第一篇：數電課程設計報告

數字電路課程設計報告

題目：數字電子鐘

專業： 電氣工程及其自動化

班級： 08級電氣()班 姓名： 同組隊員： 學號:

日期： 2010年 7月

一． 設計目的

1、根據課堂上所學的知識，通過自己和同組成員共同研究，把數字電子鐘的電路設計出來，以達到把課堂理論和自主實踐相結合的目的

2、通過與同組成員共同研究課題，培養我們分工合作的能力；

3、把文字性的設計要求形成切實可行的設計方案，培養獨立思考的學習能力；

4、通過思考把課堂上獨立的知識點組合成一個統一的數字系統，培養解決實際問題的能力。

二． 設計要求和設計指標

1、顯示時間從00：00：00到23：59：59的數字鐘；

2、設計的電路包括產生時基信號，時、分、秒計時電路，顯示電路；

3、最小計時時間單位為1s；

4.秒、分為00----59 六十進制計數器，時為00----23 二十四進制計數器；

4、擴展功能：實現校時、校分、校秒以及整點報時。

三． 總體框圖設計

圖１：總體框圖

本小組設計的數字電子鐘由以下五部分組成：

1、由CD4013集成芯片構成的校時電路；

2、由555定時器構成的多諧振蕩器和由CD4013集成芯片組成秒脈沖發射器；

3、由74LS192集成芯片構成的二十四進制時計數器，六十進制分、秒計數器；

4、由7448集成芯片構成的時、分、秒譯碼顯示電路；

5、由555定時器構成的單穩態觸發器組成整點報時電路。

四． 功能模塊設計和原理說明

1、由CD4013集成芯片構成的校時電路

圖2：時、分校時電路 圖3：秒清零電路 時、分校時電路的工作原理：手動校時，按一次

能產生一個上升沿脈沖（0?1）給輸入端口CPu，使計數器的數字顯示增加1。手動校時時，連續按動現時、分的校時。

秒清零電路工作原理：手動按一次CR=1，實現了秒清零的目標。

特別說明：這里的回到原來的狀態。

是可彈回式按鈕，即按一次之后會自動彈，秒計數器的異步清零端，到了調節到需要的時間為止，這樣能實 4

２、由555定時器構成的多諧振蕩器和由CD4013集成芯片組成的秒脈沖發射器

圖4：秒脈沖發射器

多諧振蕩器的頻率計算式為f=1/0.7(Rw +2R)C 多諧振蕩器的頻率設計為2Hz，Rw=50KΩ，C=4.7uF 因此，f=1/0.7(Rw +2R)C=1/0.7(50+2*51)*

*4.7*

=2Hz 調節電位器Rw（約為50kΩ），使多諧振蕩器產生頻率為2Hz的方波信號。多諧振蕩器產生的2Hz脈沖信號經過CD4013組成的分頻器，進行2分頻，輸出1Hz的秒脈沖作為計數器的計數脈沖，脈沖時間為１ｓ。

３、由74LS192集成芯片構成的二十四進制時計數器，六十進制分、秒計數器

圖5：六十進制秒計數器

圖6：六十進制分計數器

圖7：二十四進制時計數器

數字電子鐘的計數器由四個74LS192集成芯片組成，其中分、秒計數器都為六十進制計數器，時計數器為二十四進制計數器。74LS192集成芯片說明：

a)CＰu---加計數脈沖輸入端，上升沿有效； b)CO---進位輸出信號，加計數時出現，低點平有效； c)CR---異步清零端，高電平有效；

d)Qi---輸出信號端；74LS192集成芯片作加計數器工作時，端口Ucc接高電平。計時器工作原理：

（1）六十進制秒計數器工作原理：左端74LS192集成芯片的CＰu端口接收秒脈沖發射器發出的脈沖信號時，Q3Q2Q1Q0從0000開始計數，每過一秒，計數增加量為1；當Q3Q2Q1Q0達到1001狀態時，在下一個脈沖到來時，Q3Q2Q1Q0的狀態瞬間變成0000，與此同時產生進位信號從CO端輸出，從右端74LS192集成芯片的Cpu輸入此進位信號，Q７Q６Q５Q４從0000開始計數；當

Q７Q６Q５Q４達到0110時，此時Q６Q５的狀態為1１，通過與門電路給分計數器提供脈沖信號（0?1），使分脈沖計數器開始計數；在給分計數器提供脈沖信號的同時，異步清零端CR=1，使

Q７Q６Q５Q４的狀態瞬間回到0000狀態，重新進入下一輪的計數。以上過程分析實現了六十進制秒計數器的功能。

（2）六十進制分計數器工作原理與秒計數器的工作原理相同，左端74LS192集成芯片的CＰu端口接收秒計數器提供的脈沖信號

時，Q3Q2Q1Q0從0000開始計數，至Q７Q６Q５Q４達到0110時，分計數器給時計數器提供脈沖信號，使時計數器開始計數，同時分計數器又返回到最初狀態。

（3）二十四進制時計數器工作原理：左端74LS192集成芯片的CPu端口接收分計數器提供的脈沖信號時，Q3Q2Q1Q0從0000開始計數，當Q3Q2Q1Q0達到1001狀態時，在下一個脈沖到來時，Q3Q2Q1Q0的狀態瞬間變成0000，與此同時產生進位信號從CO端輸出，從右端74LS192集成芯片的CPu輸入此進位信號，Q７Q６Q５Q４從0000開始計數；當Q７Q６Q５Q４ Q3Q2Q1Q0達到00100100時，Q5Q2的狀態11，通過與門電路使異步清零端CR=1，Q７Q６Q５Q４ Q3Q2Q1Q0的狀態重新回到00000000，此時分、秒計數器的輸出狀態Ｑ也都為０，整個計數器電路又開始進入下一輪的計數。

４、由7448集成芯片構成的時、分、秒譯碼顯示電路

圖8：譯碼顯示器

7448七段顯示譯碼器功能說明：

（１）7448七段顯示譯碼器輸出高電平有效，用以驅動共陰極顯示器。7448的功能表如表４―３所示。

（２）如圖６所示，ＬＴ＝ＲＢＩ＝１，符合功能表中正常顯示的條件，計數器輸出給顯示譯碼器ＤＣＢＡ的狀態從

００００～１００１，時顯示譯碼器００～２３，分，秒顯示譯碼器

中顯示的數字從

中顯示的數字從００～５９。

表４―３

5、由555定時器構成的單穩態觸發器組成整點報時電路

圖9：整點報時電路

整點報時電路工作原理：分計數器給時計數器提供進位信號的同時，給由555定時器構成的單穩態觸發器的＂2＂端提供一個低電平，使得V2＜Ｖｃｃ／３，輸出端＂３＂電位為高電平，因此音響系統工作，實現了整點報時．

通過單穩態觸發器調節報時聲響的持續時間T，其最長時間 Ｔｍａｘ＝１.１ＲｗｍａｘＣ＝１.１＊１００＊

*4.7*

=０．５ｓ

５、總電路圖程序說明

圖１０：總電路

通過校時電路（圖

2、圖3）校時后－?電路正常工作，秒脈沖發射器（圖４）發送脈沖信號－?秒計數器（圖５）接收脈沖信號開始計數－?分計數器（圖6）、時計數器（圖7）按照一定的計數規律計數－?各計數器的輸出向譯碼顯示器（圖8）提供譯碼信號，使時間數字顯示出來－?分計數器（圖6）給時計數器（圖7）提供進位信號時，整點報時電路（圖9）工作，實現整點報時。

六． 本設計改進建議

在電源輸入端增加橋式整流降壓電路如圖11所示，把220V交流電轉化成5V的直流電(如圖12)，使數字電子鐘能直接接入220V交流線路中。

圖11：降壓整流濾波電路

圖12：降壓整流濾波后的電壓

七.總結（感想和心得等）

通過這一個星期時間的課程設計，把課堂知識運用于實踐之中，鍛煉了我們的實踐技能，培養了我們學以致用的能力，在一定程度上鞏固我們所學知識。

經過設計的過程，把本學期獨立的知識點和通過查找資料得到的知識結合起來形成一個統一的數字系統，使我們獨立思考與自主學習的能力得到加強。同時，與同組成員共同研究課題的過程中，增強了我們分工合作的能力，不知不覺中培養了我們的團隊意識。

在與小組成員共同討論得出電路圖后，后面的原理分析和功能模塊分析完全由自己查找資料進行，結合老師課堂上所講的知識，特別是555定時器和計數器的知識，把數字電子技術課程中所學的用于分析時鐘脈沖信號的發射過程和時、分、秒計數器的計數過程，使我的分析能力得到了一定程度上的增強。

在這短短的一個星期的課程設計時間里，我受益匪淺，不僅鞏固了所學的知識，而且能把所學知識真正運用于實踐中。更重要的是，這使我意識到了獨立思考和自主學習的重要性，為我由被動學習向自主學習的學習觀念的轉變提供了方向指導。

第二篇：數電課程設計報告

數電課程設計報告

一、實驗題目：

民航客機客艙服務應答系統

二、設計思路

我選擇的是將22個座位中優先級最高的請求選擇出來的電路。實際上就是一個24x5優先編碼器。

1.通過22優先編碼的特點知道，總計應當有22個輸入和至少5個輸出。因此除了需要3片8-3編碼器。

2.除了將每個編碼器的編碼輸出端作為最終編碼輸出端的后三位之外，還差兩個高位編碼輸出端，參考例題我決定使用三個拓展輸出端進行運算得到高位輸出。

3.通過將三個譯碼器的輸出端分別連接到下一個的使能端，優先級最高的編碼器使能端直接接低電平（默認使他有效），優先級最低的編碼器輸出端不接任何外設。

4.下面分析最高位如何運算獲得：

首先，根據8-3優先編碼器的性質，只有當編碼器中使能端有效且有有效輸入的時候，拓展輸出端有效（輸出低電平），因此從最高到最低的拓展輸出端可能的二進制組合如下：

然后，當片1（優先級最高）被選中的時候，輸出是16-22的二進制碼，最高兩位都是10，同理，片2是01，片3是00，沒有輸入的時候為00，但是由于沒有輸入的時候和片3被選中的時候輸出高位相同，因此將優先級最低的位默認有效，排除沒有輸入的情況，此時所有拓展的可能輸出情況與可能的最高位輸出對應如下：

可知

D4=Ex_L2·Ex_L3 D3=Ex_L1·Ex_L3 因此，最高位的運算式得到了。

5.因為原編碼器輸出的結果與之后是輸出的是反碼，而上述最高位是按照原碼編碼輸出，為了一致，可在最高兩位上加上反相器（反碼輸出）或是在低三位輸出上加上反相器（原碼輸出），這里為了后來分析方便，我選擇了后者。6.通過輸出端接發光二極管顯示優先編碼的結果

三、設計電路圖：（Multisim13）

四、實驗結果：

正確輸出了1-22的編碼，每次只有優先級最高的那位能夠輸出，沒有輸出時輸出0。

五、實驗總結

multisim13用起來不是很順手，每次都要上百度查閱相關器件選擇的位置，以后還需要多加練習。

第三篇：數電課程設計

數電課程設計

一、課程性質

數字電路與邏輯設計課程實訓是同學們進入電子設計領域的入門課程之一，認真仔細完成本次課程的設計內容可為今后復雜電路的設計和制作打下良好的基礎。

二、設計要求

1、根據附錄所示的相關內容，自選其一，進行制作；

2、使用熱轉印法進行制作，在制作PCB時將學號印刷在bottom層；

3、設計作品不局限于附錄所示內容，如果自己有設計項目，可以自行購買器件并完成設計和制作；

4、需使用仿真軟件進行功能仿真后，再進行PCB的設計和制作；

5、課程結束后，須提交設計報告1份、電路仿真文件1份、PCB設計文件1份和最后設計成品板1份。

三、器件說明

1、核心器件為NE555芯片，學院提供1塊，如有損壞，自行購買；

2、學院可提供人均1份的熱轉印紙和單面覆銅板，超出部分，自行購買；

3、其他小型器件如電阻、電容等，自行解決。

附錄：555電路運用大全

利用555時基集成電路的基礎電路可以設計、開發出許多電子小實驗與科技制作。下面介紹幾種，供大家參考。

1．觸摸延時“小燈”

圖5-43是它的電路，它將觸摸開關發光二極管的實驗中加入延時電路，調整可調電阻阻值和電容量達到延時效果。要想增加延時的時間，就調換大容量的電容，如400μF、1000μF等。如果作為夜間床頭定時燈、樓道定時燈等，可拆去發光二極管和電阻，換一個6伏的小燈即可。

圖5-43

2．觸摸延時音樂門鈴

圖5-44是它的電路圖，與圖5-45比較，將觸摸延時“小燈”電路中拆去發光二極管，改為連接音樂片電路即可。它可以當作門鈴使用，也可安置在人手觸摸處作為瞬間報警器。

圖5-44

3．手控行車紅綠燈指示器模型

圖5-45是它的電路圖，先做一個紅綠燈燈架，將紅綠發光二極管固定在燈架上，按圖連接后，只要向下按動按鍵，則紅燈變為綠燈，手一離開便又成為紅燈。

圖5-45

4．可自動控制的行車紅綠燈指示器模型 圖5-46是它的電路圖，只將上圖的手控改為磁控，再加上延時電路，就可以將上述模型改為路燈自動控制。先制作一個街道模型和指示燈架，將干簧管設在指示燈前方的道路模型的下方。在一輛模型汽車的底部粘一塊磁鐵。當汽車行過干簧管上方時，電路導通，紅燈變為綠燈，汽車繼續向前行駛，由于延時電路作用，使綠燈亮一段時間，保證汽車駛過路口。需要注意的是根據汽車模型的速度，調整干簧管的位置和電路延時的時間。

圖5-46

5．燈塔模型

先用硬紙做一個燈塔模型。圖5-47是它的電路圖，它只取閃光電路的一部分——一個綠發光二極管作為塔燈。最后調整好閃爍時間。

圖5-47

6．夜間打燈光靶

圖5-48是它的電路圖，它與閃光電路相比，集成電路的腳①是單獨與負極連接，而電容與R5卻是經過干簧管與負極連接。先按圖14做一個一碰便可以翻倒的靶牌。在靶子的底部固定一塊磁鐵，將電路中的干簧管固定在與磁鐵相對應的支架底板上。綠色發光二極管放置在靶心位置上，紅色發光二極管誘因在支架的底部。游藝時，將靶牌放在暗處，干簧管在磁場作用下導通，兩個發光二極管相互閃光，綠色發光二極管指示靶心。當靶子被擊倒后，雖然干簧管失去了磁場的作用電路斷開，但這時電路并未全部不通，紅色發光二極管不會常亮，表示擊中靶子。如果把靶牌放到運動的車模上，打靶更加緊張有趣。

圖5-48

7．發報練習器

圖5-49是它的電路圖，它是在音響電路中接入按鍵代替電鍵使用，做成一個發報練習器的，音調高低可自己選定。也可以自己做一個電鍵。

圖5-49

國際莫爾斯碼字符如下：

如果將自己一方的電鍵的兩根導線接在另一個同學電路中，同時把對方同學的電鍵兩根導線接在自己電路中，那么這倆人之間就可以互相發報傳送信息了。

8．一種平時不耗電的磁控報警器

圖5-50是它的電路圖，它是在音響電路中接入干簧管，再將干簧管放入兩塊相吸引的磁鐵之間，這時，干簧管并不閉合，電路不導通。當移動一塊磁鐵后干簧管立即閉合，電路導通報警。制作時先把干簧管安放在門窗的木框上，同時把一塊磁鐵固定在干簧管的上方，把另一塊磁鐵安放在門窗對著干簧管處的下方，注意一定要使這兩塊磁鐵相吸，這時干簧管不導通，喇叭不發出音響。一旦門窗打開，干簧管被上方磁鐵吸引閉合，電路導通，發出音響報警。

9．斷線報警器

在電路圖5-51中的A、B兩點是用一根細的導線連接（圖中的弧線），當人或動物碰斷導線時便會發聲報警，發光二極管發光。

10．雨水報警器

圖5-52是它的電路圖，它是在音響電路中從兩個電阻之間引出一個探頭改為雨水報警器的。用覆銅板照圖5-53做一個探頭，接到音響電路中，當雨水滴在探頭上，使電路導通，便會發出音響。這個報警器還可以作為各種遇水報警裝置。

11．高低水位報警器

水能導電，也就有電阻存在。圖5-54就是利用電阻值的不同，發出不同音調制作成高低水位報警器，它與雨水報警器中的探頭不同。用導線按照圖5-55做成水位探頭，接到電路中去。當水位低時，A與B導通，因有可調電阻，阻值較大發出低音；當水位升高A與C也導通，這時A與C電阻阻值因為沒有可調電阻遠遠小于A與B的電阻值，因此電流通過A與C，報警器便發出高音。

按這個思路還可以做成高低音門鈴、多路報警器等。

12．手控模仿鳥鳴實驗

圖5-56是它的電路圖，它與音響器不同的是沒有電容，并將電容處斷開。先將音響器調響后，拆去電容，用兩個手指捏住導線的兩個端頭，這時喇叭發出高的音調。隨著手指捏住松緊程度不同，喇叭發出時高時低、時響時斷、如同鳥叫一般的聲音。調整可調電阻阻值，會發出不同音調，模仿鳥鳴和其他音響。

圖5-56

13．節拍器

圖5-57是它的電路圖，它是將閃光電路中接上喇叭，做成既有燈光又有音響的節拍器，只是聲音較低。調整電阻阻值和電解電容可以得到不同的節拍。

如果去掉發光二極管，將節拍器調整到好似下雨的嘀嘀聲，還可以作為催眠器，響一夜用電量很少。

圖5-57

14．見光發亮的光控“燈”

這個光控“燈”是見光發亮。圖5-58是它的電路圖，與前面介紹的光控“燈”控制相反，因此，只要把原電路中光敏電阻和可調電阻調一下位置就可以了。在實驗中不要忘記可調電阻的調整。

如果在電路中拆去發光二極管和電阻，接6伏繼電器，再由繼電器控制燈就可達到實用裝置的目的。

圖5-58

15．見光響音樂

早上陽光照進屋內，它就播放出音樂。圖5-59是它的電路圖，它是在見光就亮的光控“燈”中，去掉發光二極管，改接音樂片和揚聲器而成。制作時可以根據自己所希望的亮度，慢慢調整可調電阻值。該裝置還可以以市場銷售的小型激光指示器為光源槍，將光敏電阻安放在靶心處，找一個不透光的圓筒套在光敏電阻上，遮擋外部光線對它的干擾，調整可調電阻值，做成光電打靶器。

圖5-59

16．黑暗光控報警器

圖5-60是它的電路圖，它是在黑暗控制“燈”亮電路中接上音樂片電路，制作時根據所需的暗度下調整可調電阻值到發出音樂響聲。

該裝置還可以與小型激光指示器或其他光線配合，做成報警器，如在圈養的動物外圍，將小型激光指示器遠距離照射光敏電阻，當有動物外逃時，擋住激光束，便會報警。或者將腳③與計算器中的連加相接，用來對傳送帶上的物品個數進行計算，或者用于通道顯示有人、動物通過等。

圖5-60

17．書寫光亮測試器

圖5-61是它的電路圖，它是在黑暗控制“燈”亮的電路中再加上一個發光二極管，就可以改裝為光線亮度測試器。反復調整可調電阻值，使它在符合書寫光照條件下，綠色發光二極管發光，而光照一暗時紅色發光二極管發光，以提醒人們注意。

圖5-61

18．干濕測量器 圖5-62是它的電路圖，用鋼絲照圖做兩個探頭連在電路中，使用時，將它的兩個探頭插入花盆或其他物體中，反復調整可調電阻值，使它在濕潤時綠色發光二極管亮，干燥時紅色發光二極管亮，以示區別。

圖5-62

19．延時開的小“燈”

圖5-63是它的電路圖，它是將延時關電路中的電阻和電容交換位置，便可成為延時開的電路。按下按鍵，發光二極管由亮轉滅，當手指離開按鍵后，會發現過一會兒發光二極管才亮。

圖5-63

20．水沸報警器

先將熱敏電阻放入一個直徑為8毫米左右、長100毫米的銅管或不銹鋼管內，引出導線，用樹脂封好，不能進水。圖5-64是它的電路圖。實驗時插入開水中，要慢慢調整可調電阻的阻值，使它到100℃時音響報警，低于這個溫度時沒有音響報警。

圖5-64

像以上介紹的利用基礎電路擴展的電子制作還可以舉出許多例子，只要大家多動腦筋，發揮創造性，就可以充分利用這套器件中磁控、光控和溫控的作用，再制作出各種適應它們的外圍作品。

第四篇：數電課程設計

數字電子技術課程設計題選

（注：標注“易”的題目得分75以下，標注“中”的題目得分85以下，標注“中→難”的題目完成基本要求為“中”，完成提高要求為“難”。使用中小規模器件進行設計。）

1、電子萬年歷（中）

以“日”作為基準時間信號，設計可計年、月、日的電子萬年歷。（1）計時結果用8只LED七段數碼顯示器穩定顯示

（2）計年的規則是從0000至9999，計月的規則是從1至12，計日的規則是從1至30，用數碼顯示器的小數點區別顯示的時基單位（3）具有手動校年、月、日功能。

2、彩燈控制器（中→難）基本要求：

(1)設計一個十盞彩燈的控制電路，要求彩燈具有單向流水效果

（2）彩燈的流向可以變化。可以正向流水，也可以逆向流水。彩燈流動的方向為手動控制 提高要求：

（3）彩燈流動的方向也可以自動控制，自動控制往返變換時間為5s（4）彩燈可以間歇流動，10s間歇一次，間歇時間1s。

3、電子密碼鎖（易）

(1)用電子器件設計制作一個密碼鎖，使之在輸入正確的代碼時開鎖。(2)在鎖的控制電路中設一個可以修改的4位代碼，當輸入的代碼和控制電路的代碼一致是鎖打開。

(3)用紅燈亮、綠燈滅表示關鎖，綠燈亮、紅燈滅表示開鎖

(4)如5s內未將鎖打開，則電路自動復位進入自鎖狀態，并發報警信號。

4、數字式跑表（中→難）

設計一個以0.01s為基準計時信號的實用數字式跑表。

基本要求;（1）跑表計時顯示范圍0~99min59.99s（2）具有清零、啟動計時、暫停計時及繼續計時功能，操作按鍵（或開關）不超過2個

（3）時鐘源誤差不超過0.01s 提高要求

（4）顯示最大值可達23h59min59.99s，有整點、半點提醒功能（5）有定時功能（6）有倒計時功能

5、四路搶答器（難）

設計一個四組參賽的智力競賽搶答器 基本要求：

（1）當某臺參賽者按下搶答開關時，由數碼管顯示該臺編號并伴有聲響。此時，搶答器不再接收其他輸入信號。

（2）電路具有定時功能。要求回答問題的時間≤30秒（顯示為29~00），時間顯示采用倒計時方式。當達到限定時間時，發出聲響提示。

（3）具有計分功能。每組參賽者起始分為100分，搶答后由主持人計分，答對1次加10分，否則減去10分

（4）在復位狀態下臺號數碼管不作任何顯示（滅燈）。提高要求：

（5）答題時間還剩5s時，每秒發出提示聲音。

6、汽車尾燈控制電路（中）

（1）用6只小燈泡模擬6只汽車尾燈，左側3只，右側3只。用4個開關分別模擬腳踏制動器，停車信號，左轉彎控制和右轉彎控制。

（2）當汽車正常直行時，6個尾燈全滅，當臨時剎車（腳踏制動器）時，6個尾燈閃爍。

（3）當汽車左轉時，左側的尾燈按照000-001-010-100-000的順序循環點亮，每燈點亮0.5s，而右側的3個燈全滅。當右轉時相同。

7、脈沖按鍵電話按鍵顯示器（中→難）基本要求：

（1）設計一個具有八位顯示的電話按鍵顯示器；（2）能準確反映按鍵數字； 提高要求：

（3）顯示器顯示從低位向高位前移，逐位顯示，最低位為當前輸入位；（4）重按鍵時，能首先清除顯示；

（5）摘下話機后才能撥號有效，掛機后熄滅顯示。

8、電子脈搏計設計（難）

(1)實現在15S內測量1min的脈搏數；(2)用數碼管將測得的脈搏數用數字的形式顯示；(3)測量誤差小于±4次/min。

9、射擊自動報靶器（中）

（1）用11個開關信號模擬環數取樣信號，分別表示（0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10）環，其中0表示沒射中，每次射擊完畢后立刻顯示環數

（2）每個人可以射擊5次，5次后射擊次數自動清零，表示此人不能再射擊（3）自動統計累計環數并顯示（4）自動統計中靶次數并顯示。

10、電子拔河游戲機（易）

（1）設計一個模擬拔河游戲比賽的邏輯電路。

（2）電路使用15個發光二極管，開機后只有在拔河繩子中間的發光二極管亮。（3）比賽雙方各持一個按鈕，快速不斷地按動按鈕，產生脈沖，誰按得快，發光的二極管就向誰的方向移動，每按一次，發光二極管移動一位。

（4）亮的發光二極管移到任一方的終點時，該方就獲勝，此后雙方的按鈕都應無作用，狀態保持，只有當栽判按動復位后，在拔河繩子中間的發光二極管重新亮。

（5）用七段數碼管顯示雙方的獲勝盤數。

11、籃球比賽電子記分牌（中）

設計一個符合籃球比賽規則的記分系統。（1）有得1分、2分和3分的情況，電路要具有加、減分及顯示的功能。（2）有倒計時時鐘顯示，在“暫停時間到”和“比賽時間到”時，發出聲光提示。

（3）有比賽規則規定的其他計時、記分要求。

12、乒乓球比賽游戲機（中→難）

設計一個甲、乙雙方參賽，裁判參與的乒乓球比賽游戲模擬機。基本要求：

（1）用8個發光二極管排成一條直線，以中點為界，兩邊各代表參賽雙方的位置，其中點亮的發光二極管代表“乒乓球”的當前位置，點亮的發光二極管依次由左向右或由右向左移動。

（2）當球運動到某方的最后一位時，參賽者應立即按下自己一方的按鈕，即表示擊球，若擊中，則“球”向相反方向運動，若未擊中，則對方得1分。（3）設置自動計分電路，雙方各用二位數碼管來顯示計分，每局11分。到達11分時產生報警信號。提高要求：

（4）一方得分時，電路自動響鈴3s，這期間發球無效，等鈴聲停止后方能繼續比賽。

（5）設置局數顯示，5局結束后有聲響提示比賽結束。

13、出租車自動計費器（中）

（1）設計制作一個自動計費器，具有行車里程計費，等候時間計費及起價等三部分。三項計費總和為客戶用車的總費用，通過數碼自動顯示。用4位數碼管顯示總的金額，最大值為99.99元。

（2）行車里程單價（0.××元/公里）、等候時間（0.××元/10分鐘）、起價（×.00元）均能通過BCD碼撥盤輸入。

（3）在車輛啟動和停止時發出音響信號，以提請顧客注意。

參考資料

[1]彭介華.電子技術課程設計指導[M].北京：高等教育出版社 [2]孫梅生，李美鶯，徐振英.電子技術基礎課程設計[M].北京：高等教育出版社

[3]梁宗善.電子技術基礎課程設計[M].武漢：華中理工大學出版社 [4]張玉璞，李慶常.電子技術課程設計[M].北京：北京理工大學出版社 [5]謝自美.電子線路設計·實驗·測試（第二版）[M].武漢：華中科技大學出版社

課程設計說明書與圖紙要求

設計說明書內容要求：

⑴．寫出你考慮該問題的基本設計思路，畫出一個實現電路功能的大致框圖。

⑵．畫出框圖中的各部分電路，對各部分電路的工作原理應作出說明。

⑶．畫出整個設計電路的原理電路圖，并簡要地說明電路的工作原理。

⑷．圖用計算機繪制，設計報告文字通順，清晰，原理要表達清楚。

⑸.用仿真軟件對電路圖進行仿真（仿真軟件可用EWB、Multisim10.0或PROTEL Se），說明仿真過程中如何對電路進行調整，對仿真結果加以描述（仿真中沒有的元件用近似元件代替）。

⑹．具體格式見本節第二部分。

⑺．評分依據：①設計思路，②單元電路正確與否，③整體電路是否完整，④電路原

理說明是否基本正確，⑤報告是否清晰，格式是否規范⑥有無仿真及對仿真過程、仿真結果的必要描述，⑦答辯過程中回答問題是否基本正確。⑻.答疑時間：周四下午3：00～4：30。地點: 主樓二樓電工實驗室 ⑼．（第四周周五）下午5點前交報告。

評分標準

課程設計滿分為100分，由三項構成：1.設計說明書老師給分占450%；2.答辯情況老師給分占45%；3.同學互評占10%。如有抄襲者該次設計為0分。

答辯安排：每個同學現場給老師演示仿真程序，而后老師提問。

設計說明書格式

設計說明書不少于3500字，用A4紙打印裝訂成冊。具體格式如下：

附件：設計說明書格式

設計說明書用A4紙打印裝訂成冊。

第五篇：數電課程設計

數字電子課程設計

班級：電氣002 學號：10110081 姓名：齊西潮

原理圖方式設計二進制全加器

一：設計目的

1.通過設計一個二進制全加器和十進制全加器，掌握組合邏輯電路設計的方法。2.初步了解Quartus Ⅱ采用原理圖方式進行設計的流程。

3.初步掌握FPGA開發的流程以及基本的設計方法、基本的仿真分析方法。二：設計原理

在數字系統中，經常需要進行算術運算，邏輯操作及數字大小的比較等操作，實現這些運算功能的電路是加法器。加法器是一種組合邏輯電路，主要功能是實現二進制數的算數加法運算。

在設計全加器之前先要考慮半加器，半加器完成兩個一位二進制相加，而考慮由低位來的進位,半加器的表達式為：Sn=AnBn+AnBn= An⊕Bn

Cn= AnBn ；

全加器是帶有進位的二進制加法器，全加器的邏輯表達式：Sn=AnBnCn-1+AnBnCn-1+AnBnCn-1+AnBnCn-1

Cn=AnBnCn-1+AnBnCn-1+AnBnCn-1+AnBnCn-1 三：設計內容

應用軟件QuartusⅡ設計原理圖并對所設計圖進行仿真。四：設計步驟

（一）二進制全加器的設計步驟 1．打開Quartus Ⅱ,選菜單File→New,在彈出的New對話框中選擇Device Design Files頁的原理圖文件編輸入項Block Diagram/Schematic File。2.在原理圖編輯窗口設計一個全加器

編好圖后保存文件名取為b_adder.bdf.3．將設計項目設計成可調用的元件

為了構成全加器的頂成設計，必須將以上設計的半加器b_adder.bdf設置成可調用的元件，方法是選擇菜單 File→Create/Update Symbol Files for Current File項，即可將當前文件b_adder.bdf變成一個元件符號存盤，以待在高層設計中調用。

4.設計全加器頂層文件。

為了建立全加器的頂層文件，必須打開一個原理圖編輯窗口，方法同前，即再次選擇菜單File→New，→Block Diagram/Schematic File。在彈出的圖中Project下調出b_adder文件，同時按照圖連接好全加器。以q_adder命名將此全加器設計存在同一路徑F:addera文件夾中。下面是以鏈接好的全加器電路

保存文件。5.創建工程

選擇File下拉菜單中的New Project Wizard，新建一個工程。點擊圖中的next進入工作目錄。

6.對設計文件進行編譯。在Processing菜單下，點擊Start Compilation命令，開始編譯。編譯結束后點擊 確定 按鈕。

7.仿真

在File下拉菜單中選擇New，選取對話框中的Other File下的Veetor Waveform File，點擊OK，打開一個空的波形編輯器窗口。加入輸入輸出端口，在波形編輯器窗口的左邊端口名列表區雙擊，在彈出的菜單中選擇Node Finder,出現Node finder 窗口后，在Filer列表中選擇Pins:all,點擊List,在Node Finder 窗口中出現的所有的信號名稱中點》按鈕，再點擊OK。制定輸入端口的 邏輯電平變化，最后保存該仿真波形文件，文件名與工程名相同。再點擊Edit→End Time ,在彈出的窗口中的 time 值改為100.0 單位是us,點擊OK，完成設置。點擊右上角的藍色箭頭開始仿真。波形如下

原理圖方式設計頻率計

一．設計原理

數字頻率計的主要功能是測量周期信號的頻率。頻率是單位時間（1S）內信號發生周期變化的次數。如果我們能在給定的 1S 時間內對信號波形計數，并將計數結果顯示出來，就能讀取被測信號的頻率。數字頻率計首先必須獲得相對穩定與準確的時間，同時將被測信號轉換成幅度與波形均能被數字電路識別的脈沖信號，然后通過計數器計算這一段時間間隔內的脈沖個數，將其換算后顯示出來。這就是數字頻率計的基本原理。含有時鐘使能的2位十進制計數器電路設計原理如圖2-1所示，頻率計的核心元件之一是含有時鐘使能及進位擴展輸出的十進制計數器。所以在這里擬使用一個雙十進制計數74390和其它一些輔助元件來完成。圖中74390連接成兩個獨立的十進制計數器，待測頻率信號clk通過一個與門進入74390的第1個計數器的時鐘輸入端1CLKA，與門的另一端由計數使能信號enb控制：當enb=‘1’時允許計數；enb=‘0’是禁止計數。計數器1到4位輸出q[3]、q[2]、q[1]和q[0]并成總線表達方式即q[3..]，由圖左下角的OUTPUT輸出端向外輸出計數值，同時由一個4輸入與門和兩個反相器構成進位信號進入第2個計數器的時鐘輸入端2CLKA。第2個計數器的4位計數輸出是q[7]、q[6]、q[5]和q[4]，總線輸出信號是q[7..4]。這兩個計數器的總的進位信號，即可用于擴展輸出的進位信號由一個6輸入與門和兩個反相器產生，由cout輸出。clr是計數器的清零信號。

二：設計一個2位十進制的計數器 1.繪制原理圖。2.進行全程編譯，方法如二進制加法器的方法。3.仿真

步驟和二進制加法器流程相同外還要注意，在輸出總線設置上先選中q[3]、q[2]、q[1]、q[0],右鍵彈出選擇Grouping→Group,name改為q3..0,按此方法設置好q[7]、q[6]、q[5]、q[4],在Grouping→Group,name中改名為q7..4。輸入clk時鐘信號，clr，enb,信號，然后點擊仿真按鈕開始仿真，其結果如下

十進制計數器的設計完成。三：時序控制電路設計

仿真波形圖：

四 : 頻率計頂層電路設計

仿真波形：

五.實驗心得

頻率計是在已經能比較熟練使用Quartus II軟件的基礎上進行設計，仿真的。操作熟練程度確實較以前有了較大提高。掌握了在出錯時如何通過error提示進行錯誤的修改以及使用一些快捷鍵快速的打開、建立新文件。本次設計中，收獲頗多，它培養了我們獨立思考、獨立解決問題的能力，同時，對于同組之間的合作，也是十分重要的，只有共同努力，才能收獲到最美的果實。在設計中遇到過問題，也解決過問題，有過成功，也有過失敗。我們應該記住成功，但我們更加不能忘記失敗，只有一次次地總結經驗和教訓，我們才能不斷進步。

總結

過這次數電課程設計實驗學習了如何使用Quartus II軟件，了解了其主要功能并且知道如何進行一些簡單的仿真，使以往抽象的知識形象化，增強了對所學知識的理解和鞏固，會對我以后的學習起到極大的幫助作用。