数字电子技术课程设计任务书(15)
系(部):电子与通信工程系 专业: 指导教师:陈希
数字电子技术课程设计任务书
一、课程设计目的
通过本课程设计,能够综合运用所学理论知识,拓宽知识面,系统地进行电子电路的工程实践训练,培养工程师的基本技能,提高分析问题和解决问题的能力。
二、课程设计要求
本课程设计分为实际设计与虚拟仿真两个环节。
实际设计应使学生学会电子系统设计的基本设计方法,包括:方案的选择、框图的绘制、单元电路的设计、元器件的选择等方面。
虚拟仿真环节应使学生学会使用电路仿真分析软件(Multisim)在计算机上进行电路设计与分析的方法。要求学生所选课题必须在计算机上通过虚拟设计确定设计方案,通过虚拟仿真建立系统,完成设计要求。
三、课程设计内容
在下列课题中选择题目;要求所有课设题目必须有详细的原理分析过程和推导,要求必须进行逻辑状态赋值。
1、设计题目:交通灯控制系统
要求:
? 控制交叉路口的2方向红绿灯变化。
? 变化时序如图1所示。东西方向红灯亮第0-15秒,16-27秒绿灯亮,28-31秒黄灯亮;南北方向0-11秒绿灯亮,12-15秒黄灯亮,16-31秒红灯亮。 ? 在一个方向中设置时间显示。设置复位开关。
? 要求按课设报告格式要求写出原理分析、设计过程和设计说明。 1
? 电路图必须用仿真软件绘制,并截图粘贴到Microsoft Word中。
图1 红绿灯控制时序
2、设计题目:数字时钟
要求:
? 显示功能:具有“时”“分”“秒”的十进制数字显示(“时”从0~23)。 ? 校时功能:当接通电源或数字时钟走时有偏差,能手动校时。 ? 整点报时:当时钟计到整点时能进行报时。
? 要求按课设报告格式要求写出原理分析、设计过程和设计说明。 ? 电路图必须用仿真软件绘制,并截图粘贴到Microsoft Word中。
3、设计题目:多路抢答器
要求:
? 可供不少于8名参赛选手使用。
? 在主持人启动开关后,开始抢答。
? 电路配有数码显示,能显示出优先抢答者的编号。可用主持人按钮清除上一次的结果。
? 要求按课设报告格式要求写出原理分析、设计过程和设计说明。 ? 电路图必须用仿真软件绘制,并截图粘贴到Microsoft Word中。
4、设计题目:数字频率计
要求:
2
? 数字显示功能:用数码管显示测量信号的频率(十进制形式显示)。 ? 测量范围:10Hz~100kHz的信号,为提高测量精度,可选择高、低频段测量。
? 测量精度:误差不超过1% 。
? 要求按课设报告格式要求写出原理分析、设计过程和设计说明。 ? 电路图必须用仿真软件绘制,并截图粘贴到Microsoft Word中。
5、设计题目:乒乓球比赛游戏机
要求:
? 设计一个甲、乙双方参赛,裁判参与的乒乓球比赛游戏模拟机。
? 用8个发光二极管排成一条直线,以中点为界,两边各代表参赛双方的位置,其中点亮的发光二极管代表“乒乓球”的当前位置,点亮的发光二极管依次由左向右或由右向左移动。
? 当球运动到某方的最后一位时,参赛者应立即按下自己一方的按钮,即表示击球,若击中,则“球”向相反方向运动,若未击中,则对方得1分。
? 设置自动计分电路,双方各用二位数码管来显示计分,每局11分。到达11分时产生报警信号。
? 要求按课设报告格式要求写出原理分析、设计过程和设计说明。 ? 电路图必须用仿真软件绘制,并截图粘贴到Microsoft Word中。
6.、 脉冲边沿检测器
要求:
? 开关A为复位键
? 开关B为单脉冲输入端,可先输入负脉冲,也可先输入正脉冲 3
? 由红灯来表示正脉冲,绿灯表示负脉冲,且复位前指示灯一直亮。 ? 复位后,可重新检测。
? 要求按课设报告格式要求写出原理分析、设计过程和设计说明。 ? 电路图必须用仿真软件绘制,并截图粘贴到Microsoft Word中。
7、 实现8选1数据选择器(HC151)的逻辑功能,并用其产生四变量逻辑函数 要求:
? 用仿真软件绘制74HC151的逻辑构成图(不能用芯片代替),实现其功能并仿真;并将仿真结果截图两张粘贴到Microsoft Word中。
? 用74HC151芯片产生四变量逻辑函数:Y=A/B/C/+AB+BCD。要求按课设报告格式要求写出原理分析、设计过程和设计说明。
? 电路图必须用仿真软件绘制,并截图粘贴到Microsoft Word中。
8、实现4位超前进位加法器74LS283的逻辑功能,并且用其设计代码转换电路
要求:
? 用仿真软件绘制的逻辑构成图(P196,不能用芯片代替),实现其功能并仿真;并将仿真结果截图两张粘贴到Microsoft Word中。
? 用74LS283芯片设计代码转换电路:将余三码转换成十进制的8421BCD码。要求按课设报告格式要求写出原理分析、设计过程和设计说明。 ? 电路图必须用仿真软件绘制,并截图粘贴到Microsoft Word中。
9、设计7曾楼宇楼道灯控制开关电路
要求:
? 上楼时:进入一楼按灯开关,二层灯亮,上到二层按灯开关三层灯亮,依次类推,到家后回按灯开关楼道灯全暗;下楼时:按层灯开关,下一层灯亮,后面依次类推,出一层回按灯开关,灯全暗。
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? 要求按课设报告格式要求写出原理分析、设计过程和设计说明。 ? 要求用门电路实现并仿真。
10、作业题4.30题
? 用仿真软件绘制74LS85的逻辑构成图(P199,不能用芯片代替),实现其功能并仿真;并将仿真结果截图两张粘贴到Microsoft Word中。
? 用74LS85芯片完成作业题4.30题的要求。要求按课设报告格式要求写出原理分析、设计过程和设计说明。
? 电路图必须用仿真软件绘制,并截图粘贴到Microsoft Word中。
11、作业题4.27题
? 用仿真软件绘制74LS283的逻辑构成图(P196,不能用芯片代替),实现其功能并仿真;并将仿真结果截图两张粘贴到Microsoft Word中。
? 用74LS283芯片完成作业题4.27题的要求。要求按课设报告格式要求写出原理分析、设计过程和设计说明。
? 电路图必须用仿真软件绘制,并截图粘贴到Microsoft Word中。
12、作业题4.15题
? 用仿真软件绘制74LS138、74LS153的逻辑构成图(P175、P188,不能用芯片代替),实现其功能并仿真;并将仿真结果各截图两张粘贴到Microsoft Word中。
? 用74LS138、74LS153芯片完成作业题4.15题的要求。要求按课设报告格式要求写出原理分析、设计过程和设计说明。
? 电路图必须用仿真软件绘制,并截图粘贴到Microsoft Word中。
13、作业题4.8题
? 用仿真软件绘制74LS148的逻辑构成图(P170,不能用芯片代替),实现其 5
功能并仿真;并将仿真结果截图两张粘贴到Microsoft Word中。
? 用74LS148芯片完成作业题4.8题的要求。要求按课设报告格式要求写出原理分析、设计过程和设计说明。
? 电路图必须用仿真软件绘制,并截图粘贴到Microsoft Word中。
14、作业题4.4题
? 用仿真软件绘制CMOS反相器、CMOS与非门的逻辑构成图(P80b图、P93的图3.3.29,不能用芯片代替)、实现其功能并仿真;并将仿真结果截图两张粘贴到Microsoft Word中。
? 用CMOS反相器、与非门、TG传输门等CMOS器件完成作业题4.4题的要求。要求按课设报告格式要求写出原理分析、设计过程和设计说明。 ? 电路图必须用仿真软件绘制,并截图粘贴到Microsoft Word中。
15、作业题5.26题
? 用仿真软件绘制维持阻塞结构JK触发器74LS109(P240)和用两个电平触发D触发器构成的边沿触发JK触发器CC4027(P241)的逻辑构成图(不能用芯片代替),实现其四个基本功能并仿真,比较结果。并将仿真结果各截图两张粘贴到Microsoft Word中。
? 用74LS109、CC4027芯片各自完成作业题5.26题的要求。要求按课设报告格式要求写出原理分析、设计过程和设计说明。
? 电路图和输出波形必须用仿真软件绘制,并截图粘贴到Microsoft Word中。
16、仿照5.28题设计一个六人抢答逻辑电路,要求同于5.28题
? 用仿真软件绘制CMOSTG传输门(P97)并验证其逻辑功能;用仿真软件绘制并仿真用CMOSTG传输门、CMOS反相器、CMOS或非门等构成的边沿D 6
触发器(P232)。并将仿真结果各截图两张粘贴到Microsoft Word中。 ? 用带异步复位端的边沿触发D触发器完成设计要求。要求按课设报告格式要求写出原理分析、设计过程和设计说明。
? 电路图必须用仿真软件绘制,并截图粘贴到Microsoft Word中。
17、作业题5.19题
? 用仿真软件制作带缓冲级的CMOS“或非”门电路(P93图3.3.30),图中VDD取5V电压,然后仿真其逻辑功能,并将仿真结果截图两张粘贴到Microsoft Word中。
? 用仿真软件制作带异步置位、复位功能的CMOS边沿D触发器(P232图
5.5.2),然后仿真其逻辑功能,并将仿真结果截图两张粘贴到Microsoft Word中。
? 用对应触发器芯片完成作业题5.19题的要求。要求按课设报告格式要求写出原理分析、设计过程和设计说明。
? 电路图和输出波形必须用仿真软件绘制,并截图粘贴到Microsoft Word中。
18、作业3.14题
? 用仿真软件制作TTL门反相器(P117的图3.5.9,其中VCC=5V)(不能用芯片代替),然后仿真其逻辑功能,并将仿真结果截图两张粘贴到Microsoft Word中。
? 用仿真软件制作TTL门与非门(P128的图3.5.27,其中VCC=5V)(不能用芯片代替),然后仿真其逻辑功能,并将仿真结果截图两张粘贴到Microsoft Word中。
? 在仿真软件上用TTL门反相器和与非门按照P93的图3.3.30右图形式构 7
成或非门电路,然后仿真其逻辑功能,并将仿真结果截图两张粘贴到Microsoft Word中。
? 用仿真软件测量3.14题的内容,并将仿真结果截图两张粘贴到Microsoft Word中。不需要写出原理分析、设计过程和设计说明,但必须提交符合要求的报告。
19、作业3.18题
? 用仿真软件制作TTL门与非门(P128的图3.5.27,其中VCC=5V)(不能用芯片代替),然后仿真其逻辑功能,并将仿真结果截图两张粘贴到Microsoft Word中。
? 在仿真软件上测量完成3.18题的5个内容,并将仿真结果全部截图粘贴到Microsoft Word中。其中题中5V万用表也用仿真电路中的。不需要写出原理分析、设计过程和设计说明,但必须提交符合要求的报告。
20、作业题6.25题
? 用仿真软件制作74LS190(P294)的逻辑构成图(不能用芯片代替),然后仿真其逻辑功能,并将仿真结果截图两张粘贴到Microsoft Word中。 ? 在仿真软件上用74LS190芯片完成作业题6.25题的设计要求。要求按课设报告格式要求写出原理分析、设计过程和设计说明。
? 电路图必须用仿真软件绘制且能仿真,并截图粘贴到Microsoft Word中。
21、作业题6.23题
? 用仿真软件绘制74LS48(P184的图4.3.16)的逻辑构成图(不能用芯片代替),然后仿真其逻辑功能,注意必须接上七段显示器;并将仿真结果截图两张粘贴到Microsoft Word中。
? 在仿真软件上用74LS48芯片完成作业题6.23题的设计要求。要求按课设 8
报告格式要求写出原理分析、设计过程和设计说明。
? 电路图必须用仿真软件绘制且能仿真,并截图粘贴到Microsoft Word中。
22、作业题6.30题
? 用仿真软件绘制74LS161(P282的图6.3.13)和74LS153(P188的图
4.3.21)的逻辑构成图(不能用芯片代替),然后仿真其逻辑功能,并将仿真结果各截图两张粘贴到Microsoft Word中。
? 在仿真软件上用74LS161、74LS153芯片完成作业题6.30题的设计要求。要求按课设报告格式要求写出原理分析、设计过程和设计说明。
? 电路图必须用仿真软件绘制且能仿真,并截图粘贴到Microsoft Word中。
23、作业题6.29题
? 用仿真软件绘制同步十进制加法计数器74LS160(P291的图6.3.21)的逻辑构成图(不能用芯片代替),然后仿真其逻辑功能,并将仿真结果各截图两张粘贴到Microsoft Word中。
? 用仿真软件绘制74LHC151(P191的图4.3.24)的逻辑构成图(不能用芯片代替),然后仿真其逻辑功能,并将仿真结果各截图两张粘贴到Microsoft Word中。
? 在仿真软件上用74LS160、74HC151芯片完成作业题6.30题的设计要求。要求按课设报告格式要求写出原理分析、设计过程和设计说明。
? 电路图必须用仿真软件绘制且能仿真,并截图粘贴到Microsoft Word中。
24、作业题6.32题
? 用仿真软件制作维持阻塞结构JK触发器(P240的图5.6.6)的逻辑构成图(不能用芯片代替),图中与非、或非门均用TTL门器件;然后仿真其逻辑功能,并将仿真结果截图两张粘贴到Microsoft Word中。
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? 用仿真软件制作异或门电路(P98的图3.3.37)的逻辑构成图(不能用芯片代替),图中反相器、TG门均用CMOS门器件;然后仿真其逻辑功能,并将仿真结果各截图两张粘贴到Microsoft Word中。
? 在仿真软件上用维持阻塞结构JK触发器、异或门电路芯片完成作业题
6.32题的设计要求。要求按课设报告格式要求写出原理分析、设计过程和设计说明。
? 电路图必须用仿真软件绘制且能仿真,并截图粘贴到Microsoft Word中。
25、作业题6.33题
? 用仿真软件制作维持阻塞结构D触发器(P233的图5.5.4)的逻辑构成图(不能用芯片代替),图中与非门用TTL门器件;然后仿真其逻辑功能,并将仿真结果截图两张粘贴到Microsoft Word中。
? 用仿真软件制作或门电路(P72的图3.2.6)的逻辑构成图(不能用芯片代替);然后仿真其逻辑功能,并将仿真结果各截图两张粘贴到Microsoft Word中。
? 在仿真软件上用维持阻塞结构D触发器、或门电路等芯片完成作业题6.33题的设计要求。要求按课设报告格式要求写出原理分析、设计过程和设计说明。
? 电路图必须用仿真软件绘制且能仿真,并截图粘贴到Microsoft Word中。
26、作业题6.34题
? 用仿真软件制作带异步置位、复位功能的CMOS边沿D触发器(P232图
5.5.2),然后仿真其逻辑功能,并将仿真结果截图两张粘贴到Microsoft Word中。
? 用仿真软件制作与门电路(P71的图3.2.5)的逻辑构成图(不能用芯片代 10
替);然后仿真其逻辑功能,并将仿真结果各截图两张粘贴到Microsoft Word中。
? 在仿真软件上用CMOS边沿D触发器、必要的门电路芯片完成作业题6.34题的设计要求。要求按课设报告格式要求写出原理分析、设计过程和设计说明。
? 电路图必须用仿真软件绘制且能仿真,并截图粘贴到Microsoft Word中。
27、作业题6.35题
? 用仿真软件制作维持阻塞结构D触发器(P233的图5.5.4)的逻辑构成图(不能用芯片代替),图中与非门用TTL门器件;然后仿真其逻辑功能,并将仿真结果截图两张粘贴到Microsoft Word中。
? 用仿真软件制作与门电路(P71的图3.2.5)的逻辑构成图(不能用芯片代替);然后仿真其逻辑功能,并将仿真结果各截图两张粘贴到Microsoft Word中。
? 在仿真软件上用维持阻塞结构D触发器、必要的门电路芯片完成作业题
6.35题的设计要求。要求按课设报告格式要求写出原理分析、设计过程和设计说明。
? 电路图必须用仿真软件绘制且能仿真,并截图粘贴到Microsoft Word中。 ?
28、作业2.26(4)、2.27(8)
? 学会使用Multisim7,并在Multisim7求作业2.26(4)、2.27(8)逻辑函数的反函数,并将得到的函数化简成最简与或式。。
? 写出使用过程和结果。
? 将结果截图粘贴到A4纸上,要求图片清楚。
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29、仿书上例7.5.1
? 用仿真软件制作“用与非门组成的3线-8线译码器74HC138”(P175的图
4.3.8)的逻辑构成图(不能用芯片代替),图中与非门用CMOS门器件;然后仿真其逻辑功能,并将仿真结果截图两张粘贴到Microsoft Word中。 ? 在仿真软件实现用上面制作的两片74HC138组成4线-16线译码器(不能用芯片代替), 然后仿真其逻辑功能,并将仿真结果各截图两张粘贴到Microsoft Word中。
? 在仿真软件上用ROM存储矩阵设计一个八段字符显示译码器;(可以仿照P378的内容做,其中电阻R均取2千欧)。要求按课设报告格式要求写出原理分析、设计过程和设计说明。
? 电路图必须用仿真软件绘制且能仿真,并截图粘贴到Microsoft Word中。
30、利用RAM的字扩展和位扩展实现随机存储器RAM的容量扩展(仿作业7.13) ? 在仿真软件制作“用4片1024*4的RAM(2114)芯片组成两片1024*8的RAM;然后仿真其逻辑功能,并将仿真结果截图两张粘贴到Microsoft Word中。(2114芯片的功能课上讲过)
? 在仿真软件实现用两片1024*8的RAM 接成一个数码转换器 (不能用芯片代替),将四位二进制数码转换成等值的四位二-十进制数;然后仿真其逻辑功能,并将仿真结果各截图两张粘贴到Microsoft Word中。
? 在仿真电路上用上述数码转换电路,将地址代码A9----A0分别置成:(1)0000010000;(2)1000000000;(3)1000010000;(4)1111111111时两片RAM中对应地址中的数据各为何值。
? 要求按课设报告格式要求写出原理分析、设计过程和设计说明。
? 电路图必须用仿真软件绘制且能仿真,并截图粘贴到Microsoft Word中。 12
31、作业题10.26题
? 用仿真软件制作“用与非门组成的SR锁存器(P218的图5.2.2)(不能用芯片代替),然后仿真其逻辑功能,并将仿真结果截图两张粘贴到Microsoft Word中。
? 用仿真软件绘制CB555(P490)的逻辑构成图(不能用芯片代替,要预习比较器知识);然后仿真其逻辑功能(参照表10.5.1),并将仿真结果截图两张粘贴到Microsoft Word中。
? 然后用CB555芯片完成作业题10.26题的要求。要求按课设报告格式要求写出原理分析、设计过程和设计说明。
? 电路图必须用仿真软件绘制且能仿真,并截图粘贴到Microsoft Word中。
四、课程设计时间安排
课程设计时间安排:二周80学时,分散或集中进行,但班长必须每天统计各班学生在校情况,学生出校门必须和班长请假,我直接对班长考核,班长对全班负责考核,层层承包。
课堂教学2学时,上机32学时,其余留给学生查阅资料、设计方案、画设计电路图。
五、课程设计说明书主要内容
1、封皮--设计题目、完成人(班级,姓名、学号、指导教师)
2、分析任务:主要指标及要求
3、方案论证:通过调查研究和查阅资料,拟定几种设计方案,分析比较,择优选用,确定总体设计方案
4、设计硬件电路:按总体方案设计电路,首先画出电路的功能框图,明确各功能单元电路要求,然后设计各单元电路(包括每块电路的逻辑分析,元器件参 13
数及型号,选择元器件的依据),最后画出总体原理电路图。
5、仿真分析:使用Multisim对设计方案的各部分进行仿真调试,最后整体联调,完成整个系统。
6、结果汇总:设计说明书要交手写稿(必须是自己的笔记),要求用16开方格稿纸(每页330个字),插图采用A4纸打印,图标放在图的正下方,图标要有名称。
7、仿真实验文件(Multisim电路图格式,每班一个大文件夹、由班长收集各班学生的个人文件夹,各人文件以班级、姓名命名)。
8、成绩评定:出勤(班长负责)占10分;书面报告:占40分;仿真:占50分。仿真由我组织10名同学现场抽签决定班级进行,现场仿真评定成绩。
六、选用教材及参考书
教材:《数字电子技术基础》阎石,高等教育出版社
参考书:Multisim使用手册,电脑辅助电路设计
七、题目分配及提交时间
1.按学号分:学号1-31号做题目1-31;题目必须与学号对应,如15号对应题目15。遇学号空缺的采用自然进补方式进行。
2.设计报告和仿真实践文件要求在第19周周五上午9:00点开始,由班长组织各班同学亲自拷贝到指定电脑上,提交时所有同学必须携带学生证或准考证,过期不侯。没有书面报告和仿真实验文件,设计成绩视为0分。切记!!!
指导教师的联系方式:张钧,150xxxxxxxx。
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封面形式
数字电子技术基础课程设计报告
设计题目:
完 成 人:
班 级:
学 号:
指导教师:张 钧
15
成 绩:
17
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