数电课程设计报告指导书

数字电子技术课程设计指导

理工大学自动化学院

三电中心.电子学

本课程设计的基本任务

本课程设计的基本任务，是着重提高学生在数字集成电路应用方面的实践技能，基本了解数字系统设计的一般方法。树立严肃认真、一丝不苟、实事的科学作风，并培养学生具有一定的生产观点、经济观点、全面观点及团结协作的精神。培养学生综合运用理论知识分析和解决实际问题的能力。学生通过电路设计、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。

§1 进行数字课程设计的一般步骤

分析确定任务

确定应用系统的功能指标和技术参数，这是系统设计的起点和依据，它将贯穿于系统设计的全过程，必须认真做好这个工作，在确定

任务的阶段中必须明确。

1.本应用系统需要达到的主要目标是什么，有多少个回路，有几

个参数需要进行检测和控制？检测和控制的精度为多少？

2.本应用系统有多少输入信号和输出信号？输入信号的形式和电

压等级及变化频率情况，输出信号的形式，电压等级和驱动功

率有何要求？

3.本应用系统的工作环境情况如：温度、湿度、供电质量、电磁

干扰等，是否需要采用特殊的安全保护和抗干扰措施。

4.本应用系统的经济指标，特别是对新产品的开发，应当综合考

虑成本，可靠性，可维护性以及经济效益和社会效益，参考国

外同类产品的资料，提出比较合理的技术指标，使所开发的产

品具有最佳的性能价格比。

●理论设计（自顶而下）

1.认真分析设计任务，通过调查研究，查阅资料来初定系统结构

的总体方案；

2.进行总体功能设计，划分功能模块，画出总体设计框图，注明

各单元电路间接口信号，并画出一些重要控制信号的时序图；

3.按照设计要求，具体分析每个模块的逻辑，选用合适的器件和

集成电路，设计出具体逻辑电路；

4.可以利用计算机，对相关电路进行必要的仿真，修改并完善理

论设计。

●实验调试并验证（之下而上）

按设计原理图，之下而上进行实际的接线调试。并解决调试过程中的问题，提出修改方案，并验证。

1.单元电路整体布局，规划器件位置。尽量统一信号流向，以接

线方便，连线短为原则。含有模拟信号的芯片尽量与数字芯片

保持较大的距离；

2.根据各个单元电路的特点，合理安排电源和接地方法，减小接

地噪声，确保可靠连接；

3.分别调试各个单元电路，标记重要的单元电路输入输出引线；

4.按照系统结构，逐级连接单元电路，进行系统联调。

●总结撰写课程设计报告

当电路能够正常工作以后，应将测试的数据、波形、计算结果等原始数据归纳保存，以备以后查阅。最后编写总结报告。总结报告应对本设计的特点、所采用的设计技巧、存在的问题、解决的方法、电路的最后形式、电路达到的技术指标等进行必要的分析与阐述。

●验收

由指导教师进行评价。

成绩评定方法

课程设计成绩分三个部分评定：方案设计、软硬件调试过程和设计报告，按3：4：3评定成绩。按百分制评定最终成绩。

评分标准如下：

1、方案设计在能够体现题目功能，硬件原理图正确、代码设计合

理的前提下，教师对学生的设计水平、难易程度、实现方法进行评价。

2、调试过程中教师巡回检查辅导，了解每个学生的工作情况。每

组调试结束后经指导教师检查，对其实验方法、结果、元器件及设备的完好情况综合评价。

3、设计报告按规定要求撰写，要求材料齐全，叙述清楚，书写整

洁，层次清晰。插图和照片应比例适当，清楚美观；插图应标明图序和图题。

4、总评成绩＝理论设计成绩×0.3+调试过程成绩×0.4+报告成绩×0.3

§2 理论设计实例（数字钟的设计为例）2.总体设计原理

总体设计框图如下：

3.各模块具体设计

a)振荡器和分频器

CC4060是14位行波计数器，并含有部振荡器，仅需要外接几个电阻电容即可以实现振荡，而14位行波计数器可提供14级分频输出。

16

12 11 10 9 8 7 5 2 3

要求：C

T >100pF (选C

T

=200pF)

Rs>>R

T

(选200~300kΩ)

取R

T

=20~30 kΩ

f 0=1/(2.2 R

T

C

T

)≈16384Hz

因此：P

S =f

Q14

=2-14 f

=1Hz

P 2S =f

Q13

=2-13 f

=2Hz

V

L

=f

Q5

=2-5 f

=512Hz

V

H

=f

Q4

=2-4 f

=1024Hz

F E D

+5V A B C

计数器

1)六十进制计数器16 15 14 12 11 10 9 1 2 3 4 5 6 7 8

“0”“1”

2)二十四进制计数器

“1” “1”

b) 校时电路

CC4017主要用来产生校时脉冲控制信号， CLK ：时钟

ENA ：时钟允许控制，ENA=1禁止时钟输入 RST ：复位，RST=1时复位，即：Q0=1，其他为0 再正常工作时部分时序波形如下： CLK