基于Moodle的数字教材设计_以_数字电路_课为例

收稿日期:2012-12-26

作者简介:刘焕,太原大学外语师范学院信息技术系助教,研究方向:计算机应用。

基于Moodle 的数字教材设计

以 数字电路!课为例

何 江

(太原大学外语师范学院,山西太原 030012)

摘 要: 数字电路!复杂的知识结构和较高要求的动手能力,给很多专业教师教学上带来困难。本研

究通过自由软件Moodle 平台,利用其整合性、互动性、管理性的特征,结合网络资源和自编

的 数字电路!课数字教材,以多媒体和动画方式呈现 数字电路!课的原理、标准、规范以及经典数字电路制作过程等复杂的内容,构建出适合高职高专学生学习的创新课程。

关键词:Moodle;数字电路;数字教材

中图分类号:TN79 文献标识码:A 文章编号:1009-9522(2013)01-0028-03

1 研究背景与动机

数字电路!课不像其它科目有系统性的教材版本和固定的评价模式,其开发形式与技术一直是不断变化的,但随着社会经济文化的变迁、信息传递方式的迅速变化, 数字电路!教学必需在目标、性质与形式上不断突破,才能符合实际的需求。目前市面上的 数字电路!课的?多媒体#教材十分缺乏,无法满足学生学习的实际需求。本研究希望以教学平台整合自编数字教材,设计出适合 数字电路!课教学的创新课程,帮助教师解决 数字电路!课教学困境。2 研究目的

本研究运用多媒体及动画技术,以数字方式呈现复杂的 数字电路!课教学过程,并以情境方式导入教学内容的核心,让学习者通过系统接口的情境对话,学习到 数字电路!课的专业知识。本研究尝试以容易架设、可轻松自行创作课程的Moodle 教学平台,设计并实施 数字电路!教学数字课程,通过教学平台整合 数字电路!课教学资源,随着学生的学习历程,逐步呈现教材和网络资源的连结,把?资源#合并到?过程#中,开发适合学生学习的主题式 数字电路!数字课程、增进教师在实践 数字电路!课程的能力以及学生学习成效,以达到教学资源共享的目的。3 文献探讨3 1

数字电路!课程特点

在教学活动的规划上,我们认为传统 数字电路!课教

学大体上离不开以渐进式、阶层式的单轴线性的开发模式,而网络教学平台资料库的功能,不但能解决庞大 数字电

路!课教材资料的存放与取用,也能突破教学上空间与时间的限制。因此,在现今信息迅速扩展的环境下,教学设计配合网络平台,既可满足个别差异的需求,也能提供多元化、多渠道、多重组合的自主性学习模式。3 2 Moodle 网络教学平台

Moodle 平台是由澳洲人Martin Dougiamas 根据数字学习理论所开发出的远距教学平台,是针对协助教育者建构一个有质量的在线课程而设计。Moodle 简易的整合及操作功能,很适合教学者作轻松的教学规划,其优势如下:

? 零成本:自由免费软件,不需花费。

? 易用性:Moodle 采用所见即所得编辑器,使用者可轻易上手。

? 互动性:Moodle 提供了非常实用的互动功能如Wiki 、讨论区、聊天室等,增添教学的互动性。

? 扩充性:可以在Moodle 内嵌入各种活动模组插件,只要上官方网站即可免费下载安装。

? 灵活性:使教师组织课程极为灵活,可以增减模组、控

制课程设定、自订网站版面与风格、选择课程的格式、配置课程活动和呈现完整的在线学习历程纪录。4 数字电路!课教学课程设计4 1 设计理念

本研究的教学设计理念从课程目标、适合对象、教材选择、工具软件、教学策略和课程规划等六个面向来做课程分析:4 1 1 课程目标

希望学生在学习后,在技能方面,能学到多媒体课件制作

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的技能与多媒体积件的制作。在认知方面,能了解 数字电路!知识的基本框架结构。本课程适用于高职高专的专业学生。4 1 2 教材选择

教材与学生所看过的感受与喜爱的经验如果缺乏有意义的关联,教材将变成纯粹的形式和符号。没有经验的知识作为吸收新经验的桥梁,也缺乏吸收新事物的欲望与需要。因此,为使学习者与经验做结合,并产生学习动机,教材应尽量选择与日常生活贴近的素材。4 1 3 工具软件

本课程以Moodle 平台整合网络资源及自制 数字电路!课数字教材,搭配Moodle 多元化的课程设计功能,包含在线资源、讨论区、上传作业和在线测验等,通过互动模式与在线反馈,让学习获得好的效果。数字教材以S treamAuthor 串流大师和Flash 软件为主,制作出多层次质感的互动影音教材。4 1 4 教学策略

为引起学生学习动机,首先以多媒体对计算机科技的影响做简介。接着播放自编数字教材,通过教学情境,引导出学习重点,了解学习目标。并使用分段式影片解说,强调认识多媒体计算机的不同部分,将动作步骤化、学习者能按照自我程度控制教材速度和反复学习。最后由教师适当的引导与协助,通过实境学习的直接经验,由视觉感知转换成动觉体验,

强化学生对学习内容深刻的印象。

图1 教学设计

4 2 教学流程

4 2 1 引起动机

进入Moodle 学习平台后,学生进行注册,本课程为期

十六周,每周两节,使用混合教学模式,包括网络同步、异步教学,配合计算机教室的设备与资源进行教学活动。以讨论和提问方式了解学习重点,引起学生探索的兴趣,单元课程结束后,教师和学生也同样以对话方式复习所学,并提出新思维,激发学生的想象空间。

4 2 2 观赏数字教材

以情境对话引导学生进入学习内容后,请学生观赏工具材料、主板制作、基本造型和芯片结构等单元的数字教材,教材主要用串流大师为主要制作软件,每段约2-5分钟。课程大量使用影片示范解说,将 数字电路!操作依步骤分段呈现,内容包括工具材料的选择与使用、焊接技巧,芯片安装程序,学生可任意选择步骤段落重复观看。课程中穿插有趣的Flash 在线测验游戏,以拖曳方式找出正确的工具和材料,希望学生能通过生动有趣的游戏内容,轻松复习所学。4 2 3 实际制作

实际操作在技能学习中是不可或缺的一环,如果没有纯熟的操作,则无法确切掌握计算机结构。教师在实际操作过程中,应扮演辅助的角色,让学生真实感受与体会细微的动作,在视觉与触觉的转换过程中得到正确的指导。完成的作品由学生拍照上传至Moodle 平台的讨论区,通过师生或同学间的观察与讨论,给予建议和鼓励,强化学习成效。4 2 4 补充教材

数字电路!课制作过程十分冗长,需经历许多程序才能完成作品,了解这些过程,对于作品的完整性将会有增强效果。补充教材将 数字电路!课制作的流程、操作方式,用Flash 软件制作,内容以照片和文字呈现,让学生更多方面了解 数字电路!课的制作过程。4 2 5 作品赏析

教师将学生作品与心得作业做整合,以串流大师结合Au thorware 软件制成在线作品展,清楚呈现作者制作的感受,通过Agent 生动有趣的讲解,并提示观察的角度与方法,让学习者更了解制作者的制作过程,开阔学生的视野。4 2 6 在线评价

课程最后,以在线互动评价机制确定学习成效。先让学生回忆并复习操作内容。再用平台设置测验机制做总结性评价,教师可依据学生程度作试题难易度的调整,测验后平台会自动计算及统计成绩,迅速方便。并配合学习单的撰写,做到质与量的精确评价。

5 结论

本研究以本校4个班级学生共135人做教学实验,分实验组与控制组各2班,使用 数字电路!课教室与计算机教室的设备资源。控制组使用传统讲述式和现场示范教学,实验组则以数字平台课程做体验,以问卷、学习单、心得作业与作品成果为评价数据。

研究结果显示,数字课程生动的多媒体场景及动画的图像特征,不仅可增强学生的学习动机,比传统教学更能加深学习印象,也可在示范过程中,感受到视觉的完整性与操作的自主性;而在实际操作课程中,教师不需太多的指导便能

(下转第20页)

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(何江:基于Moodle 的数字教材设计 以 数字电路!课为例)

体系。

3 实训基地工作岗位化、服务流程化

实训基地是一个综合平台,兼备教学和生产特征,参照学生主要就业岗位,在校内实训基地设置工作岗位,是企业化的直接体现,以专业培养目标和企业用人需求为中心,根据主要就业岗位工作流程和教学需要,制定校内实训基地各个工作岗位的工作职责和服务或工作流程,就能够真正实现教学与生产相结合、技术服务与应用研究相结合、技能训练与实际生产作业相结合,学生与企业工作岗位零距离接触,在工作内容、服务流程和管理制度等方面均有助于学生专业技能综合应用能力的提升,从中做到?做中学#、?学中做#、工学结合。还以汽车检测与维修技术专业为例,实训中心要作为校内技术服务的主要场所,相应设置服务经理、技术总监、车间主任、维修班组长和维修班组员工等岗位,开设汽车技术咨询、常规保养、零部件更换、故障诊断与排除等服务项目,配套制定岗位工作职责与工作流程、安全操作规程、汽车维修运行管理机制、生产性实训实施方案和维修质量检验制度等,即可实现教学与生产相结合、技术服务与应

用研究相结合、技能训练与实车作业相结合,在工作内容、管理制度和质量监控等方面保障师生专业技能综合应用能力训练和提升。

高职院校校内实训基地建设是系统工程,不能闭门造车、盲目投入,要吸引企业积极参与,包括规划论证、区域布局、设施配备、岗位设置及运行管理等各个方面,同时也要考虑学校自身特点与培养定位,要科学规划、系统设计,保证学生在学校期间能够有更多的职业岗位体验和企业感知。

参 考 文 献

%1&武咏梅 议新加坡高等职业教育的特色及其借鉴意义[J] 出国与就业,2011 7

%2&麦影 职业教育?工学结合#之途径分析[J] 安徽商贸职业技术学院学报,2011,(4)

%3&刘海蓉 南洋理工学院-教学工厂-模式与启示[J] 晋城职业技术学院学报,2011,(6)

%4&王强 我国高职院校与南洋理工学院(NYP)办学特色

差异比较研究[J] 教育与职业,2010,(11)

Transplanting ?Teaching Factory #C oncept of NY P in Establishment of

Practice Training Base in C ollege

Sun Haibo ,Ni Jinshang

(Changzhou Insti tute of Engineering Technology,Changzhou,Suzhou,213164)

Abstract:?T eaching factory #concept of Sin gapore Nanyang Polytechnic College is proposed to transplant into the building of practice training base of China ?s higher education.The advantages of doin g so are as follows:the practice train ing base can be operationalized;the teaching process worked as items and facili ties modernized.The base can be managed like the factory,setting different posts and serving the whole process.The results of doing so are to establish the higher vo cational educati on with China ?s characteristics and to build the practice training base suited to the colleges.

Key words:NYP;teaching factory;practice trai ning base;establishment

(上接第29页)

轻松完成作品,而丰富的补充教材内容,有效提升学生 数字电路!课知识的效率。有趣的互动讨论区和作品,更带给学生实质的鼓舞。整体的学习效果确实比传统教学优秀。

参 考 文 献

%1&张永忠,曾美霞 在线学习资源中的交互式问题设计

[J] 中国电化教育 2011(08):45-49

%2&黎加厚 Moodle 课程设计[M ] 上海:上海教育出版

社,2007 %3&樊子牛,王华,何英,胡珊 基于Moodle 平台辅助大学

英语听力教学的实证研究[J] 中国电化教育 2010(11):78-84

%4&王林发 基于Moodle 的?中国小说欣赏#项目学习实践

与探索 以高中语文选修课 水浒传!为例[J] 中国电化教育 2010(12):36-41

Digital Textbook Design Based on Moodle Take ?Digital C ircu it #for Example

He Jiang

(Foreign Language Normal College of Taiyuan Uni versity,Taiyuan,Shanxi,030012)

Abstract:Complex knowledge structure and hi gher requirements of the p ractical ability make it difficult for many pro fessional teachers ?teaching.Through the free software Moodle platform,this research combined the internet sources and the ?digital circuit #course of digital textbooks.It can show the theory,standards,pri nciples and the processes of the classic digi tal circui t through the multi media and ani mation,thus constructi ng the innovative curriculum suited to the hi gher voca tional college s tudents ?learning.

Key words:Moodle;digital circuit;digital textbook

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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

66 数字电路综合设计

6.6 数字电路综合设计 6.6.1汽车尾灯控制电路 1. 要求：假设汽车尾部左右两侧各有三个指示灯(用发光二极管模拟)，要求汽车正常运行时指示灯全灭；右转弯时，右侧3个指示灯按右循环顺序点亮；左转弯时左侧三个指示灯按左循环顺序点亮；临时刹车时所有指示灯同时闪烁。2．电路设计： (1)列出尾灯和汽车运行状态表如表6.1所示 (2)总体框图：由于汽车左或右转弯时，三个指示灯循环点亮，所以用三进制计数器控制译码器电路顺序输出低电平，从而控制尾灯按要求点亮。由此得出在每种运行状态下，各指示灯和各给定条件(S1、S0、CP、Q1、Q0)的关系，即逻辑功能表(如表6-2所示(表中0表示灯灭，1表示灯亮)。 由表6-2得总体框图如图6.6-1所示 图6.6-1汽车尾灯控制电路原理框图

(3)单元电路设计 三进制计数器电路可根据表6-2由双J—K触发器74LS76构成。 汽车尾灯控制电路如图6.6-2所示，其显示驱动电路由6个发光二极管构成；译码电路由3—8线译码器74LSl38和6个和门构成。74LSl38的三个输入端A2、A1、A0分别接S1、Q1、Q0，而Q1Q0是三进制计数器的输出端。当S1＝0，使能信号A=G=1，计数器的状态为00，01，10时，74LSl38对应的输出端 Y、１Y、２Y依次为0有效(３Y、４Y、５Y信号为“1” ０ 无效)，反相器G1—G3的输出端也依次为0，故指示灯D1→D2→D3按顺序点亮，示意汽车右转弯。若上述条件不变，而S1＝1，则74LSl38对应的输出端 Y、５Y、６Y依次为0有 ４ 效，即反相器G4～G6的输出端依次为0，故指示灯D4→D5→D6按顺序点亮，示意汽车左转弯。当G＝0，A=1时，74LSl38的输出端全为1，G6～G1的输出端也全为1，指示灯全灭；当G＝0，A＝CP时，指示灯随CP的频率闪烁。 对于开关控制电路，设74LSl38和显示驱动电路的使能

高速数字电路设计方案

高速数字电路设计方案高速数字设计 高速数字电路设计跟低速数字电路设计不同的是：他强调组成电路的无源部件对电路的影响。这些无源器件包括导线、电路板和组成数字产品的集成电路。在低速设计中，这些部件单纯 的只是电路的一部分，根本不用多做考虑，可是在高速设计中，这些部件对电路的性能有着直接的影响。 高速电路设计研究的主要内容是以下几个方面： 1、无源电路单元是如何影响信号传输的(振铃和反射)。 2、信号间的相互影响(串扰)。 3、与周围环境间如何影响(电磁干扰)。 我们在下面的几个小节里面首先介绍一下频率、时间和距离相互之间的一些关系。

1.1 频率和时间 在低频电路里面，我们可以随便直接使用一个导线把两个电路连接起来，但是在高频电路中我们不能这样做，我们只能使用一个宽一些并且是平整的物体才可以把两个电路短接起来。这是因为在低频电路中没有什么影响的导线，到了高频电路中，就变成了一个电感。这是一个普遍的现象吗?难道真的是一个电路不能在可变化的频率范围内工作?电路的参数真是对频率敏感的吗?

是的。如果我们给一个电路画出以频率为底的对数曲线，没有一个电路参数能够在频率增加10倍或者20倍以后保持不变的。因此必须考虑每个电参数的有效频率范围。 我们先来研究一下在频率很低(周期很长)的电路中的电路 特性，然后我们再来研究在高频时电路会有什么变化。 如果一个正弦波的频率是10-12 HZ，也就是说他完成一个周期需要30000年。这样的一个波形在TTL电平里每天的变化不会超过1微伏，这样的频率确实太低了，不过他还没有等于0。 这个时候我们用示波器来观察这个波形，实际上我们观察不到任何变化，因为它的周期太长了，要等到他变化完成一个周期，设备都已经风化了。 相反我们再来考虑一下如果频率是10+12 又会如何?这时候，参数变化太大了，本来在低频时候是0.01欧姆的电阻，当频率到了1GHZ 时，由于趋肤效应，变成了1欧姆，不但如此，还增加了一个50欧姆的感抗。 频率到底在多高的范围内会对高速电路设计造成影响?图1.1是一个随机数字脉冲与它的频谱 重要部分的关系图，回答了这个问题。

日本的电子工程师们写的一套书

以下是日本的电子工程师们写的一套书，相当好，堪称电子系统设计里面的经典之作！！！ 不管你们搞不搞电子设计，能精读其中的几本，也会使你们能像工程师那样思考问题，变得更专业！！！ 最重要的是，这套书非常精简，有一定的理论解释，同时更偏重于工程应用和设计实例，比较适合广大电子类工科学生和电子设计爱好者们！！！ 电子系统设计，模拟电路很重要，也是每个电子系统设计者必备的基础知识和基本技能，模拟电路的设计水平往往决定了电路系统的整体指标和整体性能，因此希望你们不管自己偏向于数字方向、嵌入式方向还是模拟电路方向，都要最起码了解模拟电路的基本原理和常见电路形式。 当然，这些书都是希望大家在学有余力的情况下，根据自己的喜好和方向选择性阅读，切不可耽误自己正常上课的时间和精力。因为本人是做仪器仪表和信号类方向，考虑到模拟电路的重要性，只推荐几本信号相关的模拟电路书籍（红色标记），供大家课余时间阅读。 张军，拜上。写于2010年10月8号，电子科大清水河校区。

一、实用电子电路设计丛书（系列） 1、晶体管电路设计（上） 2、晶体管电路设计（下） 3、数字逻辑电路和ASIC设计 4、数字系统设计 5、OP放大电路设计 6、振荡电路的设计与应用 二、图解实用电子技术丛书（系列） 1、OP放大器应用技巧100例 2、模拟技术应用技巧101例 3、传感器应用技巧141例 4、存储器IC的应用技巧 5、电子元器件应用技术 6、锁相环PLL电路设计与应用 7、电子元器件的选择与应用 8、LC滤波器设计与制作 9、高频电路设计 10、高低频电路设计与制作—从放大电路的设计到安装 技巧 11、数字电路设计 12、高频电路设计与制作

《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） ． CD 401 7 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。它与时基集成电路555一样，深受广大电子科技工作者和电子爱好者的喜爱。目前世界各大通用数字集成电路厂家都生产40171C，在国外的产品典型型号为CD4017，在我国，早期产品的型号为C217、C187、CC4017等。 （2）CD4017C管脚功能 CMOSCD40171C采用标准的双列直插式16脚塑封，它的引脚排列如图3-3(a)所示。 CC4017是国标型号，它与国外同类产品CD4017在逻辑功能、引出端和电参数等方面完全相同，可以直接互换。本书均以CD40171C为例进行介绍，其引脚功能如下： ①脚(Y5)，第5输出端；②脚(Y1)，第1输出端，⑧脚(Yo)，第0输出端，电路清零 时，该端为高电平，④脚(Y2)，第2输出端；⑤脚(Y6)，第6输出端；⑥脚(Y7)，第7输出端；⑦脚(Y3)，第3输出端；⑧脚(Vss)，电源负端；⑨脚(Y8)，第8输出端，⑩脚(Y4)，第4输出端；11脚(Y9)，第9输出端，12脚(Qco)，级联进位输出端，每输入10个时钟脉冲，就可得一个进位输出脉冲，因此进位输出信号可作为下一级计数器的时钟信号。13脚(EN)，时钟输入端，脉冲下降沿有效；14脚(CP)，时钟输入

数字电路课程设计报告

课程设计任务书 学生姓名：吴培力专业班级：信息SY1201 指导教师：刘可文工作单位：信息工程学院 题目: 数字式电子锁的设计与实现 初始条件： 本设计既可以使用集成电路和必要的元器件等，也可以使用单 片机系统构建数字密码电子锁。自行设计所需工作电源。电路组成 原理框图如图1，数字密码锁的实际锁体一般由电磁线圈、锁栓、 弹簧和锁柜构成。当线圈有电流时，产生磁力，吸动锁栓，即可开 锁。反之则不开锁。 图1 数字式电子锁原理框图要求完成的主要任务:（包括课程设计工作量及技术要求，以及说明书撰写等具体要求） 1、课程设计工作量：1周。 2、技术要求： 1）课程设计中，锁体用LED代替（如“绿灯亮”表示开锁，“红灯亮”表示闭锁）。 2）其密码为4位二进制代码，密码可以通过密码设定电路自行设定。 3）开锁指令为串行输入码，当开锁密码与存储密码一致时，锁被打开。当开锁密码与存储密码不一致时，可重复进行，若连续三次未将锁打开，电路则报警并实现自锁。（报警动作为响1分钟，停10秒） 4）选择电路方案，完成对确定方案电路的设计。计算电路元件参数与元件选择、并画出总体电路原理图，阐述基本原理。安装调试设计电路。 3、查阅至少5篇参考文献。按《武汉理工大学课程设计工作规范》要求撰写设计报告书。全文用A4纸打印，图纸应符合绘图规范。 时间安排： 1、年月日，布置作课设具体实施计划与课程设计报告格式的要求说明。 2、年月日至年月日，方案选择和电路设计。 3、年月日至年月日，电路调试和设计说明书撰写。 4、年月日，上交课程设计成果及报告，同时进行答辩。 指导教师签名：年月日 系主任（或责任教师）签名：年月日

数字电路课程设计

数字电路课程设计 一、概述 任务：通过解决一两个实际问题，巩固和加深在课程教学中所学到的知识和实验技能，基本掌握常用电子电路的一般设计方法，提高电子电路的设计和实验能力，为今后从事生产和科研工作打下一定的基础。为毕业设计和今后从事电子技术方面的工作打下基础。 设计环节：根据题目拟定性能指标，电路的预设计，实验，修改设计。 衡量设计的标准：工作稳定可靠，能达到所要求的性能指标，并留有适当的裕量；电路简单、成本低；功耗低；所采用的元器件的品种少、体积小并且货源充足；便于生产、测试和维修。 二、常用的电子电路的一般设计方法 常用的电子电路的一般设计方法是：选择总体方案，设计单元电路，选择元器件，计算参数，审图，实验（包括修改测试性能），画出总体电路图。 1．总体方案的选择 设计电路的第一步就是选择总体方案。所谓总体方案是根据所提出的任务、要求和性能指标，用具有一定功能的若干单元电路组成一个整体，来实现各项功能，满足设计题目提出的要求和技术指标。 由于符合要求的总体方案往往不止一个，应当针对任务、要求和条件，查阅有关资料，以广开思路，提出若干不同的方案，然后仔细分析每个方案的可行性和优缺点，加以比较，从中取优。在选择过程中，常用框图表示各种方案的基本原理。框图一般不必画得太详细，只要说明基本原理就可以了，但有些关键部分一定要画清楚，必要时尚需画出具体电路来加以分析。 2．单元电路的设计 在确定了总体方案、画出详细框图之后，便可进行单元电路设计。 （1）根据设计要求和已选定的总体方案的原理框图，确定对各单元电路的设计要求，必要时应详细拟定主要单元电路的性能指标，应注意各单元电路的相互配合，要尽量少用或不用电平转换之类的接口电路，以简化电路结构、降低成本。

数字电路课程设计弹道设计

淮海工学院 课程设计报告书 课程名称：电子技术课程设计（二）题目：弹道计时器设计 系（院）： ////// 学期： 2010-2011-1 专业班级： 88 姓名： 999999 学号： 555555

一、所选课题： 弹道计时器的设计 二、任务与要求 设计一个用来测量手枪子弹等发射物速度的便携式电池供电计时器，这种计时器可用来测定子弹或其他发射物的速度。竞赛射手通常用这种设备来测定装备的性能。 基本操作要求是：射手在两个分别产生起始测量脉冲和终止测量脉冲的光敏传感器上方射出一个发射物，两个光传感器（本例中假定为阴影传感器）分开放置，两者之间的距离已知。发射物在两个传感器之间的飞行时间直接与发射物的速度成正比。如下图所示，当子弹等发射物从上方经过起始传感器产生ST 信号，经过终止传感器时产生SP 信号。传感器之间的距离是固定的。通过测量子弹等发射物经过传感器之间的时间T 就可计算出子弹的速度V=S/t 。 图1 三、方案制定 使用中规模集成电路设计弹道计时器。此方案中主要用到555定时器、十进制计数器、译码器、七段数码管以及一些小型门电路和触发器等。 四、弹道计时器的原理 运用中规模集成电路设计本课题要分为一下几点： （1）传感器对计数器的控制。 在传感器的选择上，要注意传感器的输出信号能否直接控制下一级电路。此论文中采用天幕靶控制计数器的工作与停止。天幕靶是一种光电传感器，它能将光信号转变成电信号，在子弹遮蔽第一个天幕靶时，即会产生一个脉冲，此脉冲带动计数器工作，在子弹遮蔽下一个天幕靶时又产生一个脉冲，让计数器停止工作。若将此脉冲作为使能信号， 就必须使其从子弹到达第一个天幕靶一直维持到 起始传感器 终止传感器 阳光 弹道

高速数字电路PCB设计中的阻抗控制

环测威官网：https://www.wendangku.net/doc/8815988958.html,/ 阻抗控制技术在高速数字电路设计中非常重要，其中必须采用有效的方法来确保高速PCB 的优异性能。 PCB上高速电路传输线的阻抗计算及阻抗控制 ?传输线上的等效模型 图1显示了传输线对PCB的等效影响，这是一种包括串联和多电容，电阻和电感（RLGC 模型）的结构。 串联电阻的典型值在0.25至0.55欧姆/英尺的范围内，并且多个电阻器的电阻值通常保持相当高。随着PCB传输线中增加的寄生电阻，电容和电感，传输线上的总阻抗被称为特征阻抗（Z 0）。在线直径大，线接近电源/接地或介电常数高的条件下，特征阻抗值相对较小。图3示出了具有长度dz的传输线的等效模型，基于该模型，传输线的特征阻抗可以推导为 公式：。在这个公式中，L“传感线”是指传输线上每个单位长度的电感，而C是指传输线上每个单位长度的电容。 ?PCB上传输线的阻抗和延迟计算公式 PCB上的传输线阻抗和延迟计算公式

环测威官网：https://www.wendangku.net/doc/8815988958.html,/ 在上面的公式中，Z 0表示阻抗（欧姆），W表示线的宽度（英寸），T表示线的粗细（英寸），H表示到地面的距离（英寸），是指衬底的相对介电常数，t PD是指延迟时间（ps / inch）。?传输线的阻抗控制布局规则 基于上述分析，阻抗和信号的单位延迟与信号频率无关，但与电路板结构，电路板材料的相对介电常数和布线的物理属性有关。这一结论对于理解高速PCB和高速PCB设计非常重要。而且，外层信号传输线的传输速度比内层传输速度快得多，因此关键线布局的排列必须考虑这些因素。 阻抗控制是实现信号传输的重要前提。但是，根据传输线的电路板结构和阻抗计算公式，阻抗仅取决于PCB材料和PCB层结构，同一线路的线宽和布线特性不变。因此，线路的阻抗在PCB的不同层上不会改变，这在高速电路设计中是不允许的。 本文设计了一种高密度高速PCB，板上大多数信号都有阻抗要求。例如，CPCI信号线的阻抗应为650欧姆，差分信号为100欧姆，其他信号均为50欧姆。根据PCB布线空间，必须使用至少十层布线，并确定16层PCB设计方案。 由于电路板的整体厚度不能超过2mm，因此在堆叠方面存在一些困难，需要考虑以下问题：1）。每个信号层具有与其相邻的图像平面，以保护阻抗和信号质量。 2）。每个电源平面都有完整的接地层，因此可以很好地保证电源的性能。 3）。电路板的堆叠需要平衡，避免电路板翘曲。

数字电子技术课程设计报告(数字钟)

目录 一．设计目的 (1) 二．实现功能 (1) 三．制作过程 (1) 四．原理框图 (3) 4.1 数字钟构成 (3) 4 .2设计脉冲源 (4) 4.3 设计整形电路 (5) 4.4 设计分频器 (5) 4.5 实际计数器 (6) 4.6 译码/驱动器电路的设计 (7) 4.7 校时电路 (8) 4.8 整点报时电路 (9) 4.9 绘制总体电路图 (10) 五．具体实现 (10) 5.1电路的选择 (10) 5.2集成电路的基本功能 (10) 5.3 电路原理 (11) 六．感想与收获 (12) 七．附录 (14)

数字电子技术课程设计报告 一、设计目的 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性和直观性，且无机械装置，具有更更长的使用寿命，因此得到了广泛的使用。 数字钟从原理上讲是一种典型的数字电路，其中包括了组合逻辑电路和时序电路。 钟表的数字化给人们生产生活带来了极大的方便，而且大大地扩展了钟表原先的报时功能。诸如定时自动报警、按时自动打铃、时间程序自动控制、定时广播、定时启闭电路、定时开关烘箱、通断动力设备，甚至各种定时电气的自动启用等，所有这些，都是以钟表数字化为基础的。因此，研究数字钟及扩大其应用，有着非常现实的意义。 石英数字钟，具有电路简洁，代表性好，实用性强等优点，在数字钟的制作中，我们采用了传统的PCMS大规模集成电路为核心，配上LED发光显示屏，用石英晶体做稳频元件，准确又方便。 二、实现功能 ①时间以12小时为一个周期； ②显示时、分、秒； ③具有校时功能，可以分别对时及分进行单独校时，使其校正到标准时间； ④计时过程具有报时功能，当时间到达整点前10秒进行蜂鸣报时；

数字电路课程设计

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

数字电子钟课程设计报告-数电

华东交通大学理工学院课程设计报告书所属课程名称数字电子技术课程设计题目数字电子钟课程设计分院电信分院 专业班级10电信2班 学号20100210410201 学生姓名陈晓娟 指导教师徐涢基 20 12 年12 月18 日

目录 第1章课程设计内容及要求 (3) 第2章元器件清单及主要器件介绍 (5) 第3章原理设计和功能描述 (10) 第4章数字电子钟的实现 (15) 第5章实验心得 (17) 第6章参考文献 (18)

第1章课程设计内容及要求 1.1 数字钟简介 20世纪末，电子技术获得了飞速的发展。在其推动下，现代电子产品几乎渗透了社会的各个领域，有力地推动了社会生产力的发展和社会信息化程度的提高，同时也使现代电子产品性能进一步提高、产品更新换代的节奏也越来越快。数字钟已成为人们日常生活中必不可少的生活日用品。广泛用于个人家庭以及车站、码头、剧场、办公室等公共场所，给人们的生活、学习、工作、娱乐带来极大的方便。由于数字集成电路技术的发展和采用了先进的石英技术，使数字钟具有走时准确、性能稳定、集成电路有体积小、功耗小、功能多、携带方便等优点。 因此本次设计就用数字集成电路和一些简单的逻辑门电路来设计一个数字式电子钟，使其完成时间及星期的显示功能。多功能数字钟采用数字电路实现对“时”、“分”、“秒”数字显示的计时装置。具有时间显示、走时准确、显示直观、精度、稳定等优点，电路装置十分小巧,安装使用也方便而受广大消费的喜爱。 1.2 设计目的 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。 1.3 设计要求 1. 设计一个有“时”、“分”、“秒”（23小时59分59秒）显示，且有校时功能的电子钟。 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. 画出框图和逻辑电路图、写出设计、实验总结报告。 4. 整点报时。在59分59秒时输出信号，音频持续1s，在结束时刻为整点。

『数字电路』课程设计指导书

『数字电路』课程设计指导书

『数字电路』课程设计指导书 一、教学目标 （一）课程性质 课程设计。 （二）课程目的 训练学生综合运用学过的数字电路的基本知识，独立设计比较复杂的数字电路的能力。 二、教学内容基本要求及学时分配 （一）课程设计题目 题目见附录I，原则上每人一题。 （二）设计内容 拿到题目后首先进行电路设计。然后在微机上进行原理图输入、编译和软件仿真，如满足设计要求，再进行下载和硬件实验。如硬件实验结果不满足要求，则修改设计，直到满足要求为止。 （三）设计要求 （1）按题目要求的逻辑功能进行设计，电路 2

各个组成部分须有设计说明； （2）必须采用原理图输入法； （3）软件仿真完成后，必须经教师允许方可进行下载； （四）使用的硬件和软件 硬件为可编程逻辑器件EPM7128S；软件为MAX+PLUSII。见附录。 三、主要教学环节 （一）设计安排 1. 课程设计时间为两周，每人一台微机； 2.第1、2天讲授设计需要的硬件和软件、 设计的要求、布置设计题目； 3.第3～8天学生进行设计； 4.第9、10天教师验收，然后学生撰写和 打印设计报告。 （二）指导与答疑 每天都有教师现场答疑，学生有疑难问题可找教师答疑。学时应充分发挥主观能动性，不应过 3

分依赖教师。 （三）设计的考评 设计全部完成后，须经教师验收。验收时学生要讲述自己设计电路的原理、仿真情况，还要演示硬件实验结果。 教师根据学生设计全过程的表现和验收情况给出成绩。 四、课程设计报告的内容和要求 （一）课程设计报告的内容 按附录中给出的报告模板进行编写，用A4纸打印，左侧装订。 （二）课程设计报告编写的基本要求 （1）按设计指导书中要求的格式书写，所有的内容一律打印； （2）报告内容包括设计过程、软件仿真的结果及分析、硬件仿真结果及分析； （3）要有整体电路原理图、各模块原理图； (4) 软件仿真包括各个模块的仿真和整体电路 4

流水线技术在高速数字电路设计中的应用

摘要：流水线技术是设计高速数字电路的一种最佳选择之一，对其实现原理作了较形象的阐述。针对加法器在DSP中的重要作用，对流水线加法器中流水线技术的应用作了较深入的说明。同时，对流水线技术中引入寄存器事项也作了较全面的阐述。 1 前言 数字信号处理技术(DSP)在许多领域都得到广泛的应用，在数字电路设计时，设计者都希望设计出具有理想速度的电路系统。目前，并行技术、流水线技术等都是很好的备选方案。对于组合逻辑电路占主要成分的电路中，流水线技术是首先考虑的技术。 现在，现场可编程门阵列FPGA的集成度已达到很高的程度，且设计灵活，可在实验室里进行，并具有丰富的寄存器，适合设计人员使用流水线技术来进行设计以提高数字电路的整体运行速度。 2 流水线技术的作用原理 流水线技术就是把在一个时钟周期内执行的操作分成几步较小的操作，并在多个较高速的时钟内完成。如图1、2所示，对图1中的两个寄存器间的数据通路，在图2中将其分成了3级，并在其间插入了两个寄存器，这就是流水线技术的使用。 图1常规的数据通路 图2采用流水线技术数据通路 对图1中的数据通路，设tpd≈x，则该电路(不考虑寄存器的影响)从输入到输出的最高时钟频率就为1/x。而在图z中，假设在理想情况下所分成的3级，每级的tpd≈x/3，则该电路从输入到输出的最高频率可提高到原来的3倍，采用流水线技术有效地提高了系统的时钟频率，因而在多个时钟周期连续工作情况下，就提高了整个系统的数据处理量。当然，这不包括电路中所加入的寄存器时延，因此每级的实际延迟应比x/ 3稍大。但在多个时钟周期连续工作情况下，可忽略不计，所以流水线技术能提高系统的数据流量。 3 流水线技术的设计应用 加法运算是最基本的数字信号处理(DSP)运算，减法、乘法、除法或FFT运算都可分解为加法运算。因此进行加法运算的加法器就成为实现DSP的最基本器件，因而研究如何提高其运行速度很有必要。 流水线技术在提高系统整体运行速率方面绩效显著，因而采用流水线技术的流水线加法器就成为继串联加法器、并行加法器之后在选择加法器时的首选。当然并行加法器也可使用流水线技术(即并行流水线加法器)来进一步提高加法器的运算速度。 下面就以一个4位流水线加法器的实现为例来说明流水线技术的应用，并以此说明流水线技术在高位加法器的应用。 3.1应用示例 在没有采用流水线技术时由二位加法器串联组成的4位加法器原理图，如图3所示(这是在没有加入寄存器

数字电路课程设计报告

目录 一.课程设计题目 二.设计的任务和要求 三.设计与调试 四.系统总体设计方案及系统框图 五.设计思路 六.电路连接步骤 七.电路组装中发生的问题及解决方案 八.所选方案的总电路图 九.实验结果 十.心得体会

一、课程设计题目 交通灯控制系统设计 二、设计的任务和要求 1）在严格具有主、支干道的十字路口，设计一个交通灯自动控制装置。要求：在十字路口的两个方向上各设一组红黄绿灯；顺序无要求； 2）设置一组数码管，以倒计时的方式显示允许通行或禁止通行时间。红（主：R,支：r）绿（主：G，支：g）黄（主：Y，支：y）三种颜色灯，由四种状态自动循环构成（Gr→Yr→Rg→Ry）;并要求不同状态历时分别为：Gr:30秒，Rg:20秒，Yr,Ry:5秒 三、设计与调试 1、按照任务要求，设计电路，计算相关参数，选择电子元器件 2、根据所设计的电路和所选择的器件搭接安装电路 3、接步骤进行调试电路 4、排除故障，最终达到设计要求 四、系统总体设计方案及系统框图 方案一：芯片设计 （1）芯片功能及分配 交通灯控制系统主要由控制器、定时器、译码器、数码管和秒脉冲信号发生器等器件组成。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。 1）系统的计时器是由74LS161组成，其中应因为绿灯时间为30秒，所以绿灯定时器由两块74LS161级联组成.74LS161是4位二进制同步计数器，它具有同步清零，同步置数的功能。 2）系统的主控制电路是由74LS74组成，它是整个系统的核心，控制信号灯的工作状态。 3)系统的译码器部分是由一块74LS48组成，它的主要任务是将控制器的输出翻译成6个信号灯的工作状态。整个设计共由以上三部分组成。 2）各单元电路的设计： 1. 秒脉冲信号发生器

数字电子技术课程设计

数字电子技术课程设计报告 指导老师:XXX 班级:XXX 学号:XXX 姓名:XXX 浙江理工大学本科课程设计任务书

1产品简介 红外线心率计就就是通过红外线传感器检测出手指中动脉血管的微弱波动,由计数器计算出每分钟波动的次数。但手指中的毛细血管的波动就是很微弱的,因此需要一个高放大倍数且低噪声的放大器,这就是红外线心率计的设计关键所在。通过本产品的制作,可以使学生掌握常用模拟、数字集成电路(运算放大器、非门、555定时器、计数器、译码器等)的应用。 2 红外线心率计工作原理 2、1 红外线心率计的原理框图 整机电路由-10V电源变换电路、血液波动检测电路、放大整形滤波电路、3位计数器电路、门控电路、译码驱动显示电路组成,如图1所示。 2、2 单元电路的工作原理 ⑴负电源变换电路 为简化实验的步骤,实验中直接用+12V、与-10V的电源代替负电源变换电路。 ⑵血液波动检测电路 实验中采用信号源发生器直接产生正弦波代替原来的血液波动检测电路。 ⑶放大、整形、滤波电路 放大、整形、滤波电路就是把传感起检测到的微弱电信号进行放大、整形、滤波,最后输出反映心跳频率的方波,如图5所示。其中LM741为高精度单运放电路,它们的引脚功能如图3 (b)所示。IC2、IC3、IC4都为LM741。

图5 信号放大、整形电路 因为传感器送来的信号幅度只有2～5毫伏,要放大到10V 左右才能作为计数器的输入脉冲。因此放大倍数设计在4000倍左右。两级放大器都接成反相比例放大器的电路,经过两级放大、反相后的波形就是跟输入波形同相、且放大了的波形。放大后的波形就是一个交流信号。其中A 1、A 2的供电方式就是正负电源供电,电源为+12V 、-10V 。 A 1、A 2与周围元件组成二级放大电路,放大倍数A uf 为: 40006666R R R R A 6 8 34uf ≈?=?= 由于放大后的波形就是一个交流信号,而计数器需要的就是单方向的直流脉冲信号。所以经过V 3检波后变成单方向的直流脉冲信号,并把检波后的信号送到RC 两阶滤波电路,滤波电路的作用就是滤除放大后的干扰信号。R 9、V 4组成传感器工作指示电路,当传感器接收到心跳信号时,V 4就会按心跳的强度而改变亮度,因此V 4正常工作时就是按心跳的频率闪烁。直流脉冲信号滤波后送入A 3的同相输入端,反相输入端接一个固定的电平,A 3就是作为一个电压比较器来工作的,就是单电源供电。当A 3的3脚电压高于2脚电压的时候,6脚输出高电平;当A 3的3脚电压低于2脚电压的时候,6脚输出低电平,所以A 3输出一个反应心跳频率的方波信号。 ⑷ 门控电路 555定时器就是一种将模拟电路与数字电路集成于一体的电子器件,用它可以构成单稳态触发器、多谐振荡器与施密特触发器等多种电路。555定时器在工业控制、定时、检测、报警等方面有广泛应用。 555定时器内部电路及其电路功能如图6(a)、(b)所示。555内部电路由基本RS 触发器FF 、比较器COMP 1、COMP 2与场效应管V1组成(参见图6(a))。当555内部的COMP 1反相输入 端(-)的输入信号V R 小于其同相输入端(+)的比较电压V CO (DD 3 2V V co =)时,COMP 1输出高电位,置触发器FF 为低电平,即Q=0;当COMP 2同相输入端(+)的输入信号S V 大于其反相输入端(-)的比较电压V CO /2(1/3V DD )时,COMP 2输出高电位,置触发器FF 为高电平,即Q=1。D R 就是直接复位端,0R D =,Q=0;MOS 管V 1就是单稳态等定时电路时,供定时电容C 对地放电作用。 注意:电压V CO 可以外部提供,故称外加控制电压,也可以使用内部分压器产生的电压,这时COMP 2的比较电压为V DD /3,不用时常接0、01μF 电容到地以防干扰。

数字与模拟电路设计技巧

数字与模拟电路设计技巧 模拟与数字技术的融合 由于IC与LSI半导体本身的高速化，同时为了使机器达到正常动作的目的，因此技术上的跨越竞争越来越激烈。虽然构成系统的电路未必有clock设计，但是毫无疑问的是系统的可靠度是建立在电子组件的选用、封装技术、电路设计与成本，以及如何防止噪讯的产生与噪讯外漏等综合考量。机器小型化、高速化、多功能化使得低频/高频、大功率信号/小功率信号、高输出阻抗/低输出阻抗、大电流/小电流、模拟/数字电路，经常出现在同一个高封装密度电路板，设计者身处如此的环境必需面对前所未有的设计思维挑战，例如高稳定性电路与吵杂(noisy)性电路为邻时，如果未将噪讯入侵高稳定性电路的对策视为设计重点，事后反复的设计变更往往成为无解的梦魇。模拟电路与高速数字电路混合设计也是如此，假设微小模拟信号增幅后再将full scale 5V的模拟信号，利用10bit A/D转换器转换成数字信号，由于分割幅宽祇有4.9mV，因此要正确读取该电压level并非易事，结果造成10bit以上的A/D转换器面临无法顺利运作的窘境。另一典型实例是使用示波器量测某数字电路基板两点相隔10cm的ground电位，理论上ground电位应该是零，然而实际上却可观测到4.9mV数倍甚至数十倍的脉冲噪讯(pulse noise)，如果该电位差是由模拟与数字混合电路的grand所造成的话，要测得4.9 mV的信号根本是不可能的事情，也就是说为了使模拟与数字混合电路顺利动作，必需在封装与电路设计有相对的对策，尤其是数字电路switching时，ground vance noise不会入侵analogue ground的防护对策，同时还需充分检讨各电路产生的电流回路(route)与电流大小，依此结果排除各种可能的干扰因素。以上介绍的实例都是设计模拟与数字混合电路时经常遇到的瓶颈，如果是设计12bit以上A/D转换器时，它的困难度会更加复杂。 虽然计算机计算速度很快，不过包含身边物理事象在内的输入数据都是模拟数据，因此必需透过计算机的A/D转换器，将模拟信号转换成为数字信息，不过模拟的输出信号level比数位信号低几个位数，一旦遇到外部噪讯干扰时，模拟信号会被 噪讯盖住，虽然模拟在恒时微小变化量上具有非常重要的意义，不过若被外部噪讯掩盖时就不具任何价值，尤其是温度、湿度、压力等模拟量是模拟信耗的基础，它对微弱的模拟电路具有决定性的影响。为配合数字机器高速化的趋势，今后对 高速模拟化技术的要求会越来越高。如图1所示随着数字高速化，数字信号也越来越近似模拟信号波形，为了忠实传送如此的信号必需使用模拟式的思维来往处理，也就是说高速化时代数字设计者必需同时需兼具模拟素养。

数字电路课程设计

课题名称：数字电子技术 所在院系：电气工程系 班级：093353班 学号：37 姓名：肖龙 指导老师：邓春丽、王文平 时间：2010(12.27-12.31)

数字电子课程设计任务书 教研室主任签字：年月日

目录 设计任务与要求 (3) 总体方案设计 (3) 部分电路工作原理 (3) 总体电路设计 (4) 实验器材清单 (7) 总结 (8) 参考文献 (8)

一、设计任务与要求 1、抢答器同时供8名选手或8个代表队比赛，分别用8个按钮S0～S7表示。 2、设置一个系统清除和抢答控制开关S，该开关由主持人控制。 3、抢答器具有锁存与显示功能。即选手按动按钮，锁存相应的编号，并在LED 数码管上显示，同时扬声器发出报警声响提示。选手抢答实行优先锁存，优先抢答选手的编号一直保持到主持人将系统清除为止。 4、参赛选手在进行抢答时，显示器上显示选手的编号，并保持到主持人将系统清除为止。 二、总体方案设计与论证 如图所示为总体方框图。其工作原理为： 1、接通电源后，主持人将开关拨到“清除”状态，抢答器处于静止状态，编号显示器和指示灯灭，等主持人将开关置“开始”位置后，抢答器处于等候状态，此时额可以进行抢答。 2、抢答器完成，优先判断抢答的组号，并将编号进行锁存，然后通过译码器将编号显示在七段数码管上，并且扬声器提示。 3、如果再次抢答必须由主持人操作“清除”和“开始”状态的开关，即需要主持人清零。 三、部分电路工作原理 1、开关阵列电路 该电路由多路开关所组成，供抢答着使用，每一抢答者与一个开关相对应（开关S0—S7的代号分别是0、1、2、3、4、5、6、7，即抢答着的组号，便于主持人看到显示器上的数字后，能准确宣布谁是优先抢答者）。开关应为常开型，当按下开关时，开关闭合；当松开开关时，开关自动弹出断开。 2、触发锁存电路

数字电子技术基础课程设计

电子产品 交通信号控制灯电路设计题目 班级名称 学生姓名1 电话号码 学生姓名2 电话号码 学生姓名3 电话号码 学生姓名4 电话号码 学生姓名5 电话号码

一 问题重述 用中、小规模集成电路设计一个交通灯控制系统，基本要求如下： （1） 要求主干道与支干道交替通行。主干道通行时，主干道绿灯亮，支干道红 灯亮，时间为60秒。支干道通行时，支干道绿灯亮，主干道红灯亮，时间为30秒。 （2） 每次绿灯变红灯时，要求黄灯先亮5秒钟。此时另一路口红灯也不变。 （3） 黄灯亮时，要求黄灯闪烁，频率为1Hz 。 （4） 要求在绿灯亮（通行时间内）和红灯亮（禁止通行时间内）均有倒计时显 示。 二 课题分析 (1)系统整体设计 根据题目要求，得出交通灯顺序工作流程图如图1所示 图1 交通灯工作流程图 （2）设计原理图 分析要求，画出原理框图如图2所示。 图2 原理框图 主干道绿灯，支干道红灯，占60秒 主干道黄灯，支干道红灯，占5秒 主干道红灯，支干道绿灯，占30秒 主干道红灯，支干道黄灯，占5秒

（3）单元电路设计 1）秒脉冲发生器 秒脉冲发生器可以采用多谐振荡器直接振荡出1秒的脉冲信号，多谐振荡器可采用555定时器组成； 2）控制电路 主支干道控制电路分别是由三个以秒脉冲发生器为时钟的减数计数器构成，当电路稳定以后，第一个减数计数器运行，另外两个保持在一个固定值。减数器减到到零后会保持，再驱使第二个减数器运行，此时另外两个计数器处于保持状态，当其减到零后同样会保持，并让第三个计数器工作，当第三个计数器也减到零时，此时第三个计数器产生一个借位输出，以此信号为置数信号，使三个计数器重新置到一个固定值，然后第一个计数器重新运行，重复以上步骤。 3）信号灯 主干道：绿灯只要控制它的计数器不为零就亮，黄灯则在控制绿灯的计数器为零并且红灯不亮时才亮，红灯是在控制绿灯的计数器与控制黄灯的计数器为零时才亮。 支干道：红灯只要控制它的计数器不为零就亮，绿灯则在控制绿灯的计数器为零并且红灯不亮时才亮，黄灯是在控制绿灯的计数器与控制黄灯的计数器为零时才亮。 三选用器件 本设计需要用到一下器件：NE555、74LS192D、自带译码器的七段显示管DCD_HEX_DIG_RED、 NE555 引脚图： 图3 NE555引脚图 74LS192D 引脚图；