脉冲数字电路课程设计
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。
八路抢答器数电课程设计
课程设计说明书课程设计名称：脉冲数字电路课程设计课程设计题目：八路抢答器学院名称：信息工程学院专业：电子信息工程班级：学号：姓名：评分：教师：20 12 年 10 月 26 日数字电路课程设计任务书20 12 －20 13 学年第 1学期第 6 周－ 7 周题目八路抢答器内容及要求〖基本要求〗利用数字电路设计一八路抢答器，要求：1．允许八路参加，并具有锁定功能，用LED实现最先抢答的队号码，系统设置外部清除键，按动清除键，LED显示器自动清零灭灯。
2．数字显示功能：数字抢答器定时为30S，启动开启键以后要求Ⅰ)定时开始；Ⅱ)扬声器要短暂报警；Ⅲ)发光二极管亮灯；如果在30S内抢答有效,计时结束，30S内抢答无效，系统短暂报警，发光二极管灯灭。
〖提高要求〗计分显示，可以进行加／减分。
进度安排1.仿真、画PCB线路板图、领元器件：2天2. 制作、焊接：1天3．调试：2天4. 验收：0.5天5. 提交报告：2012-2013学年第1学期6～7周学生姓名：刘勤意指导时间：第6～7周指导地点：E 楼 311室任务下达20 12年 10 月 8 日任务完成20 12年10 月17日考核方式 1.评阅□√ 2.答辩□√ 3.实际操作□√ 4.其它□指导教师赵明镜系（部）主任王忠华注：1、此表一组一表二份，课程设计小组组长一份；任课教师授课时自带一份备查。
2、课程设计结束后与“课程设计小结”、“学生成绩单”一并交院教务存档。
摘要在市场上可能有很多的八路数显智力竞赛抢答器，但是本设计从最基本的原理出发，结合数字电路知识设计出的只是利用到了最基本的复位方式。
本设计介绍了数码显示八路抢答器的组成、设计及功能，电路采用74系列常用集成电路进行设计。
该抢答器除具有最基本的抢答功能外，还具有定时、计时和报警功能。
主持人通过时间预设开关预设供抢答的时间，系统将完成自动倒计时。
若在规定的时间内有人抢答，则计时将自动停止；若在规定的时间内无人抢答，则系统将报警，提示本轮抢答无效。
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。
数电课程设计十秒倒计时定时器
辽宁师范大学《数字电路》课程设计（09级本科）题目: 定时器1学院：物理与电子技术学院专业：电子信息工程班级：09.3班学号：14级!姓名: 张宁指导教师：赵静邱红张卓2完成日期：2011年10 月27 日一•设计内容及要求10 秒的倒计时定时器，倒计时要求用数码显示，当定时到1秒时，有声音提示，提示声音为0.5秒，当倒计时到0时停止计数二.总体方案设计由设计内容及要求，我设计了一个以NE555构成的多谐振荡电路，来发出一秒间隔的脉冲；用74LS192进行倒计时，通过74LS47连接一个数码显示器；由74LS192发出的高低电平经过逻辑电路变化，连接74LS121来控制蜂鸣器在1秒时响。
三.单元模块设计.1.以NE555构成的多谐振荡器NE555的震荡器在本电路中的周期T=C(R1+R2)=1S 图二冲图三为多谐振荡电路 R1和R2, C 的值确保震荡周期为1 秒，图三的右下角为复位电路，与下一部分一同介绍。
2.倒计时电路图5-1 7 11.SI92的引和扌*列及逻辑符巧<H ）引脚扌非列I%1HI l_d I HL L TUT ?1 Qi 口。
CP (> OPuPOOJQO Qijr1一匕 f3 2 P2 P36Q2 7Q3CPu CPnMRTCu TC D1213L_r —Po “就Fil rial pin1011 —14-图四由74LS192的真值表图四可以看出，若想让元件工作在减计数状态MR PL 非，CPu的值必须分别为0，1，1。
由要求可以看出，192的初始必须是九，所以加了一个复位电路，确保初始值是9.计数器输入端P0,1,2,3对应接高低低高电平。
Q0, Q1,Q2,Q3为计数器输出端接到74LS47上。
NE555的3号管脚与74LS192的4浩管脚相连。
一秒发出一个脉冲，74LS192开始倒计时。
4.逻辑电路逻辑电路的作用在于将74LS192输出为一，即 Q3Q2Q1Q0=0001时输给报警电路一个负脉冲。
fpga 脉冲电路
fpga 脉冲电路
FPGA（Field-Programmable Gate Array）是一种可编程逻辑器件，常用于实现各种数字电路和系统。
在 FPGA 中，可以使用逻辑单元和时钟资源来设计和实现脉冲电路。
脉冲电路是一种产生脉冲信号的电路，通常包括时钟信号源、计数器、分频器、延迟线等组件。
以下是一个简单的 FPGA 脉冲电路的设计示例：
1. 时钟信号源：使用 FPGA 内部的时钟资源或外部时钟输入，生成一个基准时钟信号。
2. 计数器：使用计数器对时钟信号进行计数，以控制脉冲的频率和宽度。
3. 分频器（可选）：如果需要生成不同频率的脉冲，可以使用分频器对计数器的输出进行分频。
4. 延迟线（可选）：可以使用延迟线来调整脉冲的相位或延迟时间。
5. 输出模块：将计数器或分频器的输出连接到 FPGA 的输出引脚，以产生脉冲信号。
在设计脉冲电路时，需要根据具体的需求选择合适的时钟频率、计数器位数、分频比、延迟时间等参数。
同时，还需要注意时序约束和时钟管理，以确保电路的稳定性和可靠性。
这只是一个简单的示例，实际的 FPGA 脉冲电路可能会更加复杂，并且可能包括其他功能，如脉宽调制、脉冲序列生成、触发电路等。
具体的设计将取决于你的具体应用和需求。
如果你需要更详细或特定的信息，我将很愿意帮助你。
请提供更多的背景和具体问题，以便我能够更好地为你提供帮助。
篮球竞赛30s计时器
课程设计说明书课程设计名称：数字电路课程设计课程设计题目：篮球竞赛30s计时器学院名称：科技学院专业：通信工程班级：1082041学号：18 姓名: 刘金钊评分：教师：摘要篮球是现在学生酷爱的运动项目之一。
无规矩不成方圆，同样，篮球比赛也有约束其开展的赛制。
篮球比赛中，一场比赛都是以时间计算的。
在篮球比赛中，规定了球员的持球时间不能超过30秒，否则就犯规了。
本课程设计的“篮球竞赛30秒计时器”，可用于篮球比赛中，用于对球员持球时间30秒限制。
一旦球员的持球时间超过了30秒，它自动的报警从而判定球员的犯规。
本课程设计是脉冲数字电路的简单应用，设计了篮球竞赛30秒计时器。
此计时器功能齐全，可以直接启动、暂停、连续、清零以及具有光电报警功能。
课设原理包括信号发生、时序控制电路、计数器、译码显示、光电报警五部分。
信号发生部分，用到555芯片，构成多谢振荡电路，产生脉冲信号。
时序控制电路部分，以RS触发为主体构成。
利用74LS192十进制可逆计数器构成计数器部分，译码显示可选择CD4511BC或74LS48均可。
本设计主要能完成：显示30秒倒计时功能；系统设置外部操作开关，控制计时器的直接清零、启动和暂停/连续功能；在直接清零时，数码管显示器灭灯；计时器为30秒递减计时其计时间隔为1秒；计时器递减计时到零时，同时发出光电报警信号等。
由于30秒计时器的设计的应用，使得篮球比赛朝着更加公平合理，紧张激烈和富有魅力的方向发展。
关键词：555 多谢振荡电路 RS触发 74LS192 倒计时 30秒目录前言 (4)第一章设计内容 (5)设计要求 (5)第二章系统设计方案 (6)2.1 计时器的组成框图 (6)2.2系统方案及选择 (6)2.21 方案一 (6)2.22 方案二 (7)第三章系统电路设计 (9)3.1 秒脉冲发生器 (9)3.2 30进制递减计数器 (10)3.3 译码显示电路 (10)3.4 光电报警电路 (11)3.5 时序控制电路设计 (11)第四章安装与调试 (13)第五章结论与心得 (15)附录一总电路图 (16)附录二各芯片管脚图及功能表 (16)附录三元件清单 (17)附录四参考文献 (18)前言篮球比赛规则从最初的13条发展至今更趋于合理、公平，其中重要是一条便是对时间的规定。
数电课程设计篮球竞赛30秒计时器设计
数字电路课程设计篮球竞赛30秒计时器设计专业班级：姓名：学号：年月号目录设计要求************************************************************2 正文****************************************************************21.设计原理******************************************************22.设计方案******************************************************33.电路设计******************************************************34.元器件********************************************************75.逻辑电路图****************************************************7 安装与测试*********************************************************111.电路的安装***************************************************112.电路的调试***************************************************11 课程设计小结*******************************************************12 参考文献***********************************************************12 附录***************************************************************13设计要求：本课程设计是脉冲数字电路的简单应用，设计篮球竞赛30秒计时器。
数字电路课程设计
数字电路实验与课程设计 3、原理框图：
L
按
P
点
键 控
地址 模块
M
阵
|
R
系
制
O
统
M
数字电路实验与课程设计
4、思考题： a. 如何进行滚动汉字显示。 b. 如何控制滚动方向（上下、左右）。 c. 如何实现一些简易的点的运动。
数字电路实验与课程设计
一、智力竞赛抢答器： 二、盲人报时钟： 三、电子锁及门铃电路设计： 四、交通信号灯的自动控制： 五、汉字滚动显示： 六、 BCD码除法器： 七、 BCD码乘法器： 八、自动售货机： 九、自适应频率测量仪： 十、自动电梯控制器：
数字电路实验与课程设计 3、原理框图：
分
计时
频
模块
模
置数
模块 块
扫
彩
描
灯
电
系
路
统
数字电路实验与课程设计
4、思考题： a. 还有什么其它新颖的显示方式，如何实现。 b.如何设置计时参数模块实现自主调控时间间隔。 c. 信号线、组选线几种不同的状态循环构成了一 个简易的状态机，了解并阐述状态机的概念。
（70分）
三、彩灯循环显示： （80分）
四、简易波形发生器： （80分）
五、汉字显示：
（90分）
数字电路实验与课程设计 一、加减可调计数器：（70分） 1、任务要求：
要求实现一个23进制的加减可调计数器。 用拨码开关来控制计数器的加减功能。 计数器的计数过程要用数码管显示出来。
注意：只能用两个数码管显示计数器的加减过程。
数字电路实验与课程设计 下图为lpm_rom：
数字电路实验与课程设计
在lpm_rom上点击右键，选择Edit ports/ Parameters..，会出现以下对话框：
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。
数字电子电路课程设计报告——频率计
摘要在电子技术中，频率是最基本的参数之一，并且与许多电参量的测量方案、测量结果都有十分密切的关系，因此频率的测量就显得更为重要。
测量频率的方法有多种,其中电子计数器测量频率具有精度高、使用方便、测量迅速，以及便于实现测量过程自动化等优点，是频率测量的重要手段之一。
电子计数器测频有两种方式：一是直接测频法，即在一定闸门时间内测量被测信号的脉冲个数；二是间接测频法，如周期测频法。
直接测频法适用于高频信号的频率测量，间接测频法适用于低频信号的频率测量。
本文阐述了用数字电路设计了一个简单的数字频率计的过程关键词：周期；数字频率计；波形仿真；目录一、课程设计目的 (2)二、设计任务与要求 (2)三、方案设计与论证 (3)四、单元电路设计与参数计算 (8)五、电路的安装与调试 (10)六、遇到问题的解决方法 (11)七、结论与心得 (11)八、参考文献 (12)数字频率计一、课程设计目的1)巩固和加深对或电子技术课程基本知识的理解，提高综合运用所学知识的能力。
2)提高独立解决工程实际问题的能力。
培养根据课题需要选用参考书、查阅手册、图表和文献资料的能力。
3)通过设计方案的分析比较、设计计算、元件选择及电路安装调试等环节，初步掌握简单实用电路的工程设计方法。
4)提高动手能力。
掌握常用仪器设备的正确使用方法，学会对简单实用电路的实验调试和对整机指标的测试方法。
5)能按课程设计任务书的要求编写设计说明书。
了解与课题有关的电路以及元器件的工程技术规范，能正确反映设计和实验成果，能正确绘制电路固等。
6)培养严肃认真的工作作风和科学态度。
通过课程设计实践，逐步建立正确的生产观点，经济观点，全局观点和安全用电、节约用电的观点。
二、设计任务与要求任务：设计并实现一个可以测量待测信号频率的数字显示的仪器要求和指标：1.测量范围 1Hz ~ 10kHz;2.分辨率1Hz;3.灵敏度 500mV;4.误差不大于 10-3。
三、方案设计与论证1、数字频率计的基本原理：频率计的基本原理是用一个频率稳定度高的频率源作为基准时钟，对比测量其他信号的频率。
脉冲与数字电路
译码器电路是一种将二 进制代码转换为输出信 号的电子电路。它通常 由多个触发器和门电路 组成，可以将二进制代 码转换为相应的输出信 号。
编码器和译码器电路广 泛应用于各种领域，如 计算机、通信、测量和 控制等。
编码器和译码器电路的 常见类型包括二进制编 码器、二进制译码器和 多路复用器等。
编码器和译码器电路的 主要参数包括分辨率、 转换速度、功耗和集成 度等。
触发器与寄存器
触发器
01
一种双稳态的电路，能够在外部信号的作用下实现状态的翻转。
寄存器
02
由多个触发器组成，能够存储二进制数，并实现数据的存储和
传输。
触发器与寄存器在数字电路中的作用
03
实现数据的存储和传输，以及控制电路的状态。
数字电路的分类与特点
组合逻辑电路
由逻辑门电路组成，实现基本的 逻辑运算和控制功能。
数字显示电路
数字显示电路是一种用于将数字信号转换为可视 显示的电子电路。它通常由七段显示器或液晶显 示器等组成，可以将数字信号转换为相应的可视 显示。
数字显示电路的常见类型包括七段显示器、液晶 显示器和LED显示器等。
数字显示电路广泛应用于各种领域，如计算机、 通信、测量和控制等。
数字显示电路的主要参数包括分辨率、亮度、视 角和功耗等。
脉冲与数字电路的发
05
展趋势与展望
新技术与新材料的应用
新材料
新型半导体材料如碳化硅、氮化镓等 ，具有更高的电子迁移率和耐压能力 ，能够提高脉冲与数字电路的性能。
新技术
新兴的纳米技术、柔性电子技术等， 为脉冲与数字电路的设计和制造提供 了新的可能性，有助于实现更小尺寸 、更高集成度的电路。
高性能脉冲与数字电路的设计与实现
数字电路时钟脉冲设计
数字电路时钟脉冲设计数字电路时钟脉冲设计是现代电子技术中非常重要的一部分，它在各种数字设备和电子系统中起到同步和计时的关键作用。
本文将探讨数字电路时钟脉冲设计的基本原理和常见方法。
一、时钟脉冲的定义与作用时钟脉冲是指在电子系统中周期性产生的方波信号，用于同步各个数字元件的工作。
它以统一的时间间隔驱动数字电路中的各个部分，确保它们按照预定的时间序列进行操作。
时钟脉冲的频率以赫兹(Hz)为单位表示，常用的时钟频率有1MHz、10MHz、100MHz等。
时钟脉冲在数字电路中的作用不可忽视。
它提供了一种机制，使得数字信号能够在不同的电子元件之间同步传输，并确保数据的正确性和稳定性。
时钟信号还能够用于计时、频率分频、数据采样等操作，为数字设备的正常运行提供保障。
二、时钟脉冲设计的基本原理时钟脉冲的设计涉及到信号的周期、占空比以及稳定性等参数。
下面介绍几种常见的时钟脉冲设计方法。
1. 单稳态多谐波脉冲生成器单稳态多谐波脉冲生成器是一种常用的时钟脉冲设计方法。
它通过单谐波信号输入和触发信号控制，产生一个具有多个周期的单稳态输出脉冲。
这种设计方法能够满足不同数字电路的时序需求，具有很高的灵活性和可扩展性。
2. 预分频器预分频器是一种常见的时钟脉冲设计方式。
它通过将输入信号频率进行整数分频，从而得到所需的输出时钟频率。
预分频器常用于降低高频信号的频率，减少电路复杂度和功耗。
3. 锁相环锁相环是一种利用反馈控制原理的时钟脉冲设计方法。
它通过比较输入信号和本地参考信号的相位差，并通过调节输出信号的相位和频率，使两者保持同步。
锁相环广泛应用于时钟恢复、频率合成和时钟同步等领域，具有很高的精度和稳定性。
三、时钟脉冲设计的应用举例时钟脉冲设计在数字电路中有着广泛的应用。
以下是几个常见的应用举例。
1. 操作控制时钟脉冲用于控制数字设备各个操作的时序。
例如，CPU根据时钟脉冲的上升沿或下降沿进行指令的读取和执行，以确保操作的有序进行。
4位加减法并行运算电路(包括拓展8位)
二○一二～二○一三学年第一学期电子信息工程系脉冲数字电路课程设计报告书班级：电子信息工程(DB)1004班课程名称：脉冲数字电路课程设计学时： 1 周学生姓名：学号：指导教师：***二○一二年九月一、设计任务及主要技术指标和要求➢ 设计目的1. 掌握加/减法运算电路的设计和调试方法。
2. 学习数据存储单元的设计方法。
3. 熟悉集成电路的使用方法。
➢ 设计的内容及主要技术指标1． 设计4位并行加/减法运算电路。
2． 设计寄存器单元。
3． 设计全加器工作单元。
4． 设计互补器工作单元。
5． 扩展为8位并行加/减法运算电路（选作）。
➢ 设计的要求1． 根据任务，设计整机的逻辑电路，画出详细框图和总原理图。
2． 选用中小规模集成器件（如74LS 系列），实现所选定的电路。
提出器材清单。
3． 检查设计结果，进行必要的仿真模拟。
二、方案论证及整体电路逻辑框图➢ 方案的总体设计步骤一 因为参与运算的两个二进制数是由同一条数据总线分时串行传入，而加法运算的时候需要两个数的并行输入。
所以需要两个寄存器分别通过片选信号，依次对两个二进制进行存储，分别在寄存器的D c B A Q Q Q Q 端口将两个4位二进制数变成并行输出；步骤二 为了便于观察置入两个4位二进制数的数值大小，根据人们的习惯，在寄存器的输出端，利用两个七段译码器将二进制数转化为十进制数；步骤三 通过开关选择加/减运算方式；步骤四 若选择加法运算方式，对所置入数送入加法运算电路进行运算； 即：9)1001()0110()0011(222==+ 【十进制：963=+】又或：15)1111()0100()1011(222==+ 【十进制：15511=+】步骤五 若选择减法运算方式，对所置入数送入减法运算电路进行运算；即：2)0010()0101()0111(222==- 【十进制：257=-】又或：10)1010()1101()0011(222=-=- 【十进制：10133-=-】步骤六 为了便于观察最后的计算结果，以及对最后的计算结果的正确性能做出快速的判断，根据人们的习惯，同上，将计算出的结果输入七段译码器进行译码显示。
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。
脉冲与数字电路课程设计
关键词：脉冲与数字电路课程设计、7段4线1译码/驱动器、课程设计脉冲与数字电路课程设计一、设计目的数字电子技术是电气专业的一门专业基础课，该课程理论与实践内容联系密切，系统性强，是一门理论和实践性都很强的专业基础课，课程设计是本课程必不可少的教学环节，通过设计可以使学生掌握基本的数字电路设计方法和操作技能，进一步加深对数字电路课程的理解与应用，掌握数字系统的组成和设计方法以及系统的调试方法，熟悉常用数字芯片的功能及使用方法，为后继课程的学习奠定坚实的基础。
二、设计任务1、利用计数器设计一个简易的电子钟。
2、该数字钟具有分、秒计时功能，并能用4个数码管显示分、秒。
3、具有手动调时，当认为时钟不准，可以对分进行调整。
三、设计器件四、器件资料1、74LS192（1）74LS192是同步十进制可逆计数器，它具有双时钟输入，并具有清除和置数等功能。
（2）引脚排列和逻辑符号引脚排列逻辑符号图中：为置数端，为加计数端，为减计数端，为非同步进位输出端，为非同步借位输出端，P0、P1、P2、P3为计数器输入端，为清除端，Q0、Q1、Q2、Q3为数据输出端。
2、74LS247（1）、74LS247功能作用74LS247 是一个TTL BCD—7段4线15V输出译码器/驱动器（2）74LS247引脚图:7段4线1译码/驱动器（3）74LS247真值表：3、74LS00（1）74LS00是四组2输入端与非门，它能实现电路的与非作用。
（2）引脚图（3）真值表4、CD4040（1）、CD4040是12位二进制串行计数器，所有的计数器为主从触发器，计数器在时钟下降沿进行计数，CR为高电平时，对计数器进行清零，由于在时钟输入端使用施密特触发器，对脉冲上升和下降时间无限制，所有输入输出均经过缓冲。
(2)、CD4040的引脚图所示：CD4040引脚图5、CD4060(1) CD4060由一振荡器和14级二进制串行计数器位组成，振荡器的结构可以是RC或晶振电路，CR为高电平时，计数器清零且振荡器使用无效。
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和 Load B 接入到两个寄存器的右移端口 DSR ， 数据传输之间开关先全部保持 关闭状态； 当输入 A 的数据时，打开 A 寄存器的数字开关 Load A，4 位二进制数 即可存储在寄存器 A 中，并在寄存器的输出端口
Q3 Q2 Q1 Q0 变成并行输出； Q3 Q2 Q1
当数据 A 传送完毕后， 关掉开关 Load A， 打开寄存器 B 的开关 Load B， 则第二个 4 位二进制数存储在寄存器中， 同理在寄存器 B 的输出端口
二、方案论证及整体电路逻辑框图
方案的总体设计
因为参与运算的两个二进制数是由同一条数据总线分时串行传入， 而 加法运算的时候需要两个数的并行输入。所以需要两个寄存器分别通过片选
步骤一
信号，依次对两个二进制进行存储，分别在寄存器的 QAQB Qc QD 端口将两 个 4 位二进制数变成并行输出； 为了便于观察置入两个 4 位二进制数的数值大小，根据人们的习惯， 在寄存器的输出端，利用两个七段译码器将二进制数转化为十进制数；
无Байду номын сангаас关 项
× × × × × × × × ×
Y S 3S 2S1S 0 S 3S 2S1S 0 S 3S 2S1S 0 S 3S 2S1S 0 S 3S 2S1S 0 S 3S 2S1S 0 S 3S 2 S 3S1
（式 3）
Y C4
（式 4）
由式 3、式 4 可得
Y=C4 +S4S3 +S4S2 =C4 +S4S3 +S4S2 C4 S4S3 S4S2
即： 实现功能转化需要两个与门、 一个三输入与非门、 一个非门既可以实现。
【加法运算电路利用 74LS283 实现】
图 3 74LS283 的外引脚排列图
图 4 加法运算器单元的设计
U1
12 14 3 5 11 15 2 6 7 A4 A3 A2 A1 B4 B3 B2 B1 C0 C4 9 SUM_4 SUM_3 SUM_2 SUM_1 10 13 1 4 12 14 3 5 11 15 2 6 7 A4 A3 A2 A1 B4 B3 B2 B1 C0 C4 9
3 4 5 6 7 2 9 10 1 11 8 A B C D SL SR S0 S1 ~CLR CLK GND
U1
VCC QA QB QC QD 16 15 14 13 12
I1
1kHz 1A 0.5 sec 1 sec
VCC 5V
3 4 5 6 7 2
74LS194D U2
A B C D SL SR S0 S1 ~CLR CLK GND VCC QA QB QC QD 16 15 14 13 12
互补器：求数 2 的反码、补码 全加器 对数 1 和数 2 进行加法运算 全加器：对处理后的数据 进行加法运算
译码显示计算结果
三、单元电路设计
寄存器 【寄存器的设计思路】
同一根总线上的两个四位二进制数要依次存储到 2 个不同的寄存器中， 并行输出。首先得建立一个片选信号 Load A / Load B； 片选信号利用数字开关实现， 将传输线的数据分别通过数字开关 Load A
C1
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1
对应 十进制数 数值 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31
Q0
0 a
Q1
Q3
0 d
Q2
× ↑ ↑
↑ ↑
0 1 1 1 1 1
× 1 0 1 0 ×
× b × × × ×
× c × × × ×
0 b
0 c
Q1
DSR
× × ×
DSR
Q1
Q0
Q2
DSL
× ×
Q3
n Q2 n Q2
DSL
Q3n Q3n
Q0n Q0n
Q1n Q1n
↓
图 2 寄存器单元的设计
VCC 5V 信号输入端口 LoadA Key = A
步骤六
方案的讨论
用片选信号 Load A / Load B 控制寄存器的时候，片选信号可以由 数字开关实现，也可以由时序脉冲实现，考虑到实际器件中的运用，选择数 字开关作为片选信号。
【细节一】
寄存器应设置有初始化置零（ CLEAR 端口）功能，能对运算进行置 零处理，增强对加/减寄存器的控制。
【细节二】 【细节三】
转换 的 关系
译码器 十位 显示数字 × ×
译码器 个位 显示数字 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 × × × × × × × × × × × × ×
直 接 对 应
× × × × × × × × 1 1
需 要 转 化
1 1 1 1 1 1 1 × × × ×
由资料【】知，减法运算的原理是将减法运算变成加法运算进行的。而 74LS283 既能实现加法运算，又可实现减法运算，从而可以简化数字系统结 构。 若 n 位二进制原码为 N 原，则与它相对应的 2 的补码为 N 补=2n - N 原 补码与反码的关系式为 N 补=N 反+ 1 当电路的功能为计算两个数 A、B 相减时，利用式 1 和式 2 可得 A–B = A+B 补- 2n = A+B 反 + 1 - 2n 所以只要求得减数的反码，即可利用加法器对两个数进行减法运算。 (式 2) (式 1)
设计的内容及主要技术指标
1． 设计 4 位并行加/减法运算电路。 2． 设计寄存器单元。 3． 设计全加器工作单元。 4． 设计互补器工作单元。 5． 扩展为 8 位并行加/减法运算电路（选作） 。
设计的要求
1． 根据任务，设计整机的逻辑电路，画出详细框图和总原理图。 2． 选用中小规模集成器件 （如 74LS 系列） ， 实现所选定的电路。 提出器材清单。 3． 检查设计结果，进行必要的仿真模拟。
步骤二 步骤三
通过开关选择加/减运算方式； 若选择加法运算方式，对所置入数送入加法运算电路进行运算；
即： (0011) 2
步骤四
(0110) 2 (1001) 2 9
【十进制： 3 6 9 】
又或： (1011) 2 步骤五
(0100) 2 (1111) 2 15
【十进制： 11 5 15 】
U2
SUM_4 SUM_3 SUM_2 SUM_1 10 13 1 4
74LS283N
74LS283N U5A U3A 74LS86D 74LS08D U6A 74LS08D U7A 7427N U4A 74LS04D
判 断 A+B>?9， 若 大 于 9， 即 加 上 110
互补器 【设计互补器的目的】
表 2 74LS283 输出结果的修改真值表
输
C4
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
出
S1
0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1
通过资料 【】 可以知道，减法可以转化成加法，进行运算，即
A B A B( B的反码) 1，所以减法器可以在加法器的基础上完成。将减数
通过互补器进行运算， 求出补码， 即可以在加法器的基础上进行减法的运算。
【细节四】 【细节五】
利用数字开关来选择+/-的运算方式。
作十以内的加法运算的时候，结果可能是 0～18，然而译码器只能 显示 0～9 的范围，所以需要增加一篇译码器，显示计算结果的十位，同时 对计算的结果需要做一定的处理，使其各位能正常显示。 作减法运算的时候，会出现减数 A 小于被减数 B 的情况，这个时 候结果为负数，所以需要增设一位显示符号的译码器，对负号进行显示。另 外个位显示的译码器只需要显示计算结果的绝对值，需要对计算结果进行取 反处理。
Q0 变成并行输出。
【寄存器利用 74LS194 实现】
图 1 74LS194 的外引脚排列图
表 1 74LS194 的功能表
功 能 清除 送数 左移 右移 保持 保持
CP
CR
输
S1
入
输
出
Q2
S0
× 1 1 0 0 ×
DSR
× ×
DSL
× × ×
D0
× a × × × ×
D1
D2
D3
× d × × × ×
表示个位的译码器， 可以将计算结果减去 10(同于以上的减法器的思想， 就是加上二进制数值 0110)，此时译码器显示的结果等于原本的计算结果的 个位。最终使得两片译码器的显示结果即为计算结果。 所以针对加法的计算结果大于 9 的情况，对计算结果加上(0110) 2 ，即 可得修改后的真值表如下：
若选择减法运算方式，对所置入数送入减法运算电路进行运算；
(0101) 2 (0010) 2 2 又或： (0011) 2 (1101) 2 (1010) 2 10
即： (0111) 2 【十进制： 7 5 2 】 【十进制： 3 13 10 】
为了便于观察最后的计算结果， 以及对最后的计算结果的正确性能做 出快速的判断，根据人们的习惯，同上，将计算出的结果输入七段译码器进 行译码显示。
【细节六】 【细节七】
作为结果显示的７段式数码管有两种接法，根据选择的数码管的
种类，决定数码管的连接方式，所以连接电路前，首先要判断数码管是共阴 极还是共阳极。