太原理工大学数电逻辑课程设计
课程设计无声太原理工大学计算机科学与技术学院
太原理工大学计算机科学与技术学院课程设计报告课程名称：数字逻辑综合课程设计系部：计算机科学与技术专业班级：计z1202学生姓名：武胜杰学号：2012001668同组人：姚鼎吴文博指导教师：武淑红完成时间：2014年6月23日报告成绩：拔河游戏机的设计报告一. 设计要求拔河游戏机的设计要求如下：（1）整形电路：该电路的功能是将甲、乙双方的按键信号进行消陡整形，以避免因为按键的机械弹性造成人为一次按键而产生多个脉冲的现象。
可采用两个与非门构成RS触发器实现消陡。
（2）可逆计数单元：该电路的功能是通过接收到的甲、乙双方的按键脉冲信号，产生让电子绳移向甲方或移向乙方的编码输出，可采用双时钟二进制同步加/减计数器来完成。
（3）译码电路：该电路的功能是对可逆计数单元产生的输出编码转换为控制电子绳上发光二极管状态的控制信号，可用二进制译码器实现。
（4）取胜计分电路：该电路的功能是根据发光二极管首先达到边界的显示状态，锁定状态并计分。
可通过十进制计数器和相应的控制门实现。
（5）译码显示单元：该电路的功能是将取胜计分单元输出的BCD码进行翻译，然后驱动数码管显示。
设计时，要注意译码驱动器要与数码管的类型匹配控制。
（6）直流电源电路：可采用桥式整流、电容滤波、LM317三端稳压电路。
二. 设计的作用、目的为了更好的掌握数字逻辑器件的用法和用途，所以设计了拔河游戏机。
通过这次设计，我们小组成功设计了拔河游戏机，我们学到了好多东西，我们对团体这个东西有了更深刻的了解。
我们所做的模拟设计可以大幅提高数字逻辑电路设计的可靠性和速度。
三. 设计的具体实现1.系统概述系统所设计的拔河游戏机的最终展现在大家面前的是由九个LED灯排成一排的LED灯的组合。
开机后最中央LED灯亮起，以此为中心，游戏双方快速按键，谁按得快，LED灯就向那边移动一下，当灯移动到端点时，该端点显示屏数字加一，然后裁判会把LED灯回复到最开始的地方，比赛重新开始。
数字电路逻辑设计课程设计
数字电路逻辑设计课程设计一、课程目标知识目标：1. 理解数字电路基本概念，掌握逻辑门电路的工作原理和功能；2. 学会使用逻辑代数进行简单的逻辑表达式推导和化简；3. 掌握组合逻辑电路和时序逻辑电路的设计方法；4. 了解数字电路的测试和调试方法。
技能目标：1. 能够运用所学知识，设计简单的组合逻辑电路和时序逻辑电路；2. 能够使用逻辑门集成电路进行电路搭建和测试；3. 能够分析数字电路中存在的问题，并提出改进措施。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对数字电路逻辑设计的兴趣，激发学习热情；2. 培养学生的团队协作精神，学会与他人共同解决问题；3. 增强学生的创新意识，敢于尝试新方法，提高解决问题的能力；4. 培养学生严谨的学习态度，注重实验操作的规范性和安全性。
分析课程性质、学生特点和教学要求，本课程目标旨在使学生在掌握数字电路基本知识的基础上，能够运用所学技能进行逻辑设计，培养其创新思维和实际操作能力。
课程目标具体、可衡量，便于后续教学设计和评估。
二、教学内容1. 数字电路基本概念：逻辑门电路、逻辑函数、逻辑代数；2. 组合逻辑电路设计：编码器、译码器、多路选择器、算术逻辑单元；3. 时序逻辑电路设计：触发器、计数器、寄存器、移位寄存器；4. 数字电路测试与调试：故障分析、测试方法、调试技巧；5. 实践操作：使用集成电路搭建组合逻辑电路和时序逻辑电路，进行测试与分析。
教学大纲安排如下：1. 数字电路基本概念（1课时）：介绍逻辑门电路、逻辑函数和逻辑代数，引导学生理解数字电路的基本组成和工作原理；2. 组合逻辑电路设计（2课时）：讲解组合逻辑电路的设计方法，举例说明编码器、译码器等常见组合逻辑电路；3. 时序逻辑电路设计（2课时）：介绍时序逻辑电路的特点，讲解触发器、计数器等时序逻辑电路的设计方法；4. 数字电路测试与调试（1课时）：分析数字电路常见故障，教授测试与调试方法；5. 实践操作（2课时）：指导学生使用集成电路进行组合逻辑电路和时序逻辑电路的搭建、测试与分析。
大学数字逻辑实验课程设计
大学数字逻辑实验课程设计一、课程目标知识目标：1. 掌握数字逻辑电路的基本原理和设计方法；2. 熟悉数字逻辑电路的仿真与实验操作；3. 了解数字逻辑电路在实际工程中的应用。
技能目标：1. 能够运用所学知识设计简单的数字逻辑电路；2. 能够使用相关软件对数字逻辑电路进行仿真与测试；3. 能够分析并解决数字逻辑电路中存在的问题。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对数字逻辑电路的探究兴趣，激发学生学习积极性；2. 培养学生的团队协作能力，增强合作意识；3. 培养学生的创新意识，提高实践能力。
课程性质：本课程为大学电子信息类专业的实验课程，旨在帮助学生将数字逻辑理论知识与实际操作相结合，提高学生的动手能力和实践能力。
学生特点：学生已具备一定的数字逻辑理论知识，但对于实验操作和相关软件的使用相对陌生。
教学要求：结合学生特点，注重理论与实践相结合，强调实验操作技能的培养。
通过课程学习，使学生能够将所学知识应用于实际工程设计中，提高学生的综合素质。
课程目标分解为具体学习成果，以便于后续教学设计和评估。
1. 数字逻辑电路基本原理：包括逻辑门、组合逻辑电路、时序逻辑电路等基本概念和原理。
- 教材章节：第1章 数字逻辑电路基础- 内容列举：逻辑门功能与真值表、组合逻辑电路设计、时序逻辑电路原理。
2. 数字逻辑电路设计方法：介绍常用数字逻辑电路设计方法，如原理图设计、硬件描述语言等。
- 教材章节：第2章 数字逻辑电路设计方法- 内容列举：原理图设计方法、硬件描述语言基础、数字逻辑电路设计实例。
3. 数字逻辑电路仿真与实验操作：学习使用相关软件进行数字逻辑电路的仿真与实验操作。
- 教材章节：第3章 数字逻辑电路仿真与实验- 内容列举：仿真软件介绍、仿真流程、实验操作步骤。
4. 数字逻辑电路在实际工程中的应用：分析数字逻辑电路在通信、计算机等领域的应用案例。
- 教材章节：第4章 数字逻辑电路应用- 内容列举：数字通信系统中数字逻辑电路的应用、计算机硬件中数字逻辑电路的应用。
数字电路基础与逻辑门电路电路与电子技术第二李晓明高等教育出社太原理工大学PPT课件
矩形波
尖顶波
第3页/共171页
实际矩形波的特征
0.9A
0.5A
A
0.1A
tp
tr
tf
脉冲幅度
信号变化的最大值
脉冲上升沿 脉冲下降沿 脉冲宽度
第4页/共171页
正脉冲
5V 0V
0V 5V
负脉冲
5V 0V
0V 5V
脉冲信号变化后的电 平值比初始电平值高
脉冲信号变化后的电 平值比初始电平值低
(3)十六进制
(31.5625)10
(D)16 ai 16i
十六进制记数码：
1、2、3、4、5、6、7、8、9、A(10)、B(11)、C(12)、 D(13)、E(14)、F(15)
(4E6)16=
4162+14 161+6 160
第8页/共171页
=(1254)10
(4) 数制间的转换
①二进制与十进制间的转换
（N）D 2 a1 ai1 2i1 i 1
小数两边乘二，整数部分第-2位a-2
ai1 2i1 2 a2 ai2 2i2
i 1
i 1
第11页/共171页
例 将0.625转换为二进制的数。
0.625 2 1 0.25 a1 1 0.25 2 0 0.5 a2 0
第7章 数字电路基础与逻辑门电路
本章要求：
1. 掌握基本门电路的逻辑功能、逻辑符号、真值 表和逻辑表达式。了解 TTL门电路、CMOS门 电路的特点。
2. 会用逻辑代数的基本运算法则化简逻辑函数。 3. 会分析和设计简单的组合逻辑电路。 4. 理解加法器、编码器、译码器等常用组合逻辑
大学数字逻辑课程设计
大学数字逻辑课程设计一、教学目标本课程的教学目标旨在帮助学生掌握数字逻辑的基本理论、方法和技能。
通过本课程的学习，学生应能理解数字逻辑的基本概念，熟悉数字逻辑电路的设计与分析方法，掌握数字逻辑编程技巧，并具备一定的实际应用能力。
具体来说，知识目标包括：理解数字逻辑的基本概念，如逻辑门、逻辑函数、逻辑电路等；掌握数字逻辑电路的设计与分析方法，如逻辑门电路、组合逻辑电路、时序逻辑电路等；了解数字逻辑编程的基本方法，如Verilog、VHDL等。
技能目标包括：能够使用基本逻辑门电路搭建复杂的逻辑电路；能够使用硬件描述语言进行数字逻辑电路的设计与编程；能够对数字逻辑电路进行功能仿真与测试。
情感态度价值观目标包括：培养学生对数字逻辑技术的兴趣，使其认识到数字逻辑技术在现代社会中的重要地位和应用价值；培养学生严谨的科学态度、良好的团队合作精神和创新意识。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括以下几个部分：1.数字逻辑基本概念：逻辑门、逻辑函数、逻辑电路等。
2.数字逻辑电路设计与分析方法：逻辑门电路、组合逻辑电路、时序逻辑电路等。
3.数字逻辑编程技巧：Verilog、VHDL等硬件描述语言的使用。
4.数字逻辑电路实例讲解与实践：常用数字逻辑电路的设计与验证。
教学大纲将按照以上内容进行安排，确保教学内容的科学性和系统性。
三、教学方法为了提高教学效果，本课程将采用多种教学方法，包括：1.讲授法：用于传授基本概念、原理和方法。
2.讨论法：鼓励学生积极参与课堂讨论，提高分析问题和解决问题的能力。
3.案例分析法：通过分析实际案例，使学生更好地理解和掌握数字逻辑电路的设计与分析方法。
4.实验法：让学生亲自动手进行数字逻辑电路的设计与验证，提高实际操作能力。
四、教学资源为了支持教学内容和教学方法的实施，我们将准备以下教学资源：1.教材：选用权威、实用的教材，为学生提供系统、全面的学习资料。
2.参考书：提供相关领域的参考书籍，丰富学生的知识体系。
太原理工大学数电电子钟课设报告
数字电路逻辑课程设计数字电子钟班级：姓名：同组人：课程设计：数字电子钟一、设计目的1、了解计时器主体电路的组成及工作原理；2、熟悉集成电路及有关电子器件的使用；3、熟练使用multisim仿真软件，在其上仿真；4、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，初步掌握简单实用电路的分析方法和工程设计方法。
二、设计内容1、设计一个具有时、分、秒显示的电子钟（23小时59分59秒），具有手动校时校分功能。
2、用中小规模集成电路组成电子钟，并在实验箱上进行组装、调试。
3、选做（1）闹钟系统；（2）整点报时：从59分50秒起，每隔2s发出一次低音“嘟”的信号，连续五次，最后一次要求高音“嘀”的喜好，此信号结束即达到正点；（3）日历系统；三、设计原理1、二十四进制计数器利用计数器的计数功能：当LOAD=ENT=CLR’=ENP=1时，CLK端输入计数脉冲时计数器就开始进行8421BCD码的规律进行十进制加法计数，当低位片计数到4，同时高位片计数到2时，用一个与非门使两芯片同时清零。
计数器开始为另一轮新的计数，同时实现了24进制计数。
2、六十进制计数器与二十四进制计数器相似，用两片74ls160实现六十进制计数器。
当低位计数器计数到9后向高位进位并且低位清零；当高位计数到5，同时低位出现进位后，利用与非门实现向下一级的进位，同时高低位全部清零，计数器开始新一轮的计数，实现六十进制数。
四、设计方案1、电子钟由石英晶体振荡器、分频器、计数器、译码器、显示器、校时电路组成。
石英晶体振荡器产生的喜好经过分频器作为秒脉冲，秒脉冲进入计数器，计数器结果通过时分秒译码器显示时间。
数字钟框图如图所示：数字钟框图五、元器件选择主要芯片：74ls160、74ls00、74ls04、74ls30等等。
74ls160 74ls0074ls04 74ls3023 译码器 5959 校时电路 时计数器 分计数器 秒计数器分频器石英晶体振荡器译码器 译码器六、在multisim中搭建电路并运行仿真仿真电路图如下图所示1、显示系统2、校时系统3、报时系统七、实际电路验证1、操作过程（1）列出元件清单，领取所需器件，检测芯片的好坏；（2）由于要使用数码显示，所以首先要检查实验箱的好坏；（3）按照事先设计好的仿真电路图搭建实际电路，逐级实现逻辑功能；（4）尝试选作功能的实现；（5）完成实验，做好清理工作。
大二数字电路课程设计
大二数字电路课程设计一、课程目标知识目标：1. 理解数字电路的基本原理，掌握常用数字电路组件的功能和特性。
2. 学会分析和设计简单的数字电路系统，包括组合逻辑电路和时序逻辑电路。
3. 掌握数字电路的仿真技术，并能够运用相关软件进行电路模拟。
技能目标：1. 能够运用所学知识，针对特定问题设计出合理的数字电路解决方案。
2. 培养学生动手实践能力，能够搭建和测试基本的数字电路。
3. 提高学生的电路故障分析和问题解决能力。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对数字电路学科的兴趣和热情，激发其主动学习的动力。
2. 培养学生的团队合作意识和沟通能力，使其在团队项目中发挥积极作用。
3. 引导学生认识到数字电路在现代科技中的重要作用，树立正确的科技观。
针对大二学生的特点，课程目标注重理论与实践相结合，提高学生的实际操作能力。
同时，课程设计将充分考虑学生的认知水平，逐步引导学生深入理解数字电路的内在规律，培养其创新思维和问题解决能力。
通过课程学习，使学生能够具备继续深造或从事相关领域工作的基本素质。
二、教学内容本课程教学内容主要包括以下几部分：1. 数字逻辑基础：复习数字逻辑基本概念，包括数字信号、逻辑门、逻辑函数等，对应教材第一章内容。
2. 组合逻辑电路：讲解组合逻辑电路的分析和设计方法，包括编码器、译码器、多路选择器等，对应教材第二章内容。
3. 时序逻辑电路：介绍时序逻辑电路的原理和分类，分析触发器、计数器、寄存器等时序电路，对应教材第三章内容。
4. 数字电路设计：结合实际案例，教授数字电路设计流程和方法，包括设计需求分析、电路设计、仿真验证等，对应教材第四章内容。
5. 数字电路仿真：指导学生使用相关软件（如Multisim、Proteus等）进行数字电路仿真，掌握仿真技巧，对应教材第五章内容。
6. 实践教学：组织学生进行数字电路搭建和测试，提高学生的动手能力，对应教材第六章内容。
教学内容安排和进度如下：1. 数字逻辑基础（2学时）2. 组合逻辑电路（4学时）3. 时序逻辑电路（4学时）4. 数字电路设计（4学时）5. 数字电路仿真（2学时）6. 实践教学（4学时）教学内容注重科学性和系统性，结合教材章节，合理安排教学进度，旨在使学生全面掌握数字电路相关知识。
数字逻辑电路实验课程设计
数字逻辑电路实验课程设计课程概述数字逻辑电路是计算机基础知识的重要组成部分，也是计算机专业课程中的重要一环。
本实验旨在通过实际操作，加深学生对数字逻辑电路原理的理解，增强学生动手实践能力，为以后相关课程的学习打下基础。
实验内容本实验的主要内容为数字逻辑电路的设计和仿真，其中包括以下几个实验项目：实验一：基础逻辑门的实现通过实验一，学生将掌握数字逻辑电路中基础逻辑门的实现方法。
实验中，学生会使用基础逻辑门实现多功能逻辑电路，练习基础逻辑电路的搭建和仿真。
实验二：组合逻辑电路的设计实验二主要是组合逻辑电路的设计与仿真。
学生将会独立设计组合逻辑电路，并调试仿真运行结果，本实验对于提高学生对组合逻辑电路理论的理解和实际操作能力有非常重要的作用。
实验三：时序逻辑电路的设计实验三主要是时序逻辑电路的设计与仿真。
学生将会掌握时序逻辑电路的设计方法，理解时序逻辑电路的工作原理。
本实验将从理论到实践，帮助学生更好的掌握时序逻辑电路的应用。
实验要求•学生需要在上课前自行预习相关知识，对每个实验项目做好实验前的准备工作。
•实验过程中，学生需要根据实验要求，独立完成实验任务，并认真记录实验过程和实验数据。
•实验报告需要按照规定格式书写，其中需包含实验目的、实验原理、实验过程、实验结果及分析等内容。
•实验完成后，需要将实验报告在规定时间内提交给授课教师，如需重做实验，需要重新安排实验时间。
实验评分每个实验项目的实验报告占总成绩的30%。
实验报告将按照格式、实验完成情况以及实验结果分析等的得分进行评分。
实验报告迟交或抄袭者，将会被计入不及格分数。
实验工具本实验需要使用电路模拟软件进行实验操作，建议使用PSPICE或MULTISIM等相关软件。
学生需要提前安装或下载相关软件，并进行必要的学习和练习。
实验总结数字逻辑电路实验是计算机专业非常重要的实践环节。
通过本实验，学生将了解到数字逻辑电路的设计与原理，并能够熟练掌握数字逻辑电路仿真工具的使用。
数字电路逻辑课程设计--出租车自动计费器
数字电路逻辑课程设计--出租车自动计费器数字电路与逻辑设计课程设计学院：信息工程学院班级：通信学号：姓名：同组人：指导老师：白静时间 2013 年 12月 30日出租车自动计费器任务与要求出租车用自动计费器是根据客户用车的实际情况而自动显示车费的数字仪表。
仪表根据用车起价行车里程计费及等候时间计费三项求得用户的总计费，通过数码自动显示，还可以联系打印机自动打印数据。
由于实验室的条件，本次设计主要围绕着显示起价和按时间计数的宗旨进行设计，实现自动计费功能。
设计制作一个自动计费器，具有行车起价计费功能和按时间计费功能。
用数码显示管显示总的金额，最大金额为99.9元。
设计思路1、起价计费功能按照给定的参数设计起步价为8.0元。
用开关置数，既可以实现置8.0的功能。
2、按时间计费功能按照给定的参数，按时间每一秒钟计费一个最小单元。
即脉冲为1Hz的计数频率。
实验原理电路所需元件清单：74LS160芯片3个，七段数码显示屏3个，数字逻辑电路实验箱，电源。
下面是74LS160的主要电器特性：异步清零端/MR1为低电平时，不管时钟端CP信号状态如何，都可以完成清零功能。
160的预置是同步的。
当置入控制器/PE为低电平时，在CP上升沿作用下，输出端Q0-Q3与数据输入端P0-P3一致。
对于54/74160，当CP由低至高跳变或跳变前，如果计数器控制端CEP、CET为高电平，则/PE应避免由低至高电平的跳变，而54/74LS160无此种限制。
160的计数是同步的，靠CP同时加在四个触发器上而实现的。
当CEP、CET均为高电平时，在CP上升沿作用下Q0-Q3同时变化，从而消除了异步计数器中出现的计数尖峰。
对于54/74LS160的CEP、CET跳变与CP无关。
160有超前进位功能。
当计数溢出时，进位输出端（TC）输出一个高电平脉冲，其宽度为Q0的高电平部分。
在不外加门电路的情况下，可级联成N位同步计数器。
对于54/74LS160，在CP出现前，即使CEP、CET、/MR发生变化，电路的功能也不受影响。
数字电路逻辑设计4路彩灯课程设计综述
太原理工大学现代科技学院数字电路逻辑设计课程设计设计名称4路彩灯显示系统专业班级信息13-1班学号2013100000姓名0指导教师张文爱太原理工大学现代科技学院课程设计任务书注：课程设计完成后，学生提交的归档文件应按，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）专业班级信息13-1班学号2013100 姓名0 成绩设计名称：四路彩灯显示系统一、设计目的（1）熟悉常用中规模计数器的逻辑功能。
（2）掌握计数、译码电路的工作原理及应用。
（3）熟悉移位寄存器的工作原理、典型应用和调试方法。
二、设计任务与要求设计一个四路彩灯控制器，要求：（1）开机后可自动从初始状态按规定程序进行循环演示。
（2）彩灯花型由三个节拍组成。
（3）第一节拍：逐次渐亮，灯亮时间1秒，共用4秒钟。
（4）第一节拍：四路彩灯按逆序渐灭，也需4秒钟。
（5）第三节拍：四路彩灯同时亮0.5秒，然后同时变暗0.5秒，要进行四次，所需时间也为4秒，三个节拍完成一个循环。
（6）彩灯用发光二极管(LED)模拟。
三、设计原理(1)实验灯光变换效果如下图：0~1s1~2s 2~3s 3~4s6~7s 5~6s 4~5s 8~8.5s 8.5~9s 9~9.5s 9.5~10s11.5~12s 11~11.5s 10.5~11s 10~10.5s ……………………………………装………………………………………订…………………………………………线………………………………………4路彩灯显示系统框图（2）因为系统要经历3个节拍，然后一直循环，灯光还要有相应的变化，所以需要一个实现节拍计数器，12个变化一循环所以可以采用74LS161来实现，实现计数之后，相应的灯光也要发生变化，逐渐变亮和逐渐变暗可以通过一个移位寄存器来实现，假设灯亮为1，则需要经历0000->1000->1100->1110->1111->1110-> 1100->1000->0000这个过程，可以使用74LS194的左移入0功能和右移入1功能来实现。
太原理工大学 电子电路 教学大纲(修正)
《电路与电子技术》课程教学大纲（Electric Circuit and Electronics）1．开课学院：软件学院。
2．学时：40；学时：2.5学分。
3．适用专业：软件工程专业。
4．课程的性质和任务：本课程是高等工科院校计算机及软件专业的学科基础课程，是研究电路分析理论和电子技术的一门重要课程。
其任务是通过讲授电路分析的基本方法、电子电路的分析和初步设计方法，使学生获得必要的电路分析和电子技术的基本理论、基本方法和基本技能。
了解电子技术发展的概况，初步掌握电子电路的分析、设计方法，为学习后续课程及从事与本专业有关的硬件技术及嵌入式课程打下基础。
5．课程内容与基本要求：教学分为三个基本模块：“电路分析基础”、“模拟电子技术基础”和“数字电子技术基础”。
“电路分析基础”在阐明物理概念和基本理论的基础上，着重研究电路分析的方法；“模拟电子技术基础”在介绍常用电子器件特性的基础上，重点讲解模拟电子电路的基本电路构成、性能特点及基本分析方法；“数字电子技术基础”在介绍门电路和触发器的初步原理及讲解其外特性的基础上，着重研究数字电路的分析和设计方法。
各模块具体要求分述如下。
“电路分析基础”模块：（1）理解电路模型及理想电路元件的物理性质。
理解电压、电流参考方向的概念。
理解额定值的意义、掌握电功率的计算方法。
（2）掌握R、L、C元件的特性及电流电压关系（3）掌握基尔霍夫电流、电压定理。
（4）了解分析电路的支路电流法，掌握节点电压法、网孔分析法。
（5）掌握线性电路的叠加原理，等效电源定理（戴维南定理、诺顿定理）在电路分析中的应用。
（6）理解正弦交流电的基本概念，掌握正弦量的三要素以及正弦交流电压、电流的有效值、相量表示方法及相量图。
（7）掌握用相量法分析正弦稳态电路的方法。
（8）理解正弦稳态功率的概念，掌握有功功率、无功功率的计算方法。
（9）理解功率因数的概念，掌握功率因数提高的计算并理解功率因数提高的经济意义。
数字逻辑设计课程设计
数字逻辑设计课程设计一、教学目标本课程的教学目标是使学生掌握数字逻辑设计的基本概念、原理和方法，培养学生运用数字逻辑设计解决实际问题的能力。
1.掌握数字逻辑的基本概念和术语。
2.理解数字逻辑电路的组成和功能。
3.熟悉数字逻辑电路的设计方法和步骤。
4.了解数字逻辑电路的应用领域。
5.能够运用数字逻辑设计方法设计简单的数字电路。
6.能够使用电子设计自动化工具进行数字电路的设计和仿真。
7.能够分析数字电路的性能指标，并进行优化设计。
情感态度价值观目标：1.培养学生的创新意识和团队合作精神。
2.培养学生的动手能力和实践能力。
3.培养学生的科学思维和问题解决能力。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括数字逻辑的基本概念、数字逻辑电路的组成、设计方法和步骤，以及数字逻辑电路的应用领域。
1.数字逻辑的基本概念：数字逻辑电路的定义、数字逻辑电路的种类、数字逻辑电路的特点。
2.数字逻辑电路的组成：逻辑门、逻辑电路、逻辑函数、逻辑代数。
3.数字逻辑电路的设计方法：组合逻辑电路设计、时序逻辑电路设计、数字电路的优化设计。
4.数字逻辑电路的应用领域：数字系统、数字电路在计算机中的应用、数字电路在其他领域的应用。
三、教学方法本课程的教学方法主要包括讲授法、讨论法、案例分析法、实验法等。
1.讲授法：通过教师的讲解，使学生掌握数字逻辑设计的基本概念和原理。
2.讨论法：通过小组讨论，培养学生的团队合作精神和创新意识。
3.案例分析法：通过分析实际案例，使学生了解数字逻辑电路的应用领域和设计方法。
4.实验法：通过动手实验，培养学生的实践能力和问题解决能力。
四、教学资源本课程的教学资源包括教材、参考书、多媒体资料、实验设备等。
1.教材：选用权威、实用的教材，如《数字逻辑设计》。
2.参考书：提供相关的参考书籍，如《数字电路与逻辑设计》。
3.多媒体资料：制作课件、教学视频等，以丰富教学手段和学生的学习体验。
4.实验设备：提供数字逻辑电路设计所需的实验设备，如逻辑门电路、数字电路仿真器等。
太原理工大学数字逻辑课设(交通灯)
太原理工大学计算机科学与技术学院课程设计报告课程名称：数字逻辑综合课程设计系部：计算机科学与技术专业班级：计科1402学生姓名：陈志棚学号：35同组人：潘鋆、张瑾、谢项指导教师：廖丽娟完成时间：报告成绩：目录交通灯控制设计报告 (4)一.设计要求 (4)1、基本要求 (4)2、扩展要求 (4)3、创新设计 (5)二.设计的作用、目的 (5)三.设计的具体实现 (5)1. 系统概述 (5)2．单元电路设计、仿真与分析（小三号宋体） (6)3.电路的安装与调试 (9)4.直流稳压电源电路 (10)四.心得体会及建议 (16)五．附录 (16)元器件清单： (16)六．参考文献 (17)附图 (18)太原理工大学计算机科学与技术学院《数字系统设计》课程设计任务书指导教师签名：日期：交通灯控制设计报告一.设计要求1、基本要求①设计一个输出可在3~15V连续可调的直流稳压电源，要求当电网电压在220V上下波动15%,输出电流在0~80mA范围内变化时，均可正常稳压，输出电压的变化不超过±。
②主、支干道交替通行，主干道每次放行15秒，支干道每次放行10秒；每次绿灯变红灯前，黄灯先亮5秒，此时另一干道上红灯不变。
③主干道黄灯亮时，支干道红灯以1Hz的频率闪烁；支干道黄灯亮时，主干道红灯以1Hz的频率闪烁。
④主、支干道各信号灯亮时，需配合有时间提示，以数字显示出来，且以每秒减“1”的计数方式工作，直到减到“0”后主支干道各信号灯自动转换。
2、扩展要求在满足基本要求的前提下，可实现特殊状态（如火警、救护等）的交通灯控制，声控传感器S送出1的电平时，进入特殊状态，要求：①东西、南北方向的全部是红灯亮。
②计数器停止计数并保持原来的时间数据。
③特殊状态解除后，继续返回正常工作状态。
3、创新设计在满足基本要求和扩展要求的前提下，设计一个可编程交通灯控制器，具体要求是：①有控制显示电路，能根据需要更改交通灯的时序。
太原理工大学-数字电子技术课程设计
《数字电子技术》课程设计报告课程设计题目如下：【题目B14】电灯控制开关5设计一个电灯控制开关，该开关有一个按钮k控制。
当按钮按下1次是，电灯d亮8秒后灭；当按钮k连续按下2次（在第1次按下后的8秒内，按下第2次）是，则电灯长亮不灭；当按钮再按下1次后，电灯延时5s灭。
根据题目要求，可以画出该控制框图如图1所示。
该控制器由按钮、时钟、状态机、计数器、灯，数码管显示电路，计数器时钟电路组成，其中状态机、计数器、计数器时钟电路用FPGA 实现。
灯控制信号表：信号名方向说明k 控制器输入灯启动信号（低电平有效）clk 控制器输入时钟信号32768的方波信号m 状态机输出灯控制信号（高电平有效）DATA 状态机输出计数器预置数信号t 状态机输出计数器指数/计数控制信号td 计数器输出高电平表示计数器归零sm 计数器输出数码管驱动信号（低电平有效）第1章控制器逻辑设计1．控制器的状态机设计状态图如图2：由状态机可以得到张太极Verilog HDL源程序如下：module state(clk,k, td,t,m,data);input k,clk,td;output t,m,data;reg t,m;reg[3:0] data;reg [2:0] state,next_state;parameter a0= 2'b00,a1 = 2'b01, a2 = 2'b10, a3 = 2'b11; always @ (posedge clk)begin state <=next_state; endalways @ (state or td or k)begincase (state)a0: begin t<=0;m<=0;data<=4'b1000;if (!k) begin next_state <=a1; endelse begin next_state <=a0; endenda1: begin t<=1;m<=1;data<=4'b1000;if ((td==1)&&(k==1)) begin next_state <=a0; endelse if((td==0)&&(k==0))begin next_state <=a2; endelse begin next_state<=a1;endenda2: begin t<=0;m=1;data<=4'b0101;if(!k) begin next_state <=a3;endelse begin next_state<=a2;endenda3: begin t<=1;m=1;data<=4'b0101;if(td) begin next_state<=a0; endelse begin next_state <=a3; endenddefault:next_state<=a0;endcaseendendmodule在muxplus2中的仿真结果如图3：图32．控制器的计数器设计计数器采用一位10进制，输入置数值为一位BCD码（4位）。
太原理工大学课程设计任务书
在大多数情况下，这些信号来源于人对真实世界的感觉比如地震的震动视觉图像声音波形等数字信号处理市一种数学工具是一种用来处理那些将上述信号转换成数字波形后的信号算法和技术。
In most cases,there signals originate as sensory data from the real world:seismic vibrations,visual images,sound waves,etc.DSP is the mathematics,the algorithms,and the techniques used to manipulate these signals after they have been converted into a digital form.函数傅里叶表示，即将函数表示成正弦和余弦信号叠加，这种方法广泛运用于微分方程的解析法和数值法求解过程以及通信信号分析和处理。
Fourier‟s representation of functions as a superposition of sines and cosines has become ubiquitous for both the analytic and numerical solution of differential equations and for the analysis and treatment of communication signals.如果f（t）是非周期信号，那么用周期函数列如正弦和余弦的和，并不能精确地表示该信号，你可以人为的拓展这个信号使其具有周期性，但是这要求在端点处附连续性。
If f(t) is a nonperiodic signal,the summation of the periodic functions,such as sine and cosine,does not accurately represent the signal.You should artificially extend the signal to make it periodic but it would require additional continuity at the end points.如果信号有急剧的过渡，就有必要输入信号加窗，这样信号处就会收敛于0。
数字电子技术与逻辑设计课程设计
数字电子技术与逻辑设计课程设计一、前言数字电子技术与逻辑设计是计算机专业中的重要课程，是学习计算机体系结构和数字系统设计的基础。
本次课程设计旨在让学生们通过实践来深入学习数字电子技术与逻辑设计的相关知识，掌握数字电路的设计与仿真流程，提高学生的实践动手能力。
二、任务目的本次课程设计的主要目的是让学生们通过实践了解数字电子技术与逻辑设计的相关知识，掌握数字电路的设计与仿真流程，能够熟练使用EDA工具进行数字电路的设计与仿真，并掌握数字电路实现基本功能的方法。
三、任务要求1. 平台与工具本次课程设计所需的平台和工具如下：•EDA工具：Xilinx ISE•实验板：Nexys 4 DDR2. 任务内容本次课程设计的任务为设计一个4位加法器，并通过EDA工具进行仿真测试。
加法器需要满足以下要求：•输入：两个4位二进制数A、B（通过DIP开关）；•输出：一个4位二进制数S（通过LED灯）；•操作：计算A+B并将结果S输出。
3. 设计流程加法器的设计流程如下：1.定义和描述：定义加法器的输入输出和操作，确定加法器的功能。
2.整体设计：确定加法器的总体结构，包括组合逻辑电路和时序逻辑电路，确定加法器所需的电路元器件。
3.组合逻辑设计：对输入进行处理，确定加法器的运算规则和计算方法。
4.时序逻辑设计：确定加法器的时序控制电路。
5.仿真测试：使用EDA工具进行仿真测试，验证加法器的设计能够正确实现给定的功能。
6.硬件实现：将加法器设计转化为硬件，在FPGA实验板上进行验证，从而实现加法器的功能。
4. 实验方法步骤1：电路图设计利用Xilinx ISE工具，设计一个4位加法器的电路图。
步骤2：编程利用VHDL语言编写4位加法器的代码。
步骤3：仿真使用Xilinx ISE工具进行仿真模拟，验证设计是否正确。
步骤4：综合将VHDL代码和综合约束文件加入工程，进行综合。
步骤5：下载验证将综合后的位文件下载到Nexys 4 DDR实验板中，通过DIP开关输入两个4位二进制数A、B，并通过LED灯输出计算结果S，验证设计是否实现了所需功能。
大一逻辑电路课程设计
大一逻辑电路课程设计一、课程目标知识目标：1. 理解并掌握逻辑电路的基本概念，包括逻辑门、逻辑函数和逻辑代数；2. 学会分析和设计基本的逻辑电路，如与门、或门、非门、异或门等；3. 了解数字电路的基本测试方法，并能运用到逻辑电路的分析与设计中；4. 掌握逻辑电路的优化方法，提高电路的性能和效率。
技能目标：1. 能够正确使用逻辑门集成电路进行电路搭建，具备实际操作能力；2. 培养学生运用逻辑代数进行逻辑函数化简和逻辑电路分析的能力；3. 提高学生运用所学知识解决实际问题的能力，具备一定的创新能力；4. 学会查阅相关资料，进行团队合作，完成课程设计任务。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对逻辑电路的的兴趣，激发学习热情，增强学习主动性；2. 培养学生严谨的科学态度和良好的实验习惯，注重实验安全；3. 增强学生的团队协作意识，培养沟通与交流能力；4. 引导学生关注逻辑电路在现实生活中的应用，认识到所学知识的实用价值。
本课程旨在通过理论教学与实践操作相结合，使学生掌握逻辑电路的基本知识与技能，培养其创新能力和实际操作能力。
针对大一学生的特点，注重启发式教学，引导学生主动探索，提高分析问题和解决问题的能力。
在教学过程中，关注学生的个体差异，鼓励学生积极参与，确保课程目标的实现。
二、教学内容本章节教学内容主要包括以下几部分：1. 逻辑电路基本概念：逻辑门、逻辑函数、逻辑代数；- 课本章节：第1章“数字逻辑电路基础”2. 基本逻辑电路分析与设计：- 与门、或门、非门、异或门等逻辑门的功能与应用；- 逻辑函数的化简方法；- 课本章节：第2章“逻辑门电路”3. 数字电路测试方法：- 逻辑电路的测试原理；- 常用测试方法及实际操作；- 课本章节：第3章“数字电路测试技术”4. 逻辑电路优化：- 优化方法及其在逻辑电路中的应用；- 提高电路性能和效率的技巧；- 课本章节：第4章“逻辑电路优化与设计”5. 实践操作与课程设计：- 逻辑门集成电路的使用与电路搭建；- 课程设计任务：设计一个简单的逻辑电路；- 课本章节：第5章“数字电路实践与课程设计”教学内容按照由浅入深的原则进行安排，使学生在掌握基本概念的基础上，逐步学会分析、设计和优化逻辑电路。
太原理工大学数电逻辑课程设计
太原理工大学数电逻辑课程设计太原理工大学现代科技学院数字电路逻辑设计课程实验报告专业班级学号姓名指导教师张博……………………………………装………………………………………订…………………………………………线…………………………………………太原理工大学现代科技学院课程设计四路彩灯显示系统一、设计目的⑴熟悉常用中规模计数器的逻辑功能。
⑵掌握计数、译码器的工作原理及应用。
⑶熟悉移位寄存器的工作原理、典型应用和调试方法。
二、设计任务与要求设计一个4路彩灯控制器，要求：开机后可自动从初始状态按规定程序进行循环演示。
⑴开机后可自动从初始状态按规定程序进行循环演示。
⑵彩灯花形又3个节拍组成。
第一节拍：逐次渐亮，灯亮时间1S，共用4S。
第二节拍；4路彩灯按逆序渐灭，也需4S。
第三节拍；4路彩灯同时亮0.5S，然后同时变暗0.5S，要进行4次，所需时间也为4S，3个节拍完成一个循环。
⑶彩灯用发光二级管（LED）模拟。
三、设计仪器与器件⑴数字电路实验箱。
⑵器件：74LS04、74LS08、74LS10、74LS32(两片)、74LS161、74LS194分析以上设计任务，该控制系统完成如图1所示的控制流程，系统结构框图如图2所示。
图1：四路彩灯控制流程图图2：四路彩灯控制系统结构框图（1）74LS161的功能表74LS194的功能表（2）根据电路图根据74LS161的功能表310Q Q Q LD ??= 所以只要1=LD ，则芯片一直运行记数功能，132M Q Q =+，10M M = ，所以01=M 时，10=M 实现右移，10=Q 当11=M 时，00=M ，实现左移，03=Q 设161的输出分别为，0Q 1Q 2Q 3Q ，194的输出分别为A Q B Q C Q D Q输出：n n A n A Q CP Q Q 31?↑+=+，n n B n B Q CP Q Q 31?↑+=+ n n C n C Q CP Q Q 31?↑+=+，nn D n D Q CP Q Q 31?↑+=+ 3Q 为1时，与CP 脉冲经过与门，随着CP 脉冲的变换，与门输出结果发生变换，8种情况，即明暗各变换4次。
数电课设交通灯
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。
……………………………………装………………………………………订…………………………………………（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。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
太原理工大学现代科技学院
数字电路逻辑设计课程 实验报告
专业班级 学 号 姓 名 指导教师 张博
……………………………………装………………………………………订…………………………………………线………………………………………
…
太原理工大学现代科技学院
课程设计四路彩灯显示系统
一、设计目的
⑴熟悉常用中规模计数器的逻辑功能。
⑵掌握计数、译码器的工作原理及应用。
⑶熟悉移位寄存器的工作原理、典型应用和调试方法。
二、设计任务与要求
设计一个4路彩灯控制器，要求：
开机后可自动从初始状态按规定程序进行循环演示。
⑴开机后可自动从初始状态按规定程序进行循环演示。
⑵彩灯花形又3个节拍组成。
第一节拍：逐次渐亮，灯亮时间1S，共用4S。
第二节拍；4路彩灯按逆序渐灭，也需4S。
第三节拍；4路彩灯同时亮0.5S，然后同时变暗0.5S，要进行4次，所需时间也为4S，3个节拍完成一个循环。
⑶彩灯用发光二级管（LED）模拟。
三、设计仪器与器件
⑴数字电路实验箱。
⑵器件：74LS04、74LS08、74LS10、74LS32(两片)、74LS161、74LS194
分析以上设计任务，该控制系统完成如图1所示的控制流程，系统结构框图如图2所示。
图1：四路彩灯控制流程图
图2：四路彩灯控制系统结构框图
（1）74LS161的功能表
74LS194的功能表
（2）根据电路图
根据74LS161的功能表310Q Q Q LD ∙∙= 所以只要1=LD ，则芯片一直运行记数功能，132M Q Q =+，10M M = ，所以01=M 时，10=M 实现右移，10=Q 当11=M 时，00=M ，实现左移，03=Q
设161的输出分别为，0Q 1Q 2Q 3Q ，194的输出分别为A Q B Q C Q D Q
输出：n n A n A Q CP Q Q 31∙↑+=+，n n B n B Q CP Q Q 3
1∙↑+=+ n n C n C Q CP Q Q 31∙↑+=+，n
n D n D Q CP Q Q 3
1∙↑+=+ 3Q 为1时，与CP 脉冲经过与门，随着CP 脉冲的变换，与门输出结果发生变
换，8种情况，即明暗各变换4次。
（3）根据以上分析，得到状态转移图
六、设计分析
四路彩灯既有四路输出，设依次为d Q 、c Q 、b Q 、a Q ，若“1”表示灯亮，
“0”表示灯灭，由课题要求可知四路彩灯显示系统要求如下表1所示的输出显示。
表1 四路彩灯输出显示
由上表可知，需要一个分频器起节拍产生和控制作用，每4s 一个节拍，3个节拍共12s 后反复循环。
一个节拍结束后应产生一个信号到节拍程序执行器，完成彩灯渐亮、渐灭、同时亮、同时灭等功能。
四路彩灯显示系统的工作过程如下表2所示。
74161的输出为0123Q QQ Q ；74194的输出为A B C D Q Q Q Q ；四路彩灯的输出为a b c d Q Q Q Q 。
74194的工作方式控
制端132M Q Q =+，032M Q Q =+。
在第一节拍中，1001M M =，74194实现右移功能，即在时钟脉冲作用下，把1SR D =逐次移进；在第二节拍中，1010M M =，74194实现左移功能，即在时钟脉冲作用下，把0SR D =逐次反方向移进。
由于前两个节拍中30Q =，门G 关闭，输出为0，因此四路彩灯的输出a b c d A B C D Q Q Q Q Q Q Q Q =。
在第三节拍中，1010M M =，74194仍然左移，A B C D Q Q Q Q 一直保持为0000。
此时31Q =，门G 打开，时钟脉冲CP 同时加到四个输出端
a b c d Q Q Q Q ，由于CP 是1Hz 秒脉冲，在1s 时间内高电平和低电平持续时间均
为0.5s ，因此a b c d Q Q Q Q 实现同时亮0.5s 、同时灭0.5s ，在4s 内共进行4次。
第三节拍结束后返回第一节拍，如此反复，实现四路彩灯循环显示。
表2 四路彩灯工作过程
（注：时钟由第三节拍的1011返回到第一节拍的0000循环进行）
七、设计方案电路图
下图为四路彩灯显示的一种简易实现电路。
图3：四路彩灯显示系统的一种实现电路
八、在EWB环境下仿真
根据设计的电路图，进行仿真实验，仿真时用74LS160代替74LS161 如图分别为在7.00s和11.00s时的截图
7.00s时
11.00s时
九、实际电路的连接和调试
按照仿真的电路图和上面芯片的引脚图在面包板上连好线路，经检查无误后，接通电源可看到四个二极管都亮，拔动开关，调好脉冲，观察二极管的变化，可以看到电路和仿真的一样。
实物电路图为：
十、设计总结
通过这次实验熟悉了常用中规模计数器的逻辑功能并且掌握计数、译码器的工作原理及应用还熟悉移位寄存器的工作原理、典型应用和调试方法，使我学到了很多书本上学不到的东西，并且学会了在处理一些事情的时候要注意细心，是我受益匪浅。