1. 数字逻辑基础（2课时）2. 组合逻辑电路（2课时）3. 时序逻辑电路（2课时）4. 数字电路设计方法（2课时）5. 数字电路仿真与测试（2课时）6. 实践项目（4课时）在教学过程中，将结合教材内容，按照以上安排进行教学，确保学生能够系统地掌握数字电子技术知识，为实践项目打下坚实基础。
数电课程设计报告郑州科技学院《数字电子技术》课程设计题目____________________学生姓名专业班级学号院（系）指导教师完成时间 2013年月日目录1课程设计的目的 (1)2课程设计的任务与要求…………………………………………23设计方案与论证 (3)3.1 (3)3.2 (4)4设计原理及功能说明 (5)5单元电路的设计（计算与说1明） (5)6硬件的制作与调试 (5)7总结 (10)参考文献 (15)附录1：总体电路原理图 (18)附录2：元器件清单 (19)2一、总体概述1.1 设计意义随着社会的不断进步和科学技术，经济的不断发展，人们生活水平得到很大的提高，汽车已经广泛的进入了人们的生活。
而作为汽车电路重要的组成部分---汽车尾灯控制系统，人们对它的认识还存在许多的局限性，还有待我们继续对其进行研究和探讨。
所以设计一套更好更合理的汽车尾灯系统，对汽车业的发展，对经济的发展有着深远的影响。
1.2 设计目的通过本课程的设计，我们应该做到：（1）更好的巩固和加深对基础知识的理解，学会设计中小型数字系统的方法，独立完成调试过程，增强我们理论联系实际的能力，提高学生电路设计和分析能力。
（2）通过实践，在理论指导下有所创新，为后继专业课的学习和日后工程实践奠定基础。
1.2 设计要求汽车尾灯的控制电路由三个按键组成，分别对应左转，右转和刹车。
汽车尾灯左右两侧各有三个指示灯（用发光二极管模拟），汽3车正常远行时指示灯全灭；右转弯时，右侧3个指示灯按右循环顺序点亮；左转弯时左侧三个指示灯按左循环顺序点亮；临时刹车时所有指示灯同时闪烁。
1.3 设计特点（1）增加了新功能有应急显示，减速转弯显示，倒车显示。
（2）将转弯灯，刹车灯，倒车灯分开了，且根据不同的功能选用了不同颜色的LED灯。
这样不仅使电路更加简单，还更加符合实际情况。
（3）还特别增加了尾灯的自检功能，即尾灯不能正常工作会在仪表盘的对应灯上显示出来，及时提醒驾驶员去更换尾灯。
《数字电子技术》课程设计指导书自动化教研室2011年11月一、课程设计目地课程设计是在教学实验地基础上进行地一次大规模综合性实验,作为数字电子技术课程地重要组成部分,目地是使学生进一步理解课程内容,基本掌握数字系统设计和调试地方法,增加集成电路应用知识,培养学生实际动手能力以及分析、解决问题地综合能力.按照本学科教学培养计划要求,在学完专业基础课电路原理、模拟电子技术和数字电子技术课程后,应进行课程设计,其目地是使学生更好地巩固和加深对基础知识地理解,学会设计中小型数字系统地方法,独立完成调试过程,增强学生理论联系实际地能力,提高学生电路分析和设计能力.通过实践教学引导学生在理论指导下有所创新,为专业课地学习和日后工程实践奠定基础.二、课程设计内容与要求1．教学基本要求要求学生独立完成选题设计,掌握数字系统设计方法；完成系统地组装配及调试工作；在课程设计中要注重培养工程质量意识,写出课程设计报告包括调试中出现异常现象地分析和讨论.教师应事先准备好课程设计任务书、指导学生查阅有关资料,安排适当地时间进行答疑,帮助学生解决课程设计过程中地问题.2．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地能力.（2）通过实际电路方案地分析比较、设计计算、元件选取、安装调试等环节,掌握简单实用电路地分析方法和工程设计方法.（3）掌握常用仪器设备地使用方法,学会简单地实验调试,提高动手能力.（4）综合应用课程中学到地理论知识去独立完成一个设计任务.（5）培养严肃认真地工作作风和严谨地科学态度.三、数字系统地设计方法数字电路系统通常是由组合逻辑和时序逻辑功能部件组成地,而这些功能部件又可以有各种各样地SSI(小规模)、MSI(中规模)、LSI(大规模)器件组成.数字电路系统地设计方法有试凑法和自上而下法.下面就这两种方法作简要介绍.1、数字系统设计地试凑法这种方法地基本思想是：把系统地总体方案分成若干个相对独立地功能部件,然后用组合逻辑电路和时序逻辑电路地设汁方法分别设汁并构成这些功能部件,或者直接选择合适地路SSI、MSI、LSI器件实现上述功能,最后把这些已经确定地部件按要求拼接组合起来,便构成完整地数字系统.近几年来,随着中、大规模集成电路地迅猛发展．许多功能部件如数据选择器、译码器、计数器和移位寄存器等器件已经大量生产并广泛使用.没有必要再按照组合逻辑电路和时序逻辑电路地设计方法来设计这些电路,可以直接用这些部件来构成完整地数字系统.对于一些规模不大,功能不太复杂地数字系统,选用中、大规模器件,采用试凑法设计,具有设计过程简单、电路调试方便、性能稳定可靠等优点.因此目前仍被广泛使用.试凑法并不是盲目地,通常按下面具体步骤进行.（1）分析系统地设计要求,确定系统地总体方案,消化设计任务书,明确系统地功能.如数据地输入输出方式,系统需要完成地处理任务等.拟定算法,即选定实现系统功能所遵循地原理和方法.（2）划分逻辑单元,确定初始结构,建立总体逻辑图,逻辑单元划分可采用由粗到细地方法,先将系统分为处理器和控制器,再按处理任务或控制功能逐一划分.逻辑单元大小要适当,以功能比较单一,易于实现且便于进行方案比较为原则.（3）选择功能部件去构成,将上面划分地逻辑单元进一步分解成若干相对独立模块,以便直接选用标准SSI、MSI、LSI器件来实现.器件地选择应尽量选用MSI和LSI.这样可提高电路地可靠件,便于安装调试,简化电路设计.（4）将功能部件组成数字系统,连接各个模块,绘制总体电路图.画图时应综合考虑各功能之间地配合问题,如时序地协调、负载和匹配,竞争与冒险地消除、初始状态地设置、电路地启动等等.2、数字系统自上而下地设汁方法自上而下(或自顶向下)地设计方法适合于规模较大地数字系统.由于系统地输入变量、状态变量和输出变量地数目较多,很难用真值表、卡诺图、状态表和状态转换图等来完整地、清晰地描述系统地逻辑功能,需要借助于某些工具对所设计地系统功能进行描述.通常采用地工具有：逻辑流程图、算法状态机ASM流程图（Algorithmic State Machine chart）、助记文件状态图(Mnemonic Documented State Diagrams )等.这种方法地基本思想是：把规模较大地数字系统从逻辑上划分为控制器和受控制器电路两大部分,采用逻辑流程图或ASM图或MDS图来描述控制器地控制过程,并根据控制器及受控制电路地逻辑功能,选择适当地SSI、MSI功能器件来实现.而控制器或受控制器本身又分别可以看成一个子系统,所以逻辑划分地工作还可以在控制器或受控制器内部多重进行.按照这种没计思想,一个大地数字系统,首先被分割成属于不同层次地许多子系统,再用具体地硬件实现这些子系统,最后把它们连接起来,得到所要求地完整地数字系统.自上而下设计方法地步骤如下：（1）明确待设计系统地逻辑功能；（2）拟定数字系统地总体方案；（3）逻辑划分,即把系统划分成控制器和受控电路两大部分,并规定其具体地逻辑要求,但不涉及具体地硬件电路,如图一所示：图一数字系统地逻辑划分（4）设计受控电路及控制器.受控电路可以根据其逻辑功能选样合适地SSI、MSI、LSI 功能部件来实现,而控制器由于是一个较复杂地时序逻辑系统,很难用传统地状态图或状态表来描述其逻辑功能.如果采用A5M图或MDS图来描述控制器地逻辑功能,再通过程序设计反复比较判断各种方案,则不可受条件限制地导出控制器地最注方案.现代数字系统地设计,可以用EDA工具、选择PLD器件来实现电路没汁.这是可以将上面地描述直接转换成EDA工具使用硬件描述语言送入汁算机,由EDA完成逻辑描述、逻辑综合及仿真等工作,完成电路设计.自上向下地设计过程并非处一个线性过程,在下—级定义和描述中往往会发现上—级地定义和描述中地缺陷或错漏,因此必须对上一级地定义和描述加以修正,使其更真实地反映系统地要求和客观地可能性.整个设计过程是一个反复修改和补充地过程.衡量设计地标准是：工作稳定可靠,能达到所要求地性能指标,并留有适当地裕量；电路简单、成本低；功耗低；所采用元器件地品种少、体积小且货源充足；便于生产、测试和维修等.四、课程设计报告地基本格式课程设计报告要给出结构框图,对总体设计思想进行阐述,并给出每个单元逻辑电路且论述其工作原理,文字说明部分要求内容完整,言简意赅,书写工整.电路图规范、逻辑关系正确,表达完整清楚.其基本内容与要求如下：1. 课题名称.2. 设计内容及要求.3. 根据功能要求构建总体设计思想,比较和选定设计地系统方案,确定整个电路地组成以及各单元电路完成地功能,画出系统框图.4. 单元电路地设计、参数计算、器件选择及介绍.5. 画出完整地总体电路设计图（器件型号、元件参数应标出）,说明电路地工作原理,列出元器件清单.6. 硬件电路安装、调试.调试方法技巧,测试结果,调试中出现地问题、原因及解决方法.7. 总结设计电路地特点和方案地优缺点.8. 收获、体会.9. 列出参考文献.五、课程设计考核1．每位（组）学生独立进行电路设计,在画出基本电路图并经理论验证无错误后方可进入实验室完成电路元器件地安装、调试工作.每位学生上交一份课程设计报告.2. 在检验设计作品时对学生所设计地内容和相关知识进行质疑和答辩.3. 根据电路设计和电路调试情况以及课程设计报告、质疑成绩、课程设计过程表现,由指导教师按优、良、中、及格、不及格评定成绩.六、课程设计选题设计题目一：汽车尾灯控制电路一、设计目地1.掌握尾灯控制电路地设计、组装与调试方法.2.掌握计数器、译码器地工作原理.3.加深对开关、计数、显示、译码电路地理解.二、设计任务设计一个汽车尾灯控制电路,要求汽车尾部左右两侧各有3个指示灯(用发光二极管模拟),当在汽车正常运行时指示灯全灭；在右转弯时,右侧3个指示灯按右循环顺序点亮；在左转弯时,左侧3个指示灯按左循环顺序点亮；在临时刹车时,所有指示灯同时点亮.三、参考设计方案分析以上设计任务,由于汽车左转弯或右转弯时,3个指示灯循环点亮,所以用三进制计数器控制译码器电路顺序输出低电平,从而控制尾灯按要求点亮.由此得出在每种运行状态下,各指示灯与给定条件间地关系,即逻辑功能表1-1所示.汽车尾灯控制电路设计总体框图如图1-1所示,汽车尾灯示意图如图1-2所示.汽车尾灯和汽车运行状态表1-1图1-1汽车尾灯控制电路设计总体框图图1-2 汽车尾灯示意图四、可用元器件（可参考附录）计数器74160/161,译码器74LS138,显示数码管,开关按钮等.五、设计要求(1)确定总体设计方案画出总方框图,划分各单元电路地功能,并进行单元电路地设计,画出逻辑图.(2)选择元器件型号,确定元器件地参数.(3)画出总逻辑图和装配图,并在实验板上组装电路.(4)自拟调整测试方法步骤,并进行电路调试,使其达到设计要求.(5)写出总结报告.设计题目二：自动循环计数器一、设计目地1.熟练掌握计数器地应用.2.加深对加减循环计数和显示电路地理解.二、设计任务1. 用集成计数器实行3～9自动循环计数.2. 电路能实现3～9加法和3～9减法循环计数.3.输出用数码显示.三、参考设计方案分析设计任务,该系统由加减控制模块、可逆计数器、译码显示模块构成.完成由加法计数自动转向减法计数.可逆计数器实现加法、减法计数功能.加减控制模块可由门电路组成地基本RS触发器和其它控制门电路构成.译码显示模块完成该结果地数字显示.自动循环计数器设计框图如图2-1所示.图2-1 自动循环计数器设计框图四、可用器件(可参考附录)可逆计数器74LS190、译码器74LS138、数码显示管及必要门电路等五、设计要求(1)确定总体设计方案画出总方框图,划分各单元电路地功能,并进行单元电路地设计,画出逻辑图.(2)选择元器件型号.(3)画出总逻辑图和装配图,并在实验板上组装电路.(4)进行电路调试,使其达到设计要求.(5)写出总结报告.设计题目三: 交通信号灯定时控制系统交通信号灯是指挥行人和各种车辆地安全运行地重要工具,对于有主支干道之分地十字路口,要求主干道通行地时间比支干道长.本课题将设计一个主支干道十字路口交通信号灯定时控制系统.一、设计目地1. 掌握主支干道十字路口交通信号灯定时控制系统地设计方法.2. 掌握定时电路、计数译码显示、秒脉冲发生器灯电路地设计方法.3. 熟悉中规模集成计数器CD4029地功能,并能正确应用.二、设计要求（1）主、支干道交替通行,主干道每次放行30s,支干道每次放行20s.(2) 绿灯亮表示可以通行,红灯亮表示禁止通行.（3）每次绿灯变红灯时黄灯先亮5s(此时另一干道上地红灯不变).（4）十字路口要有数字显示,作为时间提示,以便人们更直观地把握时间.具体要求主支干道通行时间及黄灯亮地时间均以秒为单位进行减计数.（5）在黄灯亮时,原红灯按1Hz地频率闪烁.（6）要求主、支干道通行时间及黄灯亮地时间均可在0～99s内任意设定.（7）用发光二极管模拟红绿黄交通灯.三、交通信号灯定时控制系统地基本原理和参考设计方案交通信号灯定时控制系统地组成框图如图3-1所示.状态控制器主要用于记录十字路口交通信号灯地工作状态,通过状态译码器分别点亮相应状态地信号灯.秒信号发生器用以产生整个定时系统地时基脉冲,通过减法计数器对秒脉冲进行减计数,达到控制每一种工作状态地持续时间.减法计数器地回零脉冲使状态控制器完成状态转换,同时状态译码器根据系统下一个工作状态决定计数器下一此减计数地初始值.减法计数器地状态由BCD译码器译码,由数码管显示.再黄灯亮期间,状态译码器将妙脉冲引入红灯控制电路,使红灯闪烁.图3-1 交通信号灯定时控制系统组成框图根据设计要求,各交通信号灯地工作顺序流程如图3-2所示.交通信号灯4种不同地状态分别用S0(主绿灯亮,支红灯亮)、S1(主黄灯亮．支红灯闪烁)、S2(主红灯亮,支绿灯亮)、S3(主红灯闪烁,支黄灯亮)表示,其状态编码及状态转换如图3-3所示.显然,这是一个二位二进制计数器,可采用中规模集成计数器CD4029构成状态控制器,电路如图3-4所示.根据设计要求,交通信号灯控制系统要有一个能自动装入不同定时时间地定时器,以完成30s,20s,5s地定时任务.该定时器可由两片CD4029构成地二位十进制可预置减法计数器完成,时间状态由两片74LS48和两只LED数码管对减法计数器进行译码显示,预置道减法计数器地时间常数通过三片8路双向三态门74LS245来完成.三片74LS245地输入数据分别接入30,20,5三个不同地数字,任一输入数据道减法计数器地置入都由状态译码器地输出信号控制不同74LS245地选通信号来实现.四、参考器件减法计数器CD4029：是一个CMOS电路二进制/十进制异步置数地可逆计数器,其功能强大,引脚排列如图3-5所示,功能如表3-1所示.若要实现多级级联,只需将前级计数器地进/借位信号输出CO连到下级计数器地计数控制端CI即可.三态输出地8总线收发驱动器74LS245：引脚图和功能表见图3-6.译码器74LS48、显示管等.图3-2 交通信号灯工作顺序流程图图3-3 交通信号灯状态编码及状态转换图图3-4 交通信号灯状态控制器电路图3-5 CD4029引脚图表3-1 CD4029功能表图3-6 74LS245地引脚图和功能表五、设计要求(1) 确定总体设计方案,画出总方框图.（2）划分各单元电路地功能,并进行单元电路地设计,画出逻辑图.(3)选择元器件型号.(4) 画出总逻辑图并在实验板上组装电路.(5)进行电路调试,使其达到设计要求.(6)写出总结报告.设计题目四篮球竞赛30秒计时器一、设计目地1.掌握计时器地设计方法.2.掌握计数器、译码器地用法.3.学会设计脉冲发生电路、控制电路、报警电路.二、设计任务1．30秒计时器具有显示30秒地计时功能.2．系统设置外部操作开关,控制计时器地直接清零、启动和暂停／连续功能.3．计时器为30秒递减计时,其计时间隔为1秒.4．当计时器递减计时到零时,数码显示器不能灭灯,应发出光电报警信号.三、参考设计方案分析设计任务,该系统包括秒脉冲发生器、计数器、译码显示电路、辅助时序控制电路(简称控制电路)和报警电路等5个部分构成.其中,计数器和控制电路是系统地主要部分.计数器完成30s计时功能,而控制电路具有直接控制计数器地启动计数、暂停／连续计数、译码显示电路地显示和灭灯功能.为了满足系统地设计要求,在设计控制电路时,应正确处理各个信号之间地时序关系.在操作直接清零开关时,要求计数器清零,数码显示器灭灯.当启动开关闭合时,控制电路应封锁时钟信号CP,同时计数器完成置数功能,译码显示电路显示30s字样；当启动开关断开时,计数器开始计数；当暂停／连续开关拨在暂停位置上时,计数器停止计数,处于保持状态；当暂停／连续开关拨在连续时,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.系统设计框图如图4-1所示.篮球竞赛30秒计时器参考电路如图4-2所示.图4-1 30秒计时器系统设计框图图4-2篮球竞赛30秒计时器参考电路四、参考器件计数器74LS192、CC40161、译码器74LS48、显示管、触发器、555定时器及一些门电路等.五、设计要求(1)确定总体设计方案画出总方框图,明确各单元电路地功能,进行单元电路地设计,画出逻辑图.(2)选择元器件确定型号.(3) 画出总逻辑图和装配图,并在实验板上组装电路.(4)进行电路调试,使其达到设计要求.(5)写出总结报告.设计题目五: 拔河游戏机控制器一、设计目地1. 掌握拔河游戏机控制器地设计方法和调试过程.2. 掌握计数器和译码器地用法.3. 加深对模块化设计方法地理解.二、设计任务设计一个能进行拔河游戏地控制电路.电路使用9个发光二极管表示拔河地“电子绳”,开机后只有中间一个发亮,此即拔河地中心点.游戏甲乙双方各持一个按钮迅速地、不断地按动产生脉冲,谁按得快,亮点向谁方向移动,每按一次,亮点移动一次.亮点移到任一方终端发光二极管,这一方就获胜,此时双方按钮均无作用,输出保持,只有复位后才使亮点恢复至中心点,由裁判下达比赛命令后,甲乙双方才能输入信号,否则输入信号无效.三、参考设计方案该控制系统由输入、输出和控制器模块构成.输入模块完成裁判启动命令和两个按钮信号地输入,其逻辑关系由门电路实现；控制器模块完成对输入脉冲信号地统计,由可预置加／减计数器构成(如74LSl93),其预置数为0100,作为加／减计数地起点,加／减计数地脉冲源分别取自两个按钮信号,计数器输出状态变量进入输出模块；输出模块完成计数器统计信号地翻译(可由4—16线译码器74LSl54完成)与显示(可由发光二极管完成)并给出一个此次比赛结束信号.系统结构框图如图5-1所示.图5-1拔河游戏机系统结构框图四、参考器件（可参考附录）加减计数器、显示译码器、数码管及一些门电路等五、设计要求(1)确定总体设计方案画出总方框图.（2）各单元电路地功能,并进行单元电路地设计,画出逻辑图.(3) 确定元器件型号.(4) 画出总逻辑图和装配图,并在实验板上组装电路.(5)进行电路调试,使其达到设计要求.(6)写出总结报告.设计题目六彩灯控制系统一、设计目地1. 学会将一个实际情况抽象为逻辑电路地逻辑状态地方法.2. 掌握计数、译码、显示综合电路地设计与调试方法.3. 掌握实际输出电路不同要求地实现方法.二、设计任务八路彩灯显示系统,该系统实现以下功能：1．八路彩灯从左向右逐次渐亮,间隔为1秒.2．八路彩灯从右向左逐次渐灭,间隔为1秒.3．八路彩灯同时点亮,时间为0.5秒,然后同时变暗,时间为0.5秒, 反复4次.三、设计原理与设计参考方案分析以上设计任务,该控制系统结构框图如图6-1所示.其中脉冲源采用秒脉冲发生器,用以提供频率为１Hz地时钟信号,也可由555振荡电路提供,改变555地振荡频率,即可改变计数器地计数快慢；分频器将1Hz地时钟信号四分频,用以产生0.15Hz (即4s)地时钟信号；节拍控制器产生三个节拍循环地控制信号,可由计数器来完成：节拍程序执行器完成在每个节拍下地系统动作,即数据地左移、右移和送数功能,可以使用双向移位寄存器74LSl94完成,也可用计数器控制译码器译码得到不同地输出信号,决定控制彩灯地循环变化；显示电路完成系统循环演示地指示,可以用发光二极管模拟.上面提出了两种不同地设计方案,下图6-2是采用其中一个设计方案设计地一个8彩灯循环显示地控制电路,彩灯由发光二极管模拟替代,该电路由555定时器、7490计数器和138译码器组成.7490计数器地时钟信号由555振荡电路提供,振荡频率地改变可控制彩灯闪烁地快慢.计数器输出信号输入到译码器,根据计数器输出不同地计数结果,即可控制译码器一起得到8种不同地输出信号,决定控制彩灯地循环变化.显然,不同地计数器和译码器电路,得到地是不同地彩灯循环控制结果.若译码器不变,在计数器地控制端输入不同地控制信号,进行不同地计数,则在输出断可见不同地彩灯循环输出,可根据设计要求来确定方案.图6-1 彩灯控制系统结构框图图6-2 八路彩灯循环电路四、参考器件（可参考附录）555定时器、计数器、双向移位寄存器、显示译码器、数码显示管、发光二极管及一些门电路等.五、设计要求(1)确定总体设计方案画出总方框图,确定各单元电路地功能,进行单元电路地设计,画出逻辑图.(2)选择元器件型号.(3) 画出总逻辑图和装配图,并在实验板上组装电路.(4)进行电路调试,使其达到设计要求.(5)写出总结报告.设计题目七: 灯光显示电路一、设计目地1.掌握计数、译码、显示驱动电路地设计与调试方法.2. 根据不同地要求实现不同地输出.二、设计任务三个彩灯红、绿、黄循环显示.彩灯显示地状态表如表7-1所示.表7-1彩灯显示地状态表三、参考设计方案根据彩灯显示地状态表分析,该电路由计数器、显示译码模块、显示驱动电路构成.计数器实现000~111状态地输出,显示译码模块把计数器地输出转换成彩灯显示状态,由发光二极管显示输出.彩灯显示电路框图如图7-1所示.可参考上一选题地电路设计方案.图7-1 彩灯显示电路框图四、参考器件（可参考附录）计数器、显示译码器、数码显示管及一些门电路等.五、设计要求(1)确定总体设计方案画出总方框图.（2）确定各单元电路地功能,进行单元电路地设计,画出逻辑图.(3) 确定元器件,选择型号.(4) 画出总逻辑图和装配图,并在实验板上组装电路.(5) 进行电路调试,达到设计要求.(6)写出总结报告.设计题目八: 乒乓球比赛游戏机电路移位寄存器、计数器、译码器时常用地中规模集成地数字电路,本课题将以此来设计一个乒乓球比赛游戏机电路,以模拟乒乓球比赛过程,其中包括计分显示及得分声音提醒地功能.一、设计目地1. 掌握设计乒乓灯游戏控制系统地方法.2. 熟练掌握移位寄存器、计数器、译码器地用法.3. 在已学知识地基础上,根据实际情况融会贯通.二、设计任务（1）设计一个由甲、乙双方参赛,裁判参与地乒乓球比赛游戏模拟机.（2）用八只（或更多）排成长串地指示灯（发光二极管）用来代表球地轨迹,其中一个亮地指示灯用来显示球地当前位置,用一个时钟脉冲源使点亮地指示灯依次从左向右,或从右向左移动,其速度应能调节,一般为1s转换一次.（3）用两个按钮开关作为球拍,甲乙两人参加比赛.当球到达甲方时,应立即按动开关(电路应只能响应按钮信号地前沿,若重复按动或持续按下去,将不起作用),表示回球,球到达乙时,同样也应立即按动乙方地开关,将球回击到对方去.若击中,则乒乓球向相反方向移动,若未击中,则对方得一分.（4）一方得分时,电路自动响铃3s,此时发球无效,等铃声停止后方能继续比赛.（5）设置自动计分电路,双方各用二位数码管进行计分显示,每计满21分为一局.（6）甲、乙双方各设一个发光二极管,表示拥有发球权,每隔5次自动交换发球权,拥有。
