《数字电子技术》课程设计

《数字电子技术》课程设计

一、设计报告（说明书）要求

1．设计题目名称

2．设计任务、要求及技术指标（自拟）

3．原理电路的设计

(1) 简单介绍系统设计思路与总体方案的选择（考虑过哪些方案），各功能块的划分与组成，画出方框图，全面介绍总体工作过程或工作原理。

(2) 单元电路(子系统)及控制电路的设计原理和元器件的选择，并画出相应的逻辑图。

(3) 画出完整的电路图和必要的波形图，并说明主要工作原理。

在描述电路工作原理时，应尽量采用真值表、卡诺图、逻辑表达式、状态表、状态图来描述该单元电路的逻辑功能。若选用集成芯片，应列出该芯片的“功能表”。

计算出各元器件的主要参数，并标在电路图中恰当的位置。在设计报告和图纸上都要列出元器件明细表（元器件的参数应在计算后选择标称值；电阻应标出功率；电容应标出耐压值）。

4．电路的安装（仿真）与调试

介绍电路安装（仿真）调试过程中所遇到的主要技术问题，给出现象记录、原因分析、解决措施及效果，详细介绍电路的性能指标或功能的测试方法、步骤、使用的仪器仪表、记录的图表和数据

5．有哪些收获、体会和建议。

设计图纸一张（设计图应为电路原理图）；仿真电路接线图一张（打印）；本设计所用全部元器件明细表。

二、设计环节（自己作好时间安排）

1. 分析设计要求，选定设计方案。

2．手工画电路方框图和总图的草图。

3．在计算机上用 Multisim 10 仿真软件仿真连线，利用软件提供的虚拟仪器、仪表分析、测试系统功能。仿真成功后交给老师验收，交仿真电路图的电子文档一份，并打印一张仿真电路图（实际上是接线图），附于设计报告中。

4．画出电路原理图，计算元器件参数。

5．撰写设计报告（说明书）。（自留底稿，本次设计报告留学校保存）

到实验楼（育英楼）3117实验室上机做设计及仿真实验。在上机之外的其它时间，要抓紧时间画图，写设计报告，尤其是写电路的工作原理，花费的时间较多。

三、参考资料及书籍

《数字电子技术实训教程》《电子技术课程设计指导书》

《中国集成电路大全TTL集成电路》《中国集成电路大全CMOS集成电路》《TTL 、高速CMOS手册》《电子电路大全（数字电路）》

各类电子小制作书籍电子类杂志各种电子报

四、验收

1．讲述设计电路（单元电路、总电路）的工作原理，如何实现设计题目要求的功能。

2．仿真运行，检验是否具有设计要求的逻辑功能。

3．硬件电路设计与功能演示。

五、成绩评定

1．设计过程25﹪

2．验收情况（电路功能、提问等）25﹪

3．设计报告质量40﹪

4．考勤10﹪

《数字电子技术》课程设计题目及要求题目一彩灯控制器（一）

利用控制电路可使彩灯（例如霓虹灯）按一定的规律不断的改变状态，不仅可获得良好的观赏效果，且可以省电（与彩灯全亮相比）。

设计任务与要求：

1．以10个指示灯作为显示器件，能自动的从左到右、从右到左自动的依次被点亮，如此周而复始，不断循环。

2．打开电源时控制器可自动清零，每个指示灯被点亮的时间相同约为0.5S～2S范围内。

3．用计算机画出设计电路图，进行仿真分析验证其正确性。

4．写设计说明书一份（画总原理框图以及说明主要工作原理，单元电路的设计和元器件的选择，画出完整的电路图和元器件明细表，收获、体会及建议）。

题目二彩灯控制器（二）

利用控制电路可使彩灯（例如霓虹灯）按一定的规律不断的改变状态，不仅可获得良好的观赏效果，且可以省电（与彩灯全亮相比）。

设计任务与要求：

1．以10个指示灯作为显示器件，能自动的从中间到两边、从两边到中间自动的依次被点亮，如此周而复始，不断循环。

2．打开电源时控制器可自动清零，每个指示灯被点亮的时间相同约为0.5S～2S范围内。

3．用计算机画出设计电路图，进行仿真分析验证其正确性。

4．写设计说明书一份（画总原理框图以及说明主要工作原理，单元电路的设计和元器件的选择，画出完整的电路图和元器件明细表，收获、体会及建议）。

题目三数字式竞赛抢答器

在许多比赛活动中，为了准确、公正、直观地判断出第一个抢答者，通常设置一台抢答器，通过数显、灯光及音响等多种方式指示出第一抢答者。同时，还可设置记分、犯规及奖惩记录等多种功能。

设计任务与要求：

1．设计一个可供三组（编号分别为1、2、3）参赛的数字式抢答器，每组设置一个抢答按钮供抢答者使用。

2．电路具有第一抢答信号的鉴别和锁存功能。在主持人将系统复位（清零）并发出抢答指令后，若参赛者按抢答器按钮，指示灯亮并用显示电路显示出抢答者的组别，同时扬声器发出“嘀—嘀”的单音音响持续2~3s。此时，电路应具备自锁功能，使别组的抢答器按钮不起作用。

3．若主持人发出抢答指令，无参赛者按抢答器按钮，10s后，参赛者再按抢答器按钮则不起作用。

4．用计算机画出设计电路图，进行仿真分析验证其正确性。

5．写设计说明书一份（画总原理框图以及说明主要工作原理，单元电路的设计和元器件的选择，画出完整的电路图和元器件明细表，收获、体会及建议）。

题目四分频器

设计任务与要求：

1．设计一个分频系数为2~100的分频器。

2．时钟脉冲由EDA软件内的方波发生器提供。

3．用计算机画出设计电路图，进行仿真分析验证其正确性。

4．写设计说明书一份（画总原理框图以及说明主要工作原理，单元电路的设计和元器件的选择，画出完整的电路图和元器件明细表，收获、体会及建议）。

题目五序列信号发生器

设计任务与要求：

1．能产生1001序列信号

2．时钟信号自行设计。

3．用计算机画出设计电路图，进行仿真分析验证其正确性。

4．写设计说明书一份（画总原理框图以及说明主要工作原理，单元电路的设计和元器件的选择，画出完整的电路图和元器件明细表，收获、体会及建议）。

题目六顺序脉冲发生器

设计任务与要求：

1．输出脉冲32位。

2．具有清零功能。

3．用计算机画出设计电路图，进行仿真分析验证其正确性。

4．写设计说明书一份（画总原理框图以及说明主要工作原理，单元电路的设计和元器件的选择，画出完整的电路图和元器件明细表，收获、体会及建议）。

题目七数字式闹钟

设计任务与要求

1．时钟功能：具有24小时的计时方式，显示时、分、秒。

2．具有快速校准时、分的功能。

3．能设定起闹时刻，响闹时间为1分钟，超过1分钟自动停闹；具有人工止闹功能；止闹后不再重新操作，将不再发生起闹。

4．计时准确度：每天计时误差不超过10秒。

5．用计算机画出设计电路图，进行仿真分析验证其正确性。

6．写设计说明书一份（画总原理框图以及说明主要工作原理，单元电路的设计和元器件的选择，画出完整的电路图和元器件明细表，收获、体会及建议）。

题目八交通灯控制器电路（一）

设计任务与要求：

1．设计一个街道十字路口的交通灯控制器。先是绿灯亮25秒，紧接着黄灯亮5秒，接着红灯亮30秒。依此顺序循环控制。

2．用计算机画出设计电路图，进行仿真分析验证其正确性。

3．写设计说明书一份（画总原理框图以及说

明主要工作原理，单元电路的设计和元器件

的选择，画出完整的电路图和元器件明细表，收获、体会及建议）。

题目九交通灯控制器电路（二）

设计任务与要求：

1．设计一个主要街道和次要街道十字路口的交通灯控制器。主要街道绿灯亮6秒，次要街道的红灯亮；接着主要街道黄灯亮2秒，次要街道的红灯仍然亮；紧接着次要街道的绿灯亮3秒，这时主要街道红灯亮；然后次要街道的黄灯亮1秒，主要街道红灯依然亮，最后主要街道绿灯亮，次要街道变红灯，依此顺序循环控制。

2．用计算机画出设计电路图，进行仿真分析验证其正确性。

3．写设计说明书一份（画总原理框图以及说明主要工作原理，单元电路的设计和元器件的选择，画出完整的电路图和元器件明细表，收获、体会及建议）。

题目十数字频率计

设计任务与要求：

1．测量范围10~10KHz，精度1Hz。自己确定显示数字位数，但是要满足测量精度。电路具有清零功能。

2．对方波信号进行测频。测量结束显示器上的数字稳定显示，直到下一次测量。

3．被测信号可由EDA软件和方波信号源给定。

4．用计算机画出设计电路图，进行仿真分析验证其正确性。

5．写设计说明书一份（画总原理框图以及说明主要工作原理，单元电路的设计和元器件的选择，画出完整的电路图和元器件明细表，收获、体会及建议）。

题目十一电子秒表电路

设计任务与要求：

1. 秒表具有计时、停止、清零的功能。

2. 计时范围为0.01秒～9分钟。

3. 用计算机画出设计电路图，进行仿真分析验证其正确性。

4. 写设计说明书一份（画总原理框图以及说明主要工作原理，单元电路的设计和元器件的选择，画出完整的电路图和元器件明细表，收获、体会及建议）。

题目十二万年历

设计任务与要求：

1．可从公元0年记时到公元9999年，用八段数字显示器显示年、月、日。

2．可智能校正每月天数，由于每个月份的天数不等，不少日历电路还需使用者在月末调整日期，本电路需解决这一问题，为使用者提供方便。

3．平年、润年的控制，亦无须用户调整二月份的天数，附加润年显示，当平、润年数字显示器显示一个特定数值时表示该年是润年。

4．星期显示功能，星期与日期一一对应。

5．用户可以方便的修改年、月、日、星期。

题目十三音盒

设计任务与要求：

设计一个八音盒，自动演奏乐曲（乐曲自编）。

传统的八音盒使用微处理器和音频处理电路实现，随着EDA技术的发展，基于可编程逻辑器件的数字电子系统设计的完整方案越来越受到人们的重视，并且以EDA技术为核心的能在CPLD/FPGA上进行系统芯片集成的新设计方法也正在快速地取代基于PCB板的传统设计方式。

要点：

1）音阶与频率的关系；

2）使用HDL产生不同的音乐频率；

题目十四数字周期测量电路

设计任务与要求：

1. 测量范围：100 μS～99 mS，精度10μS。

2. 对方波信号进行测量。

3. 被测信号可由EDA软件和方波信号源给定。

4. 用计算机画出设计电路图，进行仿真分析验证其正确性。

5. 写设计说明书一份（画总原理框图以及说明主要工作原理，单元电路的设计和元器件的选择，画出完整的电路图和元器件明细表，收获、体会及建议）。

题目十五微波炉控制器

设计任务与要求：

1．微波炉控制器基本功能：通电后控制系统首先处于一种复位状态。在工作时首先按SET键设置烹调时间，同时4个七段数码管显示时间信息(设系统最长的烹调时间为59分59秒)。再按“开始”T键后系统进入烹调状态，使微波产生电路通电；此时4个七段数码管每

隔一秒钟变化一次（作减计数），用以刷新还剩多少时间结束烹调。烹调结束后，系统回到复位状态。

2．系统也可以通过按“重置”键随时回到复位状态。在复位状态下，按“测试”键在4个数码管上会显示“8888”的信息，它可以测试4个七段数码管工作是否正常。

3. 用计算机画出设计电路图，进行仿真分析验证其正确性。

4. 写设计说明书一份（画总原理框图以及说明主要工作原理，单元电路的设计和元器件的选择，画出完整的电路图和元器件明细表，收获、体会及建议）。

题目十六电子密码锁

设计任务与要求：

1．用电子器件设计制作一个密码锁，使之在输入正确的代码时开锁。

2．在锁的控制电路中设一个可以修改的4位代码，当输入的代码和控制电路的代码一致时锁打开。

3．用红灯亮、绿灯灭表示关锁，绿灯亮、红灯灭表示开锁

4．如5s内未将锁打开，则电路自动复位进入自锁状态，并发出报警信号。

5．用计算机画出设计电路图，进行仿真分析验证其正确性。

6．写设计说明书一份（画总原理框图以及说明主要工作原理，单元电路的设计和元器件的选择，画出完整的电路图和元器件明细表，收获、体会及建议）。

题目十七简易洗衣机控制器

设计任务与要求

1．设计一个电子定时器，控制洗衣机按如下洗涤模式进行工作：

停机2．当定时时间达到终点时，一方面使电机停机，同时发出音响信号提醒用户注意。

3．用两位数码管显示洗涤的预置时间（以分钟为单位），按倒计时方式对洗涤过程作计时显示，直到时间到而停机。

4．三只LED灯表示“正转”、“反转”和“暂停”3个状态。

5．画出电路原理图。用计算机画出设计电路图，进行电路的仿真分析与调试，验证其正确性。

6．写设计说明书一份（画总原理框图以及说明主要工作原理，单元电路的设计和元器件的选择，画出完整的电路图和元器件明细表，收获、体会及建议）。

题目十八点阵“人在湖工”

设计任务与要求

利用点阵滚动显示四个简单的汉字“人在湖工”

在火车站、机场、饭店等公共场所，都能看到美观、实用的显示屏，人们可以从中获得所需的汉字信息，它们很多都采用的是点阵显示计数。基于8×8点阵的汉字静止/运动显示，它是很多复杂显示的基础。利用EDA技术实现LED点阵屏的扫描和动态显示；掌握多个静止/运动汉字显示的设计方法。

题目十九步进电机控制器

要求：编写HDL代码来驱动步进电机动作，采用四相四拍的工作方式，即

A→B→C→D→A→…。通过拨动开关使其正转、反转；通过按下相应的按键开关使其旋转相应的角度。

数字电子技术课程设计报告要求（参考）

××××设计报告（二号黑体）

一. 设计要求（三号宋体）

说明：指所设计题目的具体要求×××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××

（1）．××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××

（2）．××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××

（3）．××××××××××××××（小四号宋体）

二. 设计的作用、目的（三号宋体）

×××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××

×××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××（小四号宋体）

三.设计的具体实现（三号宋体）

1．系统概述（小三号宋体）

简单介绍系统设计思路与总体方案的可行性论证，各功能块的划分与组成，全面介绍总体工作过程或工作原理。

××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××（小四号宋体）

2．单元电路设计、分析与仿真（小三号宋体）

详细介绍各单元电路的选择、设计及工作原理分析、仿真，并介绍有关参数的计算及元器件参数的选择等。

×××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××（小四号宋体）

3．电路的安装（仿真）与调试（小三号宋体）

介绍电路安装（仿真）调试过程中所遇到的主要技术问题，给出现象记录、原因分析、解决措施及效果，详细介绍电路的性能指标或功能的测试方法、步骤、仪器设备、记录的图表和数据。

×××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××（小四号宋体）

四．心得体会及建议（三号宋体）

×××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××（小四号宋体）

元器件明细表（主要用于列出本次课程设计中所用的全部元器件），附图要求用A4纸画出电路原理图，并打印仿真电路图（接线图），附于设计报告中。

六．参考文献（三号宋体）

参考文献的格式如下：

序号·作者名·书刊名·出版杜·出版时间(刊号)·（小四号宋体）