数字电路设计实例
数字电路设计实例
数字电路综合设计案例8.1 十字路口交通管理器一、要求设计一个十字路口交通管理器，该管理器自动控制十字路口两组红、黄、绿三色交通灯，指挥各种车辆和行人安全通过。
二、技术指标1、交通管理器应能有效操纵路口两组红、黄、绿灯，使两条交叉道路上的车辆交替通行，每次通行时间按需要和实际情况设定。
2、在某条道路上有老人、孩子或者残疾人需要横穿马路时，他们可以举旗示意，执勤人员按动路口设置的开关，交通管理器接受信号，在路口的通行方向发生转换时，响应上述请求信号，让人们横穿马路，这条道上的车辆禁止通行，即管理这条道路的红灯亮。
3、横穿马路的请求结束后，管理器使道口交通恢复交替通行的正常状态。
三、设计原理和过程：本课题采用自上而下的方法进行设计。
1．确定交通管理器逻辑功能⑴、十字路口每条道路各有一组红、黄、绿灯，用以指挥车辆和行人有序地通行。
其中红灯亮表示该条道路禁止通行；黄灯亮表示停车；绿灯亮表示通行。
因此，十字路口车辆运行情况有以下几种可能：①甲道通行，乙道禁止通行；②甲道停车线以外的车辆禁止通行（必须停车），乙道仍然禁止通行，以便让甲道停车线以内的车辆安全通过；③甲道禁止通行，乙道通行；④甲道仍然不通行，乙道停车线以外的车辆必须停车，停车线以内的车辆顺利通行。
⑵、每条道路的通车时间（也可看作禁止通行时间）为30秒~2分钟，可视需要和实际情况调整，而每条道路的停车时间即黄灯亮的时间为5秒~10秒，且也可调整。
⑶、响应老人、孩子或残疾人特殊请求信号时，必须在一次通行—禁止情况完毕后，阻止要求横穿的那条马路上车辆的通行。
换句话说，使另一条道路增加若干通行时间。
设S1和S2分别为请求横穿甲道和乙道的手控开关，那么，响应S1或S2的时间必定在甲道通乙道禁止或甲道禁止乙道通两种情况结束时，且不必过黄灯的转换。
这种规定是为了简化设计。
由上述逻辑功能，画出交通管理器的示意图如图8-1所示，它的简单逻辑流程图如图8-2所示。
数字电子电路课程设计-74系列数字抢答器
数字抢答器一、摘要：数字抢答器由主体电路与扩展电路组成。
优先编码电路、锁存器、译码电路将参赛队的输入信号在数码管上显示，抢答器电路和主持人复位键组成主体电路。
通过定时电路将秒脉冲产生的信号在显示器上输出实现计时功能和计分电路，共同构成扩展电路。
利用面包板经过排版、布线、调试等工作后数字抢答器成形。
关键字：抢答器倒计时电路计分器二、设计要求1、接通电源后，主持人将开关拨到“清除”状态，抢答器处于禁止状态，编号显示器灭灯，定时器显示设定时间。
2、主持人将开关置于“开始”状态，宣布“开始”抢答器工作，定时器倒计时，扬声器给出声响提示。
3、选手在定时时间内抢答时，抢答器完成：优先判断、编号锁存、编号显示、扬声器提示。
4、当一轮抢答之后，定时器停止、禁止二次抢答、定时器显示剩余时间。
如果再次抢答必须由主持人再次操作“清除”和“开始”状态开关。
5、设计一个计分器，实现选手得分，由主持人控制加减，设置清除功能。
三、功能介绍1、基本功能(1)设计一个智力竞赛抢答器，可同时供8名选手或8个代表队参赛，他们的选号分别是0、1、2、3、4、5、6、7，各用一个抢答按钮，按钮的编号对应分别是S0、S1、S2、S3、S4、S5、S6、S7.(2)给节目主持人设置一个控制开关，用来控制系统的清零（编号显示数码管灭灯）和抢答器的开始。
（3）抢答器具有数据锁存和显示的功能。
抢答开始后，若有选手按动抢答按钮，编号立即锁存，并在LED数码管上显示出选手的编号，同时扬声器给出音响提示。
此外，要封锁输入电路，禁止其他选手抢答。
优先抢答选手的编号一直保持主持人将系统清零为止。
2、扩展功能（4）抢答器具有定时抢答的功能，且一次抢答的时间可以由主持人设定（如30秒）。
当节目支持人启动“开始”键后，要求定时器立即减计时，并用显示器显示，同时扬声器发出短暂的声响。
（5）参加选手在设定的时间内抢答，抢答有效，定时器停止工作，显示器上显示选手的编号和抢答时刻的时间，并保持到主持人将系统清零为止。
数字电路课程设计
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）．CD4017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。
数字电路课程设计(密码锁)
数字电路课程设计设计报告课题名称：密码锁设计成员1：设计成员2：设计成员3：密码锁一、目录1、设计项目综述 (2)2、设计方案及分析 (3)2.1设计方案 (3)2.2设计分析 (4)2.3方案优缺点 (4)3、电路原理分析 (5)3.1模块1：八进制优先编码器74ls148 (5)3.2模块2：4位双稳锁存器74LS75 (6)3.3模块3：4位数字比较器74LS85 (8)3.4模块4：可预置bcd计数器74LS160 (9)3.5 总图 (14)4、总结 (16)4.1设计中遇到的问题及解决方法 (17)4.2设计方案中需要改进的地方 (17)4.3这次设计中的收获和教训 (17)二、设计项目综述：1、可以预置1位十进制数密码，并保存密码。
2、开锁时，输入正确密码，按开锁键，锁打开。
3、当输入密码时，数码管显示相应的输入数字。
密码输入错误时计数一次,当输入错误密码连续达到四次，拒绝再输入密码。
需用复位键将其还原才能再次输入。
4、输入密码时，数码管8显示密码的数值。
拒绝输入密码时，只显示0。
按开锁键时，数码管5显示密码输入错误的次数；当错误次数连续少于4次以下时，则当输入密码正确时数码管5清“0”。
5、开锁指示灯亮表示锁已经打开。
三、设计方案及分析1、设计方案根据以上密码锁的设计任务，我们拟定的方案可以简略的如以下框图所示：2、方案分析（1）密码输入：由于要求通过每按一个输入键时直接显示为对应的十进制数密码，所以需要将二进制数转换为对应的十进制数。
根据前面这个要求，我们有两个选择74ls147和74ls148。
74ls147与74ls148比较，74ls148比74ls147多一个功能端。
使用74ls148可以实现输入四次错误自动锁定。
虽74ls148总的输入键只有8个，使用两块74ls148，并他们通过级联可以解决0~9输入。
当多过输入端同时出现时，只对其中优先权最高的一个进行编码，这个编码就是我们要的对应的十进制数。
数字电路位移器设计
数字电路位移器设计数字电路中的位移器是一种重要的逻辑电路元件，用于将输入的二进制数据在特定条件下进行位移操作。
位移器可以实现向左或向右的位移，用于数据的移动、扩展和压缩等操作。
本文将介绍常见的数字电路位移器的设计原理和实现方法。
一、什么是数字电路位移器数字电路位移器是一种逻辑电路元件，它能够将输入数据的位进行移位的操作。
位移器通常包含多个触发器和逻辑门，根据触发器的状态和输入控制信号，实现输入数据的位移。
位移器按照位移的方向可分为左移位移器和右移位移器。
左移位移器将输入数据每位向左移动一位，最高位丢失，最低位填充0；右移位移器将输入数据每位向右移动一位，最低位丢失，最高位根据不同的位移器类型填充。
二、常见的1. 移位寄存器移位寄存器是一种常见的数字电路位移器，它由多个触发器组成，可以实现多位的位移操作。
常见的移位寄存器包括平行输入移位寄存器和串行输入移位寄存器。
平行输入移位寄存器可以同时接受多位输入数据，并通过控制信号将数据进行位移。
其原理是将输入的数据依次存储在各个触发器中，然后根据控制信号进行位移操作。
平行输入移位寄存器的位移操作速度较快，但需要较多的触发器。
串行输入移位寄存器只能接受一位输入数据，通过串行输入方式逐位输入。
它的位移操作是通过控制信号和移位寄存器内部逻辑电路实现的。
串行输入移位寄存器的位移操作速度相对较慢，但只需要一个触发器和少量的逻辑门。
2. 移位寄存器的应用移位寄存器在数字电路中具有广泛的应用。
以下是一些常见的应用场景：- 数据移动：位移器可以用于将数据按照一定的规律进行移动，实现数据的跳跃和扩展。
- 数据压缩：通过位移器的位移操作，可以将数据进行压缩，减少数据存储空间和数据传输带宽的占用。
- 数据通路控制：位移器可以用于数据通路中的分时控制和时序控制，实现数据的有效传输和处理。
三、数字电路位移器的设计实例以下是一个简单的数字电路位移器设计实例，用于对4位输入数据进行右移操作。
数字电路设计实例
数字电路设计实例一、引言数字电路是由逻辑门和触发器等基本元件组成的电路，用于处理和存储数字信号。
数字电路设计实例是指通过使用逻辑门等元件，根据特定的需求设计和构建数字电路的过程。
本文将以几个实际的数字电路设计实例为例，介绍数字电路设计的基本思路和方法。
二、二进制加法器二进制加法器是数字电路设计中常见的一个实例。
其作用是将两个二进制数相加，并输出其和。
二进制加法器可以采用半加器和全加器等逻辑门组成。
在设计二进制加法器时，首先需要确定输入和输出的位数，然后根据二进制加法的规则，逐位进行运算。
最后，将各位的运算结果通过逻辑门连接起来，得到最终的输出。
三、多路选择器多路选择器是另一个常见的数字电路设计实例。
其作用是根据控制信号选择多个输入信号中的一个，并将其输出。
多路选择器可以采用多个与门和或门等逻辑门组成。
在设计多路选择器时，首先需要确定输入信号的个数和控制信号的位数，然后根据控制信号的值选择对应的输入信号，并将其输出。
四、时序电路时序电路是数字电路设计中的一类特殊电路，用于处理时序信号。
时序电路可以实现计数器、状态机等功能。
在设计时序电路时，需要确定时钟信号的频率和计数范围等参数。
然后，根据具体的功能需求，选择合适的触发器和逻辑门等元件进行设计和构建。
五、模数转换器模数转换器是数字电路设计中的另一个重要实例。
其作用是将模拟信号转换为数字信号。
模数转换器可以采用比较器和计数器等元件组成。
在设计模数转换器时，需要确定输入信号的范围和分辨率等参数。
然后，通过比较输入信号与参考电压的大小，将其转换为相应的数字信号。
六、总结数字电路设计实例是数字电路学习中的重要内容。
通过实际的设计过程，可以加深对数字电路原理和设计方法的理解。
本文介绍了二进制加法器、多路选择器、时序电路和模数转换器等几个常见的数字电路设计实例。
希望读者通过阅读本文，能够对数字电路设计有一个初步的了解，并在实际的设计中能够灵活运用所学知识。
vivado设计实例
vivado设计实例Vivado设计实例一、时钟分频器设计实例时钟分频器在数字电路设计中起到非常重要的作用，它可以将一个高频时钟信号分频为任意低频时钟信号。
在Vivado中，实现一个时钟分频器非常简单。
首先，我们需要创建一个新的工程，并添加时钟分频器的IP核。
然后，在IP核配置界面中，设置分频比和时钟输入输出端口。
最后，生成Bitstream文件并下载到目标FPGA芯片中即可。
二、状态机设计实例状态机是一种常见的电路设计模块，它根据输入信号的变化来改变其内部状态和输出信号。
在Vivado中，实现一个状态机可以通过HDL语言（如Verilog或VHDL）编写代码来实现。
首先，我们需要创建一个新的工程，并添加设计文件。
然后，在设计文件中编写状态机的逻辑代码，并将其综合为门级电路。
最后，生成Bitstream 文件并下载到目标FPGA芯片中即可。
三、数字信号处理设计实例数字信号处理（DSP）在通信、音频、视频等领域有着广泛的应用。
在Vivado中，实现一个简单的数字信号处理模块可以通过使用FIR滤波器来实现。
首先，我们需要创建一个新的工程，并添加FIR滤波器的IP核。
然后，在IP核配置界面中，设置滤波器的参数和输入输出端口。
最后，生成Bitstream文件并下载到目标FPGA芯片中即可。
四、图像处理设计实例图像处理在计算机视觉、图像识别等领域有着广泛的应用。
在Vivado中，实现一个简单的图像处理模块可以通过使用图像卷积来实现。
首先，我们需要创建一个新的工程，并添加图像卷积的IP核。
然后，在IP核配置界面中，设置卷积核的参数和输入输出端口。
最后，生成Bitstream文件并下载到目标FPGA芯片中即可。
五、高级通信接口设计实例高级通信接口（如PCIe、Ethernet等）在计算机系统中起到连接和传输数据的重要作用。
在Vivado中，实现一个高级通信接口可以通过使用相应的IP核来实现。
首先，我们需要创建一个新的工程，并添加所需的IP核。
数字电路课程设计-数字式定时开关设计
数字电路课程设计-数字式定时开关设计本设计旨在设计一个数字式定时开关，即可设置时间后自动控制开关的开/关状态。
该设计采用120V AC电源。
整个系统的核心是AT89C51微控制器。
在控制电路中，用户可以设置开关的启动时间和关闭时间。
在此设计中，我们使用了倒计时计数器，可以使开关在设定时间到达时自动关闭或打开。
以下是数字电路课程设计-数字式定时开关设计的详细说明：材料清单：1. AT89C51微控制器2. 16位数码管显示模块3. 蜂鸣器4. LED灯5. 继电器6. 按钮开关7. 电源电线8. 杜邦线9. 电阻和电容电路设计：图-1：数字式定时开关电路图如上图所示，整个电路由AT89C51微控制器，计数器，16位数码管，继电器，蜂鸣器，LED灯和按钮开关组成。
整个电路的供电电压为120V AC。
MCU输入为120V交流电源电压，为保证MCU安全，采用了稳流二极管电路降压至5V，在MCU和计数器外部电路中采用了电阻器和电容器滤波处理。
在该电路中，16位数码管用于显示倒数计时器的时间。
数码管显示模块使用计时寄存器来设置显示时间和更改时间。
倒计时计数器由74LS192芯片实现。
继电器用于控制电源的开关。
按键用于启动和停止计数器以触发继电器开关的动作。
操作：1. 设置时间：按下时间设置按钮，数码管显示时间设置，你可以更改时间，包括小时和分钟，用按键切换需要更改的位。
设置完成后，按时间设置按钮再次退出时间设置模式。
2. 开始计时：按下开始/停止按钮，计时器开始倒计时，同时继电器也开始工作。
3. 关闭计时器：当计时器到达指定时间后，它将停止计数并触发继电器打开/关闭开关。
此时，LED灯将发出信号。
总结：数字式定时开关是一种非常实用的电路设计，它可以自动打开/关闭设备，而无需实时操作。
此设计通过采用AT89C51微控制器和倒计时计数器等组件，实现了大量自动控制电路的功能。
设计过程中，需要注意安全问题，保证电路稳定运行，同时合理设计各个模块，并进行联合测试验收。
数电设计实验——数字显示电路
数字电子技术实验——数字显示电路一、设计任务与要求1．数字显示电路操作面板：左侧有16个按键，标号为0到15的数字，面板右侧有2个共阳极7段显示器；2.设计要求：按下小于10的按键后，右侧低位7段显示器显示数字，左侧高位7段显示器显示0；当按下大于9的按键后，右侧低位7段显示器显示个位数字，左侧7段显示十位数字1.若同时按下几个按键，优先级别的顺序是15到0。
二、总体电路设计1．原理框图2. 整体设计电路图3.电路整体分析本次电路大体可分为三部分：开关及编码部分、译码部分和数码管显示部分。
整体思想是由左侧的16个开关控制信号的输入。
信号输入后由编码器编码输出，再进入与非门和加法器进行逻辑运算。
之后进入译码器进行译码，译码输出后的信号输入数码管输出数字。
各部分电路具体的功能实现将在下面讲解。
4. 元件清单按键开关×168—3线优先编码器74LS148×24输入与非门×2四位二进制加法器×1显示译码器74LS47×2共阳极数码管×2导线等若干三、单元电路分析1. 开关及编码部分本部分负责电路的开关信号的输入和编码。
其中，16个按键开关分别对应的0至15的数字。
由于所选用的74LS148编码器是低电平输入，所以我们将开关的初始状态连接高电平，改变状态连接低电平，开关公共端输出到编码器的输入端。
由于我们要输入十六个数字，而一片74LS148只有8个输入端，故而选用两片级联的方式，即：将高位片的级联端EO 与低位片的EI相连。
这样开关信号的15至8依次进入高位片的D7至D0；开关信号的7至0依次进入低位片的D7至D0。
由此实现16个信号的输入并且优先级别顺序是15到0。
2．译码部分本部分的功能是通过与非门和加法器的逻辑运算，把编码器输出信号变成适合译码器的输入信号。
所需完成的变换主要有三：编码器输出的信号是低电平有效，故需要把输出信号变成其反码。
50个典型电路实例详解
电路1简单电感量测量装置在电子制作和设计，经常会用到不同参数的电感线圈，这些线圈的电感量不像电阻那容易测量，有些数字万用表虽有电感测量挡，但测量范围很有限。
该电路以谐振方法测量感值，测量下限可达10nH，测量范围很宽，能满足正常情况下的电感量测量，电路结构简单，工作可靠稳定，适合于爱好者制作。
一、电路工作原理a）所示。
（电路原理如图1图1简单电感测量装置电路图该电路的核心器件是集成压控振荡器芯片MC1648，利用其压控特性在输出3脚产生频值，测量精度极高。
率信号，可间接测量待测电感LX的BB809是变容二极管，图中电位器VR1对+15V进行分压，调节该电位器可获得不同电压输出，该电压通过R1加到变容二极管BB809上可获得不同的电容量。
测量被测电感L XB两点中，然后调节电位器VR1使电路谐振，在MC1648的3时，只需将L X接到图中A、值。
脚会输出一定频率的振荡信号，用频率计测量C点的频率值，就可通过计算得出LXπ所以L X=1/4π2f02Cf0=1/2电路谐振频率：LxCC是电位器VR1调定的变容二极管式中谐振频率f0即为MC1648的3脚输出频率值，的电容值，可见要计算L X的值还需先知道C值。
为此需要对电位器VR1刻度与变容二极管的对应值作出校准。
）为了校准变容二极管与电位器之间的电容量，我们要再自制一个标准的方形RF（射频在µH。
校准时，将RF线圈L0接7(b)所示，该标准线圈电感量为0.44电感线圈L0。
如图6—量图（a）的A、B两端，调节电位器VR1至不同的刻度位置，在C点可测量出相对应的测值，再根据上面谐振公式可算出变容二极管在电位器VR1刻度盘不同刻度的电容量。
附表给出了实测取样对应关系。
附表Hz）98766253433834振荡频率（二、元器件选择集成电路IC可选择Motoroia公司的VCO（压控振荡器）芯片。
VR1选择多圈高精度电位器。
其它元器件按电路图所示选择即可。
数字电路课程设计—四路抢答器
数字逻辑课程设计报告——数字抢答器学院名称：通信与信息工程工程学院学生姓名：专业名称：信息工程班级：信息工程实习时间：2012年6月18 日——2012年6月29 日课程设计报告一．课程设计题目：四路数字抢答器二．任务和要求：设计一个数字式抢答器，具体要求如下：1．要求至少控制四人抢答，允许抢答时间为10秒，输入抢答信号实在“抢答开始”命令后的规定时间内，显示抢先抢答者的序号，绿灯亮。
2．在“抢答开始”命令前抢答者，显示违规抢答者的序号；红灯亮。
3．选做：在“抢答开始”命令发出后，超过规定的时间无人抢答，显示无用字符（可自行确定）。
4．选做：不仅能显示抢答者的序号并且能显示抢答次序。
三．总体方案的选择方案一：其工作原理为：接通电源后，主持人将开关拨接地，抢答器处于禁止状态，组号显示器显示“0”，定时器显示时间(0秒)；若有队员在此时抢答，则表示犯规，违规报警电路的红灯亮，并显示其组号；由于锁存电路的原因，只记录下第一组的组号。
在主持人读完题目后，将开关接上电源，宣布"开始"抢答，定时器开始计时，选手在10秒内抢答时，抢答器完成：优先判断、编号锁存、编号显示、绿灯提示。
当一轮抢答之后，定时器停止、禁止二次抢答、定时器显示经过的时间。
如果再次抢答必须由主持人再次操作“清零”和“开始”状态开关。
方案二：方案二与方案一的原理大致相同，区别在于方案二是“先锁后编”，后者是“先编后锁”：方案一的实现要用148优先编码器，实IN管脚的控制却比较复杂，还要设法控制75的使能端；方际中其7案二则直接将抢答信号作为75锁存器的输入信号，再使用或非门来实现编码，且其只受锁存电路的控制，所以只需控制好75 的使能端即可。
故采用方案二。
四．单元电路的设计1.脉冲电路：由555电路提供CP脉冲信号2.抢答锁存电路：在这一部分，最主要的是锁存电路，锁存电路主要由7475来实现，当74LS75的4，13号管角的信号为“0”时，它将保持原来的状态：74LS75真值表：D C Q1 1 174LS75的管脚图为：7475功能表E2-3D2D3D0Vcc当有一组队员按下开关后（高电平有效），Q1,Q2,Q3,Q4中有一个信号为1，则它们四个通过与非门后的信号为1，在通过非门后，它变为0，接入G12,G34,7475实现锁存功能，保持状态不变。
数字电路实验报告-组合逻辑电路的设计：一位全加器
Si
Ci
0
0
0
0
0
0
0
1
1
0
0
1
0
1
0
0
1
1
0
1
1
0
0
1
0
1
0
1
0
1
1
1
0
0
1
1
1
1
1
1
描述
一位全加器的表达式如下：
Si=Ai⊕Bi⊕Ci-1
实验仪器
1.电子技术综合实验箱
2.芯片74LS86、74LS08、74LS32
实验内容及步骤
各芯片的管脚图如下图所示：
一位全加器逻辑电路图如下所示：
1.按上图连线
电学实验报告模板
电学虚拟仿真实验室
实验名称
组合逻辑电路的设计：一位全加器
实验目的
1.学习组合逻辑电路的设计方法
2.掌握组合逻辑电路的调试方法
实验原理
真值表
一位全加器的真值表如下图，其中Ai为被加数，Bi为加数，相邻低位来的进位数为Ci-1，输出本位和为Si。向相邻高位进位数为Ci
输入
输出
Ci-1
Ai
2.测试其逻辑功能，并记录数据
实验结果及分析
实验数据：
Ci-1
Ai
Bi
Si
Ci
0
0
0
0
0
0
0
1
1
0
0
1
0
1
0
0
1
1
0
1
10010 Nhomakorabea1
0
1
0
1
数字电路课程设计（5篇）
数字电路课程设计（5篇）第一篇：数字电路课程设计数字电路课程设计要求：1.结合所学知识设计一简单实用电路（建议选多功能数字钟），并在实验室里完成实物电路的连接调试。
2.每人独立完成一篇课程论文，论文至少2000字，可手写，也可打印（打印稿的格式另附）。
3.要求写出设计背景，理论基础，设计思路，设计过程，调试过程，仿真过程（可选），最终电路等。
4.总结所设计电路的优点，缺点，改进方向。
5.严禁抄袭，所有雷同论文均以0分计。
6.选多功能数字钟的同学在数字电路实验室完成实验。
选其它题目的同学所需软硬件资源请自行解决。
第二篇：数字电路课程设计一、设计报告书的要求： 1.封面2.课程设计任务书（题目，设计要求，技术指标等）3.前言（发展现状、课程设计的意义、设计课题的作用等方面）。
3.目录4.课题设计（⑴ 写出你考虑该问题的基本设计思路，画出一个实现电路功能的大致框图。
⑵ 画出框图中的各部分电路，对各部分电路的工作原理应作出说明。
⑶ 画出整个设计电路的原理电路图，并简要地说明电路的工作原理。
⑷ 用protel画原理电路图。
(5)用Multisim或者Proteus画仿真图。
5.总图。
6.课题小结（设计的心得和调试的结果）。
7.参考文献。
二、评分依据：①设计思路，②单元电路正确与否，③整体电路是否完整，④电路原理说明是否基本正确，⑤报告是否清晰，⑥答辩过程中回答问题是否基本正确。
三、题目选择：（三人一组，自由组合）（设计要求，技术指标自己选择）1、基于DC4011水箱水位自动控制器的设计与实现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。
数字电路综合实验-自动售货机
数字电路综合实验报告之简易自动售货机班级:姓名:班内序号:学号:日期:目录一、任务要求................................................................................ 错误！未定义书签。
二、系统设计 (4)1.结构框图 (4)2流程图 (5)三、波形分析及波形仿真 (6)⒈主程序 (8)⒉分频模块 (13)⒊防抖模块................................................................................................................ 错误！未定义书签。
⒋点阵模块................................................................................................................ 错误！未定义书签。
⒌译码模块................................................................................................................ 错误！未定义书签。
⒍中心模块................................................................................................................ 错误！未定义书签。
五、功能说明及资源利用情况 ....................................................... 错误！未定义书签。
1.功能说明.................................................................................................................... 错误！未定义书签。
50个典型应用电路实例详解
电路1 简单电感量测量装置电路2 三位数字显示电容测试表电路 3 市电电压双向越限报警保护器电路4 红外线探测防盗报警器电路5 禁烟警示器电路6 采用555时基电路的简易温度控制器电路7 采用555时基电路的自动温度控制器电路8 采用CD4011的超温监测自动控制电路电路9 数字温度计电路电路10 热带鱼缸水温自动控制器电路11 采用555时基电路的简易长延时电路电路12 双555时基电路长延时电路电路13 精确长延时电路电路14 数字式长延时电路电路15 循环工作定时控制器电路16 多级循环定时控制器电路17 抗干扰定时器电路18 采用555集成电路的简易光电控制器电路 19 采用功率开关集成电路TWH8751的路灯自动控制器电路20 采用双D触发器CD4013的路灯控制器电路21 使用氖灯的单键触摸开关电路22 双键触摸式照明灯电路23 触摸式延时照明灯电路24 家用简易闪烁壁灯控制器电路25 自动应急灯电路电路26 12V供电的电子节能灯电路27 高响度警音发生器电路28 电子仿声驱鼠器电路29 由HY560构成的语音录放电路电路30 闪烁灯光门铃电路电路3 1 由LM386构成的3W简易OCL功放电路电路32 由TDA2009构成的1W高保真BTL功率放大器电路33 具有音调控制功能的25W混合式Hi—Fi放大器电路34 超级广场效果的耳机放大器电路35 家用电器过压自动断电装置电路36 电话自动录音控制器电路37 电风扇自动温控调速器电路38 水开报知器电路39 新颖的鱼缸灯电路40 小型电子声光礼花器电路41 电源频率检测器电路42 采用555时基电路的过流检测器电路电路43 自制交流自动稳压器电路44 采用555时基电路的过电压、过电流保护电路电路 45 开关直流稳压电源电路 46 可调直流稳压电源电路47 采用与非门CD4011构成的湿度控制器电路48 三相交流电相序检测器电路49 三相交流电相序指示器电路50 电气设备调温、调速器电路1 简单电感量测量装置在电子制作和设计，经常会用到不同参数的电感线圈，这些线圈的电感量不像电阻那么容易测量，有些数字万用表虽有电感测量挡，但测量范围很有限。
数字电子电路课程设计三人智力抢答器
摘要：简易三人抢答器是一名的裁判员，它的任务是从三名竞赛者中确定出最先的抢答者，并显示出最少反应时间。
1.系统总体方案设计1.1电路组成和工作原理根据上面所说的功能要求，智力竞赛抢答计事系统的组成框图如下图1-1所示。
它主要有五部分组成：图1-11.1.1抢答器智力竞赛抢答器的核心。
当参赛者的任意一位首先按下抢答开关事，抢答器即刻接受该信号，指使相应发光二极管亮（或音响电路发出声音），与此同时，封锁住其他参赛者的输入信号。
1.1.2抢答控制器由三个开关组成。
三名参赛者各控制一个，拨动开关使相应控制端的信号为高电平或低电平。
1.1.3清零装置供比赛开始前裁判远使用。
它能保证比赛前触发器统一清零，避免电路的误动作和抢答过程的不公平。
1.1.4显示、声响电路比赛开始，当某一参赛者按下抢答器开关时，触发器就接受该信号，在封锁其他开关信号的同时，使该路的发光二极管发出亮光和蜂鸣器发出声响，以引起人们的注意。
1.1.5振荡电路它应该提供给抢答器、计时系统和声响电路工作的控制脉冲。
1.2设计步骤及方法下图1-2为三人简易抢答器系统的原理图。
V DDR R R D AD B D C 5.1KΩJA BCG CC4012CP （500KHz ）1Q +2Q V DD2R V SS 2CP 1CP 2D 1D 1R CC40131Q V 1R 1CP 1D V CC4013DD DD 1+CP(1KHz)Ta g a g ......a g D C B D C B A CC4511CC40192CP （1HZ ）Q D Q A Q B CP —D C B AD C B —Q D Q A CP a g A A CP —=—PE =1图5图1-2 原理图1.2.1抢答控制电路该系统有开关A，B，C，分别有三名参赛者控制。
常态时开关接地，比赛时，按下开关，使该端为高电平。
为实验方便，抢答开关也可以利用实验箱上电平输出开关。
数字电路课程设计
数字电路课程设计学生姓名：学号：学院：通信指导老师：郭磊目录课程设计一：多数表决器课程设计二：一位全加器课程设计三：四位主蕴含项探测器课程设计四：四位二进制数—格雷码转换器课程设计五：四位密码锁课程设计六：手动记分控制电路课程设计七：4位二进制全加器课程设计八：通道数据分时传送系统一、多数表决器设计思路：奇数个人进行表决，若有一半以上的人同意，则输出1，否则输出0。
把人等效成输入端，则此表决器有三个输入，一个输出端，在其中两个输入端为1时输出1，否则输出0。
真值表和器件的模型如上图所示。
用verilog进行仿真有如下结果：实验代码：modulemajorit(a,b,c,f);output f;input a,b,c;wire x,y,z;assign x=a&b;assign y=a&c;assign z=~a&b&c;assign f=x|y|z;endmodule得出的器件形式如下：进行测试，测试代码如下：module HHH;// Inputsreg a;reg b;reg c;// Outputswire f;// Instantiate the Unit Under Test (UUT)majorituut (.a(a),.b(b),.c(c),.f(f));initial begin// Initialize Inputsa = 0;b = 0;c = 0;// Wait 100 ns for global reset to finish#10;// Add stimulus here#10 a=0;b=0;c=0;#10 a=0;b=0;c=1;#10 a=0;b=1;c=0;#10 a=0;b=1;c=1;#10 a=1;b=0;c=0;#10 a=1;b=0;c=1;#10 a=1;b=1;c=0;#10 a=1;b=1;c=1;endendmodule测试波形图：二、一位全加器设计思路：按照二进制数加法的方法，将三个输入端（包括进位端，加数端）进行运算，并且列出真值表，画出卡诺图并化简，即可得到一位全加器的逻辑函数式。
md_0100电路实例
md_0100电路实例md_0100电路是一种常用于数字电路中的逻辑门电路，也被称为四输入与门。
它具有四个输入端(A、B、C、D)和一个输出端(Y)，其输出信号为四个输入信号的与运算结果。
在本文中，我们将详细介绍md_0100电路的工作原理和应用。
让我们来了解一下md_0100电路的工作原理。
md_0100电路中的四个输入端(A、B、C、D)通过导线与逻辑门内部的电路连接。
当输入信号都为高电平（1）时，输出端(Y)才会输出高电平（1），否则输出低电平（0）。
这意味着只有当四个输入信号同时满足高电平条件时，输出端才会输出高电平信号。
md_0100电路的应用非常广泛。
它常用于数字电路中的逻辑运算，如编码器、解码器、多路选择器等。
例如，在一个多路选择器中，md_0100电路可以用来判断选择信号的有效性，从而选择正确的输入端作为输出信号。
此外，md_0100电路还可以用于数据加密和解密等领域，确保数据的安全性和准确性。
在实际应用中，md_0100电路的设计和制造需要考虑多个因素。
首先是电路的输入和输出电平，一般为标准的逻辑电平（0V和5V）或差分信号。
其次是电路的功耗和面积，尽量减小功耗和电路占用的面积，以提高整个系统的性能和效率。
此外，还需要考虑电路的可靠性和稳定性，以及对温度和电压等外部环境的适应能力。
在设计md_0100电路时，需要根据具体的需求确定输入和输出信号的逻辑关系。
例如，在一个编码器中，输入信号可能是不同的传感器信号，而输出信号则是将传感器信号转换为对应的编码信号。
因此，在设计过程中需要明确输入和输出信号的含义和逻辑关系，以确保电路的正确工作。
在实际应用中，md_0100电路还需要与其他电路和设备进行连接和配合。
例如，在一个数字系统中，md_0100电路可能需要与存储器、处理器和输入输出设备等进行数据的交互和传输。
因此，在设计和使用md_0100电路时，需要考虑与其他电路和设备的兼容性和接口问题，以确保整个系统的正常运行。
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数字电路综合设计案例8.1 十字路口交通管理器一、要求设计一个十字路口交通管理器，该管理器自动控制十字路口两组红、黄、绿三色交通灯，指挥各种车辆和行人安全通过。
二、技术指标1、交通管理器应能有效操纵路口两组红、黄、绿灯，使两条交叉道路上的车辆交替通行，每次通行时间按需要和实际情况设定。
2、在某条道路上有老人、孩子或者残疾人需要横穿马路时，他们可以举旗示意，执勤人员按动路口设置的开关，交通管理器接受信号，在路口的通行方向发生转换时，响应上述请求信号，让人们横穿马路，这条道上的车辆禁止通行，即管理这条道路的红灯亮。
3、横穿马路的请求结束后，管理器使道口交通恢复交替通行的正常状态。
三、设计原理和过程：本课题采用自上而下的方法进行设计。
1．确定交通管理器逻辑功能⑴、十字路口每条道路各有一组红、黄、绿灯，用以指挥车辆和行人有序地通行。
其中红灯亮表示该条道路禁止通行；黄灯亮表示停车；绿灯亮表示通行。
因此，十字路口车辆运行情况有以下几种可能：①甲道通行，乙道禁止通行；②甲道停车线以外的车辆禁止通行（必须停车），乙道仍然禁止通行，以便让甲道停车线以内的车辆安全通过；③甲道禁止通行，乙道通行；④甲道仍然不通行，乙道停车线以外的车辆必须停车，停车线以内的车辆顺利通行。
⑵、每条道路的通车时间（也可看作禁止通行时间）为30秒~2分钟，可视需要和实际情况调整，而每条道路的停车时间即黄灯亮的时间为5秒~10秒，且也可调整。
⑶、响应老人、孩子或残疾人特殊请求信号时，必须在一次通行—禁止情况完毕后，阻止要求横穿的那条马路上车辆的通行。
换句话说，使另一条道路增加若干通行时间。
设S1和S2分别为请求横穿甲道和乙道的手控开关，那么，响应S1或S2的时间必定在甲道通乙道禁止或甲道禁止乙道通两种情况结束时，且不必过黄灯的转换。
这种规定是为了简化设计。
由上述逻辑功能，画出交通管理器的示意图如图8-1所示，它的简单逻辑流程图如图8-2所示。
示意图中甲道的红、黄、绿灯分别用R、Y、G表示，而乙道的红、黄、绿灯分别用r、y、g表示。
简单逻辑流程图中设定通行（禁止）时间为60秒，停车时间为10秒。
2．确定系统方案及逻辑划分由确定的逻辑功能，进而来具体地讨论实施方案。
交通管理器与其他数字系统一样，划分成控制器和受控电路两部分，控制器送出对受控部分的控制信号，它接受来自外部的请求信号S1和S2 以及受控部分的反馈信号，决定自身状态转换方向以及输出信号。
⑴设定S1=1时为有人要横穿甲道，又设定S2=1时为有人要横穿乙道，若S1=0，且S2=0，则表示没有穿越马路的特殊请求。
S1和S2信号均用纽子开关产生。
⑵控制器应送出甲、乙道红、黄、绿灯的控制信号。
为简便起见，我们把灯的代号和驱动灯的信号合而为一，因此有如下规定：R=1 甲道红灯亮Y=1 甲道黄灯亮G=1 甲道绿灯亮r=1 乙道红灯亮y=1 乙道黄灯亮g=1 乙道绿灯亮同时又作以下规定：①甲道通行、乙道禁止的一段时间内，即G=1，r=1的时间内（假设调定为60秒），用符号W=0表示，否则W=1。
②乙道通行、甲道禁止的一段时间内，即g=1，R=1的时间内（假设也调定为60秒），用符号P=0表示，否则P=1。
③在黄灯亮的时间内（假设调定为10秒），用L=0表示，否则L=1。
在上述各种情况时，如果无特殊请求横穿马路，那么，甲、乙道交替通行60秒钟，转换时有10秒钟的停车或准备时间。
（3）当交通控制处于甲禁止乙通行的状态时，它只响应S1信号，因为若S2=1时，只需本状态结束，经过10秒钟就转入甲通乙不通状态，行人可以穿越乙道，这样做的目的是为了简化设计。
在甲通乙不通的状态时，管理器能响应S1信号，控制器受到S1信号后，状态转换为甲禁止、乙通行状态；如果S1=0，而控制器收到S2=1信号，则维持甲道通行、乙道禁止状态，让行人通过乙道。
（4）为使交通管理器按照规定的通行和停车时间有效地工作，故设置秒脉冲信号发生器，它作为整个电路的时钟信号和定时电路的参考间。
秒脉冲发生器的构成请参阅“数字钟”的有关内容。
设计者亦可安装一个模拟性的简单的秒信号发生器。
（5）管理器设置60秒通行时间和10秒停车时间的定时电路。
定时电路接受控制器送来C1（甲道禁止乙道通行）和C2（甲道通行乙道禁止）信号，驱动60秒定时电路工作，它接受C3信号，驱动10秒定时电路运行，定时电路的参考时间就是秒脉冲。
申明一点：定时电路的定时时间可由设计者调整。
定时电路的输出信号是W、P、L，其中W和P是60秒定时结束时馈送给控制器的信号，而L是10秒定时结束时定时电路送到控制器的反馈信号。
控制器根据这些信号的状况，发生相应的状态变换。
（6）控制器的状态经译码器译出交通信号灯的控制信号，驱动甲、乙道相应灯点亮。
现在就可以画出交通管理器的结构组成图如图8-3所示。
而它的控制器的详细逻辑流程图可用图8-4示出。
控制器的输出已在流程图各工作块的外侧标明。
3．受控电路的硬件设计由于受控电路的组成已经明确，现在的问题是如何选择具体的器件来实现。
在此作简明介绍。
⑴秒脉冲信号发生器秒脉冲是交通管理器的时间基准，秒脉冲发生器可以参照数字闹钟课题内的标准时间源。
由于本课题对秒信号稳定度、精度的要求并不高，因此建议用一般的环形震荡器组成，电路如图8-5所示。
其中逻辑门选用74LS00四与非门。
由于该电路输出信号的周期约为T=2.2RC在保证(R+Re)<700Ω（TTL门电路关门电阻）的前提下，选择恰当的R和C值组成。
⑵60秒和10秒定时电路定时电路有多种形式，设计者可以任选。
这里介绍一种用MSI 74LS161同步计数器构成定时电路的方法。
由于电路配置秒脉冲信号发生器，如果把秒信号作为计数器的CP输入，那么计数器连接成60进制时就可作为60秒定时电路。
由此推广，模N计数器就是N秒定时电路，这对于灵活调整道路通行时间是相当方便的。
以下讨论用74LS161构成N进制计数器的方法。
74LS161具有同步预置控制端LD，因此可以采用反馈预置法实现N进制计数器。
实现的方法为：首先使L D=0，数据输入端A=B=C=D=0，CP来到将计数器置0（即Q D Q C Q B Q A=0000），并以此作为初态；然后使L D=1，器件在CP作用下开始计数，当计数到（N-1）时，经与非门反馈给预置控制端L D，又使L D=0，再次预置数据0，从而完成一个0到（N-1）的循环，实现了N进制计数器的功能。
图8-6（a）示出了根据上述原理构成的模14计数器的外部连接图。
一片74LS161的最大计数模数为16，大于模16时必须用若干片连接。
但是在连接成同步计数链时，应注意用计数器控制端P、T传递溢出进位信号，使各片计数器快速、正确地工作。
图8-6 (b) 示出了用两片74LS161组成M=60计数器的连接图，因为N=（60）10=（111100）2，故反馈预置端，其中Q A1、Q B1和Q D1是低位片的三个触发器的输出，Q A2和Q B2是高位片的两个低位的输出。
低位片的T·P固定接1，满足计数条件。
而高位片要计数，只有等待低位片输出为全1时，因此用低位片的溢出进位输出Q C控制高位片的T·P端，当Q C=1时，高位片在输入下一个计数脉冲时接受进位，加1计数，否则为保持状态。
再则，74LS161也有异步清零功能，故可使用清零控制端Cr，采用反馈复位法使它成为任意进制计数器。
图8-7(a) 是用用反馈复位法构成的模10计数器，因为（10）10=（1010）2，由于Cr是异步清零端，一旦Q B=1与Q D=1时，立即使计数器复0（0000），故（1010）2这个状态不能持续，计数器状态由0000、0001···1001、0000，实现十进制计数。
图8-7 （b）是反馈复位法连接成的60进制计数器，工作原理请读者自行分析。
本课题允许任选反馈预置法或反馈复位法构成60秒和10秒定时电路。
这里选择反馈预置法组成，如图8-8所示。
我们要注意几点：①选通信号C1、C2和C3来自控制器，它们反映在何时打开哪一个定时电路的CP控制门。
②如果确定两通道通行时间均为60秒，则可用同一定时电路实现。
但考虑到两道通行时间的灵活调整，即每道通行时间可在30秒~2分钟之内变动，甚至甲道和乙道通行时间不相同等等，故可分别用n1和n2秒定时电路来产生P和W应答信号，以供控制器判别、决策，如图8-9所示。
③黄灯亮的定时电路是公用的，设定时时间为n3秒，其输出信号L同样送至控制器。
⑶、交通管理灯选用红、黄、绿不同颜色的发光二极管组成，它们分别受控制器输出信号R、Y、G、r、y、g所驱动。
至此，我们可画出交通管理器受控部分硬件实施简图如图8-9所示。
4．控制器设计⑴导出管理器的MDS图从图8-4所示的交通管理器详细逻辑流程图出发，画出相应的MDS图如图8-10所示。
在图中状态A为甲道禁止乙道通行状态（甲R乙g），状态B为甲道禁止乙道停车状态（甲R乙y），状态C为甲道通行乙道禁止状态（甲G乙r）,状态D为甲道停车乙道禁止状态（甲Y乙r）。
⑵状态分配本课题采用D触发器作为控制器记忆元件，四个状态用两个D触发器，状态分配如下：状态A—00、状态B—01、状态C—11、状态D—10，状态分配图如图8-11所示。
⑶、填写激励图根据状态分配的情况，填写两个D触发器激励函数降维卡诺图如图8-12所示。
其中状态变量Q2为高位，Q1为低位。
由激励函数卡诺图求得激励函数为：经化简可得⑷求输出函数方程乙道通行、甲道禁止时（P=0）的定时电路选通信号甲道通行、乙道禁止时（W=0）的定时电路选通信号停车时间（L=0）定时电路的选通信号控制器驱动甲道红、黄、绿灯的信号控制器驱动乙道红、黄、绿灯的信号⑸控制器逻辑电路图设计工作至此，所有方程已经求出，设计者可以选择各种SSI、MSI、LSI器件来实现。
四、讨论1．试用MSI组合器件数据选择器和译码器实现交通管理器控制器，画出相应的控制器逻辑电路图。
2．试用集成单稳电路SN74121或SN74123组成交通管理器道路通行、禁止、停车定时电路。
在此情况下，受控部分硬件实施图和控制器逻辑电路图。
3．假设甲、乙道交叉路口的交通管理按以下规则进行：⑴甲道通行时间为2分钟；⑵甲道停车时间为20秒钟；⑶乙道通行时间为1分钟；⑷乙道停车时间为10秒钟；⑸老人、孩子和残疾人请求过马路时，管理器立即响应，10秒钟后允许行人穿越；⑹交通管理人员有权随时终止甲、乙道交替通行的状况，而使某道连续通行，以解决某道交通堵塞现象或者应付临时需要，如警车、消防车、救护车等特殊车辆的紧急或较长时间的通行。
试设计并实现上述要求的十字路口交通管理器。