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
第九章 数字电路基础知识 一、 填空题 1、 模拟信号是在时间上和数值上都是 变化 的信号。 2、 脉冲信号则是指极短时间内的 电信号。 3、 广义地凡是 规律变化的，带有突变特点的电信号均称脉冲。 4、 数字信号是指在时间和数值上都是 的信号，是脉冲信号的一种。 5、 常见的脉冲波形有，矩形波、 、三角波、 、阶梯波。 6、 一个脉冲的参数主要有 Vm 、tr 、 Tf 、T P 、T 等。 7、 数字电路研究的对象是电路的输出与输入之间的逻辑关系。 8、 电容器两端的电压不能突变，即外加电压突变瞬间，电容器相当于 。 9、 电容充放电结束时，流过电容的电流为0，电容相当于 。 10、 通常规定，RC 充放电，当t = 时，即认为充放电过程结束。 11、 RC 充放电过程的快慢取决于电路本身的 ，与其它因素无关。 12、 RC 充放电过程中，电压，电流均按 规律变化。 13、 理想二极管正向导通时，其端电压为0,相当于开关的 。 14、 在脉冲与数字电路中，三极管主要工作在 和 。 15、 三极管输出响应输入的变化需要一定的时间，时间越短，开关特性 。 16、 选择题 2 若一个逻辑函数由三个变量组成，则最小项共有（ ）个。 A 、3 B 、4 C 、8 4 下列各式中哪个是三变量A 、B 、C 的最小项（ ） A 、A B C ++ B 、A BC + C 、ABC 5、模拟电路与脉冲电路的不同在于( )。 A 、模拟电路的晶体管多工作在开关状态，脉冲电路的晶体管多工作在放大状态。 B 、模拟电路的晶体管多工作在放大状态，脉冲电路的晶体管多工作在开关状态。 C 、模拟电路的晶体管多工作在截止状态，脉冲电路的晶体管多工作在饱和状态。 D 、模拟电路的晶体管多工作在饱和状态，脉冲电路的晶体管多工作在截止状态。 6、己知一实际矩形脉冲，则其脉冲上升时间( )。 A 、.从0到Vm 所需时间 B 、从0到2 2Vm 所需时间 C 、从0.1Vm 到0.9Vm 所需时间 D 、从0.1Vm 到 22Vm 所需时间 7、硅二极管钳位电压为( ) A 、0.5V B 、0.2V C 、0.7V D 、0.3V 8、二极管限幅电路的限幅电压取决于( )。 A 、二极管的接法 B 、输入的直流电源的电压 C 、负载电阻的大小 D 、上述三项 9、在二极管限幅电路中,决定是上限幅还是下限幅的是( ) A 、二极管的正、反接法 B 、输入的直流电源极性 C 、负载电阻的大小 D 、上述三项 10、下列逻辑代数定律中，和普通代数相似是( ) A 、否定律 B 、反定律 C 、重迭律 D 、分配律
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。
教学任务 本学期担任数字电路的教学任务，为学生学习单片机技术奠定良好的基础，锻炼学生的逻辑思维能力，培养学生学会自学，加强课堂管理，培养学生的学习能力。 内容构成： 1.数制与编码 2.逻辑门电路 3.组合逻辑电路 4.触发器 5.时序逻辑电路 重点难点。 重点：逻辑门电路以及逻辑运算的规律 组合逻辑电路的分析和设计方法。 触发器的功能和基本应用 难点：时序逻辑电路的分析和设计 触发器的功能以及应用 特点：本学科的理论学习还是比较简单，主要是在第一章数字电路基础中做好课前引导，让学生理解数字电路的特点，以便以后学习更为快速。 教学工作措施： 1.加强学生的上课听课秩序，严厉管理课堂秩序。、 2.对于概念性知识点，多举例，多比方，让学生能直观地理解并加强记忆。 3.在逻辑运算中，更应该与数学运算相结合，并予以区别。 4.组合逻辑电路的分析设计举例应切近生活，利用日常生活中的例子。分析编 码译码器时， 可以以编辑和翻译为例子。、 5.触发器的讲解。应该做到综合型强，总结性好。以免给学生学习带来学习的 盲目感。 总结 本学期任13级《数字电子技术》课程的教育教学任务，在此之前，学生已经学习了《电工基础》和《模拟电路》，对于电子专业的总体发展不是很陌生，但对于《数字电路》的发展还是比较感兴趣，基于以上原因，根据理论知识的深浅度，教学设计的指导思想是：根据学生的原有知识水平，引导学生通过学生探究小组课前调查活动，充分利用现代信息技术手段，把模拟信号、数字信号这种抽象的事物在课堂上可视化，降低学生接受难度。在教学过程中，借助电路图作为工具，并通过实际举例和分析设计简单的逻辑电路，给学生自主建构的台阶，这样在完成知识构建的同时，扩展学生的知识视野，了解现代数字技术。4个班级的总体情况还是比较良好。在这里对本期教育教学进行简单的总结; 1、教学情况
理论课授课教案
教学过程和内容 时间分配 与教法1．由D触发器构成的数码寄存器 （1）电路组成 图5-1 单拍工作方式的数码寄存器 CP：接收脉冲（控制信号输入端) （2）工作原理 当CP↑时，触发器更新状态，Q3Q2Q1Q0=D3D2D1D0，即接收输入 数码并保存。 单拍工作方式：不需清除原有数据，只要CP↑一到达，新的数据就会存 入。 常用4D型触发器74LS175、6D型触发器74LS174、8D型触发器74LS374 或MSI器件等实现。 2．由D型锁存器构成的数码寄存器 （1）锁存器的工作原理 送数脉冲CP为锁存控制信号输入端，即使能信号（电平信号）。 ②当CP=1时，D数据输入不影响电路的状态，电路锁定原来的数据。 即当使能信号结束后（锁存），数据被锁住，输出状态保持不变。 二、移位寄存器 移位寄存器除了具有存储数码的功能外，还具有移位功能。 移位功能：寄存器中所存数据，可以在移位脉冲作用下逐位左移或右移。 在数字电路系统中，由于运算（如二进制的乘除法）的需要，常常要求 实现移位功能。
1．单向移位寄存器：是指仅具有左移功能或右移功能的移位寄存器。 教学过程和内容 时间分配 与教法1）右移位寄存器 ①电路组成 图5-4 4位右移位寄存器 串行输入 同步时序逻辑电路 ②工作过程（仿真运行图5－4电路。） 将数码1101右移串行输入给寄存器（串行输入是指逐位依次输入）。 在接收数码前，从输入端输入一个负脉冲把各触发器置为0状态（称为清零）。 ④时序图 CP顺序输入D SR输出 0 1 0 0 0 0 1 1 1 0 0 0 2 0 1 1 0 0 3 1 0 1 1 0 4 0 1 0 1 1 5 0 0 1 0 1 6 0 0 0 1 0 7 0 0 0 0 1 8 0 0 0 0 0
课时授课计划 - 1 课号：1 (共8学时理论6学时实验0学时习题2学时) 课题：第1章绪论 1.1 概述 1.2 数制和码制 目的与要求： 了解本门课程的基本内容； 了解数字电路的特点及应用、分类及学习方法； 掌握二、八、十、十六进制的表示方法及相互转换； 知道8421BCD码、余三码、格雷码的意义及表示方法。 重点与难点： 重点：数制与码制的表示方法； 难点：二、八、十六进制的转换。 教具： 课堂讨论： 离散信号； 二、十、八、十六进制的特点及表示方法； 码的作用； 8421BCD码的特点及应用。 现代教学方法与手段： 数字电路网络课程 PowerPoint 复习（提问）： 什么是模拟信号模拟电路； 什么是二进制代码。 授课班次： 课时分配：
提纲 第1章绪论 1.1 概述 1 . 1 . 1 数字信号和数字电路 1、数字信号与模似信号 2、模拟电路与数字电路 1 . 1 . 2 数字电路的分类 1、按电路类型分类 2、按集成度分类 3、按半导体的导电类型分类 1 . 1 . 3 数字电路的优点 1、易集成化 2、抗干扰能力强，可靠性高 3、便于长期存贮 4、通用性强，成本低，系列多 5、保密性好 1 .1 .4 脉冲波形的主要参数 1．脉冲幅度Um 2．脉冲上升时间 3．脉冲下降时间 4．脉冲宽度 5．脉冲周期 6．脉冲频率 7．占空比q 1.2 数制和码制 1 . 2 . 1 数制 一、十进制 二、二进制 三、八进制和十六进制 1 . 2 .2 不同数制间的转换 一、各种数制转换成十进制 二、十进制转换为二进制 三、二进制与八进制、十六进制间相互转换 1 . 2 . 3 二进制代码 一、二-十进制代码 8421码、5421码和余3码 二、可靠性代码 1．格雷码 2．奇偶校验码 作业：
数字电路教案 本课程理论课学时数为70，实验24学时。各章学时分配见下表：
第一章逻辑代数基础 【本周学时分配】 本周5学时。周二1~2节，周四3~5节。 【教学目的与基本要求】 1、掌握二进制数、二—十进制数（主要是8421 BCD码） 2、熟练掌握逻辑代数的若干基本公式和常用公式。 3、熟练掌握逻辑函数的几种表达形式。 【教学重点与教学难点】 本周教学重点： 1、绪论：重点讲述数字电路的基本特点、应用状况和课程主要内容。 2、逻辑代数的基本运算：重点讲述各种运算的运算规则、符号和表达式。 3、逻辑代数的基本公式和常用公式：重点讲述逻辑代数的基本公式与普通代数公式的区别，常用公式的应用背景。 4、逻辑函数的表示方法：重点讲述各种表示方法的特点和相互转换方法。 本周教学难点： 反演定理和对偶定理：注意两者之间的区别、应用背景和变换时应注意的问题。【教学内容与时间安排】 一、绪论（约0.5学时） 1、电子电路的分类。 2、数字电路的基本特点。 3、数字电路的基本应用。 4、本课程的主要内容； 5、本课程的学习方法和对学生的基本要求。 二、数制与码制（约1.5学时）（若前置课程已学，可作简单复习0.5学时） 1、几种不同进制（二、八、十、十六进制）。 2、几种不同进制相互转换。 3、码制（BCD码）。 三、逻辑代数 1、基本逻辑运算和复合逻辑运算：与、或、非运算是逻辑代数的基本运算；还可以形成其他复合运算，常用的是与非、或非、与或非、异或、同或运算。（约0.5学时） 2、常用公式（18个）（约0.5学时） 3、基本定理（代入定理、反演定理、对偶定理）（约0.5学时） 4、逻辑函数的概念及表示方法（约0.5学时） 5、逻辑函数各种表示方法间的转换：常用的转换包括：函数式←→真值表；函数式←→逻辑图（约1学时）
第7章数字电路基础 【课题】 7.1 概述 【教学目的】 1.让学生了解数字电子技术对于认知数码世界的重要现实意义，培养学生学习该科目的浓厚兴趣。 2.明确该科目的学习重点和学习方法。 【教学重点】 1.电信号的种类和各自的特点。 2.数字信号的表示方法。 3.脉冲波形主要参数的含义及常见脉冲波形。 4.数字电路的特点和优越性。 【教学难点】 数字信号在日常生活中的应用。 【教学方法】 讲授法，讨论法 【参考教学课时】 1课时 【教学过程】 一、新授内容 7.1.1 数字信号与模拟信号 1. 模拟信号：在时间和数值上是连续变化的信号称为模拟信号。 2. 数字信号：在时间和数值上是离散的信号称为数字信号。 讨论：请同学们列举几种常见的数字信号和模拟信号。 7.1.2 脉冲信号及其参数 1. 脉冲信号的定义：在瞬间突然变化、作用时间极短的电压或电流信号。 2．脉冲的主要参数：脉冲幅值V m 、脉冲上升时间t r 、脉冲下降时间t f 、脉冲宽度t W 、脉冲周期T及占空比D。 7.1.3 数字电路的特点及应用 特点：1.电路结构简单，便于实现数字电路集成化。
2.抗干扰能力强，可靠性高。（例如手机） 3.数字电路实际上是一种逻辑运算电路，电路分析与设计方法简单、方便。 4.数字电路可以方便地保存、传输、处理数字信号。（例如计算机） 5.精度高、功能完备、智能化。（例如数字电视和数码照相机） 应用：数字电路在家电产品、测量仪器、通信设备、控制装置等领域得到广泛的应用，数字化的发展前景非常宽阔。 讨论：1.你用过哪些数字电路产品，请列出1~2个较为典型的例子，并就其中一个产品说明它的功能及优点和缺点。 二、课堂小结 1. 数字信号与模拟信号的概念 2. 脉冲信号及其参数 3. 数字电路的特点及应用 三、课堂思考 讨论：谈谈如何才能学好数字电路课程？ 四、课后练习 P143思考与练习题：1、 2、3。 【课题】 7.2 常用数制与编码 【教学目的】 1.掌握二进制、十进制、十六进制数的表示方法及数制间的相互转换。 2.了解8421BCD码的表示形式。 【教学重点】 1.二进制、十六进制数的表示方法。 2.数字电路中为什么广泛采用二、十六进制数。 3.为什么要进行不同数制之间的转换。 4.进行二进制、十进制数、十六进制之间的相互转换。 5. 8421BCD码。 【教学难点】
数字电子技术基础课程教学大纲 英文名称：Digital Electronic Technology Fundamentals 课程编码：04119630 学时：64/12学分：4 课程性质：专业基础课课程类别：理论课 先修课程：高等数学、普通物理、电路理论、模拟电子技术基础 开课学期：第4学期 适用专业：自动化、电气工程及其自动化、工业自动化仪表 一、课程教学目标 通过本课程的理论教学和实验训练，能够运用数字电子技术的基本概念、基本理论与分析方法和设计方法，解决较复杂的数字电路系统相关的工程问题，使学生具备下列能力： 1、使用逻辑代数解决逻辑问题； 1、正确使用数字集成电路； 1、分析和设计数字逻辑电路； 2、正确使用数字逻辑电路系统的辅助电路。 三、课程的基本内容 3.1 理论教学 1、数字逻辑基础（支撑教学目标1） 教学目标：使学生掌握逻辑代数的三种基本运算、三项基本定理、基本公式和常用公式。了解二进制的算术运算与逻辑运算的不同之处。掌握逻辑函数的四种表示方法（真值表法、逻辑式法、卡诺图法及逻辑图法）及其相互之间的转换。理解最小项的概念及其在逻辑函数表示中的应用。掌握逻辑函数的公式化简法和图形化简法。掌握约束项的概念及其在逻辑函数化简中的应用。
本章主要内容： （1）数字信号与数字电路 （2）逻辑代数 （3）逻辑函数及其表示方法 （4）逻辑函数的化简 2、逻辑门电路（支撑教学目标2） 教学目标：使学生了解门电路的定义及分类方法。二极管、三极管的开关特性，及分立元件组成的与、或、非门的工作原理。理解TTL 反相器的工作原理，掌握其静态特性，了解动态特性。了解其它类型TTL门的工作原理及TTL集成门的系列分类。 本章主要内容： （1）半导体二极管门电路 （2）半导体三极管门电路 （3）TTL集成门电路 3、组合逻辑电路（支撑教学目标3） 教学目标：使学生掌握组合逻辑电路的设计与分析方法。理解常用组合逻辑电路，即编码器、译码器和数据选择器的基本概念、工作原理及应用。掌握译码器和数据选择器在组合电路设计中的应用。 本章主要内容： （1）概述 （2）组合逻辑电路的分析与设计 （3）常用组合逻辑电路 （4）用中规模集成电路设计组合逻辑电路 4、触发器（支撑教学目标3） 教学目标：使学生理解触发器的定义。掌握基本SR触发器、同步触发器、主从触发器、边沿 触发的触发器的动作特点。掌握触发器的各种逻辑功能（DFF,JKFF,SRFF,TFF,T’FF）。掌握触发器 逻辑功能与触发方式的区别。掌握画触发器工作波形的方法。 本章主要内容： （1）概述 （2）基本SR触发器（SR锁存器）和同步触发器（电平触发） （3）主从触发器（脉冲触发）和边沿触发器（边沿触发） （4）触发器的逻辑功能及描述方法 5、时序逻辑电路（支撑教学目标3） 教学目标：使学生掌握时序逻辑电路的定义及同步时序电路的分析与设计方法。了解异步时序电路的概念。理解时序电路各方程组（输出方程组、驱动方程组、状态方程组），状态转换表、状态转换图及时序图在分析和设计时序电路中的重要作用。了解常用时序电路（计数器、移位寄存器）的组成及工作原理及其应用。 本章主要内容： （1）时序电路的基本概念
皖西学院教案 学年第学期 课程名称数字电子技术 授课专业班级电气 授课教师张斌 职称副教授 教学单位机电学院 教研室
学期授课计划说明
单元教案
分教案
从集成度不同 数字集成电路可分为小规模、中规模、大规模、超大规模和甚大规模五类。 、数字集成电路的特点 )电路简单,便于大规模集成,批量生产 )可靠性、稳定性和精度高,抗干扰能力强 )体积小,通用性好,成本低. )具可编程性,可实现硬件设计软件化 )高速度低功耗 )加密性好 、数字电路的分析、设计与测试 ()数字电路的分析方法 数字电路的分析:根据电路确定电路输出与输入之间的逻辑关系。 分析工具：逻辑代数。 电路逻辑功能主要用真值表、功能表、逻辑表达式和波形图。 () 数字电路的设计方法 数字电路的设计:从给定的逻辑功能要求出发，选择适当的逻辑器件，设计出符合要求的逻辑电路。 设计方式:分为传统的设计方式和基于软件的设计方式。 模拟信号与数字信号 . 模拟信号 时间和数值均连续变化的电信号，如 正弦波、三角波等 、数字信号 在时间上和数值上均是离散、幅值只有和两种状态的信号。 数字电路和模拟电路：工作信号，研究的对象不同，分析、设计方法以及所用的数学工具也相应不同
教学内容纲要备注、模拟信号的数字表示 由于数字信号便于存储、分析和传输，通常都将模拟信号转换为数字信 号. →模数转换。 数字信号的描述方法 、二值数字逻辑和逻辑电平 二值数字逻辑：、数码表示数量时称二进制数，表示事物状态时称二值逻 辑。 表示方式：、在电路中用低、高电平表示、两种逻辑状态 、数字波形 数字波形是信号逻辑电平对时间的图形表示。 比特率每秒钟转输数据的位数 ()数字波形的两种类型:归零型和非归零型 ()周期性和非周期性 ()实际脉冲波形及主要参数 ()时序图表明各个数字信号时序关系的多重波形图。 课后作业
数字电子技术基础知识总结引导语：数字电子技术基础知识有哪些呢？接下来是小编为你带来收集整理的文章，欢迎阅读！ 处理模拟信号的电子电路。“模拟”二字主要指电压(或电流)对于真实信号成比例的再现。 其主要特点是： 1、函数的取值为无限多个; 2、当图像信息和声音信息改变时，信号的波形也改变，即模拟信号待传播的信息包含在它的波形之中(信息变化规律直接反映在模拟信号的幅度、频率和相位的变化上)。 3.初级模拟电路主要解决两个大的方面：1放大、2信号源。 4、模拟信号具有连续性。 用数字信号完成对数字量进行算术运算和逻辑运算的电路称为数字电路，或数字系统。由于它具有逻辑运算和逻辑处理功能，所以又称数字逻辑电路。 其主要特点是： 1、同时具有算术运算和逻辑运算功能 数字电路是以二进制逻辑代数为数学基础，使用二进制数字信号，既能进行算术运算又能方便地进行逻辑运算(与、或、非、判断、比较、处理等)，因此极其适合于运算、比较、存储、传输、控制、决策等应用。
2、实现简单，系统可靠 以二进制作为基础的数字逻辑电路，可靠性较强。电源电压的小的波动对其没有影响，温度和工艺偏差对其工作的可靠性影响也比模拟电路小得多。 3、集成度高，功能实现容易 集成度高，体积小，功耗低是数字电路突出的优点之一。电路的设计、维修、维护灵活方便，随着集成电路技术的高速发展，数字逻辑电路的集成度越来越高，集成电路块的功能随着小规模集成电路(SSI)、中规模集成电路(MSI)、大规模集成电路(LSI)、超大规模集成电路(VLSI)的发展也从元件级、器件级、部件级、板卡级上升到系统级。电路的设计组成只需采用一些标准的集成电路块单元连接而成。对于非标准的特殊电路还可以使用可编程序逻辑阵列电路，通过编程的方法实现任意的逻辑功能。 模拟电路是处理模拟信号的电路;数字电路是处理数字信号的电路。 模拟信号是关于时间的函数，是一个连续变化的量，数字信号则是离散的量。因为所有的电子系统都是要以具体的电子器件，电子线路为载体的，在一个信号处理中，信号的采集，信号的恢复都是模拟信号，只有中间部分信号的处理是数字处理。具体的说模拟电路主要处理模拟信号，不随时间变化，时间域和值域上均连续的信号，如语音信号。而数
教学大纲 课程名称数字电子技术课程设计课程负责人 开课系部机电工程系 教研室电气自动化 二0一四年四月一日
《数字电子技术课程设计》教学大纲 一、课程基本信息 课程编号： 课程名称：数字电子技术课程设计 英文名称：A Course Design on Digital Electronic Technology 适用专业：电气工程及其自动化类专业 先修课程：电路原理、模拟电子技术、数字电子技术 课程性质：专业基础课 设计周数：1周 学分：1分 二、课程设计的性质、目的和任务 数字电子技术课程设计是电路分析、模拟电子技术、数字电子技术等课程之后的一门理论与实践相结合的综合设计性课程，目的在于提高和增强学生对电子技术知识的综合分析与应用能力。这对于提高学生的电子工程素质和科学实验能力非常重要，是电子技术人才培养成长的必由之路。数字电子技术课程设计应达到以下目的： （1）加深对所学理论知识的理解，并能将其熟练应用，做到理论与实际相结合； （2）学会查寻资料、方案比较，以及设计计算及制作调试等环节，进一步提高分析解决实际问题的能力； （3）要求学生根据技术指标进行理论设计，并制作调试完成，培养学生分析问题、解决问题的实践能力。 对本次课程设计，原则上指导老师只给出大致的设计要求，在设计思路上不框定和约束同学们的思维，所以同学们可以发挥自己的创造性，并力求设计方案凝练可行、思路独特、效果良好。 三、课程设计的内容 以《电路分析》、《模拟电子技术》和《数字电子技术》等课程中所涉及到的电阻、电容、电感元件、无源滤波电路、变压器、二极管、三极管、场效应管及
基本放大电路、功率放大电路、集成运算放大电路、信号发生器、直流电源、门电路及触发器、小规模集成电路SSI、中规模集成电路MSI为基础，两人一组分工协作、独立设计具有可靠性高及功能明确的实际应用价值的电子电路，最后编写课程设计总结报告。设计内容可参考设计题目，也可根据自身情况自己拟定。 参考题目如下： 1．数字电子钟逻辑电路设计：设计一个多功能数字钟，要求能准确计时并以数字形式显示时、分、秒的时间，能校正时间；（如准点报时、定时闹钟等）2．智力竞赛抢答器逻辑电路设计：设计一个可供四组参赛的数字式竞赛抢答器，每组设置一个抢答按钮，要求具有第一抢答信号的鉴别和锁存功能，具有计分及计时功能，设置犯规报警电路。（电路具有鉴别和锁存功能，用数码管显示第一抢答组别且该组别对应指示灯亮，电路的自锁功能，使其余抢答开关不起作用；有主持人开关、有复位功能；增加部分扩展功能(如抢答计时及加分、减分电路等) 3．交通信号灯控制器逻辑电路设计：满足绿灯30秒，黄灯5秒，红灯35秒的时序。采用两位数码显示器显示南北方向时间。 4．汽车尾灯控制电路设计：转向侧的3灯应按全灭、1灯亮、2灯亮、3灯亮得顺序动作，周期性明亮与暗，一周约需一秒；当紧急闪烁起作用时，六个尾灯大约以1Hz的频率一致地闪烁着亮与暗；制动时，若转弯开关未合上（或错误地将两个开关均合上的情况）所有六个尾灯均连续燃亮。 5．数字温度计逻辑电路设计：设计一个可以测量温度范围0-800C的数字式温度计，精度± 10C。 6．多路防盗报警电路设计：采用多路输入、同一报警输出方式实现，输入端带延时触发功能，具有显示报警地点功能。 7．电梯控制电路设计：设计一个简易4层电梯控制电路，能记忆电梯内、外的所有请求信号，并按照电梯运行规则按顺序响应，每个信号保留至执行后消失。 8．倒计时计时器的设计：最长记时时间为999秒，有三位数码管显示记数状态。 9．洗衣机控制电路设计： 设计一个洗衣机控制器，具有如下功能：
成都信息工程学院数字电路综合设计报告 课程名称：乐曲演奏电路综合设计系部：信息安全工程学院 专业班级：信对121 学生姓名：罗星 学号：2012123015 指导教师：邓娜曾祥萍龚一光
一. 设计要求 (3) 二. 系统概述及工作原理 (3) 2.1系统概述 (3) 2.2工作原理 (3) 2.2.1乐曲发声原理 (3) 2.2.2硬件电路发声原理 (4) 三. 设计的具体实现 (4) 3.1单元电路设计与分析 (5) 3.1.1十分频器 (5) 3.1.2数控分频器 (6) 3.1.3分频预置数器 (7) 3.1.4 lpm_connter的设置 (9) 3.2音乐演奏电路的总体工作原理，时钟和音乐节拍的控制关系 (11) 3.2.1总体工作原理 (11) 3.2.2时钟和音乐节拍的控制关系 (11) 3.3调试及运行 (11) 3.3.1运行结果 (11) 3.3.2扩展为其他音乐的方法 (11) 四．心得体会及建议 (12)
基于FPGA的音乐演奏电路设计 一.设计要求 1. 设计一个乐曲硬件演奏电路，通过数字逻辑电路控制蜂鸣器演奏指定的乐曲； 2. 使用数字电路实验板上的FPGA器件（EP1C3T144C8）作为硬件电路平台，使用板载的交流蜂鸣器作为发声元件； 3. 在QuartusII环境下，将各单元电路按各自对应关系相互连接，构成乐曲硬件演奏电路，进行编译及仿真； 4. 将设计下载到实验板上验证乐曲演奏的效果。 二.系统概述及工作原理 2.1系统概述 该系统主要由十分频器，数控分频器，分频预置数器，计数器等构成。 整体电路框图如图一： 图1 2.2工作原理 2.2.1乐曲发声原理 1.乐曲中的每一音符对应着一个特定的频率，要想FPGA发出不同音符的音调，
数字电路教案汇总
皖西学院教案2014 - 2015 学年第2学期 课程名称数字电子技术 授课专业班级电气1302-02 授课教师张斌 职称副教授 教学单位机电学院 教研室
学期授课计划说明 课程类别总学分 3.5 总学时56 本学期学时教学周次周学时学时分配 56 14 4 讲授实验上机考查其他56 教学目的要求 在元器件学习的基础上，掌握数字电路的基础和逻辑门电路的基础知识；重点掌握组合逻辑电路和时序逻辑电路的分析和设计方法，尤其是中规模集成的分析和设计方法；掌握D/A和A/D转换以及脉冲波形的产生和整形电路；了解半导体存储器的基本概念和基本知识。 教学重点难点重点掌握逻辑门电路的基础知识，组合逻辑电路和时序逻辑电路的分析和设计方法，尤其是中规模集成的分析和设计方法。此部分内容也是该门课程的教学难点。 选用教材 电子技术基础（数字部分）康华光等（第五版），北京：高等教育出版社
主要参考资料1．清华大学电子学教研组，阎石主编，数字电子技术基础，第四版，北京，高等教育出版社，1998。 2．李士雄，丁康源主编，数字集成电子技术教程，北京：高等教育出版社，1993。 3．曹汉房，陈耀奎编著，数字技术教程，北京：电子工业出版社，1995。4．扬晖，张风言编著，大规模可编程逻辑器件与数字系统设计，北京：北京航空航天大学出版社，1998。 备注 单元教案 知识单元 主题 数字逻辑基础学时 教学内容（摘要）1.1 数字电路与数字信号 1.2 数制 1.3 二进制数的算术运算 1.4 二进制代码 1.5 二值逻辑变量与基本逻辑运算1.6 逻辑函数及其表示方法
第三章作业 【题3.5】分别用与非门设计能够实现下列功能的组合电路。 （1）四变量表决电路——输出与多数变量的状态一致。 解：输入信号用A、B、C、D表示，输出信号用Y表示，并且用卡诺图表示有关逻辑关系。 图1 =ABC+ABD+ACD+BCD= （2）四变量不一致电路--------四个变量状态不相同时输出为1，相同时输出为0。 图2 C
实现（1）（2）的电路图如下图所示 【题3.8】设计一个组合电路，其输入是四位二进制数D=，要求能判断下列三种情况： （1）D中没有1. （2）D中有两个1. （3）D中有奇数个1. 解：表达式 （1）==+++ （2）如下图a所示。 （3）如下图b所示。
= =(+)(+)+(+)(+) =+++ 逻辑图如下图所示 【题3.10】用与非门分别设计能实现下列代码转换的组合电路： （1）将8421 BCD码转换为余3码。 （2）将8421 BCD码转换为2421码。
（3）将8421 BCD码转换为余3循环码。 （4）将余3码转换成为余3循环码。 解：=8421 BCD码=余3BCD码 =2421 BCD码 =余3循环码（1）卡诺图如下图所示 =++= =++= =+= = （2）卡诺图如下图所示 = =+=
= + = = （3） 卡诺图如下图所示 = + + + = = + + = = （4） 卡诺图如下图所示 = = + = = + = = + = 上述的逻辑电路图分别如下图1、2所示： = + + =
图1 图2 【题3.12】用集成二进制译码器74LS138和与非门构成全加器和全减器。解：（1
第一讲第1、2课时 第一节数字电路特点 教学目的：1、让学生对该科产生浓厚的兴趣 2、培养学生的学习个性，建立起学生的发展方向 3、指导好该科目的学习重点与学习方法 教学重点：如何去学习数字电路及二极管的开关特性 教学难点：让学生产生学习兴趣 教学方法：讲授法，讨论法 教学时间：2课时 教学过程： 要教好这门课程，就必需要让学生产生浓厚的学习兴趣，要达到这一目的光说说是不行的，要让学生知道在生活中的应用，相信数字电路学起来简单，并提供一些切实可行的学习方法，适当提出一些合理化要求。并就该课程的教法说与同学听，听取学生的意见，争取能用学生喜欢的方式去教育学生，为了学生的一切出发，达到教好这门课程的目的，让学生学有所获。（学生需求分析调查，以调整教学定位） 一、基础分析： 通过一年的学习，大家已经到了二年级了，有了一定的专业基础，例如电工基础，数学基础，电子基础，识图基础，具备了一定的自我分析能力，能够做好一些简单的制作。通过电子技术基础的一学期的学期，有部分同学建立起了学习兴趣，达到了一定的水平，但也有一部分同学还没有较好的入门。（引入学生情况分析） 二、学科分析： 该学科他可以独成一体，学习起来与以前的专业知识联系不大，与数学关系不密切。应用相当广泛。在我们生活的方方面面都有应用，20世纪90年代开始，整个社会进入数字化、信息化、知识化时代，数字技术与国民经济和社会生活的关系日益密切。计算机、计算机网络、通信、电视及音像传媒、自动控制、医疗、测量等无一不纳入数字技术并获得较大技术进步。例：Internet 、程控电话、移动通信、可视电话、会议电视、数字电视、数字相机、VCD 、DVD、交通灯、广告牌等等。要求有一定的想象力，要有严谨的思维习惯。要求同学们要建立起信心，做好准备来学好该科目。
2008年12月26日星期五 23:45 数字电路综合设计 组员：xxx xxx 学号：xxxxx xxxxx 拔河游戏机电路设计 一、设计要求： 1)、任务： 用数字集成电路设计一个拔河游戏机 2)、基本要求： ○1能通过输出信号快慢使LED左右闪；○2电路具有清理裁判功能和自锁功能；○3电路开始后只有中间一个点亮。 3)、发挥部分 ○1电路具有胜利音乐功能；
○2电路具有统计胜利功能； 一、实验电路 1、实验电路框图如图1所示。 图1 拔河游戏机线路框图 2、整机电路图 拔河游戏机原理图3 二、实验设备及元器件 1. ＋5V直流电源 2. 逻辑电平开关 3. 74LS154（实际电路由74LS138x2代替） 4线－16线译码／分配器 a) 74LS192 同步递增／递减 BCD计数器 b) CD4071 与门74LS00×3 与非门 c) CD4030 异或门 d) 电阻1K×4 三、设计整体说明 1. 图3为拔河游戏机整机线路图。 2. 可逆计数器74LS138x2原始状态输出4位二进制数0000，经译码器输出使中间的一只发 光二极管点亮。当按动A、B两个按键时，分别产生两个脉冲信号，经整形后分别加到 可逆计数器上，可逆计数器输出的代码经译码器译码后驱动发光二极管点亮并产生位 移，当亮点移到任何一方终端后，由于控制电路的作用，使这一状态被锁定，而对输入 脉冲不起作用。如按动复位键，亮点又回到中点位置，比赛又可重新开始。 四、设计方案步骤： 1. 编码电路：由双时钟BCD同步可逆计数器74LS192构成，它有2个输入端，4个输出端， 能进行加／减计数 2. 整形电路：由与门CD4071和与非门74LS00构成。因74LS192是可逆计数器，控制加 减的CP脉冲分别加至5脚和4脚，此时当电路要求进行加法计数时，减法输入端CPD 必须接高电平；进行减法计数时，加法输入端CPU也必须接高电平，若直接由A、B键
第11章数字电路基础知识 教学重点： 1．掌握与门、或门、非门的逻辑功能及逻辑符号。 2．了解与或非门、同或门、异或门、OC门与三态门等复合门的逻辑功能和逻辑符号。3．掌握基本逻辑运算、逻辑函数的表示方法。 4．掌握逻辑代数的基本公式；熟练应用公式化简逻辑函数。 教学难点： 1．各种逻辑关系的含义。 2．用公式化简逻辑函数。 3．根据函数表达式画出逻辑图。 学时分配： 11.1数字电路概述 11.1.1 数字电路及其特点 电子线路中的电信号有两大类：模拟信号和数字信号。 1．概念 模拟信号：在数值上和时间上都是连续变化的信号。 数字信号：在数值上和时间上不连续变化的信号。 模拟电路：处理模拟信号的电路。 数字电路：处理数字信号的电路。 2．数字电路特点
(1) 电路中工作的半导体管多数工作在开关状态。 (2) 研究对象是电路的输入与输出之间的逻辑关系，分析工具是逻辑代数，表达电路的功能主要用真值表，逻辑函数表达式及波形图等。 11.1.2 数字电路的发展和应用 数字电路的发展：与器件的改进密切相关，集成电路的出现促进了数字电路的发展。 数字电路的应用：范围广泛，国民经济许多部门中都将大量应用数字电路。 11.2 基本逻辑门电路 各种逻辑门电路是组成数字电路的基本单元。 11.2.1 关于逻辑电路的几个规定 一、逻辑状态的表示方法 用数字符号0和1表示相互对立的逻辑状态，称为逻辑0和逻辑1。 表11.2.1 常见的对立逻辑状态示例 二、高、低电平规定 用高电平、低电平来描述电位的高低。 高低电平不是一个固定值，而是一个电平变化范围，如图11.2.1(a)所示。 单位用“V ”表示。 在集成逻辑门电路中规定 —— 标准高电平V SH —— 高电平的下限值； 标准低电平V SL —— 低电平的上限值。 应用时，高电平应大于或等于V SH ；低电平应小于或等于V SL 。 三、正、负逻辑规定 正逻辑：用1表示高电平，用0表示低电平的逻辑体制。 负逻辑：用1表示低电平，用0表示高电平的逻辑体制。 11.2.2 与门电路 基本的逻辑关系：与逻辑、或逻辑和非逻辑。 一、与逻辑 1．与逻辑关系 与逻辑关系如图11.2.2所示。当决定一件事情的几个条件全部具备后，这件事情才能发生，否则不发生。 图11.2.1 正逻辑和负逻辑
数电课程各章重点 第一、二章 逻辑代数基础知识要点 各种进制间的转换，逻辑函数的化简。 一、二进制、十进制、十六进制数之间的转换；二进制数的原码、反码和补码 .8421码 二、逻辑代数的三种基本运算以及5种复合运算的图形符号、表达式和真值表：与、或、非 三、逻辑代数的基本公式和常用公式、基本规则 逻辑代数的基本公式 逻辑代数常用公式： 吸收律：A AB A =+ 消去律：B A B A A +=+ A B A AB =+ 多余项定律：C A AB BC C A AB +=++ 反演定律：B A AB += B A B A ?=+ B A AB B A B A +=+ 基本规则：反演规则和对偶规则，例1-5 四、逻辑函数的三种表示方法及其互相转换 逻辑函数的三种表示方法为：真值表、函数式、逻辑图 会从这三种中任一种推出其它二种，详见例1-7 五、逻辑函数的最小项表示法：最小项的性质；例1-8 六、逻辑函数的化简：要求按步骤解答 1、 利用公式法对逻辑函数进行化简 2、 利用卡诺图对逻辑函数化简 3、 具有约束条件的逻辑函数化简 例1.1 利用公式法化简 BD C D A B A C B A ABCD F ++++=)( 解：BD C D A B A C B A ABCD F ++++=)( BD C D A B A B A ++++= )(C B A C C B A +=+ BD C D A B +++= )(B B A B A =+
C D A D B +++= )(D B BD B +=+ C D B ++= )(D D A D =+ 例1.2 利用卡诺图化简逻辑函数 ∑=)107653()(、、、、 m ABCD Y 约束条件为 ∑8)4210(、、、、 m 解：函数Y 的卡诺图如下： 00 01 11 1000011110AB CD 111 × 11××××D B A Y += 第三章 门电路知识要点 各种门的符号，逻辑功能。 一、三极管开、关状态 1、饱和、截止条件：截止：T be V V <， 饱和：β CS BS B I I i => 2、反相器饱和、截止判断 二、基本门电路及其逻辑符号 与门、或非门、非门、与非门、OC 门、三态门、异或； 传输门、OC/OD 门及三态门的应用 三、门电路的外特性 1、输入端电阻特性：对TTL 门电路而言，输入端通过电阻接地或低电平时，由于输入电流流过该电阻，会在电阻上产生压降，当电阻大于开门电阻时，相当于逻辑高电平。 习题2-7 5、输出低电平负载电流I OL 6、扇出系数N O 一个门电路驱动同类门的最大数目 第四章 组合逻辑电路知识要点
数字系统设计综合实验报告 实验名称：1、加法器设计 2、编码器设计 3、译码器设计 4、数据选择器设计 5、计数器设计 6、累加器设计 7、交通灯控制器设计 班级： 姓名： 学号： 指导老师：
实验1 加法器设计 1）实验目的 （1）复习加法器的分类及工作原理。 （2）掌握用图形法设计半加器的方法。 （3）掌握用元件例化法设计全加器的方法。 （4）掌握用元件例化法设计多位加法器的方法。 （5）掌握用Verilog HDL语言设计多位加法器的方法。 （6）学习运用波形仿真验证程序的正确性。 （7）学习定时分析工具的使用方法。 2）实验原理 加法器是能够实现二进制加法运算的电路，是构成计算机中算术运算电路的基本单元。目前，在数字计算机中，无论加、减、乘、除法运算，都是化为若干步加法运算来完成的。加法器可分为1位加法器和多位加法器两大类。1位加法器有可分为半加器和全加器两种，多位加法器可分为串行进位加法器和超前进位加法器两种。 （1）半加器 如果不考虑来自低位的进位而将两个1位二进制数相加，称半加。实现半加运算的电路则称为半加器。若设A和B是两个1位的加数，S 是两者相加的和，C是向高位的进位。则由二进制加法运算规则可以得到。
（2）全加器 在将两个1位二进制数相加时，除了最低位以外，每一位都应该考虑来自低位的进位，即将两个对应位的加数和来自低位的进位三个数相加，这种运算称全加。实现全加运算的电路则称为全加器。 若设A、B、CI分别是两个1位的加数、来自低位的进位，S是相加的和，C是向高位的进位。则由二进制加法运算规则可以得到：3）实验内容及步骤 （1）用图形法设计半加器，仿真设计结果。 （2）用原件例化的方法设计全加器，仿真设计结果 （3）用原件例化的方法设计一个4为二进制加法器，仿真设计结果，进行定时分析。 （4）用Verilog HDL语言设计一个4为二进制加法器，仿真设计结果，进行定时分析。 （5）分别下载用上述两种方法设计4为加法器，并进行在线测试。 4)设计 1）用图形法设计的半加器，如下图1所示，由其生成的符号如图2 所示。