数字电子电路课程设计报告(终稿)(DOC)
数字电子课程设计报告
数字钟电路设计一、电路功能要求●计时功能要求准确计时,以数字形式显示时、分、秒的时间。
小时的计时要求为“12翻1”,分和秒的计时要求为60进位。
●校时功能当数字钟接通电源或者计时出现误差时,需要校正时间(简称校时)。
校时是数字钟应具备的基本功能,一般电子手表都具有时、分、秒等校时功能。
为使电路简单,这里只进行分和小时的校时。
对校时电路的要求是:在小时校正时不影响分和秒的正常计数;在分校正时不影响秒和小时的正常计数。
校时方式有“快校时”和“慢校时”两种。
“快校时”是通过开关控制,使计数器对1Hz的校时脉冲计数。
“慢校时”是用手动产生单脉冲作校时脉冲。
●仿广播电台整点报时每当数字钟计时快要到整点时发出声响;通常按照4低音1高音的顺序发出间断声响;以最后一声高音结束的时刻为整点时刻。
二、方案设计数字钟电路组成如图1所示,由主体电路和扩展电路两大部分所组成。
振荡器产生稳定的高频脉冲信号,作为数字钟的时间基准,再经分频器输出标准秒脉冲;秒计数器计满60后向分计数器进位;分计数器计满60后向小时计数器进位;小时计数器按照“12翻1”规律计数。
计时出现误差时可以用校时电路进行校时、校分、校秒。
扩展电路必须在主体电路正常运行的情况下才能进行功能扩展。
(二)子电路的设计 1、振荡器的设计振荡器是数字钟的核心。
振荡器的稳定度及频率的精确度决定了数字钟计时的准确程度,通常选用石英晶体构成振荡器电路。
一般来说,振荡器的频率越高,计时精度越高。
如果精度要求不高也可以采用集成逻辑门与RC 组成的时钟源振荡器或由集成电路定时器555与RC 组成的多谐振荡器,如图2所示。
根据频率计算公式:f=1.43/(R1+2R2)C 可确定图中R 、C 的值振荡器的周期取决于(R1+滑动变阻器R3)和R2及电容C1的值, 因为T ≈0.7(R3+R1)C1;f=1/T;由于当滑动变阻器为20%左右时振荡器输出1kHz 矩形波信号,所以 f=1/[0.7×(R3×15%+R1) ×0.1μf ]=1kHz图2 555定时器组成的多谐振荡器2. 分频器的设计分频器的功能主要有两个:一是产生标准秒脉冲信号;二是提供功能扩展电路所需要的信号,如仿电台报时用的1kHz 的高音频信号和500Hz 的低音频信号等。
数字电路课程设计报告
课程设计任务书学生姓名:吴培力专业班级:信息SY1201指导教师:刘可文工作单位:信息工程学院题目: 数字式电子锁的设计与实现初始条件:本设计既可以使用集成电路和必要的元器件等,也可以使用单片机系统构建数字密码电子锁。
自行设计所需工作电源。
电路组成原理框图如图1,数字密码锁的实际锁体一般由电磁线圈、锁栓、弹簧和锁柜构成。
当线圈有电流时,产生磁力,吸动锁栓,即可开锁。
反之则不开锁。
图1 数字式电子锁原理框图要求完成的主要任务:(包括课程设计工作量及技术要求,以及说明书撰写等具体要求)1、课程设计工作量:1周。
2、技术要求:1)课程设计中,锁体用LED代替(如“绿灯亮”表示开锁,“红灯亮”表示闭锁)。
2)其密码为4位二进制代码,密码可以通过密码设定电路自行设定。
3)开锁指令为串行输入码,当开锁密码与存储密码一致时,锁被打开。
当开锁密码与存储密码不一致时,可重复进行,若连续三次未将锁打开,电路则报警并实现自锁。
(报警动作为响1分钟,停10秒)4)选择电路方案,完成对确定方案电路的设计。
计算电路元件参数与元件选择、并画出总体电路原理图,阐述基本原理。
安装调试设计电路。
3、查阅至少5篇参考文献。
按《武汉理工大学课程设计工作规范》要求撰写设计报告书。
全文用A4纸打印,图纸应符合绘图规范。
时间安排:1、年月日,布置作课设具体实施计划与课程设计报告格式的要求说明。
2、年月日至年月日,方案选择和电路设计。
3、年月日至年月日,电路调试和设计说明书撰写。
4、年月日,上交课程设计成果及报告,同时进行答辩。
指导教师签名:年月日系主任(或责任教师)签名:年月日目录摘要 (3)Abstract (4)1绪论 (5)2设计内容和要求 (6)2.1设计目的及主要任务 (6)2.11设计的目的 (6)2.12设计任务及主要技术主表 (6)2.2设计思想 (6)3具体电路设计 (7)3.1开锁密码输入结构 (8)3.2密码传输比较电路 (8)3.3计数报警电路 (10)3.4整体电路图 (12)4模拟仿真 (13)4.1开锁密码输入结构仿真 (13)4.2整体电路的模拟仿真 (14)5心得体会 (15)6参考文献 (16)摘要数字电子技术课程设计对所学的基础理论知识是一次实践检测的过程。
数字电子设计课程设计报告
课程设计任务书目录第一章数字电子部分 (1)1.1课程设计的目的与作用 (1)1.2.基本原理: (1)1.3三位同步二进制计数器计数器设计: (1)1.3.1三位二进制同步计数器状态图。
无效态(000,101) (1)1.3.2、选择触发器、求时钟方程、输出方程、状态方程和结果 (2)1.3.3 逻辑接线图 (6)1.3.4仿真结果 (7)1.4串行序列检测器设计 (10)1.4.1串行序列检测器状态图(检查信号0101) (10)1.4.2选择触发器、求时钟方程、输出方程、状态方程和结果 (10)1.4.3、逻辑接线图 (13)1.4.4仿真结果 (14)1.5设计总结和体会 (16)1.6参考文献 (16)第二章2 模拟电子设计部分 (17)2.1 课程设计的目的与作用 (17)2.1.1课程设计的目的 (17)2.1.2课程设计作用 (17)2.2 设计任务、及所用multisim软件环境介绍 (17)1.2.1设计任务: (17)1.2.2 Multisim环境介绍: (18)2.3积分电路Multisim仿真设计 (18)2.3.1基本原理 (18)2.3.2电路模型的建立 (19)2.3.3理论分析及计算 (19)2.3.4仿真结果分析 (19)2.3.5结论 (20)2.4反相求和电路仿真设计 (20)2.4.1设计基本原理: (20)2.4.2电路模型的建立 (21)2.4.3理论分析及计算 (21)2.4.4仿真结果分析 (21)2.4.5结论 (22)2.5滞回比较器Multisim仿真设计 (22)2.5.1设计基本原理 (22)2.5.2电路模型的建立 (23)2.5.3理论分析及计算 (23)2.6误差分析 (24)2.7 设计总结和体会 (25)2.8 参考文献 (25)第一章数字电子部分1.1课程设计的目的与作用(1) 熟练掌握三位二进制加法器的设计和检测。
(2)学习并掌握信号的简单检测以及其电路的设计。
数字电路课程设计的报告
数字电路课程设计的报告电⼦技术课程设计报告题⽬:数字计步器院系:物理与电⽓信息⼯程学院专业:电⽓⼯程及其⾃动化组长:郭天朋学号: 20120604046 组员 1 :吕殿鹏学号: 20120604047 组员 2 :马奔腾学号: 20120604048 组员 3 :马冲学号: 20120601007 组员 4 :刘晓坦学号: 20121401045 指导教师:蔡⽂霞2014年6⽉25⽇电⼦技术课程设计报告⼀、选题⽬的和意义:⼈们越来越注重⾃⼰的健康,跑步成为⼀种⽅便⽽⼜有效的锻炼⽅式。
但是如何知道⾃⼰跑了多少步,多远的路程?计步器可以帮助⼈们实时掌握锻炼情况。
它的主要功能是检测步数,通过步数和步幅可计算⾏⾛的路程。
步幅信息可通过⾏⾛固定的距离如20m来计算或是直接输⼊,⾼级的计步器还可以计算⼈体消耗的热量。
本课题的设计有深远意义,尤其是对那些⽼年⼈以及⼀些待复健康的病⼈来说是⼀个⾮常好的辅助医疗设备。
要实现检测步数⾸先要对⼈⾛路的姿态有⼀定了解。
⾏⾛时,脚、腿、腰部,⼿臂都在运动,它们的运动都会产⽣相应的加速度,并且会在某点有⼀个峰值。
从脚的加速度来检测步数是最准确的,但是考虑到携带的不⽅便以及实验室⽔银开关的诸多不便,我们⽤⼀个逻辑开关或者脉冲信号来来代替脚的每⼀次⾛步所引起的振动。
本课设主要是运⽤了逻辑元件74LS161的计数功能,把四个74LS161逻辑元件逐次相联起来,已达到⽤4个数码管显⽰4位有效数字的计步器,并且可以按照⼗进制向⾼位进位。
通过逻辑开关的功能控制整个计步器的计数与暂停。
第⼀个74LS161元件的CP接⼊逻辑开关,输出接⼊第⼆元件的脉冲信号接⼊⼝,依次将四个元件级联。
本设计数字计步器就是按照这个程序来达到进位计数的功能,和计数器的功能相似。
数字计步器在⽇常⽣活中主要运⽤在医疗健⾝等电⼦产品中,如数字跑步器、计步器等诸多相关电⼦设备。
该设计可以合理运⽤到⼤范围的产品设计中,提⾼现代电⼦产品⽔平,更好的服务于社会,有着很⼴⼤的发展前景和⽤途。
数字电路课程设计报告
数字电路课程设计报告1. 引言数字电路课程设计是电子信息类专业中的一门重要课程,通过该课程的学习,可以深入了解数字电路设计的原理和方法。
本报告旨在总结和展示数字电路课程设计的过程和成果。
2. 设计目标本次数字电路课程设计的目标是设计一个简单的计算器电路,能够实现加法和减法运算。
具体要求如下:1.采用组合逻辑电路设计,不使用任何存储器元件。
2.输入端包括两个4位二进制数,输出端包括一个4位二进制数和一个进位信号。
3.采用基本门电路实现加法和减法运算,例如AND、OR、XOR等。
4.设计合理的测试用例,验证计算器电路的正确性。
3. 设计思路3.1 加法器设计思路加法器是计算器电路中最基本的模块之一。
我们采用全加器的设计思路来实现加法器。
全加器的真值表如下: | A | B | Cin | Sum | Cout | |—|—|—–|—–|——| | 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 |由于需要实现4位二进制数的加法,我们将采用4个全加器进行级联来实现。
3.2 减法器设计思路减法运算可以转换为加法运算来实现。
我们可以使用补码的方式实现减法器。
补码的求法为:先对减数取反(按位取反),然后加1。
将减法运算转换为加法运算后,实质上是将被减数加上减数的补码进行运算。
4. 数字电路设计4.1 加法器电路设计我们采用逻辑门电路实现全加器。
以下是全加器的电路设计图:全加器电路设计图全加器电路设计图4.2 减法器电路设计为了实现减法器,我们需要对输入的B进行取反操作,并且在B的最低位输入一个常数值1。
以下是减法器的电路设计图:减法器电路设计图减法器电路设计图5. 性能评估为了验证设计的正确性和稳定性,我们设计了一系列的测试用例对计算器电路进行测试。
数电课程设计报告
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。
2023数字电路课程设计报告模板
2023数字电路课程设计报告模板篇一:数字电路课程设计报告(参考模板)一、设计目的温度是日常生活中无时不在的物理量,温度的控制在各个领域有着广泛积极的意义。
如温室的温度控制等。
另外随着数字电子技术的迅速发展,将模拟电量转换成数字量输出的接口电路A/D转换器是现实世界中模拟信号向数字信号的桥梁。
在以往的A/D器件采样控制设计中,多数是以单片机或CPU为控制核心,虽然编程简单,控制灵活,但缺点是控制周期长,速度慢。
单片机的速度极大的限制了A/D高速性能的利用,而FPGA的时钟频率可高达100MHz以上。
本设计进行时序控制、码制变换,具有开发周期短,灵活性强,通用能力好,易于开发、扩展等优点。
二、设计的基本内容本次设计主要是基于FPGA+VHDL的温度控制系统,可编程器件FPGA和硬件描述语言VHDL的使用使得数字电路的设计周期缩短、难度减少。
设计采用模块化思路,包括四个模块FPGA控制ADC0809模块、分频模块、数据传输模块、元件例化模块,再加以整合实现整个系统,达到温度控制的目的。
基于FPGA的信号采集系统主要有:A/D转换器,FPGA,RS232通信。
A/D 转换器对信号进行会采集,A/D 内部集成了采样、保持电路,可有效的降低误差,减少外围电路的设计,降低系统的功耗。
A/D在接受到指令后进行采集,FPGA采集控制模块首先将采集到的通过A/D 转换城的数字信号引入FPGA,而后对数字信号送往算法实现单元进行处理,并存于FPGA内部RAM中。
1. 实验设计指标及要求:1.1课题说明:在体育比赛、时间准确测量等场合通常要求计时精度到1%秒(即10 ms)甚至更高的计时装置,数字秒表是一种精确的计时仪表,可以担当此任。
本课题的设计任务设计一个以数字方式显示的计时器,即数字秒表。
1.2设计内容:a) 数字秒表需求分析,信号及属性定义;b) 电路原理设计、分析、参数计算,画出电路原理;c) 电路安装与实验测试。
数字电子线路课程设计报告
物理与电子信息科学系《数字电子线路课程设计报告》---“数字时钟设计”专业电子信息科学与技术专业班级 09级电信二班学生姓名学号 09120232指导教师提交日期 2011年11月28日目录1.设计要求及设计方案 (1)设计要求 (2)设计方案 (3)2.模块设计及protues仿真 (4)显示电路 (5)译码器74L S48 (6)计数器74LS90 (7)时钟电路..................................................................................... 按键复位电路................................................................................. 电路仿真效果............................................................................... ...................... 3.protel原理图和PCB焊接线路设计.. (9)protel原理图设计 (9)protel PCB焊接电路设计 (9)4.元件清单 (10)5.电路焊接 (10)6.设计总结 (12)参考文献 (12)1.设计要求及设计方案设计要求(1)设计一个数字时钟,由四个数码管显示。
(2)第一个数码管显示1/10秒,以十循环技术;第二和第三个数码管显示秒,以六十循环计数;第四个数码管显示分,以十循环计数。
(3)以555为中心作时钟电路,为计数电路产生时钟信号。
(4)具有一个独立按键,控制整个电路的清零。
设计方案(1)方案比较方案一:方案二:方案一电路简单可行,方案二电路虽然实现功能更多,但考虑到所用芯片众多,电路庞大,无法在一块万用板上实现。
故最终选用既可以实现设计要求,又切实可行的方案一。
数电课程设计报告电子版
吉林建筑大学电气与计算机学院数字电子技术课程设计报告设计题目:多功能数字钟的电路设计专业班级:自动化141学生姓名:学号:指导教师:设计时间:2016.06.20-2016.07.01多功能数字钟的电路设计报告一、设计任务及要求本课程设计的基本任务,通过指导学生循序渐进地独立完成数字电路的设计任务,加深学生对理论知识的理解,有效地提高了学生的动手能力,独立分析问题、解决问题能力,协调能力和创造性思维能力。
侧重提高学生在数字电路应用方面的实践技能,树立严谨的科学作风,培养学生综合运用理论知识解决实际问题的能力。
学生通过电路的设计、安装、调试、整理资料等环节,初步掌握工程设计方法和组织实践的基本技能,逐步熟悉开展科学实践的程序和方法。
设计要求:1.时钟显示功能,能够以十进制显示“时”、“分”、“秒”。
2.具有校时功能,可分别对“时”、“分”进行单独校时。
3.能用硬件成功实现以上各功能。
4.具有整点自动报时功能,整点前的6s自动发出鸣叫声,步长1s,每1s 鸣叫一次,前五响是低音,最后一响为高音。
二、设计的作用、目的数字钟是一种用数字电路技术实现时、分、秒计时的装置,与机械式时钟相比具有更高的准确性和直观性,且无机械装置,具有更更长的使用寿命,因此得到了广泛的使用。
数字钟从原理上讲是一种典型的数字电路,其中包括了组合逻辑电路和时序电路。
因此,我们此次设计与制做数字钟就是为了了解数字钟的原理,从而学会制作数字钟.而且通过数字钟的制作进一步的了解各种在制作中用到的中小规模集成电路的作用及实用方法.且由于数字钟包括组合逻辑电路和时叙电路.通过它可以进一步学习与掌握各种组合逻辑电路与时序电路的原理与使用方法。
掌握数字钟的设计、组装与调试方法。
熟悉集成电路的使用方法。
三、设计过程1.方案设计与论证1.1系统设计思路能按时钟功能进行小时、分钟、秒计时,能调时调分,能整点报时,使用3个2位数码管显示。
1.2总体方案系统原理框图数字钟实际上是一个对标准频率(1HZ)进行计数的计数电路。
数字电路课程设计报告
课程设计名称:汽车尾灯控制电路一、设计概要(一) 课程设计基本要求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,掌握简单实用电路工作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。
(二)总体设计思想1.要使尾灯点亮,首先由开关控制电路进行控制操作,开关电路包括异或门,与非门和直流稳压电源组成,分别控制输出的高低电平,以达到控制各芯片工作的目的。
2.将开关输出的电平输出到74LS138D芯片中,以达到控制六个发光二极管的目的。
3.将三进制计数器的结果输出到74LS138D芯片中,以使发光二极管按要求的顺序点亮。
4.将计数器和开关电路与信号发生器相连,发出方波,以使各发光二极管达到一亮一熄的效果。
二、课程设计内容简介(一)汽车尾灯控制电路设计原理汽车尾灯和汽车运行状态表1-1开关控制汽车运行状态右转尾灯左转尾灯S1 S2D1D2D3D4D5D60 0正常运行灯灭灯灭0 1右转弯按D1D2D3顺序循灯灭1 0左转弯灯灭按D4D5D6顺序循1 1临时刹车所有尾灯同时点亮图1-1 汽车尾灯控制电路设计结构总体框图(二)电路设计各类图表总体流程框图汽车尾灯控制逻辑功能表其状态图如下图所示,在初始状态时为00,所以要经过一个脉冲周期进入循环,而在整个工作过程中周期信号是一直和本电路连接的,不会出现循环外的11状态,所以不用担心出现不稳定状态,也就是说从接入电源开始电路就是一直处在循环中的。
图4.2.1状态转换图(三)主要电路组成a.三进制计数器电路可由16进制计数器74LS161构成,如下图所示。
b. 译码、显示驱动电路如图所示,其显示驱动电路由6个发光二极管和6个反相器构成;译码电路由3-8线译码器74LS138和6个与非门构成。
数字电子技术课程设计报告
一、设计任务及规定通过对《数字电子技术》课程旳学习, 让同学掌握《数字电子技术》课程旳基本理论以及措施, 加深学生对理论知识旳理解, 同步积极有效旳提高了学生旳动手能力, 独立思索和处理问题旳能力, 创新思维能力、协调能力, 以及团结合作、互帮互助旳优良老式。
为了充足体现这些精神和能力, 因此让同学独立自主旳制造一种数字时钟, 故, 对同学设计旳数字时钟进行如下规定:二、时钟显示功能, 可以以十进制显示“时”, “分”, “秒”。
三、设计旳作用、目旳(1). 在同学掌握《数字电子技术》课程旳基本理论以及措施旳基础上, 加深学生对理论知识旳理解, 同步积极有效旳提高了学生旳动手能力, 独立思索和处理问题旳能力, 创新思维能力、协调能力, 以及团结合作、互帮互助旳优良老式。
(2). 掌握组合逻辑电路、时序逻辑电路及数字逻辑电路系统旳设计、安装、测试措施;深入巩固所学旳理论知识, 提高运用所学知识分析和处理实际问题旳能力。
四、(3).熟悉集成电路旳引脚安排,掌握各芯片旳逻辑功能及使用措施理解面包板构造及其接线措施,理解数字钟旳构成及工作原理,熟悉数字钟旳设计与制作。
五、(4).掌握数字钟旳设计、调试措施。
六、设计过程1.方案设计与论证数字钟旳逻辑构造重要包括有六十进制计数器、二十四进制计数器(其中包括六十进制计数器和二十四进制计数器均由十进制计数器74LS160接成)、动态显示译码器、LED数码管显示环节、555定期器(可以提供一种比较精确旳1Hz旳时钟脉冲), 时间设置环节可以提供时间旳初始设置, 动态显示译码器提供将BCD代码(即8421码)译成数码显示管所需要旳驱动信号, 使LED数码管用十进制数字显示出BCD代码所示旳数值。
数字钟电路系统旳构成框图:(1). 555定期器旳设计555定期器是一种多用途旳数字—模拟混合集成电路, 运用它能极以便地构成施密斯触发器、单稳态触发器和多谐振荡器。
由于使用灵活、以便, 因此555定期器在波形旳产生与变换、测量与控制、家用电器、电子玩具等许多领域中都得到了应用。
数字电路课程设计报告
数字电路课程设计报告一、课程目标知识目标:1. 理解数字电路的基本概念,掌握常用逻辑门的功能及符号表示;2. 学会分析简单的数字电路,并能正确运用逻辑门设计基本的数字逻辑电路;3. 掌握数字电路中时序逻辑的分析与设计方法,理解触发器的工作原理及其应用;4. 了解数字电路中常见的脉冲信号及其特点,为后续学习数字系统设计打下基础。
技能目标:1. 能够运用所学知识,正确绘制并搭建简单的数字电路;2. 能够运用逻辑门进行基本的数字逻辑电路设计,并验证电路的功能;3. 能够对给定的时序逻辑问题进行分析,设计出满足要求的触发器;4. 能够运用所学知识,解决实际数字电路问题,提高实践操作能力。
情感态度价值观目标:1. 培养学生对数字电路的兴趣,激发他们学习电子技术的热情;2. 培养学生严谨的科学态度,注重实验数据的准确性,提高学生的实验素养;3. 培养学生团队协作意识,提高沟通与表达能力,为将来从事电子技术相关领域工作奠定基础;4. 培养学生具备创新意识,敢于挑战困难,勇于探索未知领域。
本课程针对高中年级学生,结合学科特点和教学要求,注重理论联系实际,提高学生的实践操作能力。
通过本课程的学习,使学生掌握数字电路的基本知识和技能,培养他们分析问题、解决问题的能力,为后续学习电子技术打下坚实基础。
同时,注重培养学生的情感态度价值观,激发他们的学习兴趣,提高团队协作能力和创新意识。
课程目标具体、可衡量,便于教师进行教学设计和评估。
二、教学内容1. 数字电路基本概念:包括数字信号与模拟信号的对比,数字电路的特点与分类,常用数制及其转换方法。
2. 逻辑门电路:介绍基本逻辑门(与、或、非、异或门等)的功能、符号及真值表,组合逻辑电路的分析与设计。
教材章节:第2章“逻辑门电路”3. 时序逻辑电路:讲解触发器的工作原理、类型及应用,计数器、寄存器等时序逻辑电路的设计与分析。
教材章节:第3章“时序逻辑电路”4. 脉冲信号与数字电路:介绍脉冲信号的特点,分析555定时器电路及其应用,探讨数字电路中的时钟信号。
数电课程设计数字电子秒表设计打印 终极版
电子线路课程设计报告设计题目:数字式秒表专业班级:电子信息科学与技术姓名:纪宁指导教师:白旭芳完成日期2012 年 6 月27 日数字式秒表一、 设计任务与要求1.主要单元电路参数计算和元器件选择; 2.画出总体电路图;3.借助仿真软件在计算机上进行仿真试验;4. 仿真成功后,在插线板上连接好设计的电路并进行调试和测试;5. 最终实现秒表的计时、停止、复位功能。
二、方案设计与论证1.1整体电路构思:利用已学的数模电知识进行单元电路的设计,再将各个单元电路进行级联成为整体电路图。
1.2方案1 用专用集成电路设计的秒表电路,应用时钟芯片驱动6位七段发光二极管显示时间。
1.3方案2 由基本数字逻辑单元进行设计,它由振荡器产生一定频率的方波脉冲,之后由分频器对方波脉冲进行分频,以达到设计电路所需的频率脉冲,脉冲作为时钟信号驱动计数器进行计数,最后由译码器译码并在数码管上显示1.4方案的选择:方案二与已学的数模电知识联系比较紧密,有较好的知识基础,能够将所学知识与实践联系起来,而且电路设计能够模块化,实现也比较简单,所需器件实验室也能够满足,因此最终选择方案二实现本次课程设计三、单元电路设计与参数计算(1)由NE555P组成的多谐振荡器(多谐振荡器)(A)、555时钟电路可以构成多谐振荡器,真值表如下:毫秒信号产生电路NE555定时器是一种电路结构简单、使用方便灵活、用途广泛的多功能电路。
利用闭合回路的反馈作用可以产生自激振荡。
TTL电路延迟时间短,难以控制频率。
电路接入RC回路有助于获得较低的振荡频率,由于门电路的作用时间极短,TTL电路自有几十纳秒,所以想获得稍低一些的振荡频率式很困难的,而且频率不易调节。
在电路中接入RC电路可以有助于获得较低的振荡频率,而且通过改变R,C的数值可以很容易实现对频率的调节。
振荡电路是数字秒表的核心部分,电容充放电的速度决定了电路的振荡频率R1.R2 .C决定了多谐振荡器的周期,即决定了形成的方波的频率利用闭合回路中的负反馈作用可以产生自激振荡,利用闭合回路中的延迟负反馈作用也能产生自激振荡,只要负反馈作用足够强。
数字电路课程设计报告
便携式数字频率计一、设计任务与要求1、设计任务设计一个便携式数字频率计2、设计要求设计的电路占空比为1/2,T=0.658s,f=1.23Hz,与人的心率相仿。
二、电路设计一)设计方案。
电路流程如图1所示。
图1 原理框图二)电路工作原理1.脉冲信号源该部分采用NE555构成可调的多谐振荡器来模拟心跳脉冲,其电路如图2所示,通过调整,本电路的占空比为1/2,T=0.658s,f=1.23Hz,与人的心率相仿。
图2模拟传感器电路图2.倍频电路如图3所示,该电路采用两个单稳态触发器,一个非门,一个或门构成,每个单稳态的暂稳时间约为0.11s,如下图3所示,通过反向器,进入两个单稳态触发器的脉冲相位差为半个周期。
故当从脉冲信号源来的一个脉冲,经过倍频电路后,将会产生两个脉冲信号,即实现了两倍频。
图3 倍频电路3.记数,译码,显示电路如图4所示,该电路主要有CD4553和CD4511构成,CD4553为三位BCD计数器,具有记数,清零,锁存,时钟控制等功能。
CD4511为一片BCD锁存/T段译码/驱动器。
图4 记数、译码、显示电路图4.闸门控制电路如图5所示,本电路利用CD4060,14位二进制串行计数器/分频器,调节电容和电阻可以调节输出脉冲的频率,从而控制闸门时间,本电路的闸门时间为30秒,即计数器可以连续记时30秒。
5.自动清零电路如图5所示,本电路利用了一片CD4017、一片74LS00,该电路连在4060和4533之间,利用4533的清零、时钟控制功能与本电路的结合,构成了自动清零电路图5闸门、自动清零电路三)电路安装与调试1.电路的调试1)多次检查线路接线情况按照设计好的电路图检查各分电路元件连接情况,发现模拟传感器电路中,7、8管脚间的二极管接反了,随即调换过来。
2)通过使用万能表检测各电路线连接是否牢固将万能表调至蜂鸣器档,若导线与电路板连接牢固,则会发出蜂鸣声。
该步只是检查各短路线之间连接是否通畅,经过电容或电阻之后则不会发出蜂鸣。
数字电子课程设计报告
数字电子课程设计报告——多功能电子钟一、设计题目多功能数字电子钟的设计二、设计要求1.有“时”、“分”、“秒”(23小时59分59秒)显示且有校时功能。
(设计秒脉冲发生器);2、有整点报时功能。
(选: 上下午、日期、闹钟等)3.用中规模、小规模集成电路及模拟器件实现。
4.供电方式: 5V直流电源三、设计任务1.画出数字电子钟的电路图。
2.用EWB进行功能仿真。
3.撰写课程设计说明书四、设计总体框图和总电路图图1 多功能数字电子钟系统框图图2 总电路图五、设计方案及论证主电路是由TTL集成电路功能部件和单元电路构成。
本方案主要功能特点:1.实现“时”、“分”、“秒”(23小时59分59秒)显示且有校时功能;2.自行设计的用555定时器组成的多谐振荡器和分频器组合的秒脉冲发生器, 可以代替1Hz方波信号源是电路正常运作;3、有星期的显示功能, 以及时钟12/24进制的转换, 并能同步正常进位;4.实现整点报时功能。
1.振荡器的设计振荡器是数字电子钟的核心部件。
有以下两种方案:方案一: 选用石英晶体构成的振荡器电路石英晶体振荡器的精度较高, 由于振荡器的稳定度及频率的精确度决定了数字钟的及时的准确程度, 而且, 通常情况下, 震荡器的频率越高, 计数精度越高, 所以多数都采用石英晶体振荡器, 如:电子手表中的晶体振荡器电路。
方案二: 555定时器构成的振荡器555定时器构成的晶体振荡器的精度不比石英晶体振荡器, 不过考虑到555定时器在数字电子中有广泛的应用, 而且本设计中不要求很高的精度, 所以这里采用555定时器构成多谐振荡器, 设置振荡频率为1kHz 。
电路图如下:图3 555定时器接成的秒脉冲发生器555定时器频率计算公式:添加公式2ln )2(121C R R f += 周期 T=1/f 根据公式, 设置R1=R2=4.77M Ohm , C=0.1uf 则f 1Hz,T 1s2.分频器设计分频器的设计目的: 产生等间距的频率稳定的标准秒脉冲信号。
数字电子电路课程设计报告
数电课程设计报告2012年12月5 日目录设计任务书 (2)1引言 (3)2 总体设计方案 (3)2.1 设计思路 (3)2.2 总体设计框图 (3)3 设计原理分析 (4)3.1 声控电路 (4)3.2 光控电路 (4)3.3 稳压电路 (5)3.4 延时电路 (5)3.5 控制电路 (6)3.6 总体电路 (6)4 调试过程 (6)4.1 电阻调试 (6)5 总结与体会 (7)附录 (8)元件清单 (8)参考文献 (8)仿真图 (9)路灯控制器设计任务书1.设计目的与要求设计出一个用于控制灯的控制器。
准确地理解有关要求,独立完成系统设计,要求所设计的电路具有以下功能:(1)具有光控功能,白天光线较亮,即使有声音路灯也不亮,光线较暗,有声时路灯点亮。
(2)具有声控功能,晚上光线较暗,有声音时路灯点亮,声音消失后延长。
2.设计内容(1)画出电路原理图;(2)确定元器件及元件参数;(3)进行电路模拟仿真;(4)按照电路图在万能版上焊接各元器件;3.编写设计报告写出设计的全过程,附上有关资料和图纸,有心得体会。
4.答辩在规定时间内,完成叙述并回答问题。
1、引言声光控节能路灯具有许多实际意义:一是省电,灯泡不会长时间亮着,所以节电效率很高;二是便利,不需要接触,全自动智能控制;三是安装便利,接线简略,是公共场所照明的首选。
再者,随着科技的发展,公共场所照明控制手段也将慢慢更新,除了现已有的声光控开光,另有热释远红外感应开关。
红外感应开关在安装上比较稳定,但安装复杂,比较娇气,价格也比较高,比较合适在一些管理比较完善的场所,如宾馆,大饭店楼道及居家走廊应用。
但在普通住宅楼、办公楼道等场所的照明控制考虑到价格、管理及安装方便等因素,在长一段时间内,声光控将是首选产品。
2、总体设计方案2.1 设计思路整个电路由电源电路、声控电路、光控电路等部分组成。
电源由220V交流电提供。
光控电路对外界光亮程度进行检测,输出与光亮程度相对应的电压信号,从而实现白天灯泡不亮,晚上遇见声音时,通过声控电路使灯泡自动点亮。
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题目名称:数字钟的设计与制作姓名:邓邹超班级:电信121学号:201233285123 日期:2014年12月18日数字电子电路课程设计任务书一、课程设计任务(即要求):课程设计题目:数字钟的设计与制作(一)设计指标:1.显示时、分、秒。
采用24小时制。
2.制作、调试出一个具有直流电源、简易信号源及用来计“时”“分”“秒”的数字钟系统。
并按照直流电源、简易信号源、及“秒”、“分”进位和“时”循环进位是否正常给予不同记分。
3.具有校时功能,可以对小时和分单独校时,对分校时的时候,停止分向小时进位。
校时时钟源可以手动输入或借用电路中的时钟。
(二)具体要求:1.制作、调试数字钟实物;要求焊接、调试出一个具有直流电源、简易信号源及用来计“时”“分”“秒”的数字钟系统。
2.按设计任务书的要求的格式,撰写或打印课程设计报告书。
3.设计总结和答辩。
(三)实验仪器、工具:1.共阳(共阴)七段数码管/计数器/译码驱动集成电路。
2.导线/电阻/电容/石英晶体/变压器等。
3.示波器、万用表。
(四)设计报告要求:格式要求:(见附录)内容要求:1. 画出设计的原理框图,并要求说明该框图的工作过程及每个模块的功能。
2. 画出各功能模块的电路图,加以原理说明(如10进制到6进制转换的原理,个位到十位的进位信号选择和变换等)。
3.描述设计制作的数字钟及其运行结果。
说明测试中出现的故障及其排除方法4.总结:设计过程中遇到的问题及解决办法;课程设计中的心得体会;对课程设计内容、方式、要求等各方面的建议。
5.附录1:画出总布局接线图(集成块按实际布局位置画,关键的连接单独应画出,计数器到译码器的数据线、译码器到数码管的数据线可以简化画法,但集成块的引脚须按实际位置画,并注明名称。
)(或附上实物照片)6. 附录2:元器件清单。
(五)课程设计参考资料1.彭介华主编:《数字电子电路课程设计指导》,高等教育出版社,2002年出版。
2.郑步生. Multisim2001电路设计及仿真入门与应用.电子工业出版社.20023.高吉祥主编.数字电子电路基础实验与课程设计.北京:电子工业出版社,2002 4.扬志亮. Protel99SE电路原理图设计技术.西北工业大学出版社. 20025./6./二、设计计算1. 总体方案设计图1电路设计总体框图在动手焊接硬件电路前我们对总体电路进行了设计,并在Multisim 中进行仿真并获得成功。
我们的电路由6个共阴数码管、6个CD4511显示译码器、6个161芯片、两个74LS00与非门芯片、一个74LS04非门芯片组成。
工作原理是这样的:首先在最低位的161芯片的时钟引脚输入脉冲信号,于是最低位的161芯片开始计数,与此同时161的输出和CD4511的数据输入口相连接,并驱动共阴数码管显示具体数值。
等到计数满10的时候它的Q4和Q2引脚会同时变高,于是在以Q4和Q2为输入端的与非门的输出产生一个下降沿,这个下降沿将输入到异步清零端,迅速将计数状态置为0,这在数码管上的表现就是从9跳变到0.这样就实现了秒的各位的计数。
其它5个数码管的工作方式都和第一个相同,区别在于进位时的数值不同,秒的个位和分的个位都是在10的时候产生进位信号秒的十位和分的十位都是在6的时候产生进位信号,这样在秒到分、分到时就实现了60进制。
需要特别之处的就是时的十位的清零。
时的个位依旧是计数到10的时候向前进位并进行本位清零,但是它还要增加一个清零的条件,因为时钟是24进制的所以当时的十位等于2并且时的个位等于4的时候也要进行本位清零。
同时这个清零条件也是时的十位清零的唯一条件,这样一来时就能实现24进制了。
功能实现:将外部的信号激励源接入最低位的时钟输入端,我们可以看到数字钟的前五位都是零,最低位开始走,满10后向前进一位。
加大输入信号的频率,时钟速度变快。
最后可以看到当时钟走到23时59分59秒的时候,下一刻就全部清零,从头开始。
2.单元电路设计:各个元器件的原理和功能说明:2.1 BCD码锁存7段显示译码器(1)芯片功能CD4511 是一片 CMOS BCD—锁存/7 段译码/驱动器,用于驱动共阴极LED (数码管)显示器的 BCD 码—七段码译码器。
具有BCD转换、消隐和锁存控制、七段译码及驱动功能的CMOS电路能提供较大的拉电流。
可直接驱动共阴LED数码管。
(2)引脚图和真值表图2 CD4511引脚图图3 CD4511芯片真值表(3)使用方法其中a b c d 为 BCD 码输入,a为最低位。
LT为灯测试端,加高电平时,显示器正常显示,加低电平时,显示器一直显示数码“8”,各笔段都被点亮,以检查显示器是否有故障。
BI为消隐功能端,低电平时使所有笔段均消隐,正常显示时, B1端应加高电平。
另外 CD4511有拒绝伪码的特点,当输入数据越过十进制数9(1001)时,显示字形也自行消隐。
LE是锁存控制端,高电平时锁存,低电平时传输数据。
a~g是 7 段输出,可驱动共阴LED数码管。
下图是 CD4511和 CD4518配合而成一位计数显示电路,若要多位计数,只需将计数器级联,每级输出接一只 CD4511 和LED 数码管即可。
所谓共阴 LED 数码管是指 7 段 LED 的阴极是连在一起的,在应用中应接地。
限流电阻要根据电源电压来选取,电源电压5V 时可使用300Ω的限流电阻。
2. 同步加法计数器74LS161(1)芯片功能74LS161是常用的四位二进制可预置的同步加法计数器,他可以灵活的运用在各种数字电路,以及单片机系统种实现分频器等很多重要的功能(2)引脚图和真值表图4 74LS161引脚图图5 74LS161真值表(3)使用方法从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。
3.74LS00(1)芯片功能74LS00 为四组 2 输入端与非门(正逻辑),实现对输入信号的与运算。
(2)引脚图和真值表图6 74LS00芯片引脚图图7 74LS00芯片真值表4.74LS04(1) 芯片功能74LS04 为六组反相器,对输入的信号实现取反运算。
(2)引脚图和真值表图8 74LS04芯片引脚图图9 74LS04芯片真值表5.数码管图10 数码管实物图图11 数码管引脚图3.总体电路 (1)数码管:六个数码管都是共阴极连接,每个含有A 、B 、C 、D 、E 、F 、G 分别对应数码管中七个不同位置的发光二极管。
当A 、B 、C 、D 、E 、F 、G 端输入高电平可以点亮对应的发光二极管。
(2)七段码译码器CD4511 是一片 CMOS BCD —锁存/7 段译码/驱动器,用于驱动共阴极 LED (数码管)显示器的 BCD 码—七段码译码器。
~BI :输出消隐控制端 ;~EL :数据锁定控制端;~LT :灯测试端;当~LT=~BI=高电平,~EL=低电平时,数据输入端DA 、DB 、DC 、DD 读取并传输数据到七段式数码管。
(3)4位二进制同步计数器图12 6个共阴极数码管图13 CD4511线路图图14 74LS161线路74LS161为可预置的4位二进制同步计数器,74LS161的清除端是异步的。
当清除端CLEAR为低电平时,不管时钟端CLOCK状态如何,即可完成清除功能。
74LS161的预置是同步的。
当置入控制器LOAD为低电平时,在CLOCK上升沿作用下,输出端QA-QD与数据输入端A-D相一致。
对于74LS161,当CLOCK由低至高跳变或跳变前,如果计数控制端ENP、ENT 为高电平,则LOAD应避免由低至高电平的跳变,而74LS161无此种限制。
74LS161的计数是同步的,靠CLOCK同时加在四个触发器上而实现的。
当ENP、ENT均为高电平时,在CLOCK上升沿作用下QA-QD同时变化,从而消除了异步计数器中出现的计数尖峰。
对于74LS161,只有当CLOCk为高电平时,ENP、ENT才允许由高至低电平的跳变,而74LS161的ENP、ENT 跳变与CLOCK无关。
74LS161有超前进位功能。
当计数溢出时,进位输出端(RCO)输出一个高电平脉冲,其宽度为QA的高电平部分。
(4)时钟信号的产生采用函数信号发生器产生需要的频率,用以测试仿真的效果。
图15 Multisim中函数发生器(5)线路连接注意事项i.不能短路,防止虚焊,焊为小锥形状,所有芯片都要接电源和地ii.因为用的是CD4511 所以 CD4511 5角接低电平 3,4脚接高电平iii.数码管的3和8和5接低电平,3和8接低的原因是因为是共阴极(发现3和8焊一个角也可以,因为他们是连在一起的),而5接低电平原因是因为不让数码管的小数点亮,因为是整数进位,没有小数iv.右边四个与非门是一个74LS00 ,左边两个与非门是一个74LS00 v.六个非门用一个74ALS04vi.最左边放电源(地)最右边放地(电源),最有引出一条地线和一条电源线,另外还要引出一条线接实验箱子上。
vii.图的最下面两个 74LS74和CD4060B不接,在数字电路课程设计电路板上.viii.布线要合理否则最后板子焊接失败。
所以先排布好,再焊接。
ix.电阻在连接的时候最后选在一条通路上,这样就可以减少很多焊点。
其中很重要的一点是510的(很多个这样电阻)电阻应该和译码器连在同一个铜片上(竖)。
这样就可以少很多焊接点。
x.防止芯片烧掉,把所有的插座焊接好最后插芯片,不要插好后焊接(防止烧坏)。
三.制作调试在制作之前:数字钟是一种用数字电路技术实现时、分、秒计时的钟表。
与机械钟相比具有更高的准确性和直观性,具有更长的使用寿命,已得到广泛的使用。
数字钟的设计方法有许多种,例如我们将要做的中小规模集成电路组成的电子钟,也可以利用专用的电子钟芯片配以显示电路及其所需要的外围电路组成电子钟,还可以利用单片机来实现电子钟等等。
焊接之前尤为重要的是设计,和队友讨论了一个小时以及参考老师给的资料确认了最后设计方案,我们打算放弃很难进行焊接的统一的板子,而改用相对好拖焊的普通洞洞板。
清点完元器件种类和个数,然后进行一个简单的元器件布局之后,焊接开始!在制作调试的过程中,遇到的问题有:1.刚开始的时候为了达到板子的美观性和布线的简约花了大量的时间在设计布局和芯片的管脚之间的连线中,下图为局部布线的设计图。