數(shù)字電子技術的八個課題和設計實例詳細說明

本文檔的主要內(nèi)容詳細介紹的是數(shù)字電子技術的八個課題和設計實例詳細說明包括了：課題一 數(shù)字電子鐘邏輯電路設計，課題二 ?智力競賽搶答器邏輯電路設計，課題三 ?交通燈控制邏輯電路設計，課題四 汽車尾燈控制電路，課題五 數(shù)字溫度計，課題六 ?多路防盜報警電路設計，課題七 電梯控制電路設計，課題八 倒計時計時器，設計舉例：出租車計費器

　　數(shù)字電子技術課程設計是電子技術基礎教學中的一個實踐環(huán)節(jié)，它使學生自己通過設計和搭建一個實用電子產(chǎn)品雛形，鞏固和加深在數(shù)字電子技術課程中的理論基礎和實驗中的基本技能，訓練電子產(chǎn)品制作時的動手能力。通過該課程設計，設計出符合任務要求的電路，掌握通用電子電路的一般設計方法和步驟，訓練并提高學生在文獻檢索、資料利用、方案比較和元器件選擇等方面的綜合能力，同時為畢業(yè)設計和畢業(yè)以后從事電子技術方面的科研和開發(fā)打下一定的基礎。

　　二、課程設計的目的和要求

　　1. 能夠較全面地鞏固和應用“數(shù)字電子技術”課程中所學的基本理論和基本方法，并初步掌握小型數(shù)字系統(tǒng)設計的基本方法。

　　2. 能合理、靈活地應用各種標準集成電路（SSI、MSI、LSI等）器件實現(xiàn)規(guī)定的數(shù)字系統(tǒng)。

　　3. 培養(yǎng)獨立思考、獨立準備資料、獨立設計規(guī)定功能的數(shù)字系統(tǒng)的能力。

　　4.培養(yǎng)獨立進行實驗，包括電路布局、安裝、調(diào)試和排除故障的能力。

　　5.培養(yǎng)書寫綜合設計實驗報告的能力。

　　三、課程設計的基本要求

　　根據(jù)設計任務，從選擇設計方案開始，進行電路設計；選擇合適的器件，畫出設計電路圖；通過安裝、調(diào)試，直至實現(xiàn)任務要求的全部功能。對電路要求布局合理，走線清晰，工作可靠，經(jīng)驗收合格后，寫出完整的課程設計報告。

　　四、課程設計的具體步驟

　　電子電路的一般設計方法和步驟是：分析設計任務和性能指標，選擇總體方案，設計單元電路，選擇器件，計算參數(shù)，畫總體電路圖。進行仿真試驗和性能測試。實際設計過程中往往反復進行以上各步驟，才能達到設計要求，需要靈活掌握。

　　1. 總體方案選擇

　　設計電路的第一步就是選擇總體方案，就是根據(jù)提出的設計任務要求及性能指標，用具有一定功能的若干單元電路組成一個整體，來實現(xiàn)設計任務提出的各項要求和技術指標。

　　設計過程中，往往有多種方案可以選擇，應針對任務要求，查閱資料，權衡各方案的優(yōu)缺點，從中選優(yōu)。

　　2. 單元電路的設計

　　2.1 設計單元電路的一般方法和步驟

　　A. 根據(jù)設計要求和選定的總體方案原理圖，確定對各單元電路的設計要求，必要時應詳細擬定主要單元電路的性能指標。

　　B. 擬定出各單元電路的要求后，對它們進行設計。

　　C. 單元電路設計應采用符合的電平標準。

　　2.2 元器件的選擇

　　針對數(shù)字電路的課程設計，在搭建單元電路時，對于特定功能單元選擇主要集成塊的余地較小。比如時鐘電路選555，轉(zhuǎn)換電路選0809，譯碼及顯示驅(qū)動電路也都相對固定。但由于電路參數(shù)要求不同，還需要通過選擇參數(shù)來確定集成塊型號。一個電路設計，單用數(shù)字電路課程內(nèi)容是不夠的，往往同時摻有線性電路元件和集成塊，因此還需對相應內(nèi)容熟悉，比如運算放大器的種類和基本用法，集成比較器和集成穩(wěn)壓電路的特性和用法?？傊瑯?gòu)建單元電路時，選擇器件的電平標準和電流特性很重要。普通的門電路、時序邏輯電路、組合邏輯電路、脈沖產(chǎn)生電路、數(shù)模和模數(shù)轉(zhuǎn)換電路、采樣和存儲電路等，參數(shù)選擇恰當可以發(fā)揮其性能并節(jié)約設計成本。

　　單元電路設計過程中，阻容元件的選擇也很關鍵。它們的種類繁多，性能各異。優(yōu)選的電阻和電容輔助于數(shù)字電路的設計可以使其功能多樣化、完整化。

　　3. 單元電路調(diào)整與連調(diào)

　　數(shù)字電路設計以邏輯關系為主體，因此各單元電路的輸入輸出邏輯關系與它們之間的正確傳遞決定了設計內(nèi)容的成敗。具體步驟要求每一個單元電路都須經(jīng)過調(diào)整，有條件情況下可應用邏輯分析儀進行測試，確保單元正確。各單元之間的匹配連接是設計的最后步驟，主要包含兩方面，分別是電平匹配和驅(qū)動電流匹配。它也是整個設計成功的關鍵一步。

　　4. 衡量設計的標準

　　工作穩(wěn)定可靠；能達到預定的性能指標，并留有適當?shù)挠嗔?；電路簡單，成本低，功耗低；器件?shù)目少，集成體積小，便于生產(chǎn)和維護。

　　五、課程設計報告要求

　　課程設計報告應包括以下內(nèi)容：

　　1. 對設計課題進行簡要闡述。

　　2. 設計任務及其具體要求。

　　3. 總體設計方案方框圖及各部分電路設計（含各部分電路

　　功能、輸入信號、輸出信號、電路設計原理圖及其功能闡述、所選用的集成電路器件等）。

　　4. 整機電路圖（電路圖應用標準邏輯符號繪制，電路圖中

　　應標明接線引出端名稱、元件編號等）。

　　5. 器件清單。

　　6. 調(diào)試結(jié)果記錄。

　　7. 總結(jié)與體會。

　　課程設計報告應內(nèi)容完整、字跡工整、圖表整齊、數(shù)據(jù)詳實。

　　課 程 設 計 課 題

　　課題一 數(shù)字電子鐘邏輯電路設計

　　一、 簡述

　　數(shù)字電子鐘是一種用數(shù)字顯示秒、分、時、日的計時裝置，與傳統(tǒng)的機械鐘相比，它具有走時準確，顯示直觀、無機械傳動裝置等優(yōu)點，因而得到了廣泛的應用。小到人們?nèi)粘Ｉ钪械碾娮邮直?，大到車站、碼頭、機場等公共場所的大型數(shù)顯電子鐘。

　　數(shù)字電子鐘的電路組成方框圖如圖1.1所示。

　　由圖1.1可見，數(shù)字電子鐘由以下幾部分組成：石英晶體振蕩器和分頻器組成的秒脈沖發(fā)生器；校時電路；六十進制秒、分計數(shù)器，二十四進制（或十二進制）計時計數(shù)器；秒、分、時的譯碼顯示部分等。