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。
数字电路课程设计四路抢答器
数字电路课程设计——四路抢答器专业：班级：姓名：学号：组员：指导教师：一、二、 1、 2、三、 1、数字电子技术课设—— 四路抢答器设计题目四路竞赛抢答器设计目标掌握四路竞赛抢答器电路的设计、组装与调试方法。
熟悉数字集成电路的设计和使用方法。
设计任务抢答器参赛者分为 4 组， 每组序号分别为 1、2、3、4，按键 SB0~SB3 分别对应 4 个组， 抢答者按动本组按键， 组号立即在 LED 显示器上 显示，同时封锁其他组的按键信号。
系统设置外部清除键，按动清除键， LED 显示器自动清零灭灯。
抢答器具有数据锁存和显示的功能。
抢答开始后， 若有选手按动抢 答按钮， 该选手编号立即锁存， 并在抢答显示器上显示该编号 (LED 显示)， 同时扬声器给出音响提示， 封锁输入编码电路， 禁止其他 选手抢答。
抢答选手的编号一直保持到主持人将系统清零为止。
抢答器具有定时(30 秒)抢答的功能。
当主持人按下开始按钮后， 定时器开始计时，显示时间，若无人抢答，计时到 30 秒的时候， 扬声器发出声响， 声响持续 1 秒。
若参赛选手在 30 秒内有人抢答， 扬声器响，同时 LED 灯亮，并保持到主持人将系统清零为止。
可用 555 定时器和一定数值的电阻和电容产生频率为 1KHz 的脉冲， 作为触发器的 CLK 信号。
再经分频器输出秒脉冲作为定时器的 CLK 信号。
四 、 进度安排序号 内容 时间1 课题介绍 0.5 学时2 查找资料理论设计并仿真 2 学时3 安装、调试电路 2 学时4 技术指标测试 1 学时5 答辩 0.5 学时五 、 设计方案1 、 所需电路元器件：74LS74×2 555 定时器× 1 74LS160×54、5、2、 3、74LS20×174LS00×274LS04×12 、各芯片的引脚图及功能表74LS74 引脚图及其功能真值表555 定时器的引脚排列图74LS160 引脚图管脚图74LS160 的功能真值表74LS20 引脚图及其功能真值表74LS00 引脚图及其功能真值表74LS04 引脚图及其功能真值表六、各部分电路设计原理1 、判别电路：需要 74LS74 两个芯片， 74LS20,74LS00,74LS04 各一个，开关 5 个 K1,K2,K3,K4,K5， 1KHZ 的脉冲，指示灯等，按照总体设计电路图 (见七、总体电路分析设计四路及过程) 连接，首先使每个芯片都正常工作，在第一个 D 触发器中， 2 接 K1,12 接 K2， 5 和9 分别接指示灯， 6、8 接到四输入的非门上，第二个 D 触发器中，2 接 K3， 12 接 K4， 5 和 9 分别接指示灯， 6、8 也接到四输入的非门上，而两个 D 触发器中的 1 和 13 共四个口分别连在一起接开关K5，两个 D 触发器中 3 和 11 都连在一起，接出一根红线 L1，然后在将 74LS20 的输出端接在 74LS04 的输入端，其中的输出端接74LS00 输入一端，另一个输入端接 1KHZ 的脉冲，它的输出正好接在红线 L1 上，此时完成了抢答器。
数字电路课程设计(密码锁)
数字电路课程设计设计报告课题名称：密码锁设计成员1：设计成员2：设计成员3：密码锁一、目录1、设计项目综述 (2)2、设计方案及分析 (3)2.1设计方案 (3)2.2设计分析 (4)2.3方案优缺点 (4)3、电路原理分析 (5)3.1模块1：八进制优先编码器74ls148 (5)3.2模块2：4位双稳锁存器74LS75 (6)3.3模块3：4位数字比较器74LS85 (8)3.4模块4：可预置bcd计数器74LS160 (9)3.5 总图 (14)4、总结 (16)4.1设计中遇到的问题及解决方法 (17)4.2设计方案中需要改进的地方 (17)4.3这次设计中的收获和教训 (17)二、设计项目综述：1、可以预置1位十进制数密码，并保存密码。
2、开锁时，输入正确密码，按开锁键，锁打开。
3、当输入密码时，数码管显示相应的输入数字。
密码输入错误时计数一次,当输入错误密码连续达到四次，拒绝再输入密码。
需用复位键将其还原才能再次输入。
4、输入密码时，数码管8显示密码的数值。
拒绝输入密码时，只显示0。
按开锁键时，数码管5显示密码输入错误的次数；当错误次数连续少于4次以下时，则当输入密码正确时数码管5清“0”。
5、开锁指示灯亮表示锁已经打开。
三、设计方案及分析1、设计方案根据以上密码锁的设计任务，我们拟定的方案可以简略的如以下框图所示：2、方案分析（1）密码输入：由于要求通过每按一个输入键时直接显示为对应的十进制数密码，所以需要将二进制数转换为对应的十进制数。
根据前面这个要求，我们有两个选择74ls147和74ls148。
74ls147与74ls148比较，74ls148比74ls147多一个功能端。
使用74ls148可以实现输入四次错误自动锁定。
虽74ls148总的输入键只有8个，使用两块74ls148，并他们通过级联可以解决0~9输入。
当多过输入端同时出现时，只对其中优先权最高的一个进行编码，这个编码就是我们要的对应的十进制数。
较简单的数电课程设计
较简单的数电课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生掌握数字电路基础知识，理解常用逻辑门电路的原理及其功能。
2. 学会分析简单的数字电路，并能正确使用逻辑门电路进行组合设计。
3. 掌握二进制、八进制和十六进制数的概念及其转换方法。
技能目标：1. 培养学生运用所学知识进行数字电路分析和设计的能力。
2. 培养学生运用逻辑门电路解决实际问题的能力。
3. 提高学生动手实践和团队协作的能力。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对数字电路的兴趣，激发学生探索电子世界的热情。
2. 培养学生严谨、细致的学习态度，树立良好的科学素养。
3. 增强学生的团队合作意识，培养学生的沟通与协作能力。
分析课程性质、学生特点和教学要求，本课程旨在帮助学生掌握数字电路基础知识，培养学生运用所学知识解决实际问题的能力。
课程目标具体、可衡量，便于学生和教师在教学过程中明确预期成果。
通过本课程的学习，学生将能够熟练运用数字电路知识，为后续相关课程打下坚实基础。
二、教学内容1. 数字电路基础知识：逻辑门电路原理、功能及其符号表示；数字信号与数字电路的特点。
2. 常用逻辑门电路：与门、或门、非门、与非门、或非门、异或门等。
3. 数字电路分析与设计：组合逻辑电路的分析方法，逻辑门电路的设计方法。
4. 数制及其转换：二进制、八进制、十六进制数的概念及其相互转换方法。
5. 实践操作：动手实践，运用逻辑门电路进行组合设计，完成简单的数字电路搭建。
教学内容按照以下进度安排：第一课时：数字电路基础知识，介绍常用逻辑门电路的原理和功能。
第二课时：数字电路分析与设计，学会分析组合逻辑电路。
第三课时：数制及其转换，掌握二进制、八进制、十六进制数的转换方法。
第四课时：实践操作，分组进行数字电路搭建，巩固所学知识。
教学内容与教材章节关联性如下：第一章：数字电路基础第二章：逻辑门电路第三章：组合逻辑电路分析与设计第四章：数制及其转换第五章：数字电路实践操作三、教学方法本课程采用以下教学方法，旨在激发学生的学习兴趣，提高教学效果：1. 讲授法：教师以清晰、生动的语言，结合多媒体教学手段，系统讲解数字电路基础知识、逻辑门电路原理及功能，使学生在短时间内掌握课程核心内容。
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。
数字电路课程设计
2．设计方案
• 该控制系统由输入、输出和控制器模块构成，系 统结构框图如图3-6所示。输入模块完成裁判启动 命令和两个按钮信号的输入，其逻辑关系由门电 路实现；控制器模块完成对输入脉冲信号的统计， 由可预置加/减计数器构成（如74LS193），其预 置数为0100，作为加/减计数的起点，加/减计数 的脉冲源分别取自两个按钮信号，计数器输出状 态变量进行输出模块；输出模块完成计数器统计 信号的翻译（可由4-16线译器74LS154完成）与 显示（可由发光二极管完成）并给出一个此次比 赛结束信号。
智能机器人行走控制器设计
智能机器人行走控制电路,要求实现智能 机器人能够识别并绕开障碍物,在充斥着障碍物 的环境里自由行走。机器人的前端有一个接触 传感器,当遇到障碍物时传感信号X=1,否则传 感信号X=0.机器人有两个控制信号Y1和Y0,控 制脚轮行走,当Y1=1时控制机器人左转,Y0=1时 控制机器人右转,当Y1Y0=00时控制机器人直 行.机器人遇到障碍物时的转向规则是: 若上一 次是左转,则这一次右转,直到未探测到障碍物 时直行;若上一次是右转,则这一次左转,直到未 探测到障碍物时直行 。
二、学时分配
• 时间：16周*2课时；
分为两个教学实验单元： 第一单元20学时，主要内容是数字系统计算机仿真软 件及使用操作，选题、设计、仿真； 第二单元分别选作一个数字电路系统进行设计制作。
从所列实验项目中每个同学任选一个做 出硬件电路实物。
三、参考题目
• • • • • • • • • • 1．数字电子钟设计 2．洗衣机控制器设计 3．电饭堡控制器设计 4．四路彩灯显示系统设计 5．拔河游戏机控制器设计 6．汽车尾灯控制器设计 7．十字路口交通信号灯控制器设计 8．智能机器人行走控制器设计 9．串行输入信息中“1”数检测器设计 自选题
数电期末大作业课程设计
数电期末大作业课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解并掌握数字电路基础知识，如逻辑门、触发器、计数器等原理及功能。
2. 学生能运用所学知识分析并设计简单的数字电路系统。
3. 学生了解数字电路在实际应用中的优势，如稳定性、可靠性及易于集成。
技能目标：1. 学生能熟练使用数字电路设计软件，如Multisim、Proteus等进行电路设计与仿真。
2. 学生具备一定的动手实践能力，能搭建简单的数字电路并进行调试。
3. 学生能够通过查阅资料、团队合作等方式，解决数字电路设计过程中遇到的问题。
情感态度价值观目标：1. 学生培养对数字电路的兴趣，激发学习热情，形成积极的学习态度。
2. 学生在团队合作中，学会沟通、协作，培养集体荣誉感和责任感。
3. 学生通过学习数字电路，认识到科技发展对社会进步的重要性，增强科技创新意识。
课程性质：本课程为电子信息类专业高年级学生的专业必修课，旨在帮助学生将所学的数字电路理论知识与实际应用相结合，提高学生的动手实践能力和创新意识。
学生特点：学生已具备一定的数字电路理论基础，具有较强的学习能力和求知欲，但实践经验相对不足。
教学要求：结合学生特点，注重理论联系实际，通过课程设计，使学生能够将所学知识应用于实际电路设计中，提高学生的综合运用能力。
同时，注重培养学生的团队合作精神和创新意识。
课程目标分解为具体学习成果，以便后续教学设计和评估。
二、教学内容1. 数字电路基础知识复习：逻辑门、触发器、计数器等原理及功能，要求学生熟练掌握并能够运用相关知识分析问题。
2. 数字电路设计软件应用：介绍Multisim、Proteus等软件的基本操作，使学生能够使用软件进行电路设计与仿真。
3. 课堂实践：组织学生进行数字电路搭建、调试，提高学生的动手实践能力。
- 实践项目1：设计并搭建一个简单的4位加法器- 实践项目2：设计并搭建一个2进制计数器4. 数字电路系统设计：指导学生进行小组合作，完成一个具有一定功能的数字电路系统设计。
数字电路课程设计-数字式定时开关设计
数字电路课程设计-数字式定时开关设计本设计旨在设计一个数字式定时开关，即可设置时间后自动控制开关的开/关状态。
该设计采用120V AC电源。
整个系统的核心是AT89C51微控制器。
在控制电路中，用户可以设置开关的启动时间和关闭时间。
在此设计中，我们使用了倒计时计数器，可以使开关在设定时间到达时自动关闭或打开。
以下是数字电路课程设计-数字式定时开关设计的详细说明：材料清单：1. AT89C51微控制器2. 16位数码管显示模块3. 蜂鸣器4. LED灯5. 继电器6. 按钮开关7. 电源电线8. 杜邦线9. 电阻和电容电路设计：图-1：数字式定时开关电路图如上图所示，整个电路由AT89C51微控制器，计数器，16位数码管，继电器，蜂鸣器，LED灯和按钮开关组成。
整个电路的供电电压为120V AC。
MCU输入为120V交流电源电压，为保证MCU安全，采用了稳流二极管电路降压至5V，在MCU和计数器外部电路中采用了电阻器和电容器滤波处理。
在该电路中，16位数码管用于显示倒数计时器的时间。
数码管显示模块使用计时寄存器来设置显示时间和更改时间。
倒计时计数器由74LS192芯片实现。
继电器用于控制电源的开关。
按键用于启动和停止计数器以触发继电器开关的动作。
操作：1. 设置时间：按下时间设置按钮，数码管显示时间设置，你可以更改时间，包括小时和分钟，用按键切换需要更改的位。
设置完成后，按时间设置按钮再次退出时间设置模式。
2. 开始计时：按下开始/停止按钮，计时器开始倒计时，同时继电器也开始工作。
3. 关闭计时器：当计时器到达指定时间后，它将停止计数并触发继电器打开/关闭开关。
此时，LED灯将发出信号。
总结：数字式定时开关是一种非常实用的电路设计，它可以自动打开/关闭设备，而无需实时操作。
此设计通过采用AT89C51微控制器和倒计时计数器等组件，实现了大量自动控制电路的功能。
设计过程中，需要注意安全问题，保证电路稳定运行，同时合理设计各个模块，并进行联合测试验收。
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数字电路课程设计
姓名：李志波
专业：电子信息工程
年级：2012级
数字闹钟计时器
一．实验目的
1．通过这个实验进一步了解掌握各种功能芯片的功能，并能够在电路系统中正确应用。
2．强化巩固专业课课程内容，学会对电路的系统分析。
3．初步了解基础的电路设计思路和方法，锻炼自己的动手能力，巩固电子焊接技术。
二．实验原理
1.显示译码器
74LS248（74LS48）是BCD码到七段码的显示译码器，它可以直接驱动共阴极数码管。
它的引脚图及功能如下：
（a）要求输入数字0~15时“灭灯输入端”BI必须开路或保持高电平，如果不要灭十进制的0，则“动态灭灯
输入”RBI必须开路或者为高电平。
（b）当灭灯输入端BI接低电平时，不管其他输入端为何种电平，所有各端输出均为低电平。
（c）BI/RBO是线与关系，既是“灭灯输入端”BI又是“动态灭灯输出端”RBO。
2.数码显示器
LC5011-11就是一种共阴极数码显示器，它的管脚图如图1，X为共阴极，DP为小数点。
其内部是八段发光二极管的负极连在一起的电路。
当在a.b.c.d.e.f.g.DP加上正向电压时，各段
二极管就会被点亮，例如，利用74LS48和数码管组合成的显
示译码电路。
ABCD 四个引脚接上一级输出
LT,RBO/BI ，RBI 接高电平，或悬空。
3,十进制集成计数电路74LS90
74LS90时异步二-五-十进制计数器。
其管脚图如图
U1
74LS90D
Q A 12Q B 9Q D 11
Q C 8I N B
1
R 916
R 927R 012I N A 14R 02
3
G N D
10
V C C 5它的内部由两个计数电路组成，一个为二
进制，计数电路，计数脉冲输入端为CP1,输出端为QA QB QC QD.这两个计数器可独立使用，当QA 连到CP2时，可构成十进制计数器。
它具有复零输入端ROA,ROB 和复9输入端R9A R9B 。
如果复零输入端ROA,ROB 皆为高电平时，计数器复零；如果复9输入端R9A,R9B 皆为高电平时，计数器复9。
计数时ROA,ROB 其中之一接高电平或者二者都接高电平，并要求复9输入端R9A,R9B 其一接低电平或者同时接低电平。
用74LS90接成的24
进
制
计
数
器
电
路
如
图
通过对电路的改变可实现60进制技术功能。
同时当复零输入端ROA,ROB皆为高电平时，可实现同步清零功能其功能扩充电路如下
4.数值比较器74LS85
74LS85是二进制数值比较器，其输出端我I比较结果输出端，有A>B,A=B,A<B利用这一输出结果可对其功能进行扩充接成多
为数值比较器。
下图为其管脚图
U1
74LS85D
A
2
1
3
B
2
1
4
A
1
1
2
B
1
1
1
O
A
G
T
B
5
A
1
B
9
A
3
1
5
B
3
1
O
A
E
Q
B
6
O
A
L
T
B
7
A
E
Q
B
3
A
L
T
B
2
A
G
T
B
4其功能扩充电
路如图
U1
U4U5
在比较输入端接外接数据可实现多为数据比较。
5．555定时器的应用
（1）多谐振荡器
下图为用555定时器组成的多谐振荡器。
令R1=R0+RW,则R1R2和C为定时元件，c1是滤波电容，通常R1,R2大于1K。
接通电源时，放电管T截止,V0=1。
此时电源通过R1,R2向电容C充电，当电容上电压大于2VCC/3时，比较器1翻转，输出V0=0.同时放电管T导通，电容C通过R2放电；当电容上电压小于VCC/3时，比较器2翻转，是输出电压V0=1,C放电结束，又开始充电。
电容电压VC和输出电压V0的波形如图所示，此过程重复，形成振荡。
充电时间 T1=0.693(R1+R2)C 放电时间 T2=0.639R2C 振荡周期
T=T1+T2
根据上式可算出秒脉冲电路参数电路如下图：
XSC1
三． 实验内容
应用必要的数字集成芯片搭建数字时钟。
要求有闹钟，能置数。
四．实验电路
根据要求可设计出如下电路，可是现要求功能，同时还具有同
步
清
零
和
暂
停
功
能。
五．焊接与调试
电路仿真完成只是完成了理论设计，最重要的事才是焊接，有理论变成现实。
1.各个功能模块的连接：
（1）.数码管与译码器的连接，按照74LS48（248）的输出引脚，将对应引脚连在数码管相应的引脚上，应注意的是数码管是共阴极的还是共阳极的，将公共端连在一起接到电路的总公共
端。
尤为重要的是要仔细观察数码管极芯片的引脚以防焊接出现错误。
(2).计数器部分的连接，计数器部分根据数制分为24进制，60进制。
根据数制的不同连接相应的电路。
24进制电路，要将十位数的芯片上的QB与个位数的芯片的QC用与门连起来接到实现清零的电路中。
同理60进制的十位数的芯片需要将上面的QB与QC用与门连起来就可以实现循环计数。
将两个60进制中用与门连接的输出接到下一级电路的输入作为下一级电路的时钟信号，可实现上一级对下一级的进位。
（3）.闹钟电路的链接，闹钟电路的原理是将从计数模块输出的高低电平与预设的时间的高低电平进行比较，当所有的高低电平相等时总的输出将是高电平蜂鸣器将会在高电平的作用下发出声响实现对闹钟。
（4）.脉冲电路的连接，根据电路对应555芯片的引脚将电阻电容依次连在相应的位置，应注意的是电解电容正负极的连接，根据惯例连接端长的是正极。
（5）将各个模块用导线连接起来，整个电路的链接就完成了。
2.调试
到最后电路的基本功能已经基本实现了，但就是调时间的按钮被按下时由于产生的抖动波，使计数器的时钟信号被多次激发调时功能并不理想。
下面三种方法可解决抖动问题（1）利用RC积分电路，由
于电容放点延迟可消除抖动。
（2）可以在开关与时钟输入端接一个RS触发器。
在单次脉冲到来前将Q锁定在低电平或高电平，也可实现消抖。
（3）也可以在开关与时钟输入端接一个施密特触发器，可以对单次脉冲进行整形。
六．原件列表
七．参考文献
数字电子技术基础（第五版）阎石主编
电子技术实验教材
Multisim.12版。