数字电路课程设计 (10)
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。
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
数字电路实验课程设计
数字电路实验课程设计一、课程目标知识目标：1. 理解数字电路的基本概念，掌握常用的数字电路元件及其功能。
2. 学会分析简单的数字电路图，并能正确描述电路的工作原理。
3. 掌握数字电路的测试方法，能够运用测试仪器对电路进行调试和故障排查。
技能目标：1. 能够运用所学知识设计简单的数字电路，并进行实际搭建。
2. 培养动手操作能力，熟练使用数字电路实验设备，进行电路连接和测试。
3. 提高问题解决能力，通过实验分析，能够发现并解决数字电路中的问题。
情感态度价值观目标：1. 培养学生的团队合作意识，实验过程中能够相互协作，共同完成实验任务。
2. 激发学生对数字电路的兴趣，提高学习积极性，培养探索精神和创新意识。
3. 培养学生严谨的科学态度，注重实验数据的真实性，遵循实验操作规范。
分析课程性质、学生特点和教学要求，本课程目标旨在帮助学生掌握数字电路的基本知识和实践技能，通过实验课程，使学生在实践中深化理论认识，提高综合运用能力。
课程目标分解为具体学习成果，便于后续教学设计和评估，确保学生能够达到预期学习效果。
二、教学内容本课程教学内容主要包括以下几部分：1. 数字电路基础知识：介绍数字电路的基本概念、逻辑门电路、触发器等，参考教材第2章相关内容。
2. 常用数字电路元件：学习译码器、编码器、计数器、寄存器等元件的功能和应用，参考教材第3章相关内容。
3. 数字电路分析与设计：分析简单数字电路图，学会设计组合逻辑电路和时序逻辑电路，参考教材第4章相关内容。
4. 数字电路实验操作：教授实验操作规范，指导学生进行数字电路搭建、测试和调试，参考教材第5章相关内容。
5. 故障排查与问题解决：培养学生分析问题、解决问题的能力，学习数字电路故障排查方法，参考教材第6章相关内容。
教学内容安排如下：1. 第1周：数字电路基础知识学习。
2. 第2周：常用数字电路元件学习。
3. 第3周：数字电路分析与设计。
4. 第4周：数字电路实验操作及故障排查。
数字电路课程设计-1011序列发生器和检测器实现
数字电路课程设计姓名学号选题1011序列发生器和检测器的设计实现题目：1011序列发生器和检测器的设计实现。
要求：1)设计一个1011序列发生器；2）设计一个1011序列检测器，改变序列检测器的输入可以通过人工拨动开关来选择。
思路:（1）设计1011的序列发生器，由课件lec27 FSM design & serial bits generator上知识可知实现这一序列可选用计数器和数据选择器构成序列信号发生器，计数器选用74x163，它是一个带有低电平负载和清零输入端的同步4位二进制计数器，逻辑符号如图；数据选择器选用74x151在八个一位输入中选择，其逻辑图如图所示：选用这两个器件再加上一些组合逻辑器件就可连成如图所示的电路图构成序列信号发生器：（2）设计一个1011序列检测器，同理由lec27 FSM design & serial bits generator 选用JK 触发器设计在选用一些组合逻辑器件即可完成如图所示的电路图（3）整体具体步骤：（１）确定状态数：S0状态，初始状态，当前还没有1输入；S1状态：最后一个输入为1(1…)；S2状态：最后二个输入为10(10…) ；S3状态：最后三个输入为101（101…）；S ４状态：最后四个输入为1011。
（３）由原始状态转换图可得其状态转换表为：由上图可知 ： 状态S1＝S ４（４） 状态编码：对S0，S1，S2，S3赋值为００,０１,１０,１１可得状态转换表为由上表可得Ｑ１＊，Ｑ２和Ｚ的卡洛图为Ｑ１＊故可得：Ｑ１＊＝ＸＱ２＊ Ｘ故可得Ｑ２＊＝Q1Ｘ’+ＸQ2Q1’输出Ｚ故可得：Ｚ＝ＸＱ２Ｑ１（５）求驱动方程：J1=ＸK1=Ｘ’J2=Q1Ｘ’K2=ＸQ1’+Q1Ｘ’Z=ＸQ2Q1可得出思路中电路图：（６）检查电路的自启动：由上表可知状态００，０１,１０,１１全部为有效状态，即其没有无效状态，故电路肯定能自启动。
（７）仿真此电路的Verilog程序为：module liyafeng(clk,res,Z);input clk,res;output Z;reg[1:0] x;wire Z;reg num;always @(posedge clk) beginif(res==1) beginx<=2'b00; endelse x<=x+1;endalways @(posedge clk) begincase(x)2'b00:num<=1;2'b01:num<=0;2'b10:num<=1;2'b11:num<=1;endcaseendassign Z=num;endmodule它的时序图为：（8）心得体会：通过本次实验对数电知识有了更深入的了解，将其运用到了实际中来，明白了学习数字设计的意义，也达到了其培养的目的。
数电课程设计
数电课程设计
（实用版）
目录
1.数电课程设计的概念和意义
2.数电课程设计的主要内容
3.数电课程设计的流程和方法
4.数电课程设计的实践案例
5.数电课程设计的注意事项
正文
数电课程设计，全称为数字电路课程设计，是电子信息工程、通信工程等相关专业教育中的一项重要实践环节。
它旨在帮助学生深入理解和掌握数字电路的基本原理、分析方法和设计技巧，从而提高学生在数字电路领域的实际工程能力。
一、数电课程设计的概念和意义
数字电路课程设计是学生在学习数字电路理论知识的基础上，通过实际操作设计数字电路系统，以培养学生解决实际问题的能力。
它既是对学生所学知识的巩固，也是对其创新思维和实践能力的锻炼。
二、数电课程设计的主要内容
数电课程设计的主要内容包括：组合逻辑电路设计、时序逻辑电路设计、数字系统设计等。
学生需要根据实际需求，设计出满足特定功能的数字电路系统。
三、数电课程设计的流程和方法
数电课程设计的流程一般包括：需求分析、系统设计、电路设计、仿真验证和报告撰写等。
在设计过程中，学生需要运用所学的数字电路知识，
采用适当的设计方法和技巧，完成系统的设计。
四、数电课程设计的实践案例
例如，设计一个 4 位二进制同步计数器，需要分析计数器的工作原理，设计出满足要求的电路图，并进行仿真验证。
五、数电课程设计的注意事项
在设计过程中，学生需要注意以下几点：一是确保设计方案的正确性，二是注意电路的可行性和可实现性，三是注意仿真验证的准确性，四是注意报告的撰写规范。
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。
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（课程设计时间：2010年07月5日——2010年07月9日）
一、设计目的
1. 掌握数字钟的设计方法和调试方法。
2. 掌握计数器、译码器的用法。
3. 学会解决实际中出现的问题，如数字钟的校准问题。
二、设计任务
设计一个数字时钟, 基本功能如下：
1．以24小时为一个计数周期。
2．具有“时”（00～23）、“分”（00～59）、“秒”（00～59）数字显示。
3．系统具有校正时间功能，能分别进行秒、分、时的校正。
（系统的扩展功能：定时控制）
三、设计方案
数字钟电路系统由主体电路和扩展电路两大部分组成。
其中主体电路完成数字钟的基本功能，显示秒、分、时的计时装置，它具有走时准确、稳定性好和使用方便等优点，扩展电路完成数字钟的定时控制扩展功能。
系统的工作原理是：振荡器产生的稳定的高频脉冲信号，作为数字钟的时间基准，然后经分频器输出标准脉冲。
秒计数器计满60后向分计数器进位，分计数据计满60后向小时计数器进位，小时计数器按照“24进1”规律计数。
计数器的输出分别经译码器送显示器显示。
计时出现误差时可以用校正电路校时、校分、校秒。
数字钟电路系统的组成框图如图9-1所示。
1．秒脉冲产生电路
数字电子钟应具有标准的时间源，用它产生频率稳定的1比脉冲信号，称为秒脉冲，由于它直接影响到计时器走时的准确度，本实验首先采用555定时器产生1KHz 的频率信号，再用74LS160制成两个十分频一个五分频的计数器，一个D触发器做成二分频计数器，最后产生1Hz的脉冲信号。
A1
555_VIRTUAL
GND
DIS OUT
RST VCC
THR CON
TRI R148k¦¸R348k¦¸C110nF
C210nF
VDD 5V 1
3
2VCC
5V
U4
74LS160D Q A 14
Q B 13Q C 12Q D
11
R C O
15
A 3
B 4
C 5D
6
E N P 7E N T
10
~L O A D 9~C L R
1
C L K
2
U1
74LS160D
Q A 14Q B 13Q C 12Q D
11
R C O
15
A 3
B 4
C 5D
6
E N P 7E N T
10
~L O A D 9~C L R
1
C L K
2
U3
74LS160D Q A 14Q B 13Q C 12Q D
11
R C O
15
A 3
B 4
C 5D
6
E N P 7E N T
10
~L O A D 9~C L R
1
C L K
2
VCC
5V U5
NC7S00_5V
U6A
74LS74D
1D
2
1Q
5
~1Q
6
~1CLR
1
1CLK 3~1PR
4
09
VCC 4
VCC
7
VDD
6
11
12
5
8
10
2．计数、译码、显示电路
图9-1数字钟电路系统框图
获得秒脉冲信号后，可根据60s 为l min ，60min 为1h ，24h 为一个计数周期(一天)的 计数规律，分别确定秒、分、时的计数器。
由于秒和分的显示均为60进制，因此它们可由
二级十进制计数器组成，其中秒和分的个位为十进制计数器，十位为六进制计数器，可采用
置零法来实现。
用四片74LS160计数器完成分秒的六十进制。
六十进制仿真图
时计数器应为二十四进制计数器，也可采用二片74LS160集成电路利用置零法来实现。
当时计数器输出的第24个进位信号时，时计数器应该复位，即完成一个计数周期。
二十四进制仿真图
3．校时电路
校时电路的作用是当计时器刚接通电源或走时出现误差时，进行时间的校准。
图9-4所示是一种实观时、分、秒校准的参考电路。
开关K1、K2、K3分别作为时、分、秒校准的控制开关。
当K1、K2闭合，K3接G3门的输入端时，G1~G3门的输出均为1，G4门输出为0，G5门输出为1，秒信号经G6门送至秒个位计数器的输入端，计时器进行正常计时。
(1) 时校准：当开关Kl打开，K2闭合，K3接G3门的输入端时，G1门开启，G2门关闭，秒信号直接经G6和G1门送至时个位计数器．从而使时显示器每秒钟进一个数字，
图9-4 校时控制电路
以实现快速的时校准，校准后将K1重新闭合。
(2) 分校准：当开关K1闭合，K2打开，K3接G3门的输入端时，这时秒信号只能通过G6和G2门直接送至分个位计数器，这时分计数器快速计数，当分校准后将K2闭合。
（3）秒校准：当开关K1、K2闭合，K3接G4门的输入端时，G4门输出为1，使G5门开启，周期为0．5s的脉冲信号(可由秒脉冲信号分频获得)通过G5、G6门，并送至秒个位计数器，使秒计数器的计数速度提高一倍，加快了秒显示器的校准速度。
当秒显示器校准后，将K3恢复与G3门的输入端相接，这时计时器的各位显示器将按校准后的时间进行正常计时。
4.扩展电路（定时控制）
定时电路
上两组采取的信号来自时的十部和分部，下两组采样信号来自分部的十部和分部，最下一根线采样于秒。
采样的信号通过与门给十进制74LS160一个信号，当到达所定时间，即输入计数器为高电平，输出为奇数时，由QA端输出一条线相通的发光二极管，产生一闪一闪的效果，实现定时报警作用。
电路全图：
1 D
四．所用器件
555定时器，显示译码器，数码显示管，十进制74LS160计数器，D触发器，发光二极管，电容，电阻，门电路及若干导线等。
五.总结
虽然我们学习了模电和数电，对电子技术有了一些初步了解，但那都是一些理论
的东西。
通过这次数字电子钟的课程设计，我们才把学到的东西与实践相结合。
从中
对我们学的知识有了更进一步的理解。
为期一周的课程设计使我更进一步地熟悉了芯片的结构及掌握了各芯片的工作原
理和其具体的使用方法。
也锻炼了自己独立思考问题的能力和通过查看相关资料来解
决问题的习惯。
虽然这只是一次简单的课程设计，但通过这次课程设计我们了解了课
程设计的一般步骤，和设计中应注意的问题。
设计本身并不是有很重要的意义，而是
同学们对待问题时的态度和处理事情的能力。
至于设计的成绩无须看的太过于重要，
而是设计的过程，设计的思想和设计电路中的每一个环节，电路中各个部分的功能是
如何实现的。
各个芯片能够完成什么样的功能，使用芯片时应该注意那些要点。
同一
个电路可以用那些芯片实现，各个芯片实现同一个功能的区别。
另外，我们设计要从
市场需求出发，既要有强大的功能，又要在价格方面比同等档次的便宜。
同时对普通计数器如何构成n进制计数器有了更深的了解和掌握，对自我的实际
操作能力也有了很高的提升。
在电脑制作文档的过程中，我也对办公软件有了更进一步的了解，使我对办公软
件有了更深层次的掌握。
六．参考文献
1. 现代数字电路与逻辑设计清华大学出版社北京交通大学出版社.
2. 模拟电子技术（修订版）清华大学出版社北京交通大学出版社
3. 模拟电子技术教程电子工业出版社
4. 朱定华主编.电子电路测试与实验.北京：清华大学出版社，2004.。