最新数电课程设计题目汇总
数电课程设计题目选
一、设计并制作一数字式温度计
〖基本要求〗采用电桥法，利用PT~100热电阻对0~200℃测温范围进行测量并送LED 数码管显示，要求测量分辨率为0.1℃,数据测量间隔时间为5秒。
〖提高要求〗1)针对不同的铂热电阻讨论不同的温度信号测量办法 2)利用电路对测温电路进行非线性校正，提高测温精度(电路非线性校正和EPROM 查表法非线性校正两种方法)
3)讨论误差的形成因素和减少误差的措施 4)进行简单的温度开关控制
〖参考原理框图〗系统参考原理框图如下：
〖主要参考元器件〗
MCl4433(1)，LM324(1)，七段数码管(4)，CD4511(1),MC1413(1),铂热电阻使用普通 精密电位器代替。
二、十二小时电子钟
〖基本要求〗利用基本数字电路制作小时电子钟，要求显示时分秒；并能实现校时和校分的功能。 〖提高要求〗1)针对影响电子钟走时精度的因素提出改进方案 2)增加日期显示 3)实现倒计时功能
4)整点报时(非语音报时) 5)定时功能
〖参考原理框图〗：
〖主要参考元器件〗：CD4060，74LS74，74LS161，74LS248 电桥电路 供电电路 时钟电路 放大电路 A/D 转换 显示电路 时校 分校 秒校 24进制时计数器 单次或连续的脉冲 60进制分计数器 分频器 60进制秒计数器 译码电路 晶体振荡器 显示电路 译码电路 显示电路 显示电路 译码电路
三、电平感觉检测仪
〖基本要求〗：采用光电式摇晃传感器，其检测范围为±90℃，每摇晃一度传感器就输出一个脉冲信号给计数单元，在给定时间内测量到的脉冲数目就能表明该人的电平感觉，测试时采用头戴式传感器、闭上双目，单脚立地：保持静止，开始测试。定时时间为1分钟
〖提高要求〗
〖参考原理、框图〗：
〖主要参考元器件〗CD4060，555，74LS74
四、便携式快速心律计
基本要求〗利用数字电路制作一便携式快速心律计，用于在较短时间内测量脉搏跳动速率：并使用LED 显示。
〖提高要求〗1）提高测量精度的方法 2)设计能比较准确测量1S 内心跳的电路 〖参考原理框图〗
〖主要参考元器件〗CD4060，4528，4518；4511，14526
五、数字式定时开关
〖基本要求〗设计并制作一数字式定时开关，此开关采用BCD 拨盘预置开关时间，其最大定时时间为9秒，计数时采用倒计时的方式并通过一位LED 数码管显示。此开关预置时间以后通过另一按钮控
制并进行倒计时，当时间显示为0时，开关发出开关信号，输出端呈现高电平，开关处于开态，再按按钮时，倒计时又开始。计时时间到驱动扬声器报警。
〖提高要求〗 l)输出部分加远距离(100m)继电器进行控制 2）延长定时时间
3)探讨提高定时精度的方法 〖参考原理框图〗
外部操作开关 〖主要参考元器〗：CC4511,CC14522,CD4060
传感器 基准时间产生电路
倍频器 放大与整形 控制电路
计数译码
显
示电
路
秒脉冲发生器 计时器 译码显示 控制电路 报警电路
六、数字式电容测试仪
〖基本要求〗 1)设计一个能测量电容容量在100pF~100uF 之间的测试仪 2)用3位数码管显示 3)多测量量程
〖提高要求〗1)超量程判断及显示 2)击穿电容测试保护 〖参考原理框图〗
电容 〖主要参考元器〗
CC40106，LM324，CC4518，CC4049，74LS14，74LS74
七、透明度报警器
〖基本要求〗:通过判断收到的被动光强的变化判断透明度；当透明度变化时报警 〖提高要求〗
〖参考原理、框图〗利用光强度伺服环路实现发光二极管发射的光线稳定均匀，光敏三极管接收到的信号通过电流电压变换、积分器处理，送入比较器、与设定信息进行比较
〖主要参考元器件〗LM324
八、八路抢答器
〖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〗1)按钮到控制中心距离为20M 2）计分显示，可以进行加／减分 〖参考原理框图〗
〖主要参考元器〗74LS148，74LS48，74LS279 开关电路 门控电路 译码显示 数据锁存器 8线-3线优先编码器 按键输入 RC 振荡电路
单稳电路
微分电路 数码显示器 译码器 计数器
九、篮球竞赛30S 计时器
〖基本要求〗
1)具有显示30S 计时功能
2)设置外部操作开关，控制计数器的直接清零，启动和暂停/连续功能 3)在直接清零时，要求数码显示器灭灯 4)计时器为30S 递减计时，计时间隔为1S
5)计时器递减计时到零时，数码显示器不能灭灯，同时发出光电报警信号 〖主要参考元器〗： NE555(1)，74ls161(1)，74LSl92(2)
十、峰值检波系统
〖基本要求〗设计一峰值检波系统测量某建筑物的最大承受力。设计要求及技术指标如下： 器的输出信号为0~5mV(400Kg ／mV)
2)测量值用数字显示，显示范围为0000~1999 3)峰值电压保持稳定
〖提高要求〗1）传感器的输出信号分为4档：1~10μV ，10~100μV ，100μV~1Mv ，要求能 够自动切换量程 〖参考原理框图〗
〖主要参考元器件〗
uA74l 、集成采样／保持器LF398,74LS121,MC1403,MC14433,CC4511,MC1413,LED 数码管
十一、交通灯控制器
〖基本要求〗:用数字电路实现下面功能
放大器
采样保持控制电路 传感器 采样/保持 A/D 转换 译码显示 数字锁存电路 南北向绿灯亮，东西向红灯亮30S 南北向黄灯亮，东西向红灯亮6S 南北向红灯亮，东西向绿灯亮30S 南北向红灯亮，东西向绿灯亮6S
要求：1)增加自动夜间开关功能，黄灯亮(使用光敏三极管)
2)增加手动功能，方便盲人通过
〖提高要求〗
1)要求显示剩余时间 2)增加拐弯时序 〖参考原理框图〗 〖主要参考元器件〗：74LS74，74LS00，74LS168，74LS248，74LS164，74LS08
十二、可编程函数发生器
〖基本要求〗
1） 用开关输入8位二进制数，要求输出50Hz~1KHz 的方波 2） 要求使用D/A 转换方式
3） 要求频率按照由小到大自动变化
〖参考原理框图〗 00~FFH
其他波形
方波输出
〖主要参考元器〗 DAC0832，LM741，9013
十三、红外线互锁开关
〖基本要求〗利用红外线发射和接收的方式遥控十路开关，发射端有10个按钮，开关1路使用继电器，9路使用LED 。
〖提高要求〗
〖参考原理、框图〗采用CD4017进行编码，然后驱动发光二极管发出定按键相对应的脉冲数，在接收端使用光敏三极管和CX20106接收脉冲，用CD4017解码；控制相应的开关
〖主要参考元器件〗CD4017，CX20106，555
十四、数字血压计
〖基本要求〗采用半导体压阻式传感器测量0~40Kap 人体血压，用三位半A ／D 转换，数码显示 〖提高要求〗
〖参考原理、框图〗桥路->放大->A/D->数码显示
〖主要参考元器件〗CD4040、CD4553、CD4511、NE555
十五、数字频率计
〖基本要求〗采用基本数字集成电路设计制作——简易数字频率计，要求测量频率范围为0～9999Hz 测量幅值范围为lV~10V ，测量分辨率为10Hz ，并使用LED 数码管显示。
〖提高要求〗1)讨论测量误差的形成原因并提出改进方案 2)提高测频范围的方案 3)输入保护
4)输入信号为正弦波、三角波、方波的情况 5)与集成信号发生器的合成 〖参考原理框图〗
〖主要参考元器件〗74LS390，74LS247，CD4060，74LS00，74LS74 D/A 转换 波形发生电路 压控方波发生器
十六、展览广告逐级显示电路
〖基本要求〗用于切换画面，自动轮换，时间可以设定为2秒~5分钟可调，需要切换的画面为10路，使用继电器驱动(9路使用LED)
〖提高要求〗加入红外外遥控方式，每按一次键翻转一次
〖参考原理、框图〗系统主要由振荡器组成的触发电路、计数电路，延时启动电路、继电器驱动电路组成。
〖主要参考元器件〗CX20106，CD4096，CD4017，555，74LS04
十七、带报警器的密码电子锁和门铃电路
〖基本要求〗 1)按钮分别为1，2...9个按钮 2)用发光二极管作为输出指示灯
3)设计门铃电路，按动门铃按钮，发生500Hz 的频率信号，并可使编码电路清零，同时可解除报警。 〖提高要求〗1)将指示灯换成继电器进行控制。
2)密码顺序不对或密码有误时系统主动复位，当开锁时间超过5Min 时，则蜂鸣器发出1KHz 的信号报警。
〖参考原理框图〗
〖主要参考元器〗：CC4017，NE555，9013，8050，IN4148
十八、多路数据采集系统
〖基本要求〗1)实现4路温度信号的采集 2)温度范围为0~20℃，采用PT-100电阻 3)采用31／2AD 转换器；LED 数码管显示 〖提高要求〗 1）系统的输入为差动输入 2)讨论非线性校正约方法 3)讨论提高测试精度的方法 4)讨论多路开关对测试的影响 〖参考原理框图〗
编码按键 门铃按钮 控制电路 门铃电路 报警电路 开锁控制电路 编码电路 传感器电路 传感器电路 前置放大 传感器电路 传感器电路 前置放大 前置放大 前置放大 多
路开关
A/D 转换 显示电路
〖主要参考元器件〗
CD4051，LM324，ICL7107
十九、家用电风扇控制逻辑电路设计
〖基本要求〗1)实现风速的强、中、弱控制(—个按钮控制，循环)：
2)实现睡眠风、自然风。正常风三种风态(—个按钮控制，循环)
3)LED显示状态
〖提高要求〗1)按键提示音
2)定时关机功能(以小时为单位)
〖参考原理框图〗：电路分成下面三大部分
l、状态锁存器电路
2、触发脉冲电路
3、风种控制电路
〖主要参考元器〗
74LS00，74LS175，74LSl51，74LS08
二十、四花样彩灯控制器
〖基本要求〗设计一四花样自动切换的彩灯控制器，要求实现
(1) 彩灯一亮一灭,从左向右移动
(2) 彩灯两亮两灭，从左向右移动
(3) 四亮四灭，从左向右移动
(4) 从1～8从左到右逐次点亮，然后逐次熄灭
(5) 四种花样自动变换。
〖参考原理框图〗
〖主要参考元器〗
555,74LS93，74LS74,74LS153,74LS164
二十一、光电式报警器
〖基本要求〗
1、采用双光路结构，当任一光路被遮挡时，报警器发出间歇式声光报警
2、采用LED显示被遮栏的路数，无报警显0，l路显1，2路显2，同时遮挡显3
3、采用5V供电
〖主要参考元器〗：光耦，555,74LS08，74LS247
二十二、电子节拍器
〖基本要求〗
要求本节拍器具有声光显示功能：设有2/4，3/4，4/4三档节拍转换开关，音响有强弱之分。节拍速度连续可调。
〖参考原理框图〗
发声电路
脉冲产节拍信号
显示电路
〖主要参考元器件〗555：CD4017，8050，LM386
二十三、定时排气扇
〖基本要求〗：实现总定时时间8小时（可以调节，用发光二极管显示），占空比可调的间歇排气。
〖提高要求〗
〖参考原理、框图〗：
〖主要参考元器件〗555，CD4001,CD4017
二十四、投弹游戏机
〖基本要求〗10个LED顺序点亮（移动速度可变），如果能够在点亮的同时将小球投中目标，则发出1000Hz庆贺声
〖参考原理、框图〗
系统由无稳态多谐振荡器、十进制计数器、RS触发电路、音频振荡器，喇叭驱动电路
〖主要参考元器件〗555，CD4017，CD4001
二十五、数字式电容测试仪
〖基本要求〗同16题，采用A/D转换方式
〖要参考元器件〗7107，555，LM324
二十六、宽范围可编程定时器
〖基本要求〗定时范围从几分钟到几个小时，由拔码开关预置
〖提高要求〗输出驱动继电器
〖参考原理框图〗
系统主要由：分钟脉冲发生器、可预置计数器、分频器、驱动器以及报警器组成
〖主要参考元器件〗
二十七、电阻在线测量仪
〖基本要求〗本仪器用于在不从电路板上焊下电阻的情玩下检测电阻的阻值，测量的阻值分成4档X1，X10，X100，X1K。阻值采用31/2数字显示
〖提高要求〗
〖参考原理框图〗电阻测量部分+显示部
〖主要参考元器〗UA741、MC1403、MC14433、CC4511，MC1413，LED数码管
二十八、新型数字温度计温度计
〖基本要求〗1)利用555实现温度／脉宽转换
2)测量范围为0-50摄氏度；精度为0.1度
3)采用AD590温度传感器
4)数字化显示
〖提高要求〗提高测量精度的方法
〖参考原理、框图〗
温度计由数字式温度传感器、单稳定时电路、计数电路、译码驱动组成
〖主要参考元器件〗：；LM741，555，MC14553
二十九、LED猜盘游戏
〖基本要求〗系统有10个(或18个)LED组成轮盘,开始前,先猜测某个LED，然后按下按钮,LED高速旋转,速度逐渐减缓，最后停下已猜中未赢。
〖提高要求〗
〖参考原理〗系统由电压控制器(包括自激振荡器+2分频电路)、触发器、加＼减控制、分频器组成。
〖主要参考元器件〗555，74LS73，74LS193，74LS154，74LS00
三十、简便湿度测量控制仪
〖基本要求〗利用湿敏电容测量湿度，当湿度高于某一值时驱动报警（相对湿度为0%时电容值为115pF，100%时为160pF）
〖提高要求〗数字显示相对湿度
〖参考原理、框图〗
系统由基准脉冲发生器＼湿敏电容传感器单稳延时电路、脉宽比较电路、积分电路和数字显示组成〖主要参考元器〗555、UA741、MC14433等
三十一、下限温度自动监测及加热电路
〖基本要求〗采用RT负温度系数热敏电阻，当测量的温度低于60度开始加热，取常温下热敏电阻的阻值为10K欧姆
〖提高要求〗
〖参考原理、框图〗
系统由：时基振荡电路、计数电路、继电器控制电路和自动检测电路组成
〖主要参考元器件〗555，CD4040
三十二555时基电路电感测量仪
〖基本要求〗使用给电感充放电测量的形式测量电感值，采用2位LED七段数码管显示。
〖提高要求〗
〖参考原理、框图〗利用555产生和电感值成比例的脉冲，并进行计数显示，其中一个555接成单稳态形式：另外一个接成无稳态形式。
〖主要参考元器件〗555，CD40l1，CD4518
三十三、步进电机的简单控制电路
〖基本要求〗：采用数字电路实现步进电机的简单控制，能够实现步进电机根据输入的脉冲旋转相应的圈数，可以实现复位、正反转控制。实际试验由可以使用4个LED代替4个线圈
〖提高要求〗显示输入的脉冲数目，从而显示转速
〖参考原理、框图〗
〖主要参考元器件〗74LS74,74LS08,74LS157,7406
三十四输液告警器
〖基本要求〗输液告警器
〖提高要求〗设计一输液监测电路，当输液快结束时发出提示信息。输液过程中平均1CC约20滴，采用红外光源探测液滴的滴数，使用便数计数方式进行数码显示，采用BCD拨码盘进行预置数，到达该数目时发出提示信息。
〖参考原理、框图〗红外光源—>光电转换—>20分频—>减法计数(可预置数目)—>译码显示
〖主要参考元器件〗4098、4013、40192
三十五、低成本数字相位表
〖基本要求〗将两路正弦信号通过比较器进行整形为方波，然后求出差值变成一个占空比与相位差成比例的信号，再利用算平均电压的方式得到相位差，采用7107A/D，数码显示
〖提高要求〗
〖参考原理、框图〗
〖主要参考元器件〗LM311，CD4013，ICL7107
三十六、数字记步器
〖基本要求〗采用4位数字显示步数，传感器采用水银开关，主人走一步的时候，开关闭合一次
〖提高要求〗
〖参考原理、框图〗本系统的原理和计数器相同、但是要注意开关的抖动以及信号的整形问题。
〖主要参考元器件〗74LS390，74LS247，74LS08
三十七、光电计数器的设计
〖基本要求〗利用发光二极管和光敏三极管作为光电计数器的传感器进行计数，用数码管显示计数值，当数码管显示值与设定值相同时报警，此外计数器停止计数，手动清除报警后可重新工作。
〖提高要求〗l)发光器件和光接收器之间的距离大于lM(提示：生于距离较远；需要增大发光二极管的电流，这种情况下只能采用脉冲供电方法，此时有物体和无物体其输出频率会产生变化
2)有抗干扰技术，防止背景光和瓶子抖动产生计数误差
3每计数100，用灯闪烁2S指示一下
〖参考原理框图〗
〖主要参考元器〗NE555，74LS390，74LS274，74LS08
三十八、41/2高精度数字电压表
〖基本要求〗设计一数字电压表使其具有以下功能：
1)最大显示为19999，精度为：+-1个字
2)测量电压范围为±2V
3)自动判别输入信号极性，有越、欠压指示
4)LED数码管显示
〖提高要求〗1)电流的测量
2)电容的测量
〖原理框图〗
基准电压振荡器双积分
A/D
转换器
7135
LED数码显示
扫
描
输
出
译码器
三十九、多路对讲机
(一) 目的
1、掌握多路对讲机的设计、调试方法
2、掌握有关集成电路的方法 (二) 设计内容与要求
1、设计八路对讲机，要求讲话和听话扬声器分别由各自的地址控制
2、组装、调试八路对讲机
3、画出完整的电路图，写出设计、调试报告 多路对讲机的工作原理
A1
B1 C1
A2 B2 C2 (四)供参考选择的元器件
(1)DG4100 l 片 (2)CC4051 2片(3)74LS32 2片
(4)发光二极管 8支 (5)74LS04 2片(6)收音机输出变压器 1个 (7)扬声器 8个
四十数控机基准电压源
(一) 目的
1、掌握数控基准电压源的设计、组装与调试方法
2、熟悉有关集成电路的工作原理和使用方法 (二) 设计要求
1、设计0—9.9V 数控基准电压源
2、最大电源100mA
3、组装、调试数控基准电压源
4、画出数控基准电压源的电路图，写出总结报告
5、测量电压调整器、效率等 (三) 数控基准电压源的工作原理
讲话多路开关 放大器 听筒多路开关 八个扬声器
可逆计数器
功率输出电路
(四) 供参考选择的元器件
(1)74LS168 2片(2)74LS04 1片(3)CD4511 2片
(4)共阴显示器2片(5）DAC08008 1片(6)UA741 1片
(7)中功率NPN晶体管2只(8)电阻、电容若干
〖主要参考元器〗ICL7135，MC1403，CD4069，74248
数字电路课程设计数字时钟
数字电路课程设计 数字时钟
《数字时钟》技术报告 概要 数字钟是一个将“时”，“分”，“秒”显示于人的视觉器官的计时装置。它的计时周期为24小时，显示满刻度为23时59分59秒。一个基本的数字钟电路主要由秒信号发生器、“时、分、秒、”计数器、译码器及显示器组成。由于采用纯数字硬件设计制作，与传统的机械表相比，它具有走时准，显示直观，无机械传动装置等特点。 本设计中的数字时钟采用数字电路实现对“时”、“分”、“秒”的显示和调整。经过采用各种集成数字芯片搭建电路来实现相应的功能。具体用到了555震荡器，74LS90及与非，异或等门集成芯片等。该电路具有计时和校时的功能。 在对整个模块进行分析和画出总体电路图后，对各模块进行仿真并记录仿真所观察到的结果。 实验证明该设计电路基本上能够符合设计要求！ 一、系统结构。 （1）功能。 此数字钟能显示“时、分、秒”的功能，它的计时周期是24 小时，最大能显示23时59分59秒，并能对时间进行调整和校对，相对于机械式的手表其更为准确。
（2）系统框图。 系统方框图1 （3）系统组成。 1.秒发生器：由555芯片和RC组成的多谐振荡器，其555上3的输出频率由接入的电阻与电容决定。 2.校时模块：由74LS03中的4个与非门和相应的开关和电阻构成。 3.计数器：由74LS90中的与非门、JK触发器、或门构成相应芯片串接得到二十四、六十进制的计数器，再由74LS90与74LS08相
连接而得到秒、分、时的进分别进位。 4.译码器：选用BCD锁存译码器4511，接受74LS90来的信号，转换为7段的二进制数。 5.显示模块：由7段数码管来起到显示作用，经过接受CD4511的信号。本次选用的是共阴型的CD4511。 二、各部分电路原理。 三、秒发生器：555电路内部（图2-1）由运放和RS触发器共同组成，其工作原理由8处接VCC，C1处当Uco=2/3Vcc>u11时运放输出为1，同理C2也一样。最终如图3接口就输出矩形波，而形成的秒脉冲。 图2-1 内部结构图
数字电路课程设计题目选编
数字电路课程设计题目选编 1、基于DC4011水箱水位自动控制器的设计与实现 简介及要求：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 简介及要求：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。灯亮后经过40秒左右的延时节电开关自动关闭， 灯灭。 3、基于CD4011红外感应开关的设计与实现 在一些公共场所里，诸如自动干手机、自动取票机等，只要人手在机器前面一晃，机器便被启动，延时一段时间后自动关闭，使用起来非常方便。要求用CD4011设计有此功能的红外线感应开关。 4、基于CD4011红外线对射报警器的设计与实现 设计一款利用红 外线进行布防的防盗 报警系统，利用多谐振 荡器作为红外线发射 器的驱动电路，驱动红 外发射管，向布防区内 发射红外线，接收端利用专用的红外线接收器件对发射的 红外线信号进行接收，经放大电路进行信号放大及整形， 以CD4011作为逻辑处理器，控制报警电路及复位电路，电
路中设有报警信号锁定功能，即使现场的入侵人员走开，报警电路也将一直报警，直到人为解除后方能取消报警。 5、基于CD4069无线音乐门铃的设计与实现 音乐门铃已为人们所熟知，在一些住宅楼中都 装有音乐门铃，当有客人来访时，只要按下门铃按 钮，就会发出“叮咚”的声音或是播放一首乐曲， 然而在一些已装修好的室内，若是装上有线门铃， 由于必须布线，从而破坏装修，让人感到非常麻烦。 采用CD4069设计一款无线音乐门铃，发射按键与接 收机间采用了无线方式传输信息。 6、基于时基电路555“叮咚”门铃的设计与实现 用NE555集成电路设计、制作一个“叮咚”门铃，使该装置能够 发出音色比较动听的“叮咚”声。 7、基于CD4511数显八路抢答器的设计与实现 CD4511是一块含BCD-7段锁存、译码、驱动电路于一体的集成 电路。设计一款基于CD4511八路抢答器，该电路包括抢答，编 码，优先，锁存，数显和复位。 8、基于NE555+CD4017流水彩灯的设计与实现 以NE555和CD4017为核心，设计制作一个流水彩灯，使之通 过调节电位器旋钮，可调整彩灯的流动速度。 9、基于用CD4067、CD4013、 NE555跑马灯的设计与实 现
数字电子钟课程设计实验报告
中北大学 信息与通信工程学院 通信工程专业 《电子线路及系统》课程设计任务书2016/2017 学年第一学期 学生姓名：张涛学号： 李子鹏学号： 课程设计题目：数字电子钟的设计 起迄日期：2017年1月4日～2017年7月10日 课程设计地点：科学楼 指导教师：姚爱琴 2017年月日 课程设计任务书
中北大学 信息与通信工程学院 通信工程专业 《电子线路及系统》课程设计开题报告2016/2017 学年第一学期 题目：数字电子钟的设计 学生姓名：张涛学号： 李子鹏学号：
指导教师：姚爱琴 2017 年 1 月 6 日 中北大学 信息与通信工程学院 通信工程专业 《电子线路及系统》课程设计说明书2016/2017 学年第二学期 题目：数字电子钟的设计 学生姓名：张涛学号： 李子鹏学号： 指导教师：姚爱琴 2017 年月日
目录 1 引言 (6) 2 数字电子钟设计方案 (6) 2.1 数字计时器的设计思想 (6) 2.2数字电路设计及元器件参数选择 (6) 2.2.2 时、分、秒计数器 (7) 2.2.3 计数显示电路 (8) 2.2.5 整点报时电路 (10) 2.2.6 总体电路 (10) 2.3 安装与调试 (11) 2.3.1 数字电子钟PCB图 (11) 3 设计单元原理说明 (11) 3.1 555定时器原理 (12) 3.2 计数器原理 (12) 3.3 译码和数码显示电路原理 (12) 3.4 校时电路原理 (12) 4 心得与体会 (12) 1 引言 数字钟是一种用数字电子技术实现时，分，秒计时的装置，具有较高的准确性和直观性等各方面的优势，而得到广泛的应用。此次设计数字电子钟是为了了解数字钟的原理，在设计数字电子钟的过程中，用数字电子技术的理论和制作实践相结合，进一步加深数字电子技术课程知识的理解和应用，同时学会使用Multisim电子设计软件。 2数字电子钟设计方案 2.1 数字计时器的设计思想 要想构成数字钟，首先应选择一个脉冲源——能自动地产生稳定的标准时间脉冲信号。而脉冲源产生的脉冲信号地频率较高，因此，需要进行分频，使得高频脉冲信号变成适合于计时的低频脉冲信号，即“秒脉冲信号”（频率为1Hz）。经过分频器输出的秒脉冲信号到计数器中进行计数。由于计时的规律是：60秒=1分，60分=1小时，24小时=1天，就需要分别设计60进制，24进制计数器，并发出驱动信号。各计数器输出信号经译码器、驱动器到数字显示器，是“时”、“分”、“秒”得以数字显示出来。 值得注意的是：任何记时装置都有误差，因此应考虑校准时间电路。校时电路一般
数电课设报告1
通过20进制计数器的输出端的E、D信号控制移位寄存器的S0和S1及其ＣＬＲ＇端真值表
七、附录 555的内部结构 555定时器电路是一块介于模与数字电路的一种混合电路，由于这种特殊的地位，故5 55定时电路在报警电路、控制电路得到了广泛的应用。下图为555的内部电路，从图上可以看出，其仅有两个比较器、一个触发器、一个倒相器、放电管和几个电阻构成，由于比较器电路是一个模拟器，而触发器电路为数字电路，故其为混合器件。 555为一8脚封装的器件，其各引脚的名称和作用如下： 1脚—GND,接地脚 2脚—TL,低电平触发端 3脚—Q,电路的输出端 4脚—/R D,复位端，低电平有效 5脚—V_C,电压控制端 6脚—TH,阈值输入端 7脚—DIS，放电端 8脚—V CC,电源电压端，其电压范围为：3～18V 555的功能描述
上图中当V_C不外接电压时，三个电阻对电源电压进行分压，每个电阻上的压降为1/3 V CC,则两个比较器的同相端的输出电压分别为：1/3CC,2/3V CC。从图上可以看出，其555的工作可分为下列3种情况加以讨论： 1.当触发输入端TL输入电压低于1/3V CC而阈值输入端电压大于2/3V CC时,其下面比较器输出为高电平，触发器输出高电平； 2.当触发输入端TL输入电压高于1/3V CC，而阈值输入端电压小于2/3V CC时,其两个比较器输出皆为低电平，触发器输出保持不变； 3.当触发输入端TL输入电压高于1/3V CC而阈值输入端电压大于2/3V CC时,其上面比较器输出为高电平，触发器输出低电平。 当然你在上面讨论时可同时对放电管进行讨论其状态，这里没有讨论，详情可能见有关资料，从上面的讨论，可列出下列表格： 输入输出 TH TL/RD Q放电管状态 ××00导通＞2/3V CC＞1/3V CC10导通 ＜2/3V CC＞1/3V CC1保持不变保持不变 ＞2/3V CC＞1/3V CC10导通 ＜2/3V CC＜1/3V CC11截止 一、芯片名称：同步可预置带清零二进制计数器 二、74LS163芯片的引脚图和引脚说明：
数电课程设计题目汇总..
数电课程设计题目选 一、设计并制作一数字式温度计 〖基本要求〗采用电桥法，利用PT~100热电阻对0~200℃测温范围进行测量并送LED 数码管显示，要求测量分辨率为0.1℃,数据测量间隔时间为5秒。 〖提高要求〗1)针对不同的铂热电阻讨论不同的温度信号测量办法 2)利用电路对测温电路进行非线性校正，提高测温精度(电路非线性校正和EPROM 查表法非线性校正两种方法) 3)讨论误差的形成因素和减少误差的措施 4)进行简单的温度开关控制 〖参考原理框图〗系统参考原理框图如下： 〖主要参考元器件〗 MCl4433(1)，LM324(1)，七段数码管(4)，CD4511(1),MC1413(1),铂热电阻使用普通 精密电位器代替。 二、十二小时电子钟 〖基本要求〗利用基本数字电路制作小时电子钟，要求显示时分秒；并能实现校时和校分的功能。 〖提高要求〗1)针对影响电子钟走时精度的因素提出改进方案 2)增加日期显示 3)实现倒计时功能 4)整点报时(非语音报时) 5)定时功能 〖参考原理框图〗： 〖主要参考元器件〗：CD4060，74LS74，74LS161，74LS248 电桥电路 供电电路 时钟电路 放大电路 A/D 转换 显示电路 时校 分校 秒校 24进制时计数器 单次或连续的脉冲 60进制分计数器 分频器 60进制秒计数器 译码电路 晶体振荡器 显示电路 译码电路 显示电路 显示电路 译码电路
三、电平感觉检测仪 〖基本要求〗：采用光电式摇晃传感器，其检测范围为±90℃，每摇晃一度传感器就输出一个脉冲信号给计数单元，在给定时间内测量到的脉冲数目就能表明该人的电平感觉，测试时采用头戴式传感器、闭上双目，单脚立地：保持静止，开始测试。定时时间为1分钟 〖提高要求〗 〖参考原理、框图〗： 〖主要参考元器件〗CD4060，555，74LS74 四、便携式快速心律计 基本要求〗利用数字电路制作一便携式快速心律计，用于在较短时间内测量脉搏跳动速率：并使用LED 显示。 〖提高要求〗1）提高测量精度的方法 2)设计能比较准确测量1S 内心跳的电路 〖参考原理框图〗 〖主要参考元器件〗CD4060，4528，4518；4511，14526 五、数字式定时开关 〖基本要求〗设计并制作一数字式定时开关，此开关采用BCD 拨盘预置开关时间，其最大定时时间为9秒，计数时采用倒计时的方式并通过一位LED 数码管显示。此开关预置时间以后通过另一按钮控 制并进行倒计时，当时间显示为0时，开关发出开关信号，输出端呈现高电平，开关处于开态，再按按钮时，倒计时又开始。计时时间到驱动扬声器报警。 〖提高要求〗 l)输出部分加远距离(100m)继电器进行控制 2）延长定时时间 3)探讨提高定时精度的方法 〖参考原理框图〗 外部操作开关 〖主要参考元器〗：CC4511,CC14522,CD4060 传感器 基准时间产生电路 倍频器 放大与整形 控制电路 计数译码 显 示电 路 秒脉冲发生器 计时器 译码显示 控制电路 报警电路
数电课程设计-温度计实验报告(提交版)
一、设计项目名称 温度采集显示系统硬件与软件设计 二、设计内容及要求 1，根据设计要求，完成对单路温度进行测量，并用数码管显示当前温度值系统硬件设计，并用电子CAD软件绘制出原理图，编辑、绘制出PCB印制版。 要求： （1）原理图中元件电气图形符号符合国家标准； (2)整体布局合理，注标规范、明确、美观，不产生歧义。 (3)列出完整的元件清单(标号、型号及大小、封装形式、数量) (4) 图纸幅面为A4。 (4)布局、布线规范合理，满足电磁兼容性要求。 (5)在元件面的丝印层上，给出标号、型号或大小。所有注释信息（包括标号、型号及说明性文字）要规范、明确，不产生歧义。 2.编写并调试驱动程序。 功能要求： （1）温度范围0-100℃。 （2）温度分辨率±1℃。 （3）选择合适的温度传感器。 3.撰写设计报告。 提示：可借助“单片机实验电路板”实现或验证软件、硬件系统的可靠性。 温度传感器 摘要：温度的检测与控制是工业生产过程中比较典型的应用之一，随着传感器在生产和生活中的更加广泛的应用，利用新型单总线式数字温度传感器 实现对温度的测试与控制得到更快的开发，随着时代的进步和发展，单 片机技术已经普及到我们生活，工作，科研，各个领域。一种数字式温 度计以数字温度传感器DS18B20作感温元件，它以单总线的连接方式， 使电路大大的简化。传统的温度检测大多以热敏电阻为传感器，这类传 感器可靠性差，测量温度准确率低且电路复杂。因此，本温度计摆脱了 传统的温度测量方法，利用单片机STC89C52对传感器进行控制。这样
易于智能化控制。 关键词：数字测温；温度传感器DS18B20；单片机STC89C52； 一．概述 传感器从功能上可分为雷达传感器、电阻式传感器、电阻应变式传感器、压阻式传感器、热电阻传感器、温度传感器、光敏传感器、湿度传感器、生物传感器、位移传感器、压力传感器、超声波测距离传感器等，本文所研究的是温度传感器。 温度传感器是最早开发，应用最广泛的一类传感器。温度传感器是利用物质各种物理性质随温度变化的规律把温度转换为电量的传感器。这些呈现规律性变化的物理性质主要有半导体。温度传感器是温度测量仪表的核心部分，品种繁多。 随着科学技术的发展，测温系统已经被广泛应用于社会生产、生活的各个领域，在工业、环境监测、医疗、家庭多方面均有应用。从而使得现代温度传感器的发展。微型化、集成化、数字化正成为发展的一个重要方向。 二．硬件设计 1.DS18B20 DS1820 单线数字温度计特性 ? 独特的单线接口仅需一个端口引脚进行通讯 ? 简单的多点分布应用 ? 无需外部器件 ? 可通过数据线供电 ? 零待机功耗 ? 测温范围-55~+125℃，以 0.5℃递增 ? 温度以 9 位数字量读出 ? 温度数字量转换时间 200ms （典型值） ? 用户可定义的非易失性温度报警设置 ? 报警搜索命令识别并标志超过程序限定温度（温度报警条件）的器件 ? 应用包括温度控制、工业系统、消费品、温度计或任何热感测系统 DS1820温度传感器外观图（a ）和引脚图（b ） ①引脚1接地 ②引脚2数字信号输入/输出 ③引脚3接高电平5V 高电平
数电实验-实验报告-实验六
实验一 TTL与非门的参数测试 一、实验目的 ·掌握用基本逻辑门电路进行组合逻辑电路的设计方法。 ·通过实验，验证设计的正确性。 二、实验原理 1.组合逻辑电路的分析： 所谓组合逻辑电路分析，即通过分析电路，说明电路的逻辑。 通常采用的分析方法是从电路的输入到输出，根据逻辑符号的功能逐级列出逻辑函数表达式，最好得到表示输出与输入之间的关系的逻辑函数式。然后利用卡诺图或公式化简法将得到的函数化简或变换，是逻辑关系简单明了。为了使电路的逻辑功能更加直观，有时还可以把逻辑函数式转化为真值表的形式。 2.逻辑组合电路的设计： 根据给出的实际逻辑问题，求出实现这一逻辑功能的最简单电路，陈伟组合逻辑电路的设计。 3.SSI设计：设计步骤如下： ①逻辑抽象；分析时间的因果关系，确定输入和输出变量。 ②定义逻辑状态的含义：以二值逻辑0、1表示两种状态。 ③列出真值表 ④写出逻辑表达式，并进行化简，根据选定器件进行转换。 ⑤画出逻辑电路的连接图。 ⑥实验仿真，结果验证。 三、实验仪器及器件 数字万用表1台
多功能电路实验箱1台 四、实验内容 1.设计5421BCD 码转换为8421BCD 码（用双输入端与非门实现）。 四位自然二进制码 5421ＢＣＤ码 Ｂ３ Ｂ２ Ｂ１ Ｂ０ Ｄ３ Ｄ２ Ｄ１ Ｄ０ 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 1 1 0 0 1 1 0 1 0 0 0 1 0 0 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 1 0 1 1 1 1 0 0 0 1 0 1 1 1 0 0 1 1 1 1 0 1 0 伪码 1 0 1 1 1 1 0 0 1 1 0 1 1 1 1 0 1 1 1 1 根据5421BCD 码与8421BCD 码真值表可得 2.设A 、B 、C 、D 代表四位二进制变量，函数X=8A-4B+2C+D ，试设计一个组合逻辑电路，判断当函数值介于4 数电课程设计报告数字钟的设计 数电课程设计报告 第一章设计背景与要求 设计要求 第二章系统概述 2.1设计思想与方案选择 2.2各功能块的组成 2.3工作原理 第三章单元电路设计与分析 3.1各单元电路的选择 3.2设计及工作原理分析 第四章电路的组构与调试 4.1遇到的主要问题 4.2现象记录及原因分析 4.3解决措施及效果 4.4功能的测试方法，步骤，记录的数据 第五章结束语 5.1对设计题目的结论性意见及进一步改进的意向说明5.2总结设计的收获与体会 附图（电路总图及各个模块详图） 参考文献 第一章设计背景与要求 一．设计背景与要求 在公共场所，例如车站、码头，准确的时间显得特别重要，否则很有可能给外出办事即旅行袋来麻烦。数字钟是一种用数字电路技术实现时、分、秒计时的装置，与机械式时钟相比具有更高的准确度和直观性，且无机械装置，具有更长的使用寿命，因此得到了广泛的使用。数字钟是一种典型的数字电路，包括了组合逻辑电路和时序电路。 设计一个简易数字钟，具有整点报时和校时功能。 （1）以四位LED数码管显示时、分，时为二十四进制。 （2）时、分显示数字之间以小数点间隔，小数点以1Hz频率、50%占空比的亮、灭规律表示秒计时。 （3）整点报时采用蜂鸣器实现。每当整点前控制蜂鸣器以低频鸣响4次，响1s、停1s，直到整点前一秒以高频响1s，整点时结束。 （4）才用两个按键分别控制“校时”或“校分”。按下校时键时，是显示值以0~23循环变化；按下“校分”键时，分显示值以0~59循环变化，但时显示值不能变化。 二．设计要求 电子技术是一门实践性很强的课程，加强工程训练，特别是技能的培养，对于培养学生的素质和能力具有十分重要的作用。在电子信息类本科教学中，课程设计是一个重要的实践环节，它包括选 电子线路课程设计题目 （模电、数电部分） 一、锯齿波发生器 二、语音放大电路 三、可编程放大器 四、数字频率计 五、可调电源 六、汽车尾灯控制电路 2011．09 一、设计一高线性度的锯齿波发生器 要求： （1）利用555定时器和结型场效应管构成的恒流源设计一高线性度的锯齿波发生器；参考电路如图所示； （2）在EWB中对该电路进行仿真； （3）焊接电路并进行调试；调试过程中思考： a、电路中两个三极管的作用是什么？其工作状态是怎么样的？ b、R3阻值的大小会对锯齿波的线性度产生什么影响？ c、输出锯齿波的幅值范围多大？ d、调节电路中的可调电阻对波形有什么影响？ e、LM324的作用是什么？ （4）参考电路图中采用的是结型场效应管设计的，若采用N沟道增强型VMOS管和555定时器来设计一高线性度的锯齿波发生器，该如何设计？ LM324 图2 高线性度锯齿波发生器的设计 二、语音放大电路的设计 通常语音信号非常微弱，需要经过放大、滤波、功率放大后驱动扬声器。 要求： （1）采用集成运算放大器LM324和集成功放LM386N-4设计一个语音放大电路；假设语音信号的为一正弦波信号，峰峰值为5mV，频率范围为100Hz~1KHz，电路总体原理图如下所示； 图4 语音放大电路 （2）仔细分析以上电路，弄清电路构成，指出前置放大器的增益为多少dB?通带滤波器的增益为多少dB? （3）参照以上电路，焊接电路并进行调试。 a、将输入信号的峰峰值固定在5mV，分别在频率为100Hz和1KHz的条件下测试前 置放大的输出和通带滤波器的输出电压值，计算其增益，将计算结果同上面分析 的理论值进行比较。 b、能过改变10K殴的可调电阻，得到不同的输出，在波形不失真的条件下，测试集 成功放LM386在如图接法时的增益； c、将与LM386的工作电源引脚即６引脚相连的10uF电容断开，观察对波形的影响， 其作用是什么？ d、扬声器前面1000uF电容的作用是什么？ 数字电子技术课程设计 数字电子钟 指导老师： 小组成员： 目录 摘要 (3) 第一节系统概述 (4) 第二节单元电路设计与分析 (6) 第三节电路的总体设计与调试 (11) 第四节设计总结 (13) 附录部分芯片功能参数表 (14) 参考文献 (17) 摘要 数字钟是一个将“时”，“分”，“秒”显示于人的视觉器官的计时装置。它的计时周期为24小时，显示满刻度为23时59分59秒。一个基本的数字钟电路主要由秒信号发生器、“时、分、秒、”计数器、译码器及显示器组成。由于采用纯数字硬件设计制作，与传统的机械表相比，它具有走时准，显示直观，无机械传动装置等特点。 本设计中的数字时钟采用数字电路实现对“时”、“分”、“秒”的显示和调整。通过采用各种集成数字芯片搭建电路来实现相应的功能。具体用到了555震荡器，74LS90及与非，异或等门集成芯片等。该电路具有计时的功能。 在对整个模块进行分析和画出总体电路图后，对各模块进行仿真并记录仿真所观察到的结果。 实验证明该设计电路基本上能够符合设计要求！ 关键词振荡器、计数器、译码显示器、Multisim 第一节系统概述 数字电子钟是由多块数字集成电路构成的，其中有振荡器，分频器，校时电路，计数器，译码器和显示器六部分组成。振荡器和分频器组成标准秒信号发生器，不同进制的计数器产生计数，译码器和显示器进行显示，通过校时电路实现对时，分的校准。 1.1实验目的 1).掌握组合逻辑电路、时序逻辑电路及数字逻辑电路系统的设计、安装、测试方法； 2).进一步巩固所学的理论知识，提高运用所学知识分析和解决实际问题的能力； 3).提高电路布局﹑布线及检查和排除故障的能力； 4).培养书写综合实验报告的能力。 1.2 主要内容 熟悉Multisim10.0仿真软件的应用；设计一个具有显示、校时、整点报时和定时功能的数字时钟,.能独立完成整个系统的设计；用Multisim10.0仿真实现数字时钟的功能。 1.3 系统设计思路与总体方案 数字时钟基本原理的逻辑框图如下所示： 课程设计题目：（可选参考题目） 1.函数发生器的设计 设计任务： 设计一个函数发生器，能产生方波、三角波、正弦波、锯齿波信号。主要技术指标： (1)输出频率范围100HZ~1KHZ、1~10KHZ (2)输出电压：方波U PP=6V，三角波U PP=6V，正弦波U PP>1V,锯齿波U PP=6V。 2.串联型直流稳压电源的设计 设计任务： 设计一个直流稳压电源，能产生方波、三角波、正弦波、锯齿波信号。主要技术指标： (1) 输出电压可调范围：5~20V (2) 最大输出电流：3A (3) 稳压系数Sr≦0.1。 3.多级低频阻容耦合放大器的设计 设计任务： (1)输入正弦波信号：有效值U i≦10mV、内阻R S=50Ω、频率f=30HZ~30KHZ； (2)输出正弦波信号：有效值U O≧3V、R O≦10Ω； (3)输入电阻：R i≧20kΩ (4)工作稳定：温度变化时闭环增益相对变化率为开环相对变化率的十分之一。 (5)消除自激振荡。 4.集成运放交流放大器设计 设计任务： (1)输入信号：有效值U i≦10mV、内阻R S=50Ω、频率f=20HZ~20KHZ； (2)输出信号：有效值U O≧5V、R O≦10Ω； (3)输入电阻：R i≧20kΩ， (4)负载电阻：R L=2kΩ 5.由集成运放和晶体管组成的OCL功率放大器设计 设计任务： (1) 输入信号：有效值U i≦200mV (2) 最大输出功率：P O≧2W， (3) 负载电阻：R L=8Ω， (4) 通频带：BW=80HZ~10kHZ。 6.正弦波信号发生器的设计 设计任务： (1) 输出频率范围：20HZ~20KHZ (2) 输出电压幅度：U PP>6V， 7.电阻炉温度控制器设计 设计任务： 设计一个电阻炉温度控制器，使受控场所的环境温度维持在设定的温度范围内 (1) 设计合适的电源电路 (2) 用集成运放组成温度检测控制电路 (3) 用继电接触控制电路控制加热器。 8.数字电子钟电路设计 一、设计任务及要求 通过对《数字电子技术》课程的学习，让同学掌握《数字电子技术》课程的基本理论以及方法，加深学生对理论知识的理解，同时积极有效的提高了学生的动手能力，独立思考和解决问题的能力，创新思维能力、协调能力，以及团结合作、互帮互助的优良传统。为了充分体现这些精神和能力，所以让同学独立自主的制造一个数字时钟，故，对同学设计的数字时钟进行如下要求： 时钟显示功能，能够以十进制显示“时”，“分”，“秒”。 二、设计的作用、目的 （1）．在同学掌握《数字电子技术》课程的基本理论以及方法的基础上，加深学生对理论知识的理解，同时积极有效的提高了学生的动 手能力，独立思考和解决问题的能力，创新思维能力、协调能力，以及团结合作、互帮互助的优良传统。 （2）．掌握组合逻辑电路、时序逻辑电路及数字逻辑电路系统的设计、安装、测试方法；进一步巩固所学的理论知识，提高运用所学知识分析和解决实际问题的能力。 （3）. 熟悉集成电路的引脚安排，掌握各芯片的逻辑功能及使用方法了解面包板结构及其接线方法，了解数字钟的组成及工作原理，熟悉数字钟的设计与制作。 （4）. 掌握数字钟的设计、调试方法。 三、设计过程 1.方案设计与论证 数字钟的逻辑结构主要包括有六十进制计数器、二十四进制计数器（其中包括六十进制计数器和二十四进制计数器均由十进制计数器74LS160接成）、动态显示译码器、LED数码管显示环节、555定时器（可以提供一个比较精确的1Hz的时钟脉冲），时间设置环节可以提供时间的初始设置，动态显示译码器提供将BCD代码(即8421码)译成数码显示管所需要的驱动信号，使LED数码管用十进制数字显示出BCD代码所表示的数值。 数字钟电路系统的组成框图： 数字逻辑课程设计说明书 题目: 多功能数字钟 专业: 计算机科学与技术 班级: 姓名: 学号: 完成日期: -9 一、设计题目与要求 设计题目: 多功能数字钟 设计要求: 1.准确计时, 以数字形式显示时、分、秒的时间。 2.小时的计时能够为”12翻1”或”23翻0”的形式。 3.能够进行时、分、秒时间的校正。 二、设计原理及其框图 1.数字钟的构成 数字钟实际上是一个对标准频率?( 1HZ) 进行计数的计数电路。由于计数的起始时间不可能与标准时间( 如北京时间) 一致, 故需要在电路上加一个校时电路。图 1 所示为数字钟的一般构成框图。 图1 数字电子时钟方案框图 ⑴多谐振荡器电路 多谐振荡器电路给数字钟提供一个频率1Hz 的信号, 可保证数字钟的走时准确及稳定。 ⑵时间计数器电路 时间计数电路由秒个位和秒十位计数器、分个位和分十位计数器及时个位和时十位计数器电路构成。其中秒个位和秒十位计数器、分个位和分十位计数器为60 进制计数器。而根据设计要求, 时个位和时十位计数器为24 进制计数器。 ⑶译码驱动电路 译码驱动电路将计数器输出的8421BCD 码转换为数码管需要的逻辑状态, 而且为保证数码管正常工作提供足够的工作电流。 ⑷数码管 数码管一般有发光二极管( LED) 数码管和液晶( LCD) 数码管。本设计提供的为LED数码管。 2.数字钟的工作原理 ⑴多谐振荡器电路 555 定时器与电阻R1、 R2, 电容C1、 C2 构成一个多谐振荡器, 利用电容的充放电来调节输出V0, 产生矩形脉冲波作为时钟信号, 因为是数字钟, 因此应选择的电阻电容值使频率为1HZ。 ⑵时间计数单元 六片74LS90 芯片构成计数电路, 按时间进制从右到左构成从低位向高位的进位电路, 并经过译码显示。在六位LED 七段显示起 数电课程设计题目选 一、设计并制作一数字式温度计 〖基本要求〗采用电桥法，利用PT~100热电阻对0~200℃测温范围进行测量并送LED数码管显示，要求测量分辨率为0.1℃,数据测量间隔时间为5秒。 〖提高要求〗1)针对不同的铂热电阻讨论不同的温度信号测量办法 2)利用电路对测温电路进行非线性校正，提高测温精度(电路非线性校正和EPROM查表法非线性校正两种方法) 3)讨论误差的形成因素和减少误差的措施 4)进行简单的温度开关控制 〖参考原理框图〗系统参考原理框图如下： 〖主要参考元器件〗 MCl4433(1)，LM324(1)，七段数码管(4)，CD4511(1),MC1413(1),铂热电阻使用普通 精密电位器代替。 二、十二小时电子钟 〖基本要求〗利用基本数字电路制作小时电子钟，要求显示时分秒；并能实现校时和校分的功能。 〖提高要求〗1)针对影响电子钟走时精度的因素提出改进方案 2)增加日期显示 3)实现倒计时功能 4)整点报时(非语音报时) 5)定时功能 〖参考原理框图〗： 三、电平感觉检测仪 〖基本要求〗：采用光电式摇晃传感器，其检测范围为±90℃，每摇晃一度传感器就输出一个脉冲信号给计数单元，在给定时间内测量到的脉冲数目就能表明该人的电平感觉，测试时采用头戴式传感器、闭上双目，单脚立地：保持静止，开始测试。定时时间为1分钟 〖提高要求〗 〖参考原理、框图〗： 〖主要参考元器件〗CD4060，555，74LS74 四、便携式快速心律计 基本要求〗利用数字电路制作一便携式快速心律计，用于在较短时间内测量脉搏跳动速率：并使用LED显示。 〖提高要求〗1）提高测量精度的方法 2)设计能比较准确测量1S内心跳的电路 〖参考原理框图〗 〖主要参考元器件〗CD4060，4528，4518；4511，14526 五、数字式定时开关 〖基本要求〗设计并制作一数字式定时开关，此开关采用BCD拨盘预置开关时间，其最大定时时间为9秒，计数时采用倒计时的方式并通过一位LED数码管显示。此开关预置时间以后通过另一按钮控 制并进行倒计时，当时间显示为0时，开关发出开关信号，输出端呈现高电平，开关处于开态，再按按钮时，倒计时又开始。计时时间到驱动扬声器报警。 〖提高要求〗l)输出部分加远距离(100m)继电器进行控制 2）延长定时时间 3)探讨提高定时精度的方法 〖参考原理框图〗 〖主要参考元器〗：CC4511,CC14522,CD4060 一、数字电子钟 1.设计目得 (1)培养数字电路得设计能力。 (2)掌握数字电子钟得设计、组装与调试方法。 2.设计内容及要求 (1)设计一个数字电子钟电路。要求: ①按24小时制直接显示“时”、“分”、“秒”。 ②当电路发生走时误差时具有校时功能。 ③具有整点报时功能,报时音响为4低1高,即在59分51秒、53秒、55秒、57秒输出500Hz信号,在59分59秒时输出1000 Hz信号,音响持续时间为1秒,最后一响结束时刻正好为整点。 (2)用中小规模集成电路组成电子钟,并在实验仪上进行组装、调试。 (3)画出各单元电路图、整机逻辑框图与逻辑电路图,写出设计、实验总结报告。 (4)选作部分:①闹钟系统。②日历系统。 3.数字电子钟基本原理及设计方法 数字电子钟得逻辑框图如图1411所示。它由振荡器、分频器、计数器、译码器、显示器、校时电路与整点报时电路组成。振荡器产生得脉冲信号经过分频器作为秒脉冲,秒脉冲送入计数器计数,计数结果通过“时”、“分”、“秒”译码器显示时间。有得数字电子钟还加有定时响铃、日历显示等其它功能,需增加相应得辅助电路。 图1411 数字电子钟得基本逻辑框图 (1)振荡分频电路 振荡器就是数字电子钟内部用来产生时间标准“秒”信号得电路。构成振荡器得电路很多,图1412(a)就是RC环形多谐振荡器,其振荡周期T≈2、2RC。作为时钟,最主要得就是走时准确,这就要求振荡器得频率稳定。要得到频率稳定得信号,需要采用石英晶体振荡器。石英晶体振荡器电路如图1412(b)所示,这种电路得振荡频率只取决于石英晶体本身得固有频率。 图1412 振荡器 (a)RC环形多谐振荡器 (b)石英晶体多谐振荡器 由于石英晶体振荡器产生得频率很高,要得到秒信号,需采用分频电路。例如,振荡器输出4 MHz信号,先经过4分频变成1 MHz,再经过6次10分频计数器,便可得到1Hz得方波信号作为秒脉冲。 (2)计数器 把秒脉冲信号送入秒计数器个位得CP输入端,经过6级计数器,分别得到“秒”个位、十位,“分”个位、十位,以及“时”个位、十位得计时。“秒”、“分”计数器为60进制,“时”计数器为24进制。 24进制计数器如图1413所示。当“时”个位计数器输入端CP来到第10个触发脉冲时,该计数器归零,进位端Q D5向“时”十位计数器输出进位信号。当第24个“时”脉冲(来自“分”计数器输出得进位信号)到来时,十位计数器得状态为0010,个位计数器得状态位0100,此时“时”十位计数器得Q B6与“时”个位计数器得Q C5输出为1。两者相与后送到两计数器得清零端R0A与R0B,通过74LS90内部得R0A与R0B与非后清零,完成24进制计数。同理可构成60进制计数器。 CP 来自分计数器 的进位信号 图1413 24进制计数器 (3)译码显示电路 译码驱动器采用8421 BCD码七段译码驱动器74LS48,显示器采用共阴极数七段数码显示器,有关74LS48与七段显示器得使用方法前面已经作了介绍,这里不再赘述。 (4)校时电路 当数字电子钟出现走时误差时,需要对时间进行校准。实现校时电路得方法很多,如图1414所示电路即可作为时计数器或分计数器得校时电路。 图1414 校时电路 现设用该电路作为分计数器得校时电路,图中采用RS触发器作为无抖动开关。通过开关K得接入位置,可以选择就是将“1 Hz信号”还就是将“来自秒计数器得进位信号”送至分计数器得CP端。当开关K置于B端时,RS触发器得输出、,“来自秒计数器得进位信号”被送至分计数器得CP端,分计数器正常工作;需要校正分计数器时,将开关K置于A端,这时RS触发器得输出、,“1 Hz信号”被送至分计数器得CP端,分计数器在“1Hz信号”得作用下快速计数,直至正确得时间,再将开关K置于B端,达到了校准时间得目得。 (5)整点报时电路 电路得设计要求在差10 s为整点时开始每隔1 s鸣叫一次,每次持续时间为1 s,共鸣叫5次,前4次为低音500 Hz,最后一次为高音1 kHz。因为分计数器与秒计数器从59分51秒计数到59分59秒得过程中,只有秒个位计数器计数,分十位、分个位、秒十位计数器得状态不变,分别为Q D4Q C4Q B4Q A4＝0101,Q D3Q C3Q B3Q A3＝1001,Q D2Q C2Q B2Q A2＝0101,所以Q C4＝Q A4＝Q D3＝Q A3＝Q C2＝Q A2＝1不变。设Y1＝Q C4Q A4Q D3Q A3Q C2Q A2,又因为在51、53、55、57秒时Q A1＝1,Q D1＝0,输出500Hz信号f2;59秒时Q A1＝1,Q D1＝1,输出1kHz信号f1,由此可写出整点报时电路得逻辑表达式为: 数字电路课程设计总结报告题目：交通灯控制器 班级：08通信工程1班 学号：0810618125 姓名：廖小梅 指导老师：张红燕 日期：2010年12月 目录 1、设计背景 2、设计任务书 3、设计框图及总体描述 4、各单元设计电路设计方案与原理说明 5、测试过程及结果分析 6、设计、安装、调试中的体会 7、对本次课程设计的意见及建议 8、附录 9、参考文献 10、成绩评定表格 一、设计背景 随着经济的快速发展，城市交通问题日益凸显严重，尤其在城市街道的十字叉路口，极其容易发生交通问题，为了保证交通秩序和人们的安全，一般在每条街上都有一组红、黄、绿交通信号灯。交通灯控制电路自动控制十字路口的红、黄、绿交通灯。交通灯通过的状态转换，指挥车辆行人通行，保证车辆行人的安全，实现十字路口交通管理自动化。 二、设计任务书 1、设计一个十字路口的交通灯控制电路，要求南北方向（即 A车道）和东西方向（即B车道）两条交叉道路上的车辆 交替运行，每次通行时间都为30秒； 2、在绿灯转红灯时，先由绿灯转为黄灯，黄灯亮6秒后，再 由黄灯转为红灯，此时另一方向才由红灯转为绿灯，车辆 才开始通行。 三、设计框图及总体描述 1、分析系统的逻辑功能，画出其框图 交通灯控制系统的原理框图如图1所示。它主要由控制器、定时器、译码器和秒脉冲信号发生器等部分组成。秒脉冲发生器是该系统中定时器和控制器的标准时钟信号源，译码器输出两组信号灯的控制信号，经驱动电路后驱动信号灯工作，控制器是系统的主要部分，由它控制定时器和译码器的工作。 图1交通灯控制系统原理框图 在图中， T30: 表示甲车道或乙车道绿灯亮的时间间隔为30秒，即车辆正常通行的时间间隔。定时时间到，T30 =1，否则，T30 =0。 T6：表示黄灯亮的时间间隔为6秒。定时时间到，T6=1，否则，T6=0。 S T：表示定时器到了规定的时间后，由控制器发出状态转换信号。 由它控制定时器开始下个工作状态的定时。 交通系统的车道信号灯的工作状态转换如下所述： 状态1：A车道绿灯亮，B车道红灯亮。表示A车道上的车辆允许通行,B车道禁止通行。绿灯亮满规定的时间隔T30时， 控制器发出状态信号S T，转到下一工作状态。 状态2：A车道黄灯亮，B车道红灯亮。表示A车道上未过停车线的车辆停止通行，已过停车线的车辆继续通行，B车 道禁止通行。黄灯亮足规定时间间隔TY时，控制器发 出状态转换信号S T，转到下一工作状态。 状态3：A车道红灯亮，B车道黄灯亮。表示A A车道禁止通行，B车道上的车辆允许通行绿灯亮满规定的时间间隔T30 时，控制器发出状态转换信号S T，转到下一工作状态。 第一类：基本数字逻辑 本组内题目用基本门电路和中规模集成芯片实现 1. 彩灯控制器 设计一个彩灯控制电路，要求红、黄、绿三种颜色的灯在时钟信号作用下，按下表规定的顺序转换状态。表中1表示亮、0表示灭。写出具体的分析思路和方案、利用Multisim设计的具体过程，绘制电路原理图，利用Mulitisim仿真、验证电路功能。 2. 投币式自动售饮料机 设计一个自动售饮料机电路。它的投币口每次只能投入一枚五角或一元的硬币。投入一元五角钱硬币后机器自动给出一杯饮料；投入两元硬币后，再给出饮料的同时找回一枚五角的硬币。写出具体的分析思路和方案、利用Multisim设计的具体过程，绘制电路原理图，利用Mulitisim仿真、验证电路功能。 3. 医护人员传呼系统 用9个开关模拟1~9号病房的呼叫输入信号，9号优先级最高；9~1优先级依次降低；用一个数码管显示呼叫信号的病房号码，没有呼叫时显示0，有多个信号呼叫时，显示优先级最高的呼叫（其他呼叫号用指示灯显示）；同时用蜂鸣器提醒医护人员注意，蜂鸣器在医护人员按下应答按钮后停止。写出具体的分析思路和方案、利用Multisim设计的具体过程，绘制电路原理图，利用Mulitisim仿真、验证电路功能。 4. 巴克码信号发生器 巴克码信号是二相编码信号的一种，在多普勒雷达中得到了广泛应用。设计一个7位的巴克码（1110010）产生电路，用一个开关来控制信号发生器的启停。写出具体的分析思路和方案、利用Multisim设计的具体过程，绘制电路原理图，利用Mulitisim仿真、验证电路功能。 5. 亲子鉴定器 父母血型与子女血型的遗传规律如下表所示，要求设计一电路，输入父母血型，子女可能出现血型的对应指示灯亮。写出具体的分析思路和方案、利用Multisim设计的具体过程，绘制电路原理图，利用Mulitisim仿真、验证电路功能。 自动化与电气工程学院 电子技术课程设计报告 题目数字电压表的制作 专业 班级 学号 学生姓名 指导教师 二○一三年七月 一、课程设计的目的与意义 1.课程设计的主要目的，是通过电子技术综合设计，熟悉一般电子电路综合设计过程、设计要求、完成的工作内容和具体的设计方法。 2.同时了解双积分式A/D转换器ICL7107的性能及其引脚功能，熟悉集成电路ICL7107构成直流数字电压表的使用方法，并掌握其在电路中的工作原理。 3.通过设计也有助于复习和巩固以往的模电、数电内容，达到灵活应用的目的。在完成设计后还要将设计的电路进行安、调试以加强学生的动手能力。在此过过程中培养从事设计工作的整体观念。 4.利用双积分式A/D转换器ICL7107设计一数字电压表，量程为-1.99—+1.99，通过七段数码管显示。 二、电路原理图 数字电压表原理图 三、课程设计的元器件 1.课程设计所使用的元器件清单： 2.主要元器件介绍 （1）芯片ICL7107： ICL7107的工作原理 双积分型A/D转换器ICL7107是一种间接A/D转换器。它通过对输入模拟电压和参考电压分别进行两次积分，将输入电压平均值变换成与之成正比的时间间隔，然后利用脉冲时间间隔，进而得出相应的数字性输出。 它的原理性框图如图所示，它包括积分器、比较器、计数器，控制逻辑和时钟信号源。积分器是A/D转换器的心脏，在一个测量周期内，积分器先后对输入信号电压和基 准电压进行两次积分。比较器将积分器的输出信号与零电平进行比较，比较的结果作为数字电路的控制信一号。时钟信号源的标准周期Tc 作为测量时间间隔的标准时间。它是由内部的两个反向器以及外部的RC组成的。其振荡周期Tc=2RCIn1.5=2.2RC 。 ICL7106A/D转换器原理图 计数器对反向积分过程的时钟脉冲进行计数。控制逻辑包括分频器、译码器、相位驱动器、控制器和锁存器。 分频器用来对时钟脉冲逐渐分频，得到所需的计数脉冲fc和共阳极LED数码管公共电极所需的方波信号fc。 译码器为BCD-7段译码器，将计数器的BCD码译成LED数码管七段笔画组成数字的相应编码。 驱动器是将译码器输出对应于共阳极数码管七段笔画的逻辑电平变成驱动相应笔画的方波。 控制器的作用有三个：第一，识别积分器的工作状态，适时发出控制信号，使各模拟开关接通或断开，A/D转换器能循环进行。第二，识别输入电压极性，控制LED 数码管的负号显示。第二，当输入电压超量限时发出溢出信号，使千位显示“1" ，其余码全部熄灭。 钓锁存器用来存放A/D转换的结果，锁存器的输出经译码器后驱动LED 。它的每个测量周期自动调零（AZ）、信号积分（INT）和反向积分（DE）三个阶段。数电课程设计报告数字钟的设计
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