数字电路小系统设计实验
北邮数字电路综合实验报告
数字电路综合实验报告简易智能密码锁一、实验课题及任务要求设计并实现一个数字密码锁，密码锁有四位数字密码和一个确认开锁按键，密码输入正确，密码锁打开，密码输入错误进行警示。
基本要求：1、密码设置：通过键盘进行4 位数字密码设定输入,在数码管上显示所输入数字。
通过密码设置确定键（BTN 键）进行锁定。
2、开锁：在闭锁状态下，可以输入密码开锁，且每输入一位密码，在数码管上显示“-”，提示已输入密码的位数。
输入四位核对密码后，按“开锁”键，若密码正确则系统开锁，若密码错误系统仍然处于闭锁状态，并用蜂鸣器或led 闪烁报警。
3、在开锁状态下，可以通过密码复位键（BTN 键）来清除密码，恢复初始密码“0000”。
闭锁状态下不能清除密码。
4、用点阵显示开锁和闭锁状态。
提高要求：1、输入密码数字由右向左依次显示，即：每输入一数字显示在最右边的数码管上,同时将先前输入的所有数字向左移动一位。
2、密码锁的密码位数（4~6 位）可调。
3、自拟其它功能。
二、系统设计2.1系统总体框图2.2逻辑流程图2.3MDS图2.4分块说明程序主要分为6个模块：键盘模块，数码管模块，点阵模块，报警模块，防抖模块，控制模块。
以下进行详细介绍。
1.键盘模块本模块主要完成是4×4键盘扫描，然后获取其键值，并对其进行编码，从而进行按键的识别，并将相应的按键值进行显示。
键盘扫描的实现过程如下：对于4×4键盘，通常连接为4行、4列，因此要识别按键，只需要知道是哪一行和哪一列即可，为了完成这一识别过程，我们的思想是，首先固定输出高电平，在读入输出的行值时，通常高电平会被低电平拉低，当当前位置为高电平“1”时，没有按键按下，否则，如果读入的4行有一位为低电平，那么对应的该行肯定有一个按键按下，这样便可以获取到按键的行值。
同理，获取列值也是如此，先输出4列为高电平，然后在输出4行为低电平，再读入列值，如果其中有哪一位为低电平，那么肯定对应的那一列有按键按下。
北邮数字电路与逻辑设计实验-实验报告(下)
北京邮电大学电路实验中心<数字电路与逻辑设计实验（下）>实验报告班级： xxx 学院： xxx实验室： xxx 审阅教师：姓名（班内序号）： xxx 学号： xxx实验时间： xxx评定成绩：目录一、任务要求 (2)1．基本要求 (2)2．提高要求 (2)二、系统设计 (2)1．设计思路 (2)2．总体框图 (4)3．分块设计 (5)（1）分频器模块 (5)（2）4×4键盘输入模块 (5)（3）数码管显示模块 (6)（4）8×8 LED点阵显示模块 (6)（5）LCD液晶屏显示模块 (6)（6）中心模块 (6)三、仿真波形及波形分析 (6)1．分频器模块 (6)2．4×4键盘输入模块 (7)3．数码管显示模块 (7)4．8×8 LED点阵显示模块 (8)5．LCD液晶屏显示模块 (8)6．中心模块 (8)四、源程序 (9)1．分频器模块 (9)2．4×4键盘输入模块 (9)3．数码管显示模块 (11)4．8×8 LED点阵显示模块 (12)5．LCD液晶屏显示模块 (19)6．中心模块 (23)五、功能说明及资源利用情况 (26)六、故障及问题分析 (27)七、总结和结论 (27)一、任务要求本电路可供甲乙二人进行猜拳游戏。
通过不同的按键控制，选择多种出拳方式，显示猜拳的结果，实现猜拳游戏，防止了作弊的可能。
1．基本要求1、甲乙双方各用4×4 键盘中的三个按键模拟“石头”、“剪刀”、“布”，一个按键为“确认”。
4×4 键盘第一行为甲，第二行为乙；2、裁判用4×4 键盘第三行的一个按键模拟“开”，一个按键为“准备”，一个按键为“复位”；3、裁判宣布“准备”后，甲乙双方分别选择出拳方式并确认；4、裁判“开”以后，用点阵的左右三列同时显示甲乙双方的猜拳选择（如下图所示），并用两个数码管显示甲乙的猜拳比分；图1甲“布”，乙“剪刀”；甲“剪刀”，乙“石头”5、猜拳游戏为五局三胜制。
数字电路设计实验教学改革的实践与总结
数字电路设计实验教学改革的实践与总结数字电路设计实验教学改革的实践与总结分析如下：一、存在的问题数字电路实验教学内容以基础、经典知识点和传统设计方法为重，缺乏对现代电子技术的引入。
课程内容采用固定功能元器件完成简单功能小系统的设计与搭建，这种方法有利于学生熟练掌握硬件电路搭建的规范、熟练掌握固定功能数字芯片的逻辑功能、有利于锻炼学生硬件故障的分析和排查能力，但是由于受传统技术的限制，学生很难设计实现较大规模的、功能复杂的数字综合系统。
随着电子技术的进步，相继出现了ＥＤＡ、ＰＳｏＣ等各类新技术并成为数字系统设计的主流技术，数字电路实验教学急需引入现代电子设计技术，使教学和实践训练能够有效地向后续课程延续。
二、教学内容改革针对以上问题，课程组以学生工程能力培养为目标，对数字电路实验教学内容重新进行了梳理，归纳基本技能训练内容，引进现代电子设计技术，完善课程知识架构。
数字电路实验内容包括“基本技能———单元电路／小系统（传统）———综合系统（现代）”三部分：１．数字电路实验基本技能，指完成数字电路设计、搭建、制作、调试等需要掌握的`基本能力，包括常用仪器仪表的使用，常用数字器件的识别，面包板的使用，数字实验平台的使用等，这些内容简单但是非常重要，是后续学习的基础，需要学生反复实践才能熟练掌握。
这部分内容从课上教师集中讲解改为课前学生自学练习掌握，配套相应的考核，充分调动了学生自主学习能力，切实夯实实验基础，优化课上实验教学内容，有效解决课上学时有限却需要增加实验内容的问题。
２．保留并优化基于传统固定功能芯片的数字电路实验内容，以小系统小项目的形式组织实验内容，强化训练低年级学生硬件搭建、故障定位和排查能力。
３．增加现代电子设计技术，以综合性较高的项目为引导，帮助学生掌握“自上而下”的数字系统设计方法，掌握ＦＰＧＡ硬件平台的使用，开发软件的操作，综合系统的调试等。
三、配套教学改革１．丰富教学视频资源，自制实验教学平台，有效保障实验教学开展。
数电实验简易计算器
北京邮电大学数电综合实验报告题目：简易计算器学院：信息与通信工程学院班级：学号：班内序号：姓名：数字电路综合实验报告简易计算器一、实验课题及任务要求设计并实现一个简易计算器。
基本要求：1.利用4X4 小键盘作为输入，包括：数字键0-9，清除键，等号键及‘+’‘-’‘*’运算符号键；2.实现输入为99 以内自然数的加、减、乘运算；3.能够实现多次连续计算（无优先级，从左到右计算结果），如：12+34×2-78=14；4.最大结果为99999（五位），溢出报警；5.用数码管显示输入的数字和结果，最左侧数码管用来表示数字的正负，其他五位数码管表示结果；结果的绝对值大于99999时，数码管显示‘Error’。
提高要求：1.实现输入为9999 以内自然数的加、减法；2.除法运算，不能除尽时小数保留1 位有效数字；3.能够区分运算优先级（先乘除，后加减），如：12+34×2-78=2 ；4.自拟其他功能。
二、系统设计2.1系统总体框图2.2逻辑流程图2.3MDS图2.4分块说明程序主要分为6个模块：分频器模块，键盘扫描模块，防抖模块，控制模块，数码管模块，报警模块。
VHDL文件devider包括分频器模块，keyboard包括键盘扫描模块，datain 包括防抖模块，控制模块，数码管模块，报警模块。
1.分频器模块系统时钟是50MHz，利用分频器得到25赫兹的时钟用于键盘扫描；100赫兹的时钟用于键盘去抖；1000赫兹的时钟用于数码管显示。
2.键盘扫描模块本模块主要完成是4×4键盘扫描，然后获取其键值，并对其进行编码，从而进行按键的识别。
键盘扫描的实现过程如下：对于4×4键盘，连接为4行、4列，因此要识别按键，只需要知道是哪一行和哪一列即可。
为了完成这一识别过程，在时钟的上升沿输出列扫描信号其中一列输出低电平，另外三列输出高电平；在时钟的下降沿读入行值，当四行全为1时，表明无键按下；若某一列的行值为0，表示该行有键被按下。
数字系统设计及实验实验报告
数字系统设计及实验实验报告一、实验目的数字系统设计及实验课程旨在让我们深入理解数字逻辑的基本概念和原理，掌握数字系统的设计方法和实现技术。
通过实验，我们能够将理论知识应用于实际，提高解决问题的能力和实践动手能力。
本次实验的具体目的包括：1、熟悉数字电路的基本逻辑门、组合逻辑电路和时序逻辑电路的设计方法。
2、掌握使用硬件描述语言（如 Verilog 或 VHDL）进行数字系统建模和设计。
3、学会使用相关的电子设计自动化（EDA）工具进行电路的仿真、综合和实现。
4、培养团队合作精神和工程实践能力，提高解决实际问题的综合素质。
二、实验设备和工具1、计算机：用于编写代码、进行仿真和综合。
2、 EDA 软件：如 Quartus II、ModelSim 等。
3、实验开发板：提供硬件平台进行电路的下载和测试。
4、数字万用表、示波器等测量仪器：用于检测电路的性能和信号。
三、实验内容1、基本逻辑门电路的设计与实现设计并实现与门、或门、非门、与非门、或非门和异或门等基本逻辑门电路。
使用 EDA 工具进行仿真，验证逻辑功能的正确性。
在实验开发板上下载并测试实际电路。
2、组合逻辑电路的设计与实现设计一个 4 位加法器，实现两个 4 位二进制数的相加。
设计一个编码器和译码器，实现数字信号的编码和解码。
设计一个数据选择器，根据控制信号选择不同的输入数据。
3、时序逻辑电路的设计与实现设计一个同步计数器，实现模 10 计数功能。
设计一个移位寄存器，实现数据的移位存储功能。
设计一个有限状态机（FSM），实现简单的状态转换和控制逻辑。
四、实验步骤1、设计方案的确定根据实验要求，分析问题，确定电路的功能和性能指标。
选择合适的逻辑器件和设计方法，制定详细的设计方案。
2、代码编写使用硬件描述语言（如 Verilog 或 VHDL）编写电路的代码。
遵循代码规范，注重代码的可读性和可维护性。
3、仿真验证在 EDA 工具中对编写的代码进行仿真，输入不同的测试向量，观察输出结果是否符合预期。
数电实验报告
数字电路与逻辑设计实验报告一、设计课题的任务要求题目六简易智能密码锁设计并实现一个数字密码锁，密码锁有四位数字密码和一个确认开锁按键，密码输入正确，密码锁打开，密码输入错误进行警示。
基本要求：1、密码设置：通过键盘进行4 位数字密码设定输入,在数码管上显示所输入数字。
通过密码设置确定键（BTN 键）进行锁定。
2、开锁：在闭锁状态下，可以输入密码开锁，且每输入一位密码，在数码管上显示“-”，提示已输入密码的位数。
输入四位核对密码后，按“开锁”键，若密码正确则系统开锁，若密码错误系统仍然处于闭锁状态，并用蜂鸣器或led 闪烁报警。
3、在开锁状态下，可以通过密码复位键（BTN 键）来清除密码，恢复初始密码“0000”。
闭锁状态下不能清除密码。
4、用点阵显示开锁和闭锁状态。
提高要求：1、输入密码数字由右向左依次显示，即：每输入一数字显示在最右边的数码管上,同时将先前输入的所有数字向左移动一位。
2、密码锁的密码位数（4~6 位）可调。
3、自拟其它功能。
出于对于此密码锁安全性、可控性及便利性的优化，本人对于题目要求做了如下调整：1、通过一个拨码开关VISIBLE（可视化），来实现对数码管输入数字是否可见的控制：开时，输入密码数字由右向左依次显示，即每输入一数字显示在最右边的数码管上，同时将先前输入的所有数字向左移动一位；关时，数码管显示“-”提示输入密码的位数，并有四个LED 灯用8421码提示输入密码的键值。
2、将密码复位键在功能上优化成密码更改键CHGPW（change password的缩写），当处于开锁状态时，按下此键即在开锁状态下获得设置密码的权限，点阵显示为不同颜色的开锁图案。
因为原要求中相当于设定过一次密码后只能通过密码复位键将密码设置为0000，这既不合理又不方便。
3、对于提高要求的取舍：（1）将移位显示结合在了开关VISIBLE中，并拓展了四个LED的键值显示。
（2）舍弃了对于密码位数可调的扩展性。
北邮数字电路实验-投骰子游戏
数电综合实验报告掷骰子游戏电路的设计与实现姓名：xxx班级：xxx学号：xxx目录数电综合实验报告掷骰子游戏电路的设计与实现 (1)一、实验要求： (3)基本要求： (3)提高要求： (3)二、系统设计 (3)设计思路 (3)总体框图 (3)三、仿真波形及波形分析 (7)四、源程序 (7)五、功能说明及资源利用情况 (19)功能说明 (19)资源利用情况 (20)六、故障及问题分析 (20)七、实验结果显示 (21)八、总结和结论 (22)一、实验要求：基本要求：1、电路可供甲乙二人游戏，游戏者甲使用的按键是BTN0，游戏者乙使用的按键为BTN1。
2、每按一次按键，代表掷一次骰子，可随机得到1~6范围内的两个数字。
3、甲乙按键产生的随机数字分别用数码管DISP0~DISP1、DISP2~DISP3显示，并用DISP7显示比赛局数，比赛结束用8×8点阵显示获胜方，并伴有声音效果。
4、具体游戏规则如下：（1）第一局比赛，甲乙依次各按一次按键，按键所得两数之和为7或11者胜；若无人取胜，则进行第二局比赛；（2）第二局比赛，甲乙每人各按一次按键，按键所得二数之和与第一局比赛相同者获胜，若无人获胜，则进行第三局比赛，重复进行步骤（2），直到出现胜者为止。
（3）游戏局数最多进行六局。
在第六局比赛时，若重复进行步骤（2）仍未出现胜者，以按键所得两数之和最大者为获胜方。
提高要求：1、增加多人游戏的功能，数码管可分时记录显示每个游戏者的骰子点数。
2、点阵显示增加游戏开机动画、结束动画，并伴有乐曲播放。
3、自拟其它功能。
二、系统设计设计思路在设计该游戏时，我采用了自顶向下的设计方法，首先分析了这个掷骰子游戏的基本功能就是按照上述的游戏要求设计，然后看这个系统结构该怎么分解，会产生哪些系统模型和子模块，根据上述要求最终我决定将该系统分解成以下五个模块：随机数产生模块、按键赋值模块、数码管显示模块、状态判断模块、结果输出（点阵和蜂鸣器）模块，最后具体到各个模块该怎么实现，及代码的编写。
东南大学数电实验小系统设计F题 实验四
FPGA时序逻辑设计（F题）1.状态转移图
2.状态转移真值表
3.设计图
（1）状态机(状态计数器+移位计数器)
非顺序状态转移真值表
（2）收地址模块
两片74194级联（左）通过串行输入和右移实现读地址功能，两片74194通过并行置数实现保存地址功能（右），4片74194均仅在状态为010时工作，当X1=0时，右侧两片74194实行保持功能，当X1=1时实行置数功能
（3）收发数据模块
A收数据
两片74194级联（左）通过串行输入和右移实现读数据功能，两片74194通过并行置数实现保存数据功能（右），四片74194均在状态为011时工作，当X1=0时，右侧两片74194实行保持功能，当X1=1时实行置数功能
b发数据
A收数据
两片74194级联（左）通过并行置数和右移实现发数据功能，置数为00110011（33h），当状态为101时工作，数据右移时用异或门实现SCLK下降沿时触发
（4）完整原理图
将各个模块对应输入输出连接
4.仿真结果
收数据
发数据。
数字电路综合实验报告
数字电路综合实验报告设计并实现一个具有声光显示的电子节拍器班级：姓名：班内序号：学号：一：设计课题的任务要求设计并实现一个具有声光显示的电子节拍器。
基本要求：1、速度在40~120 次/分钟范围内连续可调，通过2 个按键进行速度调节，一个用来增加，一个用来减少，当长按按键时，按5 次/秒的速度连续增加或减少，用3 个数码管显示当前速度。
2、节拍有1/4、2/4、3/4、4/4、3/8、6/8 可选，通过一个按键选择，用2 个数码管显示。
3、通过一个按键开始和停止打节拍，开始后按照设置好的节拍和速度打节拍。
4、要求有声音和灯光提示，声音要有强弱区别，灯光可用不同颜色的发光二极管表示强弱。
提高要求：1、通过一个按键选择时值（节奏类型），并在用点阵显示，如下图。
2、自拟其他功能。
二：系统设计1、设计思路：首先根据设计要求，在输入端有三个部分，即开关、速度选择和节拍选择，其中速度选择又分为加速和减速。
开关可由一个按键设置；速度的设置范围为40-120次/分钟，加速和减速可各设置一个按键，短按变化1，长按变化5；节拍可由一个按键设置，按一下变化一个节拍。
输出则要有数码管的显示，LED的显示，以及蜂鸣器。
LED和蜂鸣器状态的判定条件相同，即选择的节拍和速度。
由乐理知识，节拍分为强、次强、弱三个状态，为表示区分，用频率不相同的三个声调do、re、mi来表示，LED灯则用三种颜色的灯来区分。
需要注意的时，在设置速度长按变化时，要注意防抖部分的设置。
2、系统框图：3、分块设计:(1) 速度选择：输入端分为加速、减速、复位、时钟输入端。
输入端输入长按或短按两种信号（如tmp1、tmp1_1），输出端S作为速度的变化量传输给下个模块。
该模块实现的功能为：当没有按键输出时，速度为初始状态；当短按一下加速按键，S 加1,；当长按加速按键，若此时S小于75，S加5，若S大于75，S等于80。
减速同理。
状态转移图如图所示(2) 节拍选择：输入端按键输入由SR表示，SR=1时表示有按键输入，clear为复位端，clk为时钟输入端，J为三位二进制变量分别表示节拍。
EDA数字电路设计实验报告范文
一、实验目的通过本实验的学习，使学生掌握VHDL 中文件IO、配置、同步和异步设计等知识，训练VHDL 的编程能力，培养数字电路设计的基本技能，为今后继续学习大规模数字系统设计奠定基础。
二、实验内容1、分析示例代码，掌握VDHL 文件IO 的编写方法。
2、分析示例代码，掌握VDHL 配置的使用以及编写方法。
3、按照要求修改文件IO 和配置的示例代码。
4、根据同步和异步设计的不同，按照要求编写代码。
三、实验原理、方法和手段复杂设计，例如CPU，需要给它执行的指令。
以验证其正确性。
执行的结果也可以保存在文件中，供以后分析用。
VHDL 提供了文件读写功能，可以将测试激励预先保存在文件中，然后读入进行仿真。
文件读写的功能保存在IEEE 库的std.textio 和 std_logic_textio 包中，在文件头包含这些库，包，就可以调用文件读写函数。
文件I/O 关键语句：1、使用IEEE 文件读写包：USE ieee.std_logic_textio.all;USE std.textio.all;2、定义文件数据类型file results: text open write_mode is “results.txt";file mem_data: text;3、打开文件file_open(mem_data, "mem_data.txt", read_mode);4、定义行变量variable inline: line;5、读入一行数据到行变量readline(mem_data, inline);6、读行变量数据read(inline, ram_mem_temp);7、写数据到行变量write(OneLine,addr,right,10);8、写行变量到文件中writeline(results,OneLine);9、类型转换To_stdlogicvector(ram_mem_temp);--将ram_mem_temp 转换成std_logic_vector 型变量conv_integer(addr)；--将addr 转换成interger 型变量1),常用的数据类型，函数，过程，模块，测试激励可以放在一个包中，以方便重用。
数字电路与系统设计实验报告
数字电路与系统设计实验报告学院：班级：姓名：实验一基本逻辑门电路实验一、实验目的1、掌握TTL与非门、与或非门和异或门输入与输出之间的逻辑关系。
2、熟悉TTL中、小规模集成电路的外型、管脚和使用方法。
二、实验设备1、二输入四与非门74LS00 1片2、二输入四或非门74LS02 1片3、二输入四异或门74LS86 1片三、实验内容1、测试二输入四与非门74LS00一个与非门的输入和输出之间的逻辑关系。
2、测试二输入四或非门74LS02一个或非门的输入和输出之间的逻辑关系。
3、测试二输入四异或门74LS86一个异或门的输入和输出之间的逻辑关系。
四、实验方法1、将器件的引脚７与实验台的“地（GND）”连接，将器件的引脚１４与实验台的十5Ｖ连接。
2、用实验台的电平开关输出作为被测器件的输入。
拨动开关，则改变器件的输入电平。
3、将被测器件的输出引脚与实验台上的电平指示灯(LED)连接。
指示灯亮表示输出低电平（逻辑为０），指示灯灭表示输出高电平（逻辑为1）。
五、实验过程1、测试74LS00逻辑关系（1）接线图（图中Ｋ1、Ｋ2接电平开关输出端，LED0是电平指示灯）（2）真值表2、测试74LS02逻辑关系（1）接线图（2）真值表3、测试74LS86逻辑关系接线图（1）接线图（2）真值表六、实验结论与体会实验是要求实践能力的。
在做实验的整个过程中，我们首先要学会独立思考，出现问题按照老师所给的步骤逐步检查，一般会检查处问题所在。
实在检查不出来，可以请老师和同学帮忙。
实验二逻辑门控制电路实验一、实验目的1、掌握基本逻辑门的功能及验证方法。
2、掌握逻辑门多余输入端的处理方法。
3、学习分析基本的逻辑门电路的工作原理。
二、实验设备1、基于CPLD的数字电路实验系统。
2、计算机。
三、实验内容1、用与非门和异或门安装给定的电路。
2、检验它的真值表，说明其功能。
四、实验方法按电路图在Quartus II上搭建电路，编译，下载到实验板上进行验证。
数字电路实验报告
数字电路与系统设计实验报告学院班级：学生学号：学生姓名：同作者:实验日期：实验题目：计数器及其应用研究 一、 实验目的：1．熟悉计数器的工作原理，掌握中规模计数器（MSI ）逻辑功能及其应用。
2．掌握计数器的级联方法，并会用中规模计数器（MSI ）实现任意进制计数器。
二、实验环境1.软件环境：protel 软件2.硬件环境：数字电路实验板三、实验内容及实验原理实验内容：1． 用异步二-五-十进制计数器74LS90构成8421BCD 码计数器:(1) 用1Hz 脉冲输入，计数器输出送入译码、显示电路，记录计数状态的变化。
(2) 用1KHz 脉冲输入，用示波器双踪观察并记录其输入、输出信号波形。
2．用二进制计数器74LS161和与非门设计M=7加法计数器（用两种方法实现）,实验测试过程同1。
实验1：要实现用异步二-五-十进制计数器74LS90构成8421BCD 码计数器，即要实现以下迁移图 :0000 0001 0010 0011 01001001 1000 0111 0110 0101r C CP A B C D P GNDLDTDQ CQ BQ AQ CCV COGND逻辑电路图一实验二：用二进制计数器74LS161和与非门设计M=7加法计数器四、实验结果及其分析根据实验二示波器的显示可得以下波形图：CPLDQ D “0”Q CQ BQ A8-E的波形图即上述Q D的“0”输入改为“1”即可，其余相同。
五、心得体会与建议在连接电路板之前要把每根导线都试验一下，看是否能导通；并且在连接之前要明白要用到元器件及每个孔的作用，在连接电路之前要画出电路图，使连接电路这一步变得简洁。
要在连完电路之后仔细试验是否有连接错误。
CPLD数字电路实验系统设计
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中 教 技 装 ｏ 年第） 国 育 术 备２６ （ ０ ６ 期
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件 设 计 和 现 代 Ｅ Ａ 设 计 技 术 相 结 合 ，较 好 地 解 决 了 数 字 实 验 系 统 的 灵 活 Ｄ 性 、 放性 问题 ， 以满足 多层次 的实验 需要 。 开 可
关键 词 数字 电路实验 ； Ｌ Ｅ Ａ ＣＰ Ｄ； Ｄ
中图分类号 ： ４４ 文献标识码 ： 文章编号 ：６ １ ４ ９ （０６ ０— ０ ０ ０ Ｇ３ Ａ １７ — ８ Ｘ ２０ ） ０ ６ — ３ ６
Ｄ 性 。数 字 电路 实 验 在 数 学 电 路 教 学 中 占 有 非 能 完 成 Ｅ Ａ 实 验 ， 与 数 字 电 路 理 论 课 程 的
利 常 重 要 的 地 位 ， 以 加 强 学 生 对 理 论 知 识 的 改 革 不 相 适 应 。 我 们 根 据 实 际 教 学 要 求 ， 可 ＰＤ 理 解 和 掌 握 ， 养 学 生 的 工 程 设 计 能 力 和 实 用 大 规 模 Ｃ Ｌ 器 件 重 新 设 计 了 一 套 数 字 培 可 际 动 手 能 力 。 数 字 电路 实 验 内容 广 泛 ， 基 实验 系 统 ， 以 较 好 的 满 足 数 字 电路 各 类 实 分
＿Ｌ Ｃ Ｓ 增 数 字 电路是 电子 、 电气 、 电 、 算 机 、 需 要 储 备 大 量 的 １ｒ 、 ＭＯ 标 准 器 件 ， 机 计 通 信 等 专 业 的 必 修 课 程 ，具 有 很 强 的 实 践 加 了 实 验 费 用 和 实 验 管 理 、 准 备 的 难 度 ： 不
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。
数字系统电路实验报告(3篇)
第1篇一、实验目的1. 理解数字系统电路的基本原理和组成。
2. 掌握数字电路的基本实验方法和步骤。
3. 通过实验加深对数字电路知识的理解和应用。
4. 培养学生的动手能力和团队合作精神。
二、实验原理数字系统电路是由数字逻辑电路构成的，它按照一定的逻辑关系对输入信号进行处理，产生相应的输出信号。
数字系统电路主要包括逻辑门电路、触发器、计数器、寄存器等基本单元电路。
三、实验仪器与设备1. 数字电路实验箱2. 数字万用表3. 示波器4. 逻辑分析仪5. 编程器四、实验内容1. 逻辑门电路实验（1）实验目的：熟悉TTL、CMOS逻辑门电路的逻辑功能和测试方法。
（2）实验步骤：1）搭建TTL与非门电路，测试其逻辑功能；2）搭建CMOS与非门电路，测试其逻辑功能；3）测试TTL与门、或门、非门等基本逻辑门电路的逻辑功能。
2. 触发器实验（1）实验目的：掌握触发器的逻辑功能、工作原理和应用。
（2）实验步骤：1）搭建D触发器电路，测试其逻辑功能；2）搭建JK触发器电路，测试其逻辑功能；3）搭建计数器电路，实现计数功能。
3. 计数器实验（1）实验目的：掌握计数器的逻辑功能、工作原理和应用。
（2）实验步骤：1）搭建同步计数器电路，实现加法计数功能；2）搭建异步计数器电路，实现加法计数功能；3）搭建计数器电路，实现定时功能。
4. 寄存器实验（1）实验目的：掌握寄存器的逻辑功能、工作原理和应用。
（2）实验步骤：1）搭建4位并行加法器电路，实现加法运算功能；2）搭建4位并行乘法器电路，实现乘法运算功能；3）搭建移位寄存器电路，实现数据移位功能。
五、实验结果与分析1. 逻辑门电路实验通过搭建TTL与非门电路和CMOS与非门电路，测试了它们的逻辑功能，验证了实验原理的正确性。
2. 触发器实验通过搭建D触发器和JK触发器电路，测试了它们的逻辑功能，实现了计数器电路，验证了实验原理的正确性。
3. 计数器实验通过搭建同步计数器和异步计数器电路，实现了加法计数和定时功能，验证了实验原理的正确性。
数字电路与系统设计(实验八)同步时序电路逻辑设计
实验八同步时序电路逻辑设计一、实验目的：1．掌握同步时序电路逻辑设计过程。
2．掌握实验测试所设计电路的逻辑功能。
3．学习EDA软件的使用。
二、实验仪器：序号仪器或器件名称型号或规格数量1 逻辑实验箱 12 万用表 13 双踪示波器 14 74LS194 15 74LS112 16 74LS04 17 74LS00 18 74LS86 19 74LS10 1三、实验原理：同步时序电路逻辑设计过程方框图如图8-1所示。
设计要求状态转移图状态转移表状态化简状态分配选择触发器激励方程、输出方程逻辑电路图8-1其主要步骤有：1．确定状态转移图或状态转移表根据设计要求写出状态说明，列出状态转移图或状态转移表，这是整个逻辑设计中最困难的一步，设计者必须对所需要解决的问题有较深入的理解，并且掌握一定的设计经验和技巧，才能描绘出一个完整的、较简单的状态转移图或状态转移表。
2．状态化简将原始状态转移图或原始状态转移表中的多余状态消去，以得到最简状态转移图或状态转移表，这样所需的元器件也最少。
3．状态分配这是用二进制码对状态进行编码的过程，状态数确定以后，电路的记忆元件数目也确定了，但是状态分配方式不同也会影响电路的复杂程度。
状态分配是否合理需经过实践检验，因此往往需要用不同的编码进行尝试，以确定最合理的方案。
4．选择触发器通常可以根据实验室所提供的触发器类型，选定一种触发器来进行设计，因为同步时序电路触发器状态更新与时钟脉冲同步，所以在设计时应尽量采用同一类型的触发器。
选定触发器后，则可根据状态转移真值表和触发器的真值表作出触发器的控制输入函数的卡诺图，然后求得各触发器的控制输入方程和电路的输出方程。
5．排除孤立状态理论上完成电路的设计后，还需检查电路有否未指定状态，若有未指定状态，则必须检查未指定状态是否有孤立状态，即无循环状态，如果未指定状态中有孤立状态存在，应采取措施排除，以保证电路具有自启动性能。
经过上述设计过程，画出电路图，最后还必须用实验方法对电路的逻辑功能进行验证，如有问题，再作必要的修改。
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实验3.3 数字电路小系统设计 （6学时分2次完成）钟表的数字化给人们生产生活带来了极大的方便，而且大大地扩展了钟表原先的报时功能，在定时控制、定时检测等方面也有广泛应用。
一、实验目的设计一个包含脉冲波形产生、计数、译码、显示及控制逻辑等部件的数字，并在面包板上实现。
二、实验思路和实验前准备1．熟悉译码器的逻辑功能一个译码器是将输入确定位数二进制代码的不同组合“翻译”成不同的对应输出信号。
常用的译码器有教材上介绍的3－8译码器74LS138，即输入有3位二进制，其对应的8种组合分别与一个输出对应，其逻辑符号如图3.3.1。
当所有74LS138的输入控制端有效时，输出与输入最小项的对应关系是i i m Y （i ＝0，1，…7）。
因此教材中已经介绍了它可以实现多输出逻辑函数。
但在数字系统的设计中，译码器的另一个更为重要的作用是地址译码，也就是说，译码器将A 0、A 1、A 2输入的三位地址“翻译”成8个输出信号，A 0、A 1、A 2的一个确定值仅对应有一个输出为低电平有效。
一般在数字计算机系统中，译码器的这8个输出信号分别接到其它器件的片选端CS （Chip Select ），其上的横线代表片选信号是低电平有效，即低电平选中该芯片，它就可以与计算机通信数据。
因此74LS138的8个输出最多可以连接8个计算机外设图3.3.1 74LS138逻辑符号图图3.3.2 IBM —PC/XT 系统主板 I/O 接口地址译码电路接口，而任一时间最多只选中一个工作。
图3.3.2就是早期的PC 计算机使用74LS138译码器构成计算机中DMA 控制器8237、中断控制器8259A 、计数/定时器T/C （8253）、并行可编程接口PPI （8255A ）、DMA 页面寄存器及NMI 屏蔽寄存器的片选或控制端。
根据图中连接方法，可得到各芯片或寄存器的地址空间如图3.3.2右面所列。
在信号AEN=1时，大家分析图中所标的各个芯片的地址范围是否正确？这一部分在学习微型计算机原理时会有更深刻的体会。
译码器还有许多其它的型号，与集成逻辑门中介绍的方法一样，可以在丰富的网络资源中得到找到需要的相关信息。
另外，在实验前，有必要先介绍一下器件符号的概念，对于同一个器件的逻辑符号图或引脚图，不同的器件手册或教材使用的引脚符号和表示形式都不一样，也许大家在学习过程中已经注意到这一点。
为了与教材保持一致，我们对逻辑符号图进行规范，即逻辑符号框图内所有变量均为正逻辑（即框内符号上没有非号），逻辑符号框图外输入端的小圆圈表示该输入控制端为低电平有效，而输出端的小圆圈表示反码输出。
即小圆圈实现了逻辑非运算，那么逻辑符号框图外对应的每个引脚的符号或变量名就默认为：当逻辑符号框图外引脚没有小圆圈时，那么该引脚对应的变量名与框图内符号一样，但用斜体表示是变量。
例如，图3.3.1中的A 0、A 1、A 2和E 3；当框图外引脚有小圆圈时，那么该引脚对应的变量名是在框内符号上冠一非号，例如，图3.3.1中的0Y 、1Y 、…7Y 、2E 和1E 。
以后框图外引脚对应的变量名不再标出，但使用时按照以上规定。
但要注意这只是教材的规定，并不是标准，其它的参考书或器件手册中的标法可能会五花八门。
因此，使用器件时，大家学会使用器件的方法是最重要的，这样面对不断出现的新器件才不会束手无策。
通过大量的使用集成器件，大家会发现使用中小规模的集成器件只要了解以下几点即可：1） 当输入信号端有小圆圈（一般是控制输入端），表示该端为低电平有效，当输出信 号端有小圆圈，表示器件工作时该端输出低电平有效；2） 多控制端芯片只有当所有控制端同时有效时，才可以实现芯片的逻辑功能； 3） 如果资料中给出了器件的功能表，要学会看对应的功能表，器件功能以功能表为准； 4） 资料也是经常会有出错的情况，遇到问题可以通过实验来最后验证。
2. 集成计数器计数器的功能是累计输入脉冲个数。
它是数字系图3.3.3 74LS393管脚图统中使用最为广泛的时序逻辑部件。
计数器的种类非常繁多，为了降低集成电路的价格，所以厂家会批量生产通用的十六进制（二进制）和十进制计数器。
虽然有通用的十六进制和十进制计数器，但实际应用中时常会用到其它进制计数，比如，数字钟的24和60进制等，对于其它进制计数器的设计，可以通过教材中介绍的使用反馈的方法来实现。
例如，现有一块十六进制计数器74LS393，其功能如表3.3.1，管脚符号如图3.3.3。
使用74LS393的清0端MR 端作为反馈清0，实现十进制计数器如图3.3.4所示。
图3.3.5给出了24进制计数器设计举例。
3. LED （Light Emitting Diode ）显示器（七段数码管）LED 显示器在许多的数字系统中作为显示输出设备，使用非常广泛。
它的结构是由发光二极管构成如图3.3.6所示的a 、b 、c 、d 、e 、f 和g 七段，并由此得名，实际上每个LED 还有一个发光段dp ，一般用于表示小数点，所以也有少数的资料将LED 称为八段数码管。
LED 内部的所有发光二极管有共阴极接法和共阳极接法两种，即将LED 内部所有二极管阴极或阳极接在一起并通过com 引脚引出，并将每一发光段的另一端分别引出到对应的引脚，LED 的引脚排列一般如图3.3.6所示，使用时以具体型号的LED 资料为依据。
通过点亮不同的LED 字段，可显示数字0，1,┅，9和A ，b ，C ，d ，E ，F 等不同的图3.3.5 用74LS393实现24进制计数器图3.3.4 用74LS393实现10进制计数器字符及自定义一些段发光代表简单符号。
图3.3.7为LED 的使用举例，图中的LED 为共阳极接法，因此，com 端接5V 电压，其它引脚端通过限流电阻接到锁存器74LS373的输出，当各段输入端为逻辑“1”，对应的LED 不亮；各段输入端为逻辑“0”时，对应LED 才发亮。
使用时要根据LED 正常发光需要的电流参数估算限流电阻取值。
电阻取值越小，电流大，LED 会更亮，但要注意长时间过热使用烧坏LED 。
在实验中当共阳极LED 与74LS47译码器配合使用时，因为不是每个引脚接限流电阻，故需要在总回路中限流，应在com 端 图3.3.6 LED 结构和引脚和V cc 之间串接1个470Ω限流电阻，如图3.3.6所示LED 多数情况用于显示十进制数字，要将0～9的数字用7段显示，必须将数字转换为LED 对应七段码的信息，比如，要显示“0”，就是让a 、b 、c 、d 、e 和f 段发光，显示“1”， 让b 和c 段发光，等等如表3.3.2所示。
然后根据LED 是共阴极还是共阳极接法确定LED 各输入端应接逻辑1还是逻辑0，如果是共阳接法，要显示“0” 时，a 、b 、c 、d 、e 和f 段就要输入逻辑0，共阴极接法则恰巧相反。
也就是说，对于共阴极和共阳极两种不同的接法，显示同一个字符时，对应的显示段码是不同的，互为反码。
表3.3.2列出了这两种接法下的字形段码关系表。
表中的段码数字是以LED 的8段与二进制字节数以下列对应关系为前提得到的：图3.3.7 LED 显示举例D 7 D 6 D 5 D 4 D 3 D 2 D 1 D 0dp g f e d c b a表3.3.2 BCD 码与LED 相应发光段对照表比如为了显示“0”，对应共阴极应该使D 7D 6D 5D 4D 3D 2D 1D 0 = 00111111B ，即3FH ；对共阳极应该使D 7D 6D 5D 4D 3D 2D 1D 0 = 11000000B ，即C0H 。
如表3.3.3所示，从表中可以看出，对于同一个显示字符，共阴极和共阳极的七段码互为反码。
将待显示内容“翻译”为LED 段码的过程，可以由软件查表方法实现译码，这在学习微型计算机有关课程时会使用。
也可以采用专用芯片，比如，带驱动的LED 七段译码器74LS47及74LS48、74LS49等，依靠硬件实现译码。
表3.3.3 7段LED 显示器字符段码表4．七段译码器七段译码器也称为BCD —七段显示译码器，顾名思义，它是将输入的BCD 码翻译成LED 显示该BCD 的七段信息输出。
七段译码器有输出低电平有效和高电平有效的多种型号。
当选用的LED 是共阳极接法时，应使用低电平输出有效的七段译码器，如7446和7447等；当选用的LED 是共阴极接法时，应使用高电平输出有效的七段译码器，如7448和7449（OC 输出）等。
七段译码器驱动LED 的原理如图3.3.8所示，图中的“？”是表示LED 和七段译码器之间一般还要接限流电阻或其它匹配电路，或者驱动译码器是OC 输出，需要接上拉电阻。
七段译码器内部一般包含了LED 的驱动电路，驱动共阳极LED 的译码器（输出低电平对应段亮）驱动电流一般较大（灌电流），如果该电流与LED 器件的正常工作电流近似，那么可以直接驱动LED ，如果驱动电流大于LED图3.3.8 七段译码显示原理框图正常电流许多，那么两者之间要加限流电阻，根据LED的参数估算限流电阻的大小；如果七段译码器驱动能力不够大，特别是驱动共阴极LED时，可以在两者之间加适当的上拉电阻，比如7448驱动共阴极的BS201时，要LED有正常显示亮度就要加上拉电阻。
LED也有多种型号，如BS211、BS212、BS213为共阳型；BS201、BS202、BS203为共阴型。
每种型号的LED厂家手册都提供了详细功能及参数介绍（可以通过资料或网络查找），比如，七段共阴磷砷化镓显示器BS201主要参数：1)消耗功率P M＝150mW2)最大工作电流I FM＝100mA3)正常工作电流I F＝40mA4)正向压降V F ≤ 1.8V5)发红色光6)BS201燃亮电压为5v共阴极BS202LED的P M＝300mW，I FM＝200 mA，I F＝60mA，V F ≤ 1.8V，V R≥5V，发红光。
实验中采用七段共阳极数码管（TFK－433）和74LS47七段驱动器，查找它们的详细资料，分析两者之间应如何连接？画出连线图。
5．多个LED的动态扫描显示在许多实际的系统中，经常需要多个LED显示系统的信息，比如，数字钟实验要显示时、分和秒信息，就必须要6个LED，对这些LED的控制也可以和上面一位LED显示器一样，采用6个七段译码器驱动每一个LED,并使所有LED的公共端始终接有效信号，即共阴极LED公共端接地，共阳极LED公共端接电源。
这种LED显示方式称为静态显示方式。
采用静态方式,LED亮度高，但这是以复杂硬件驱动电路作为代价的，硬件成本高。
因此,在实际使用时,特别是有微处理器的系统中，如果用多位的LED显示,一般采取动态扫描方式、分时循环显示，即多个发光管轮流交替点亮。