课程设计任务书目录1. 数字电子设计部分 (1)1.1 课程设计的目的与作用 (1)1.2设计任务: (1)1.2.1同步计数器 (1)1.2.2串行序列信号检测器 (1)1.3设计原理: (2)1.3.1同步计数器 (2)1.3.2串行序列信号检测器 (2)1.4实验步骤: (3)1.4.1同步计数器: (3)1.4.2串行序列检测器 (6)1.5设计总结和体会 (9)1.6参考文献 (10)2.模拟电子设计部分 (11)2.1课程A设计的目的与作用 (11)2.1.1课程设计 (11)2.2 设计任务、及所用multisim软件环境介绍 (11)2.2.1 设计任务:负反馈放大电路的基本框图 (11)2.2.2 Multisim软件环境的介绍 (12)2.3电路模型的建立 (15)2.4理论分析及计算 (15)2.4.1电路反馈类型的判断 (15)2.4.2对电压串联负反馈电路的理论分析 (16)2.5仿真结果分析 (19)2.6设计总结和体会 (23)2.7 参考文献 (24)1. 数字电子设计部分1.1课程设计的目的与作用1.了解同步计数器及序列信号发生器工作原理;2.掌握计数器电路的分析,设计方法及应用;3.掌握序列信号发生器的分析,设计方法及应用;4.学会正确使用JK触发器。
1.2设计任务:1.2.1同步计数器1. 使用设计一个循环型3位2进制同步减法计数器,其中无效状态为(000,111),组合电路选用与门和与非门等。
2. 根据同步计数器原理设计减法器的电路图。
3. 根据电路原理图使用Multisim进行仿真。
4. 将电路图进行实际接线操作。
5. 检查无误后,测试其功能。
1.2.2串行序列信号检测器1.使用设计一个序列信号检测器,其中序列为(1110),组合电路选用与门和与非门等。
2.根据序列发生检测器原理设计检测器的原理图。
3.根据电路原理图使用Multisim进行仿真。
4.将电路图进行实际接线操作。
5.检查无误后,测试其功能。
1.3设计原理:1.3.1同步计数器(1)计数器是用来统计输入脉冲个数电路,是组成数字电路和计算机电路的基本时序逻辑部件。
计数器按长度可分为:二进制,十进制和任意进制计数器。
计数器不仅有加法计数器,也有减法计数器。
如果一个计数器既能完成累加技术功能,也能完成递减功能,则称其为可逆计数器。
在同步计数器中,个触发器共用同一个时钟信号。
时钟信号是计数脉冲信号的输入端、(2)时序电路的分析过程:根据给定的时序电路,写出各触发器的驱动方程,输出方程,根据驱动方程带入触发器特征方程,得到每个触发器的词态方程;再根据给定初太,一次迭代得到特征转换表,分析特征转换表画出状态图。
(3)设计过程:设计流程如图1.3.1所示。
图1.3.1同步时序逻辑电路设计流程1.3.2串行序列信号检测器序列检测器可用于检测一组或多组由二进制码组成的脉冲序列信号,当序列检测器连续收到一组串行二进制码后,如果这组码与检测器中预先设置的码相同,则输出1,否则输出0。
由于这种检测的关键在于正确码的收到必须是连续的,这就要求检测器必须记住前一次的正确码及正确序列,直到在连续的检测中所收到的每一位码都与预置数的对应码相同。
在检测过程中,任何一位不相等都将回到初始状态重新开始检测。
1.4实验步骤:1.4.1同步计数器:(1)根据要求有其状态图如下1.4.1.1所示:/Y排列:Q 2nQ 1n Q 0n图1.4.1.1 减法器的状态图(2)选择触发器,求时钟方程、输出方程、状态方程: ○1选择触发器: 由于触发器功能齐全、使用灵活,在这里选用3个CP 下降沿触发的边沿JK 触发器(74LLS112芯片两个)。
○2求时钟方程: 采用同步方案,故取CP 0=CP 1=CP 2=CPCP 是整个要设计的时序电路的输入时钟脉冲。
○3求输出方程: A .确定约束项:由所给题目有无效状态为000、111,其对应的最小项n2n1n0Q Q Q 和Q 2nQ 1n Q 0n是约束项。
Q2n Q1n Q0n由图1.4.1.1所示状态图所规定的输出与现态之间的逻辑关系,可以直接画出输出信号QY=nn1n2QQQB.求状态方程:由图1.4.1.1所示状态图所可直接画出如图1.4.1.3所示电路次态Q2n+1Q1n+1Qn+1卡诺(a)(c)图1.4.1.4 各触发器次态的卡诺图(a)1n2Q+的卡诺图(b)11Q+n的卡诺图(c)1Q+n的卡诺图显然,由图1.4.1.4所示各触发器的卡诺图便可很容易的得到:Q2n+1 = +nn1QQ Q2n Q1n = nn1n2n1nn1n2QQQQQQQ+Q1n+1 = nn1nn2nn1QQQQQQ++ = nn2n1nn1QQQQQ+Q0n+1 = nn1QQ+nn1QQ = 0.1.nnQQ+(3)求驱动方程: JK 触发器的特性方程为: n n 1n Q k Q J Q+=+变换状态方程,并比较特性方程求驱动方程: 1J 0= n 2n 01Q Q J = n 1n 02Q Q J =1K 0= n 01Q K = n1n 02Q Q K = (4)画逻辑电路图:根据所选用的触发器和时钟方程、输出方程、驱动方程,便可画出如图所示的逻辑电路图。
图1.4.1.5 三位二进制减法器逻辑电路图(5)检查电路能否自启动:将无效状态010、110代入式Y=n0n1n2Q Q Q 中进行计算,结果如下:000 /0 100 /1 011(有效状态)111 /0 000 /1 110 (有效状态)可见,所设计的时序电路能够自启动。
(6) 实验仪器:a .数字原理实验系统一台;b .集成电路芯片:74LS112二片 74LS08一片 74LS00一片。
(7)实验结论:经过实验可知,满足时序图的变化,且可以进行自启动。
现态Q n 为0,次态Q n+1 与j 有关与k 无关,即当Q n+1 由0变0时,j=0;Q n+1 由0变1时,j=1。
现态Q n 为1,次态Q n+1 与k 有关与j 无关,即当Q n+1 由1变0时,k=1;Q n+1 由1变1时,k=0。
1.4.2串行序列检测器(1) 进行逻辑抽象,建立原始状态图:图1.4.2.1 检测器的原始状态图(2)进行状态分配,画出用二进制数编码后的状态表: a.因状态数M=3,所以n=2; b.进行状态编码,取,000=S ,011=S ,102=S 113=SC .画编码后的状态表,如图1.4.2.2所示:(3) 选择触发器,求时钟方程、输出方程和状态方程: a .选用两个CP 下降沿触发的边沿JK 触发器; b .从用同步方案,即取 CP CP CP ==1c .求输出方程,图1.4.2.3是根据图1.4.2.2所示状态图的规定,画出的输出信号Y 的卡诺图,由图1.4.2.3可得 n XQ Y1=d .求状态方程,按图1.4.2.2所示状态图得规定,可画出如图1.4.2.4所示的电路次态的卡诺图,图1.4.2.5所示是触发器次态的卡诺图: 图1.4.2.3 Y 的卡诺图 图1.4.2.4 电路次态的卡诺图图1.4.2.2 编码后的状态表图1.4.2.5 触发器次态的卡诺图(a )1n 1Q +的卡诺图 (b )1n 0Q +的卡诺图(4) 求状态方程和驱动方程:由图1.4.2.5可得状态方程为:n1n0n1n1n0n0n1n1n 1n 1n0n 1n 01n 1Q XQ XQ Q XQ X)(XQ Q XQ )Q (Q XQ XQ XQ Q +=++=++=+=+nn1n0n0n1n1n1n0n 0n 0n 1n 0n 1n 1n 0n 11n 0Q XQ Q X Q XQ )XQ Q (X Q )Q (Q XQ Q Q X XQ Q Q X Q +=++=++=+=+JK 触发器的特性方程为:n n 1n Q k Q J Q +=+变换状态方程,并比较特性方程求驱动方程: XK XQ J 1n1==100XQ K X J ==(5)画逻辑电路图:图1.4.2.6 串行序列检测器的逻辑电路图(6)所设计的检测器均为有效态。
有上图可见,设计的电路能够良好的运行。
(7)实验仪器:a.数字原理实验系统一台;b.集成电路芯片:74LS112二片 74LS08一片 74LS00一片 74LS04一片 74LS11一片。
1.5设计总结和体会经过本次课设让我们对常用逻辑元器件、数字电路及其系统的分析和设计学习有了进一步的了解和体会,使我又一次获得了数字电子技术方面的基础知识、基础理论和基本技能,为深入学习电子技术及其在专业中的应用打下坚实基础。
数字电子技术课设是学习电子技术的一个重要环节,对巩固理论知识、加深对数字电子技术课程内容的理解,培养理论联系实际的能力起很重要的作用。
通过基本仪器的正确使用,元、器件参数测量,电路的连接、调试及故障排除,数据的记录、分析、总结等环节,培养进行科学实验的动手能力,严谨求实的科学研究作风,解决实际问题的能力。
为后继的毕业设计乃至就业时的工作技能打下坚实的实践基础。
在本次课设中要求我们在掌握基本概念、基本电路、基本分析方法和基本实验技能的基础上,能够进一步深入学习和接受电子技术新发展的能力,以及将所学知识用于本专业的能力。
建立起系统的观念、工程的观念、科技进步的观念和创新意识。
在本次课设中,我查阅了许多相关资料,经过多无数次调试、运行、修正等步骤,终于在拼搏数天后得出结果,设计出了串行输入检测器时序电路的电路图,当然也有老师的全方位指导和修改。
通过此次时序电路的设计从中我们又一次学习了怎样使用Multisim 仿真软件,通过对Multisim仿真软件的学习是我看到平时看不到的情景,很受启发,这次设计中我进一步的了解学习并且掌握了串行输入检测器的原理。
对以前学习中存在问题和漏洞进行了思考和补充。
1.6参考文献[1] 《数字电子技术简明教程》余孟尝主编北京:高等教育出版社[2] 《数字逻辑实验指导书》张丽萍、王向磊主编沈阳:沈阳理工信息学院数字逻辑实验室[3] 《电子电路实验及仿真》路勇主编北京:清华大学出版社[4] 《电子电路测试与实验》朱定华主编北京:清华大学出版社2.模拟电子设计部分2.1课程设计的目的与作用1.了解并学会使用Multisim软件;2.掌握NPN型三极管在反馈电路中的应用;3.分析在电压串联负反馈电路中引入级间反馈的区别;4.进行电压串联负反馈放大电路频率响应的测试;5.加深理解电压串联负反馈电路的组成及性能;通过自己动手亲自设计和用Multisim软件来仿真电路,不仅能使我们对书上说涉及到的程序软件有着更进一步的了解和掌握,而且通过计算机仿真,避免了实际动手操作时机器带来的误差,使我们对上课所学到的知识也有更深刻的了解。