第一篇：數字電路課程設計之循環移位器

課程設計2

循環移位器

2012019120008江明杰

一、設計要求

設計一個8位的循環移位器：輸入8位二進制數據X[7:0]，在控制輸入N[2:0]和D的控制下進行向左或向右循環移位，N和D分別表示移位的位數和方向。例如：輸入字為abcdefgh，若N=011, D=0，則表示向左移動3位，則輸出字為defghabc。

要求：分別用’151和’157兩種方式實現，并比較兩種實現方式的優劣；完成設計輸入和仿真驗證。

二、設計分析

根據功能表，當 S1和S0取不同的二進制數時，輸出F就選擇A和B組成的不同的表達式。解決方案：

利用74LS151多路復用器的特點，S1和S0作為數據選擇端。A和B通過不同的門電路組成不同的表達式，再將其結果輸入至74LS151的數據輸入端。因此，S1和S0就可以選擇A與B不同的表達式進行輸出。原理圖：

三、設計結果

功能仿真：

當S1和S0為00時，輸入A和B為11，輸出F為1，滿足A·B的要求。當S1和S0為01時，輸入A和B為00，輸出F為0，滿足A+B的要求。當S1和S0為10時，輸入A和B為01，輸出F為1，滿足A?B的要求。當S1和S0為11時，輸入A和B為00，輸出F為1，滿足A’的要求。

第二篇：數字電路課程設計

一、設計報告書的要求： 1.封面

2.課程設計任務書（題目，設計要求，技術指標等）

3.前言（發展現狀、課程設計的意義、設計課題的作用等方面）。3.目錄

4.課題設計（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 用protel畫原理電路圖。

(5)用Multisim或者Proteus畫仿真圖。

5.總圖。

6.課題小結（設計的心得和調試的結果）。7.參考文獻。

二、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，⑥答辯過程中回答問題是否基本正確。

三、題目選擇：（三人一組，自由組合）（設計要求，技術指標自己選擇）

1、基于DC4011水箱水位自動控制器的設計與實現

水箱水位自動控制器，電路采用CD4011四與非門作為處理芯片。要求能夠實現如下功能：水箱中的水位低于預定的水位時，自動啟動水泵抽水；而當水箱中的水位達到預定的高水位時，使水泵停止抽水，始終保持水箱中有一定的水，既不會干，也不會溢，非常的實用而且方便。

2、基于CD4011聲控、光控延時開關的設計與實現

要求電路以CD4011作為中心元件，結合外圍電路，實現以下功能：在白天或光線較亮時,節電開關呈關閉狀態,燈不亮；夜間或光線較暗時，節電開關呈預備工作狀態，當有人經過該開關附近時，腳步聲、說話聲、拍手聲等都能開啟節電開關。燈亮后經過40秒左右的延時節電開關自動關閉，燈滅。

3、基于CD4011紅外感應開關的設計與實現

在一些公共場所里，諸如自動干手機、自動取票機等，只要人手在機器前面一晃，機器便被啟動，延時一段時間后自動關閉，使用起來非常方便。要求用CD4011設計有此功能的紅外線感應開關。

4、基于CD4011紅外線對射報警器的設計與實現

設計一款利用紅外線進行布防的防盜報警系統，利用多諧振蕩器作為紅外線發射器的驅動電路，驅動紅外發射管，向布防區內發射紅外線，接收端利用專用的紅外線接收器件對發射的紅外線信號進行接收，經放大電路進行信號放大及整形，以CD4011作為邏輯處理器，控制報警電路及復位電路，電路中設有報警信號鎖定功能，即使現場的入侵人員走開，報警電路也將一直報警，直到人為解除后方能取消報警。

5、基于CD4069無線音樂門鈴的設計與實現

音樂門鈴已為人們所熟知，在一些住宅樓中都裝有音樂門鈴，當有客人來訪時，只要按下門鈴按鈕，就會發出“叮咚”的聲音或是播放一首樂曲，然而在一些已裝修好的室內，若是裝上有線門鈴，由于必須布線，從而破壞裝修，讓人感到非常麻煩。采用CD4069設計一款無線音樂門鈴，發射按鍵與接收機間采用了無線方式傳輸信息。

6、基于時基電路555“叮咚”門鈴的設計與實現

用NE555集成電路設計、制作一個“叮咚”門鈴，使該裝置能夠發出音色比較動聽的“叮咚”聲。

7、基于CD4511數顯八路搶答器的設計與實現

CD4511是一塊含BCD-7段鎖存、譯碼、驅動電路于一體的集成電路。設計一款基于CD4511八路搶答器，該電路包括搶答，編碼，優先，鎖存，數顯和復位。

8、基于NE555+CD4017流水彩燈的設計與實現 以NE555和CD4017為核心，設計制作一個流水彩燈，使之通過調節電位器旋鈕，可調整彩燈的流動速度。

9、水位指示的設計與實現

電路的功能是檢測容器內的水位。把探頭分別裝在容器的底部、中部和頂部。通過3根導線與電路板連接，而3個LED分別代表不同的水位。

10、基于數字電路雙向炫彩流水燈的設計與實現

電路由無穩態多謝振蕩器、可逆計數器、三八線譯碼器和發光二極管組成；實現流水燈正反向循環旋轉。

11、基于數字電路六位數字鐘的設計與實現

設計一款純數字電路打造的6位數字時鐘。數字鐘是采用數字電路對“時”、“分”、“秒”數字顯示的計時裝置。

12、八路聲光報警器的設計與實現

八路聲光報警器中八位優先編碼器CD4532將輸入D0~D7的八路開關量譯成三位BCD碼，經BCD鎖存/七段譯碼/驅動器CD4511譯碼，驅動共陰極數碼管顯示警報電路0—7，路輸入開關中的任一路開路，顯示器即顯示該路號，發出數碼光報警；同時優先編碼器CD4532的GS段輸出高電平，使開關三極管飽和導通，啟動聲報警電路工作。聲報警電路由時基集成電路NE555和六反相器CD4069組成。

13、基于CD4060夢幻燈的設計與實現（基于proteus仿真）

設計一款電路，使其具有多種美麗的聲光效果，三種顏色的LED隨機組合，五彩斑斕，配有生日快樂音樂芯片，閃光的同時有生日快樂音樂播放，蜂鳴器發生，音樂芯片直接可以裝到電路板上，備有電源開關，方便控制，可以外接交流電源或電池?？勺魃斩Y物相送。

14、變音警笛電路的設計與實現 設計一款電路，該電路采用兩片NE555時基集成電路構成的變音警笛電路，能發出“嗚-哇-嗚-哇”的警笛聲。

15、魔幻LED搖搖棒的設計與制作

“搖搖棒”是一種利用我們的“視覺暫留效應”工作的高科技電子玩具。接通電源后，它上面的一列LED（發光二極管）不停地閃爍，當你搖動它時，會看見空中夢幻般的浮現一個個笑臉、愛心等圖案或者文字?！皳u搖棒”使用了一塊單片機。通過編寫程序，在它內部存儲若干幅圖形和文字，用一只輕觸按鈕來選擇要顯示的內容，并且使用一只動作傳感器開關來確保顯示正常。

16、基于數字電路NE555、CD4017LED骰子的設計與實現

由555組成的多諧振蕩器和CD4017十進制計數器／脈沖分配器構成。7個發光二極管模擬骰子的點數，當按下按鈕1秒以上，骰子上的發光二極管高速循環點亮，之后循環速度越來越慢并最終隨機停止于某個點上。

17、數顯計數器的設計與實現

不需要編程的計數器模塊，有3個數碼管顯示，使用14553和14511芯片進行控制驅動。

18、基于555簡易催眠器的設計與制作

時基電路555構成一個極低頻振蕩器，輸出一個個短的脈沖，使揚聲器發出類似雨滴的聲音

19、基于數字電路電動機轉速表的設計與實現

在電動機轉動時，人眼無法統計電動機單位時間轉轉的圈數，即使電動機每秒鐘只轉動幾圈，我們也無法準確的數數來得到電動機每分鐘的轉動圈數。設計一款電動機轉速表來計數，最大可以顯示999，如果需要顯示更大的數字，還可以自行增加CD40110和數碼管，每增加一級，計數可增大10倍再加上9。

20、基于CD4011路燈開關模擬電路的設計與實現

從節約用電的角度出發，路燈開關在每天傍晚時全部燈亮，后半夜行人稀少，路燈關掉一半，第二天清早路燈全部關閉。

21、數字秒表的設計與實現

單穩態觸發器，時針發生器及計時器，譯碼顯示單元電路的應用

22、基于CD4011聲光控帶燈頭開關的設計與實現

開關選用CD4011集成塊為延時電路，選用1A單向可控硅以及性能穩定的光敏電阻和優質的駐極體組成的聲光控動作電路

23、基于數字電路兩位計數器的設計與實現

兩位自動計數器兩位數碼管自動顯示0-99,數字可清零。電路主要由NE555,4518,4511實現。上電后,電路自動計數.由0增至99,不斷循環計數.24、數字頻率計的設計與實現

電路通過時基電路NE555，十進制計數/譯碼器CD4017，六與非門CD4011，十進制計數/譯碼/鎖存/驅動器CD40110以及兩個共陰數碼管實現被測信號頻率測試。

25、基于數字電路自動溫控報警電路的設計與實現

現實生活中，常常需要進行溫度控制。當溫度超出某一規定的上限值時，需要立即切斷電源并報警。待恢復正常后設備繼續運行。設計一款溫度控制電路，電路采用LM324作比較器，NE555作振蕩器，十進制計數/譯碼器CD4017以及鎖存/譯碼/驅動電路CD4511作譯碼顯示達到上述要求。

26、基于數字電路兩位自動計數器的設計與實現

兩位自動計數器兩位數碼管自動顯示0-99,數字可清零。電路主要由NE555,4518,4511實現。上電后,電路自動計數.由0增至99,不斷循環計數.數字上升速度快慢由NE555振蕩頻率決定.S1為計數清零按鍵.NE555構成時鐘信號發生器,CD4518為二/十進制加法計數器,CD4511為譯碼驅動器,調節R17可調節NE555的振蕩頻率.C1為充放電電容,電容容量愈大,充電時間愈長，則振蕩頻率愈低。

27、基于數字電路數字顯示頻率計電路的設計與實現

電路通過時基電路NE555，十進制計數/譯碼器CD4017，六與非門CD4011，十進制計數/譯碼/鎖存/驅動器CD40110以及兩個共陰數碼管實現被測信號頻率測試。

28、基于CD4017流水燈的設計與實現

CD4017流水燈由555組成的多諧振蕩器和CD4017十進進制計數/譯碼電路組成。

29、基于CD4017六路回閃燈的設計與實現 電路通電后，六個發光管先依次點亮，再全部熄滅，然后反方向依次點亮，完成一個循環，接著進行下一個循環。電路由555組成的多諧振蕩器和CD4017十進進制計數/譯碼電路組成。

30、基于CD4017摩托車閃燈的設計與實現

電路由多諧振蕩電路和CD4017構成，實現三組發光管循環顯示。

31、基于CD401712路回閃燈的設計與實現

電路由555組成的多諧振蕩器和CD4017十進制計數/譯碼電路構成。

32、基于CD4518/4511數字鐘的設計與實現

第三篇：數字電路課程設計 數字鐘

摘 要

數字鐘實際上是一個對標準頻率（1Hz）進行計數的計數電路。振蕩器產生的時鐘信號經過分頻器形成秒脈沖信號，秒脈沖信號輸入計數器進行計數，并把累計結果以“時”、“分”、“秒”的數字顯示出來。秒計數器電路計滿60后觸發分計數器電路，分計數器電路計滿60后觸發時計數器電路，當計滿24小時后又開始下一輪的循環計數。一般由振蕩器、分頻器、計數器、譯碼器、數碼顯示器等幾部分組成。

振蕩電路：主要用來產生時間標準信號，因為時鐘的精度主要取決于時間標準信號的頻率及穩定度，所以采用石英晶體振蕩器。

分頻器：因為振蕩器產生的標準信號頻率很高，要是要得到“秒”信號，需一定級數的分頻器進行分頻。

計數器：有了“秒”信號，則可以根據60秒為1分，24小時為1天的進制，分別設定“時”、“分”、“秒”的計數器，分別為60進制，60進制,24進制計數器，并輸出一分，一小時，一天的進位信號。

譯碼顯示：將“時”“分”“秒”顯示出來。將計數器輸入狀態，輸入到譯碼器，產生驅動數碼顯示器信號，呈現出對應的進位數字字型。

由于計數的起始時間不可能與標準時間（如北京時間）一致，故需要在電路上加一個校時電路可以對分和時進行校時。另外，計時過程要具有報時功能，當時間到達整點前10秒開始，蜂鳴器1秒響1秒停地響5次。

為了使數字鐘使用方便，在設計上使用了一個變壓器和一個整流橋來實現數字鐘電能的輸入，使得可以方便地直接插入220V的交流電就可以正常地使用了。關鍵詞 數字鐘 振蕩 計數 校正 報時

目 錄 設計目的...........................................................4 2 設計任務...........................................................4 3數字電子鐘的組成和工作原理..........................................4 3.1數字鐘的構成......................................................4 3.2原理分析..........................................................4 3.3數字點鐘的基本邏輯功能框圖........................................5 4．數字鐘的電路設計..................................................5 4.1 秒信號發生器的設計...............................................6 4.2時間計數電路的設計................................................8 4.3譯碼顯示電路.....................................................10 4.4正點報時電路的設計................................................12 4.5校時電路的設計....................................................13 5設計心得........................................................14 6參考文獻.............................................................15

1設計目的

在學完了《數字電子技術基礎》課程的基本理論，基本知識后，能夠綜合運用所學理論知識、拓寬知識面，系統地進行電子電路的工程實踐訓練，鍛煉動手能力，培養工程師的基本技能，提高分析問題和解決問題的能力。

2設計任務

2.1設計指標

1．時間計數電路采用24進制，從00開始到23后再回到00； 2.各用2位數碼管顯示時、分、秒；

3.具有手動校時、校分功能，可以分別對時及分進行單獨校時，使其校正到標準時間； 4.計時過程具有報時功能，當時間到達整點前10秒開始，蜂鳴器1秒響1秒停地響5次。5.為了保證計時的穩定及準確，須由晶體振蕩器提供時間基準信號。2.2設計要求

根據選定方案確定實現設計要求的基本電路和擴展電路，畫出電路原理圖。

3數字電子鐘的組成和工作原理

3．1數字鐘的構成

數字鐘一般由振蕩器、分頻器、計數器、譯碼器、顯示器、校時電路、報時電路等部分組成，這些都是數字電路中應用最廣的基本電路。3．2原理分析

數字鐘實際上是一個對標準頻率（1Hz）進行計數的計數電路。振蕩器產生的時鐘信號經過分頻器形成秒脈沖信號，秒脈沖信號輸入計數器進行計數，并把累計結果以“時”、“分”、“秒”的數字顯示出來。秒計數器電路計滿60后觸發分計數器電路，分計數器電路計滿60后觸發時計數器電路，當計滿24小時后又開始下一輪的循環計數。由于計數的起始時間不可能與標準時間（如北京時間）一致，故需要在電路上加一個校時電路可以對分和時進行校時。另外，計時過程要具有報時功能，當時間到達整點前10秒開始，蜂鳴器1秒響1秒停地響5次。3．3數字點鐘的基本邏輯功能框圖

圖1 數字鐘的基本邏輯框圖

4數字鐘的電路設計

下面將介紹設計電路具體方案：其中包括電源電路的設計、秒信號發生器的設計、時間計數電路的設計、譯碼驅動顯示電路的設計、正點報時電路的設計、校時電路的設計幾個部分。

4．1 秒信號發生器的設計

晶體振蕩分頻電路石英晶體振蕩電路 1．采用頻率fs＝32768Hz的石英晶體。

D1、D2是反相器，D1用于振蕩，D2用于緩沖整形。Rf為反饋電阻（10~100MΩ），反饋電阻的作用是為CMOS反相器提供偏置，使其工作在放大狀態。C1是頻率微調電容，改變C1可對振蕩器頻率作微量調整，C1一般取5~35pF。C2是溫度特性校正用的電容，一般取20~405pF，電容C1、C2與晶體共同構成Ⅱ型網絡，完成對振蕩器頻率的控制，并提供必要的1800相移，最后輸出fs=32768Hz。

圖4 石英晶體振蕩電路

2．多級分頻電路

將32 768Hz脈沖信號輸入到CD4060（內部結構如圖4－4）組成的脈沖振蕩的14位二進制計數器，所以從最后一級Q14輸出的脈沖信號頻率為：32768/214 = 32768/16384 = 2Hz 如圖6。再經過二次分頻，得到1Hz的標準信號脈沖，即秒脈沖如圖7。

圖5 CD4060內部結構

圖6 脈沖分頻電路

圖7 秒信號原理圖

圖8 晶體振蕩及分頻電路

4．2時間計數電路的設計

秒信號經秒計數器、分計數器、時計數器之后，分別得到“秒”個位、十位、“分”個位、十位以及“時”個位、十位的計時輸出信號，然后送至譯碼顯示電路，以便實現用數字顯示時、分、秒的要求?！懊搿焙汀胺帧庇嫈灯鲬獮榱M制，而“時”計數器應為二十四進制。采用10進制計數器74LS162來實現時間計數單元的計數功能，其為雙2-5-10異步計數器，并且每一計數器均有異步清零端（高電平有效）。4．2．1“分”、“秒”六十進制計數器

選用兩塊74LS162采用異步清零的方法完成60進制。以“秒”計數為例：計秒時，將秒個位計數單元的QA與ＣＰ（下降沿有效）相連，將74LS162連接成10進制計數器，BＣＰA（下降沿有效）與１ＨZ秒輸入信號相連，QD可作為向上的進位信號與十位計數單元的ＣＰA相連。秒十位計數單元為６進制計數器，需要進制轉換。將１０進制計數器轉換為６（0110）進制計數器，當十位計數器計到QD QC QB QA為0110時，同時對秒的個位和十位進行清0，另外QC可作為向上的進位信號與分個位的計數單元的ＣＰA相連。其具體連接圖如圖9ＣＰA相連，其具體連接圖如圖9。7

圖9 六十進制計數器

4．2．2二十四進制計數器

同樣可以選用兩塊74LS162采用異步清零的方法完成24進制計數 如圖10。

圖10二十四進制計數器

4．3譯碼顯示電路

譯碼顯示電路是將計數器輸出的8421 BCD碼譯成數碼管顯示所需要的高低電平，我們采用陰極七段數碼管，引腳如圖11。

其則譯碼電路就應選接與它配套的共陰極七段數碼驅動器。譯碼顯示電路可采用CD4511BC-7段譯碼驅動器，其芯片引腳如圖12。譯碼器A、B、C、D與十進制計數器的四個輸出端相連接，a、b、c、d、e、f、g即為驅動七段數碼顯示器的信號。根據A、B、C、D所得的計數信號，數碼管顯示的相對應的字型。其具體電路圖如圖13。

圖11 陰極七段數碼管

圖12 芯片CD4511BC-7段譯碼驅動器引腳

圖13 譯碼顯示電路

4．4正點報時電路的設計

要求當時間到達整點前10秒開始，蜂鳴器1秒響1秒停地響5次。即當時間達到xx時59分50秒時蜂鳴器開始響第一次，并持續一秒鐘，然后停鳴一秒，這樣響五次。在59分50秒到59分59秒之間，只有秒的個位計數，分的十位QD QC QB QA輸出0101,個位QD QC QB QA 輸出1001，秒的十位QD QC QB QA 輸出0101均不變，而秒的個位QA計數過程中輸出在0和1之間轉。所以可以利用與非門的相與功能，把分十位的QC、QA ,分個位的QD、QA，秒十位的QC、QA 和秒個位的QA相“與非”作為控制信號控制與非門的開斷，從而控制蜂鳴器的響和停。如圖14。

圖14 整點報時電路

4．5校時電路的設計

時鐘出現誤差時，需校準。校對時間總是在標準時間到來之前進行，分四個步驟：首先把小時計數器置到所需的數字；然后再將分計數器置到所需數字；在此同時或之后，將秒計數器在零時停計數，處于等待啟動；當選定的標準時刻到達的瞬間，按起動按鈕，電路則從所預置時間開始計數。由此可知，校時電路應具有預置小時，預置分、等待啟動、計時四個階段，因此，我們設計的校時電路，方便、可靠地實現這四個階段所要求的功能。

圖15數字電子鐘的計數校正電路

5設計心得

本次實驗培養了我的團隊合作精神，兩人分工明確，我們一起處理實驗過程中遇到的難題，在每連接好一個模塊后，我們認真地檢查電路，這樣大大減少了實驗出錯的機率，為最后成功完成實驗節省了不少的時間。

本次數字鐘電路設計實驗還做到理論聯系實際，剛剛學過了數電這門課程，還沒完全弄懂某些門電路的原理和用途，而此次課程設計恰恰提供了一個好機會，讓我們從實踐中加深了對所學知識的理解。參考文獻

1.郝國法等主編 電子技術實驗 北京：冶金工業出版社，2006 2.華中科技大學電子技術課程組編 康光華主編 電子技術基礎 數字部分（第五版）北京 ：高等教育出版社，2005 3.彭容修主編.數字電子技術基礎.武漢：華中理工大學出版社，2000 4.李哲英主編.電子技術及其應用基礎（數字部分）.北京：高等教育出版社，2003 5.浙江大學電工電子基礎教學中心電子學組編，鄭家龍、王小海、章安元主編.集成電子技術基礎教程.北京：高等教育出版社，2002

第四篇：數字電路課程設計

數字電路課程設計要求：

1.結合所學知識設計一簡單實用電路（建議選多功能數字鐘），并在實驗室里完成實物電路的連接調試。

2.每人獨立完成一篇課程論文，論文至少2000字，可手寫，也可打?。ù蛴「宓母袷搅砀剑?。

3.要求寫出設計背景，理論基礎，設計思路，設計過程，調試過程，仿真過程（可選），最終電路等。

4.總結所設計電路的優點，缺點，改進方向。

5.嚴禁抄襲，所有雷同論文均以0分計。

6.選多功能數字鐘的同學在數字電路實驗室完成實驗。選其它題目的同學所需軟硬件資源請自行解決。

第五篇：數字電路課程設計題目

數字電路課程設計題目

題目1 數字式頻率計

任務：

設計一個數字式頻率計?；疽螅?/p>

1．被測信號為TTL脈沖信號。2．顯示的頻率范圍為0—99Hz。3．測量精度為±1Hz。

4．用LED數碼管顯示頻率數值。擴展部分：

1．輸人信號為正弦信號、三角波，幅值為10mV。2．顯示的頻率范圍為0000—9999Hz。3．提高測量的精度至0.1Hz。設計方案：

頻率是指單位時間(1s)內信號振動的次數。從測量的角度看，即單位時間測得的被測信號的脈沖數。電路的方框圖如下圖所示。被測信號送人通道，經放大整形后，使每個周期形成一個脈沖，這些脈沖加到主門的A輸人端，門控雙穩輸山的門控信號加到主門的B輸入端，在主門開啟時間內，脈沖信號通過主門，進人計數器，則計教器記得的數，就是要測的頻率值。如果主門的開啟時間為Ts，計數器累積的數字為N，則被測的頻率為fx=N/T。

五、可選元器件

鎖存器74LS273；計數器74LS90；

定時器555：

單穩態觸發器743Ls123；

顯示譯碼器74Ls47；

共陽極數碼管：

電阻、電容若干。

數字電路課程設計題目

題目2 多功能數字鐘

一、任務

設計一個數字鐘。

二、基本要求

1．準確計時，以數字形式顯示時、分和秒的時間。

2．小時的計時要求為“12翻1”，分和秒的時間要求為60進制。

3．校正時間。

三、擴展功能 1．定時控制。

2．仿廣播電臺正點報時。3．報整點時數。

四、數字鐘電路的組成框圖

數字鐘電路的組成如上圖所示，其主體電路的工作原砌口下：由555定時器產生1kHz的脈沖信號，經由74LS90構成的幾級分頻器后，輸出1Hz的時鐘，為由74LS90和74LS92構成的60進制秒計數器提供時鐘，秒計數器十位再向74Ls90和74L592構成的60進制分計數器提供時鐘，其高位再為由74LSl91和74LS74構成的12進制時計數器提供時鐘。秒、分和時計數器的輸出分別接到各自的譯碼器的輸入端，驅動數碼管顯示。

五、可選無器件

與非門：74LS00 4片；譯碼器：74LS47 6片；計數器：74LS90 5片 74LS92 2片 74LS191 2片；發光二極管4只；數碼管4只；555定時器：NE555 2片；觸發器：741LS74 2片；74LS03（OC）片：74LS04 2片：74LS20 2片。

數字電路課程設計題目

題目3聲控開關的設計與制作

一、任務

設計—個聲控開關，控制對象為發光二極管。

二、基本要求

1．接收到一定強度的聲音后，聲控開關點亮發光二極管(電流5-10mA)，延時時間在1—10s之間可調。

2．延時時間用數字顯示(采用共陽極數碼管)，時間單位為0.1s，顯示范圍為0-9.9s。

三、設計方案

設計方框圖如下圖所示。駐極體話筒接收到一定強度的聲音信號后，聲音信號轉換為電壓信號，幅值很小，經放大、整形(施密特電路)后，觸發單穩延時電路，產生一個寬度可調的脈沖信號，驅動發光顯示電路。同時，這個脈沖信號作為選通信號，使計數器計數，并用數碼顯示。若時基電路的信號周期為0.1 s，則數碼管顯示的數字即為相應的時間值。

四、可選元器件 駐極體話筒； 三級管：9013；

555定時器；

發光二極管LED(共陽)顯示譯碼器；74LS47； 計數器；74LS90； 與非門；74LS00； 電阻、電容若干。

數字電路課程設計題目

題目4 數字式相位差測量儀

一、任務

設計一個電路測量兩路信號的相位差。

二、要求

1．被測信號為正弦波，頻率為40—60Hz，幅度大于0.5V。

2．相位測量精度為1。

3．用數碼管顯示測量結果。

三、設計方案

圖1

兩個同頻信號中fR為基準信號，fs為被側信號，經放大整形后，變成正方波信號(即電壓變化范圍0-5v)，再經二分頻電路送入由異或門組成的相位比較電路，其輸出脈沖A的寬度tw可反映兩信號的相位差，波形的變化過程如圖2所示。

圖2

鎖相環和360分頻電路構成的是360倍頻電路，其輸出B的每一周期對應原信號的1，所以可用它來度量相位差。控制電路的作用分為兩方面，其一，當計數結束時，產生鎖存信號，將汁數結果存入鎖存器；其二，鎖存后，再產生一短暫的清零信號，將計數器清零，為下一周期的測量做好準備。

四、設計提示

1．放大電路可由運放u A741實現，波形的整形用集成比較器LM393構成的滯回比較

數字電路課程設計題目

器完成。應保證整形前后兩信號的相位差不變。

2．異或門采用四—2輸入異或門集成電路74LS386(或74LS86)。用示波器檢查其輸出是否反映了兩信號的相位差。

3．鎖相環采用低頻鎖相環CD4046，其原理請參照教材。設計時應根據本題目的要求合理選擇壓控振蕩器的定時電阻和電容，使其振蕩頻率在50×360＝18kHz左右。環路濾波器采用簡單的RC濾波器即可，截止頻率應低于40Hz。

4．360分頻電路可用三級計數器串接而成(5×6×12)，用74LS90和74LS92即可實現。

5．鎖存器可用兩片74LS273（8D觸發器)實現。

6．控制電路用以產生鎖存器的鎖存信號(即時鐘信號)和計數器的清零信號?？捎脙杉墕畏€電路．其一接受A的下降沿觸發，產生一正脈沖CP；后者接受CP的下降沿，產生清零脈沖。

注意：脈沖寬度應合適，不應影響下一周期的測量。

數字電路課程設計題目

題目5 數字電容測試儀

一、任務

設計一個數字電容測試儀。

二、基本要求

1．設計一個能測量電容范圍在1000—100000pF之間的電容測試儀 2．用數碼管顯示。

3．測量精度要求為±10%（準確值以萬用表的測量值為準）。

三、擴展要求

通過選擇量程的方法擴展電容的測量范圍，最大要求100pF—10uF。

四、設計方案

1．設法將電容的劃、轉換成與之相對應的脈沖數。2．測量脈沖數目并進行譯碼，用數碼管顯示結果。3．設計框圖見下圖。

五、可選元器件

脈沖形成和時基電路：用NE555； 計數器：74LS90或74LS160； 譯碼器：74LS47或74LS48： 顯示：LED數碼管；

控制電路：74Ls系列與非門； 電阻、電容若干。

數字電路課程設計題目

題目6 光控計數器

一、任務

設計一個利用光線的通斷來統計進入實驗室人數的電路。

二、基本要求

1．設計兩路光控電路，一路放置在門外，另一路設置在門里，當有人通過門口時(無論是進入或走出房間)，都會先觸發一個光控電路，再觸發另一個光控電路。要求根據光控電路產生觸發脈沖的先后順序，判斷人員是進入還是離開實驗室，當有人進入實驗室時令計數器進行加計數，當有人離開實驗室時進行減計數。

2．要求計數器的最大計數容量為99，并用數碼管顯示數字‘

三、擴展要求

1．有手動復位(清零)功能。

2．要求計數器每計—個數，發光二極管指示燈閃爍一次(或峰嗚器吶一次)。

四、設計方案

五、可選元器件

紅外發光二極管和光電三極管(對管兩對)；

集成顯示譯碼電路74LS 47或74LS48(2個)：

數碼管(2個)；

可逆計數器74LS190或74LSl92(2個)；

發光二極管；

555定時器。

說明：74LSl90為單時鐘加減控制型十進制可逆計數器，74LSl92為雙時鐘十進制可逆計數器。

數字電路課程設計題目

題目7 空調機溫度控制器

一、任務

設計一個空調機溫度控制器。空調為溫度調節設備，當制冷運行時，如果室內環境溫度高于設定溫度，空調器啟動制冷運行：如果室內環境溫度低于設定溫度，空調器停止運行。制熱運行與制冷運行過程正好相反。

二、基本要求

1．具有溫度采集功能，實時采集室內環境溫度，要求誤差在±1℃之內。

2．溫度設定通過按鍵完成，比如，按一下鍵為設定成21℃，按兩下鍵設定為22℃，依此類推，并且能將設定的溫度顯示出來。

3．根據設定溫度和采集到的溫度判斷壓縮機的運行狀態，可以用開關量來表示。

三、擴展部分

1．制作成冷暖兩用型控制器，需要另外加一個控制變量來描述制冷或者制熱。

2．控制器具有施密特特性，抗擾動。

3．提高溫度采集準確度。

四、設計方案

該電路的核心應為一比較器。且該比較器的閾值電壓應受到設定溫度的控制。可以采用多路模擬開關和電阻網絡來改變閾值電壓。可參考下圖。

五、可選元器件

溫度傳感器：AD590：

集成運放：LM324；

三級管：90133

多路模擬開關：比4066、可以選用其他器件。

數字電路課程設計題目

題目8 數字式波形發生器

一、任務

采用EPROM(2764)設計一種可產生多種模擬連續波形的電路，能夠產生正弦波、三角波、鋸齒波。

二、基本要求

1．設汁時鐘電路。

2．設計能夠產生正弦波的波形發生器。

3．畫出完整的電路圖，寫出設計實驗調試報告。

三、擴展部分

1．對正弦波、三角波、鋸齒波波形進行量化，并將量化結果存于EPROM。2．設計產生三角波、鋸齒波的連續波形發生器。3．畫出完整的電路圖，寫出設計實驗調試報告。

四、設計方案

數字式波形發生器框圖如下圖所示。由時鐘電路、計數器電路、EPROM和D/A組成。采用555構成多諧振蕩電路作為時鐘電路，或采用臥式晶振構成時鐘電路，時鐘頻率為256Hz。計數器可采用74LSl61、74LS93構成，其輸出作為EPROM的地址輸入。將多種波形的量化結果存于EPROM存儲單元內。采用8位D／A，進行數模轉換。

五、可選元器件

555定時器：NEC555； 計數器：74LS161；

EPROM：2764；

數模轉換器：DAC0832： 運算放大器：uA741； 集成穩壓源：CW78L05。

數字電路課程設計題目

題目9 可編程字符發生器

一、任務

制作一個可編程字符發生器

二、基本要求

LED發光短陣作顯示器件。

1．點陣式LED發光矩陣為8X8或16X16規格。2．設計LED發光矩陣的驅動電路。

3．用EPROM存儲器存儲待顯示的字符。

4．字符數大于4，字形自定，如“慶祝十六大勝利閉幕”、“電子設計競賽”等。5．具有順序顯示、流水顯示和循環顯示的工作方式，設計相應的控制電路。

三、設計方案

由發光二極管組成的顯示屏，當行、列信號有效時，其交點的發光器件點亮，多個被點亮的發光器件即可組成一定的字符。被點亮的器件如果核一定方式顯示，如從上至下，從右至左，即可形成流水顯示效果。

被顯示的字符按點陣方式存儲在EPROM中，例如存儲“中”字： 高位地址 低位地址

數據代碼

D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 全“0”

000

0

0

0

0

0

0

0 全“0”

001

0

0

0

0

0

0

0 全“0”

010

0 全“0”

011

0

0

0

0

0 全“0”

0

0

0

0

0 全“0”

0 全“0”

0

0

0

0

0

0

0 全“0”

0

0

0

0

0

0

0 存儲器寫入數據在EPROM的片選和讀寫控制端控制下進行，可通過專門的編程器寫入，習慣稱為燒入。也可通過手寫方式逐點寫入。

由發光二極管組成的顯示屏應采用動態掃描工作方式，有利于簡化電路。例如，行驅動掃描速度較快(100Hz)，而列驅動情號較慢(1Hz)，于是在1s內，行驅動信號變化100次，被點亮的LED亮滅100次。由于人眼的視覺暫留作用，字符就固定顯示出來了。如果將一個字符逐次移動一列存儲10次，每隔0.1s列地址變化一次，即可產生流水效果。

可編程字符發生器的參考力框圖如下圖所示。

四、可選元器件

發光二極管點陣(8×8)；EPROM2716；計數器：74Ls93；555定時器；驅動管2803； 鎖存器：74LS373；非門74LS04；譯碼器：74LSl38。

數字電路課程設計題目

題目10 智力競賽搶答器

在進行智力競賽搶答時，需要將參賽者分為若干組進行搶答，究竟誰先誰后單憑主持人的眼睛是很難判斷的；在提問或回答時，往往都要有時間限制。另外，犯規違章要發出一種特殊信號，以便主持人看得清、聽得到。要完成上述功能，非專門儀器是難以實現的。因此，在進行智力競賽時，通常使用一種儀器——“搶答器”。它能避確無誤地實現上述功能。

一、任務要求

1．四組參賽者在進行搶答時，當搶先者按下面前的按鈕時，搶答器能準確地判斷出搶先者．并以聲、光為標志。要求聲響、光亮時間為9秒后自動熄滅。

2．搶答器應具有互鎖功能，某組搶答后能自動封鎖其它各組進行槍答。

3。搶答器應具有限時(搶答時、回答問題時)功能。限時檔次分別為30秒、60秒、90秒；時間到時應發出聲響。同時，時間數據要用數碼管顯示出來。

4．搶答者犯規或違章(主持人未說‘開始搶答”時，參賽者搶先按鈕)時，應自動發出警告信號，以指示燈光閃為標志。

5．系統應具有一個總復位開關。

二、設計說明和提示

如下圖所示，為搶答器的邏輯框圖。

它主要由輸人電路、判別電路、聲光顯示電路、計時電路和數碼顯示電路等組成。搶答時，當搶先者按下面前的按鈕時，輸人電路立即輸出一搶答信號，經判別電路后，輸出響應信號去驅動聲光顯示電路。聲響電路和計時電路的輸入信號是由晶振電路產生的脈沖信號來提供。

三、實驗步驟自擬、器件自選

數字電路課程設計題目

題目11 交通信號燈的自動控制

隨著經濟建設的發展，交通日益繁忙，事故時有發生。為了保障行人和行車的安全，在十字路口上，都增設了交通燈控制器，如圖1所示。大道通常有車．小道很少有車。

一、任務要求

1．通常情況下，大道綠燈亮，小道紅燈亮。

2．若小通來車，大道經6秒由綠燈變為黃燈；再經過4秒，大通由黃燈變為紅燈，同時，小道由紅燈變為綠燈。

3．小道變綠燈后，苦大道來車不到3輛，則經過25秒鐘后自動由紅燈變為黃燈，再經過4秒變為紅燈，同時．大道出紅燈變為綠燈。

4．如果小道在綠燈亮時．小道綠燈亮的時間還沒有到25秒，只要大道檢測到已經超過3輛車在等候，那么小道應立即由綠燈變為黃燈，再經過4秒變為紅燈．同時，大道由紅燈變為綠燈。

圖1

表1

二、設計說明和提示

1．燈的變化出現四個狀態，如表1表示燈亮，‘0’表示燈滅。

2．交通燈控制的原理框圖如圖2所示。秒信號和檢測信號由實驗箱信號源和高低電平來提供。

圖2

三、實驗步驟自擬、器件自選

數字電路課程設計題目

題目12 電子鎖

電子鎖具有保密性強、防盜性好等特點。隨著對電子鎖產品的開發研制，它在日用鎖中所占比重日益增強。電子鎖具有機械鎖無法比擬的優越性，它不僅可以完成鎖本身的功能，還可以兼有多種功能，如記憶、識別、報警、兼作門鈴等等。作為密碼類電子鎖，還不需要帶鑰匙，只要記住開鎖密碼即可。如果密碼失密，主人還可以隨時變換密碼，不會造成不應有的損失。

一、任務要求

1．設計一個電子鎖，其密碼為8值二進制代碼，開鎖指令為串行輸入碼。

2．當開鎖輸入碼與密碼一致時，鎖被打開。

3．當開鎖輸入碼與密碼不一致時，則報警。報警動作響1分鐘，停10秒鐘后再重復出現。

4．報警器可以兼作門鈴用，而門鈴響的時間通常為7一l0秒。

二、設計說明和提示

下圖為電子鎖原理框圖。鎖體一般由電磁線圈、鎖拴、彈簧和鎖框等組成．當有開鎖信號時，電磁線圈有電流通過，于是線圈便產生磁場吸住鎖拴，鎖便打開。當無開鎖信號時，線圈無電流通過，鎖拴被彈入鎖框，門被鎖上。為教學方便，我們用發光二極管代替鎖體，亮為開鎖，滅為上鎖。密碼存儲可用高低電平開關設置，也可以采用時序電路存儲。當開鎖信號串行輸入時，一定做到輸入8位代碼后才出現比較結果，一致時則開鎖，不一致時則報警。

三、實驗步驟自擬、器件自選

數字電路課程設計題目

題目13 八路彩燈顯示電路

每逢過年過節都要在門口上搞些彩燈，以顯示濃厚節日氣氛。那么在當代舞臺上彩燈的閃爍更引人注目，使人們心情有一種特別快樂感。彩燈裝置多種多樣，在這里我們設計這樣一種彩燈——八路彩燈顯示。

一、任務要求

設計一個八路彩燈，而且每路都有八盞燈顯示的控制裝置。其彩燈變化情況如下：

1．八路彩燈的每路八盞燈同時依次亮，時間間隔1秒，然后同時依次滅，時間間隔1秒。

2．八路彩燈同時整個亮，時間間隔0.5秒，然后同時整個滅，時間間隔0.5秒。而這個 過程要重復四遍。

二、設計說明和提示

每路彩燈要完成一個循環共需20秒，其工作程序如下表所示。設每路彩燈為Q1-Q8。

由表可知，要完成八路彩燈顯示功能．需設一個控制器，重復實現該控制程序。

三、實驗步驟自擬，器件自選