太原理工大学数电逻辑课程设计
课程设计无声太原理工大学计算机科学与技术学院
太原理工大学计算机科学与技术学院课程设计报告课程名称：数字逻辑综合课程设计系部：计算机科学与技术专业班级：计z1202学生姓名：武胜杰学号：2012001668同组人：姚鼎吴文博指导教师：武淑红完成时间：2014年6月23日报告成绩：拔河游戏机的设计报告一. 设计要求拔河游戏机的设计要求如下：（1）整形电路：该电路的功能是将甲、乙双方的按键信号进行消陡整形，以避免因为按键的机械弹性造成人为一次按键而产生多个脉冲的现象。
可采用两个与非门构成RS触发器实现消陡。
（2）可逆计数单元：该电路的功能是通过接收到的甲、乙双方的按键脉冲信号，产生让电子绳移向甲方或移向乙方的编码输出，可采用双时钟二进制同步加/减计数器来完成。
（3）译码电路：该电路的功能是对可逆计数单元产生的输出编码转换为控制电子绳上发光二极管状态的控制信号，可用二进制译码器实现。
（4）取胜计分电路：该电路的功能是根据发光二极管首先达到边界的显示状态，锁定状态并计分。
可通过十进制计数器和相应的控制门实现。
（5）译码显示单元：该电路的功能是将取胜计分单元输出的BCD码进行翻译，然后驱动数码管显示。
设计时，要注意译码驱动器要与数码管的类型匹配控制。
（6）直流电源电路：可采用桥式整流、电容滤波、LM317三端稳压电路。
二. 设计的作用、目的为了更好的掌握数字逻辑器件的用法和用途，所以设计了拔河游戏机。
通过这次设计，我们小组成功设计了拔河游戏机，我们学到了好多东西，我们对团体这个东西有了更深刻的了解。
我们所做的模拟设计可以大幅提高数字逻辑电路设计的可靠性和速度。
三. 设计的具体实现1.系统概述系统所设计的拔河游戏机的最终展现在大家面前的是由九个LED灯排成一排的LED灯的组合。
开机后最中央LED灯亮起，以此为中心，游戏双方快速按键，谁按得快，LED灯就向那边移动一下，当灯移动到端点时，该端点显示屏数字加一，然后裁判会把LED灯回复到最开始的地方，比赛重新开始。
数字电路逻辑设计课程设计
数字电路逻辑设计课程设计一、课程目标知识目标：1. 理解数字电路基本概念，掌握逻辑门电路的工作原理和功能；2. 学会使用逻辑代数进行简单的逻辑表达式推导和化简；3. 掌握组合逻辑电路和时序逻辑电路的设计方法；4. 了解数字电路的测试和调试方法。
技能目标：1. 能够运用所学知识，设计简单的组合逻辑电路和时序逻辑电路；2. 能够使用逻辑门集成电路进行电路搭建和测试；3. 能够分析数字电路中存在的问题，并提出改进措施。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对数字电路逻辑设计的兴趣，激发学习热情；2. 培养学生的团队协作精神，学会与他人共同解决问题；3. 增强学生的创新意识，敢于尝试新方法，提高解决问题的能力；4. 培养学生严谨的学习态度，注重实验操作的规范性和安全性。
分析课程性质、学生特点和教学要求，本课程目标旨在使学生在掌握数字电路基本知识的基础上，能够运用所学技能进行逻辑设计，培养其创新思维和实际操作能力。
课程目标具体、可衡量，便于后续教学设计和评估。
二、教学内容1. 数字电路基本概念：逻辑门电路、逻辑函数、逻辑代数；2. 组合逻辑电路设计：编码器、译码器、多路选择器、算术逻辑单元；3. 时序逻辑电路设计：触发器、计数器、寄存器、移位寄存器；4. 数字电路测试与调试：故障分析、测试方法、调试技巧；5. 实践操作：使用集成电路搭建组合逻辑电路和时序逻辑电路，进行测试与分析。
教学大纲安排如下：1. 数字电路基本概念（1课时）：介绍逻辑门电路、逻辑函数和逻辑代数，引导学生理解数字电路的基本组成和工作原理；2. 组合逻辑电路设计（2课时）：讲解组合逻辑电路的设计方法，举例说明编码器、译码器等常见组合逻辑电路；3. 时序逻辑电路设计（2课时）：介绍时序逻辑电路的特点，讲解触发器、计数器等时序逻辑电路的设计方法；4. 数字电路测试与调试（1课时）：分析数字电路常见故障，教授测试与调试方法；5. 实践操作（2课时）：指导学生使用集成电路进行组合逻辑电路和时序逻辑电路的搭建、测试与分析。
大学数字逻辑实验课程设计
大学数字逻辑实验课程设计一、课程目标知识目标：1. 掌握数字逻辑电路的基本原理和设计方法；2. 熟悉数字逻辑电路的仿真与实验操作；3. 了解数字逻辑电路在实际工程中的应用。
技能目标：1. 能够运用所学知识设计简单的数字逻辑电路；2. 能够使用相关软件对数字逻辑电路进行仿真与测试；3. 能够分析并解决数字逻辑电路中存在的问题。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对数字逻辑电路的探究兴趣，激发学生学习积极性；2. 培养学生的团队协作能力，增强合作意识；3. 培养学生的创新意识，提高实践能力。
课程性质：本课程为大学电子信息类专业的实验课程，旨在帮助学生将数字逻辑理论知识与实际操作相结合，提高学生的动手能力和实践能力。
学生特点：学生已具备一定的数字逻辑理论知识，但对于实验操作和相关软件的使用相对陌生。
教学要求：结合学生特点，注重理论与实践相结合，强调实验操作技能的培养。
通过课程学习，使学生能够将所学知识应用于实际工程设计中，提高学生的综合素质。
课程目标分解为具体学习成果，以便于后续教学设计和评估。
1. 数字逻辑电路基本原理：包括逻辑门、组合逻辑电路、时序逻辑电路等基本概念和原理。
- 教材章节：第1章 数字逻辑电路基础- 内容列举：逻辑门功能与真值表、组合逻辑电路设计、时序逻辑电路原理。
2. 数字逻辑电路设计方法：介绍常用数字逻辑电路设计方法，如原理图设计、硬件描述语言等。
- 教材章节：第2章 数字逻辑电路设计方法- 内容列举：原理图设计方法、硬件描述语言基础、数字逻辑电路设计实例。
3. 数字逻辑电路仿真与实验操作：学习使用相关软件进行数字逻辑电路的仿真与实验操作。
- 教材章节：第3章 数字逻辑电路仿真与实验- 内容列举：仿真软件介绍、仿真流程、实验操作步骤。
4. 数字逻辑电路在实际工程中的应用：分析数字逻辑电路在通信、计算机等领域的应用案例。
- 教材章节：第4章 数字逻辑电路应用- 内容列举：数字通信系统中数字逻辑电路的应用、计算机硬件中数字逻辑电路的应用。
数字电路基础与逻辑门电路电路与电子技术第二李晓明高等教育出社太原理工大学PPT课件
矩形波
尖顶波
第3页/共171页
实际矩形波的特征
0.9A
0.5A
A
0.1A
tp
tr
tf
脉冲幅度
信号变化的最大值
脉冲上升沿 脉冲下降沿 脉冲宽度
第4页/共171页
正脉冲
5V 0V
0V 5V
负脉冲
5V 0V
0V 5V
脉冲信号变化后的电 平值比初始电平值高
脉冲信号变化后的电 平值比初始电平值低
(3)十六进制
(31.5625)10
(D)16 ai 16i
十六进制记数码：
1、2、3、4、5、6、7、8、9、A(10)、B(11)、C(12)、 D(13)、E(14)、F(15)
(4E6)16=
4162+14 161+6 160
第8页/共171页
=(1254)10
(4) 数制间的转换
①二进制与十进制间的转换
（N）D 2 a1 ai1 2i1 i 1
小数两边乘二，整数部分第-2位a-2
ai1 2i1 2 a2 ai2 2i2
i 1
i 1
第11页/共171页
例 将0.625转换为二进制的数。
0.625 2 1 0.25 a1 1 0.25 2 0 0.5 a2 0
第7章 数字电路基础与逻辑门电路
本章要求：
1. 掌握基本门电路的逻辑功能、逻辑符号、真值 表和逻辑表达式。了解 TTL门电路、CMOS门 电路的特点。
2. 会用逻辑代数的基本运算法则化简逻辑函数。 3. 会分析和设计简单的组合逻辑电路。 4. 理解加法器、编码器、译码器等常用组合逻辑
大学数字逻辑课程设计
大学数字逻辑课程设计一、教学目标本课程的教学目标旨在帮助学生掌握数字逻辑的基本理论、方法和技能。
通过本课程的学习，学生应能理解数字逻辑的基本概念，熟悉数字逻辑电路的设计与分析方法，掌握数字逻辑编程技巧，并具备一定的实际应用能力。
具体来说，知识目标包括：理解数字逻辑的基本概念，如逻辑门、逻辑函数、逻辑电路等；掌握数字逻辑电路的设计与分析方法，如逻辑门电路、组合逻辑电路、时序逻辑电路等；了解数字逻辑编程的基本方法，如Verilog、VHDL等。
技能目标包括：能够使用基本逻辑门电路搭建复杂的逻辑电路；能够使用硬件描述语言进行数字逻辑电路的设计与编程；能够对数字逻辑电路进行功能仿真与测试。
情感态度价值观目标包括：培养学生对数字逻辑技术的兴趣，使其认识到数字逻辑技术在现代社会中的重要地位和应用价值；培养学生严谨的科学态度、良好的团队合作精神和创新意识。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括以下几个部分：1.数字逻辑基本概念：逻辑门、逻辑函数、逻辑电路等。
2.数字逻辑电路设计与分析方法：逻辑门电路、组合逻辑电路、时序逻辑电路等。
3.数字逻辑编程技巧：Verilog、VHDL等硬件描述语言的使用。
4.数字逻辑电路实例讲解与实践：常用数字逻辑电路的设计与验证。
教学大纲将按照以上内容进行安排，确保教学内容的科学性和系统性。
三、教学方法为了提高教学效果，本课程将采用多种教学方法，包括：1.讲授法：用于传授基本概念、原理和方法。
2.讨论法：鼓励学生积极参与课堂讨论，提高分析问题和解决问题的能力。
3.案例分析法：通过分析实际案例，使学生更好地理解和掌握数字逻辑电路的设计与分析方法。
4.实验法：让学生亲自动手进行数字逻辑电路的设计与验证，提高实际操作能力。
四、教学资源为了支持教学内容和教学方法的实施，我们将准备以下教学资源：1.教材：选用权威、实用的教材，为学生提供系统、全面的学习资料。
2.参考书：提供相关领域的参考书籍，丰富学生的知识体系。
太原理工大学数电电子钟课设报告
数字电路逻辑课程设计数字电子钟班级：姓名：同组人：课程设计：数字电子钟一、设计目的1、了解计时器主体电路的组成及工作原理；2、熟悉集成电路及有关电子器件的使用；3、熟练使用multisim仿真软件，在其上仿真；4、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，初步掌握简单实用电路的分析方法和工程设计方法。
二、设计内容1、设计一个具有时、分、秒显示的电子钟（23小时59分59秒），具有手动校时校分功能。
2、用中小规模集成电路组成电子钟，并在实验箱上进行组装、调试。
3、选做（1）闹钟系统；（2）整点报时：从59分50秒起，每隔2s发出一次低音“嘟”的信号，连续五次，最后一次要求高音“嘀”的喜好，此信号结束即达到正点；（3）日历系统；三、设计原理1、二十四进制计数器利用计数器的计数功能：当LOAD=ENT=CLR’=ENP=1时，CLK端输入计数脉冲时计数器就开始进行8421BCD码的规律进行十进制加法计数，当低位片计数到4，同时高位片计数到2时，用一个与非门使两芯片同时清零。
计数器开始为另一轮新的计数，同时实现了24进制计数。
2、六十进制计数器与二十四进制计数器相似，用两片74ls160实现六十进制计数器。
当低位计数器计数到9后向高位进位并且低位清零；当高位计数到5，同时低位出现进位后，利用与非门实现向下一级的进位，同时高低位全部清零，计数器开始新一轮的计数，实现六十进制数。
四、设计方案1、电子钟由石英晶体振荡器、分频器、计数器、译码器、显示器、校时电路组成。
石英晶体振荡器产生的喜好经过分频器作为秒脉冲，秒脉冲进入计数器，计数器结果通过时分秒译码器显示时间。
数字钟框图如图所示：数字钟框图五、元器件选择主要芯片：74ls160、74ls00、74ls04、74ls30等等。
74ls160 74ls0074ls04 74ls3023 译码器 5959 校时电路 时计数器 分计数器 秒计数器分频器石英晶体振荡器译码器 译码器六、在multisim中搭建电路并运行仿真仿真电路图如下图所示1、显示系统2、校时系统3、报时系统七、实际电路验证1、操作过程（1）列出元件清单，领取所需器件，检测芯片的好坏；（2）由于要使用数码显示，所以首先要检查实验箱的好坏；（3）按照事先设计好的仿真电路图搭建实际电路，逐级实现逻辑功能；（4）尝试选作功能的实现；（5）完成实验，做好清理工作。
大二数字电路课程设计
大二数字电路课程设计一、课程目标知识目标：1. 理解数字电路的基本原理，掌握常用数字电路组件的功能和特性。
2. 学会分析和设计简单的数字电路系统，包括组合逻辑电路和时序逻辑电路。
3. 掌握数字电路的仿真技术，并能够运用相关软件进行电路模拟。
技能目标：1. 能够运用所学知识，针对特定问题设计出合理的数字电路解决方案。
2. 培养学生动手实践能力，能够搭建和测试基本的数字电路。
3. 提高学生的电路故障分析和问题解决能力。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对数字电路学科的兴趣和热情，激发其主动学习的动力。
2. 培养学生的团队合作意识和沟通能力，使其在团队项目中发挥积极作用。
3. 引导学生认识到数字电路在现代科技中的重要作用，树立正确的科技观。
针对大二学生的特点，课程目标注重理论与实践相结合，提高学生的实际操作能力。
同时，课程设计将充分考虑学生的认知水平，逐步引导学生深入理解数字电路的内在规律，培养其创新思维和问题解决能力。
通过课程学习，使学生能够具备继续深造或从事相关领域工作的基本素质。
二、教学内容本课程教学内容主要包括以下几部分：1. 数字逻辑基础：复习数字逻辑基本概念，包括数字信号、逻辑门、逻辑函数等，对应教材第一章内容。
2. 组合逻辑电路：讲解组合逻辑电路的分析和设计方法，包括编码器、译码器、多路选择器等，对应教材第二章内容。
3. 时序逻辑电路：介绍时序逻辑电路的原理和分类，分析触发器、计数器、寄存器等时序电路，对应教材第三章内容。
4. 数字电路设计：结合实际案例，教授数字电路设计流程和方法，包括设计需求分析、电路设计、仿真验证等，对应教材第四章内容。
5. 数字电路仿真：指导学生使用相关软件（如Multisim、Proteus等）进行数字电路仿真，掌握仿真技巧，对应教材第五章内容。
6. 实践教学：组织学生进行数字电路搭建和测试，提高学生的动手能力，对应教材第六章内容。
教学内容安排和进度如下：1. 数字逻辑基础（2学时）2. 组合逻辑电路（4学时）3. 时序逻辑电路（4学时）4. 数字电路设计（4学时）5. 数字电路仿真（2学时）6. 实践教学（4学时）教学内容注重科学性和系统性，结合教材章节，合理安排教学进度，旨在使学生全面掌握数字电路相关知识。
数字逻辑电路实验课程设计
数字逻辑电路实验课程设计课程概述数字逻辑电路是计算机基础知识的重要组成部分，也是计算机专业课程中的重要一环。
本实验旨在通过实际操作，加深学生对数字逻辑电路原理的理解，增强学生动手实践能力，为以后相关课程的学习打下基础。
实验内容本实验的主要内容为数字逻辑电路的设计和仿真，其中包括以下几个实验项目：实验一：基础逻辑门的实现通过实验一，学生将掌握数字逻辑电路中基础逻辑门的实现方法。
实验中，学生会使用基础逻辑门实现多功能逻辑电路，练习基础逻辑电路的搭建和仿真。
实验二：组合逻辑电路的设计实验二主要是组合逻辑电路的设计与仿真。
学生将会独立设计组合逻辑电路，并调试仿真运行结果，本实验对于提高学生对组合逻辑电路理论的理解和实际操作能力有非常重要的作用。
实验三：时序逻辑电路的设计实验三主要是时序逻辑电路的设计与仿真。
学生将会掌握时序逻辑电路的设计方法，理解时序逻辑电路的工作原理。
本实验将从理论到实践，帮助学生更好的掌握时序逻辑电路的应用。
实验要求•学生需要在上课前自行预习相关知识，对每个实验项目做好实验前的准备工作。
•实验过程中，学生需要根据实验要求，独立完成实验任务，并认真记录实验过程和实验数据。
•实验报告需要按照规定格式书写，其中需包含实验目的、实验原理、实验过程、实验结果及分析等内容。
•实验完成后，需要将实验报告在规定时间内提交给授课教师，如需重做实验，需要重新安排实验时间。
实验评分每个实验项目的实验报告占总成绩的30%。
实验报告将按照格式、实验完成情况以及实验结果分析等的得分进行评分。
实验报告迟交或抄袭者，将会被计入不及格分数。
实验工具本实验需要使用电路模拟软件进行实验操作，建议使用PSPICE或MULTISIM等相关软件。
学生需要提前安装或下载相关软件，并进行必要的学习和练习。
实验总结数字逻辑电路实验是计算机专业非常重要的实践环节。
通过本实验，学生将了解到数字逻辑电路的设计与原理，并能够熟练掌握数字逻辑电路仿真工具的使用。
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数字电路逻辑设计课程 实验报告
专业班级 学 号 姓 名 指导教师 张博
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课程设计四路彩灯显示系统
一、设计目的
⑴熟悉常用中规模计数器的逻辑功能。
⑵掌握计数、译码器的工作原理及应用。
⑶熟悉移位寄存器的工作原理、典型应用和调试方法。
二、设计任务与要求
设计一个4路彩灯控制器，要求：
开机后可自动从初始状态按规定程序进行循环演示。
⑴开机后可自动从初始状态按规定程序进行循环演示。
⑵彩灯花形又3个节拍组成。
第一节拍：逐次渐亮，灯亮时间1S，共用4S。
第二节拍；4路彩灯按逆序渐灭，也需4S。
第三节拍；4路彩灯同时亮0.5S，然后同时变暗0.5S，要进行4次，所需时间也为4S，3个节拍完成一个循环。
⑶彩灯用发光二级管（LED）模拟。
三、设计仪器与器件
⑴数字电路实验箱。
⑵器件：74LS04、74LS08、74LS10、74LS32(两片)、74LS161、74LS194
分析以上设计任务，该控制系统完成如图1所示的控制流程，系统结构框图如图2所示。
图1：四路彩灯控制流程图
图2：四路彩灯控制系统结构框图
（1）74LS161的功能表
74LS194的功能表
（2）根据电路图
根据74LS161的功能表310Q Q Q LD ∙∙= 所以只要1=LD ，则芯片一直运行记数功能，132M Q Q =+，10M M = ，所以01=M 时，10=M 实现右移，10=Q 当11=M 时，00=M ，实现左移，03=Q
设161的输出分别为，0Q 1Q 2Q 3Q ，194的输出分别为A Q B Q C Q D Q
输出：n n A n A Q CP Q Q 31∙↑+=+，n n B n B Q CP Q Q 3
1∙↑+=+ n n C n C Q CP Q Q 31∙↑+=+，n
n D n D Q CP Q Q 3
1∙↑+=+ 3Q 为1时，与CP 脉冲经过与门，随着CP 脉冲的变换，与门输出结果发生变
换，8种情况，即明暗各变换4次。
（3）根据以上分析，得到状态转移图
六、设计分析
四路彩灯既有四路输出，设依次为d Q 、c Q 、b Q 、a Q ，若“1”表示灯亮，
“0”表示灯灭，由课题要求可知四路彩灯显示系统要求如下表1所示的输出显示。
表1 四路彩灯输出显示
由上表可知，需要一个分频器起节拍产生和控制作用，每4s 一个节拍，3个节拍共12s 后反复循环。
一个节拍结束后应产生一个信号到节拍程序执行器，完成彩灯渐亮、渐灭、同时亮、同时灭等功能。
四路彩灯显示系统的工作过程如下表2所示。
74161的输出为0123Q QQ Q ；74194的输出为A B C D Q Q Q Q ；四路彩灯的输出为a b c d Q Q Q Q 。
74194的工作方式控
制端132M Q Q =+，032M Q Q =+。
在第一节拍中，1001M M =，74194实现右移功能，即在时钟脉冲作用下，把1SR D =逐次移进；在第二节拍中，1010M M =，74194实现左移功能，即在时钟脉冲作用下，把0SR D =逐次反方向移进。
由于前两个节拍中30Q =，门G 关闭，输出为0，因此四路彩灯的输出a b c d A B C D Q Q Q Q Q Q Q Q =。
在第三节拍中，1010M M =，74194仍然左移，A B C D Q Q Q Q 一直保持为0000。
此时31Q =，门G 打开，时钟脉冲CP 同时加到四个输出端
a b c d Q Q Q Q ，由于CP 是1Hz 秒脉冲，在1s 时间内高电平和低电平持续时间均
为0.5s ，因此a b c d Q Q Q Q 实现同时亮0.5s 、同时灭0.5s ，在4s 内共进行4次。
第三节拍结束后返回第一节拍，如此反复，实现四路彩灯循环显示。
表2 四路彩灯工作过程
（注：时钟由第三节拍的1011返回到第一节拍的0000循环进行）
七、设计方案电路图
下图为四路彩灯显示的一种简易实现电路。
图3：四路彩灯显示系统的一种实现电路
八、在EWB环境下仿真
根据设计的电路图，进行仿真实验，仿真时用74LS160代替74LS161 如图分别为在7.00s和11.00s时的截图
7.00s时
11.00s时
九、实际电路的连接和调试
按照仿真的电路图和上面芯片的引脚图在面包板上连好线路，经检查无误后，接通电源可看到四个二极管都亮，拔动开关，调好脉冲，观察二极管的变化，可以看到电路和仿真的一样。
实物电路图为：
十、设计总结
通过这次实验熟悉了常用中规模计数器的逻辑功能并且掌握计数、译码器的工作原理及应用还熟悉移位寄存器的工作原理、典型应用和调试方法，使我学到了很多书本上学不到的东西，并且学会了在处理一些事情的时候要注意细心，是我受益匪浅。