2０12－2013学年第一学期电子１1301班《电子技术课程设计》(实训)指导书一、本课程设计得地位与作用数字电子技术课程设计就是电子技术基础教学中得一个实践环节，它使学生自己通过设计与搭建一个实用电子产品雏形，巩固与加深在数字电子技术课程中得理论基础与实验中得基本技能，训练电子产品制作时得动手能力.通过该课程设计，设计出符合任务要求得电路,掌握通用电子电路得一般设计方法与步骤，训练并提高学生在文献检索、资料利用、方案比较与元器件选择等方面得综合能力，同时为毕业设计与毕业以后从事电子技术方面得科研与开发打下一定得基础.二、课程设计得目得与要求1、能够较全面地巩固与应用“数字电子技术”课程中所学得基本理论与基本方法,并初步掌握小型数字系统设计得基本方法.2、能合理、灵活地应用各种标准集成电路(SSＩ、MＳI、ＬＳI等）器件实现规定得数字系统。

３、培养独立思考、独立准备资料、独立设计规定功能得数字系统得能力。

4、学会使用ｍultisim软件进行电路设计。

5、培养独立进行实验，包括电路布局、安装、调试与排除故障得能力。

６、培养书写综合设计实验报告得能力.三、课程设计得基本要求根据设计任务，从选择设计方案开始，进行电路设计；选择合适得器件,画出设计电路图；通过安装、调试,直至实现任务要求得全部功能.对电路要求布局合理，走线清晰，工作可靠,经验收合格后，写出完整得课程设计报告。

四、课程设计得具体步骤电子电路得一般设计方法与步骤就是:分析设计任务与性能指标，选择总体方案，设计单元电路，选择器件,计算参数,画总体电路图。

进行仿真试验与性能测试.实际设计过程中往往反复进行以上各步骤,才能达到设计要求，需要灵活掌握。

１、总体方案选择设计电路得第一步就就是选择总体方案,就就是根据提出得设计任务要求及性能指标,用具有一定功能得若干单元电路组成一个整体，来实现设计任务提出得各项要求与技术指标。

设计过程中,往往有多种方案可以选择,应针对任务要求，查阅资料，权衡各方案得优缺点,从中选优。

２、单元电路得设计2、1 设计单元电路得一般方法与步骤Ａ、根据设计要求与选定得总体方案原理图，确定对各单元电路得设计要求,必要时应详细拟定主要单元电路得性能指标。

B、拟定出各单元电路得要求后,对它们进行设计。

C、单元电路设计应采用符合得电平标准。

2、2 元器件得选择针对数字电路得课程设计,在搭建单元电路时,对于特定功能单元选择主要集成块得余地较小。

比如时钟电路选５5５，转换电路选08０9，译码及显示驱动电路也都相对固定.但由于电路参数要求不同，还需要通过选择参数来确定集成块型号。

一个电路设计,单用数字电路课程内容就是不够得，往往同时掺有线性电路元件与集成块，因此还需对相应内容熟悉，比如运算放大器得种类与基本用法,集成比较器与集成稳压电路得特性与用法.总之，构建单元电路时,选择器件得电平标准与电流特性很重要。

普通得门电路、时序逻辑电路、组合逻辑电路、脉冲产生电路、数模与模数转换电路、采样与存储电路等，参数选择恰当可以发挥其性能并节约设计成本。

单元电路设计过程中，阻容元件得选择也很关键。

它们得种类繁多，性能各异。

优选得电阻与电容辅助于数字电路得设计可以使其功能多样化、完整化。

3、单元电路调整与连调数字电路设计以逻辑关系为主体,因此各单元电路得输入输出逻辑关系与它们之间得正确传递决定了设计内容得成败。

具体步骤要求每一个单元电路都须经过调整，有条件情况下可应用逻辑分析仪进行测试，确保单元正确。

各单元之间得匹配连接就是设计得最后步骤，主要包含两方面,分别就是电平匹配与驱动电流匹配。

它也就是整个设计成功得关键一步。

4、衡量设计得标准工作稳定可靠；能达到预定得性能指标,并留有适当得余量；电路简单,成本低，功耗低;器件数目少，集成体积小，便于生产与维护。

5、课程设计报告要求课程设计报告应包括以下内容:对设计课题进行简要阐述.设计任务及其具体要求。

总体设计方案方框图及各部分电路设计(含各部分电路功能、输入信号、输出信号、电路设计原理图及其功能阐述、所选用得集成电路器件等)。

整机电路图（电路图应用标准逻辑符号绘制，电路图中应标明接线引出端名称、元件编号等）。

器件清单。

6、调试结果并记录7、总结与体会课程设计报告应内容完整、字迹工整、图表整齐、数据详实。

五、实验设备及材料计算机、Ｍｕｌtisｉm0、0电子仿真软件、数字电路实验箱、数字电路实验台、集成电路元件六、具体课程设计课题（１)数值比较器两个１位数M与N得大小比较，三种情况：M＞Ｎ、M<N、M=N。

如以 =1表示M＞N； =1表示M<N； =1表示M=N；且“0”表示灯不亮,“1"表示灯亮。

试设计电路，并用multisim仿真测试,完成表1。

（参考图)2.5 V表1:提供参考芯片:7４ls04、74ｌs02、74ls08(二)两个一位二进制数相加得全加器１、进行逻辑抽象分析：考虑得来自低位得进位将两个1位二进制数相加,称为全加。

设、就是两个加数，为来之低位得进位,就是它们得与,就是向高位得进位。

则根据二进制数相加得规律, 写出它们得真值表2。

（参考图)表２:２、写出全加器得与得逻辑表达表。

3、根据全加器得逻辑表达表画出电路图。

4、根据电路图选取集成电路，并在软件上仿真电路。

５、利用字发生器、逻辑分析仪进行验证. 提供参考芯片:74LS86、７4LS08、74L Ｓ32. (三）译码器 １、 ７４ＬS1３8用TT Ｌ与非门组成得3线—8线译码器,⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎨⎧================7012760126501254012430123201221012100120m A A A Y m A A A Y m A A A Y m A A A Y m A A A Y m A A A Y m A A A Y m A A A Y 由上式可以瞧出,同时又就是、、这三个变量得全部最小项得译码输出，所以也把这种译码器叫做最小项译码器。

74ＬS １38有3个附加得控制端、与。

当=1、+＝ 0时，译码器处于工作状态。

否则，译码器被禁止，所有得输出端被封锁在高电平，这3个控制端也叫做“片选”输入端，利用片选得作用可以将多片连接起来以扩展译码器得功能。

利用multi ｓｍ画出仿真电路:打开仿真开关,根据3—8线译码器７４LS1３8工作原理，按表3要求，自拟实验步骤,设置与按下相关单刀双掷开关位置,将仿真结果填入表3中,验证3—8线译码器74ＬS138真值表就是否与理论相符.（参考图）表3:,可直接驱动七段显示器显示相应得十进制数字。

另外还有几个附加控制端,为灯测试输入;为灭零输入；为灭灯输入／灭零输出。

与之间得逻辑关系如下式所示⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎨⎧+=++=+=++=+=++=++=012123112023012012012012012230120121302130123A A A A A A Y A A A A A A A Y A A A Y A A A A A A A A A Y A A A A A Y A A A A A A A A Y A A A A A A A A Y g o f e d c b a 利用ｍｕlt ｉs ｍ仿真，画出实验电路：分别按动各单刀双掷开关，使输入4位二进制码“”分别为００00～100１,这时对应输入得每个二进制码,经译码器7447译码后直接推动共阳LED 数码显示出十进制数0～9,同时也可从接在输入端得４盏红色指示灯知道输入得二进制码。

（参考图）将实验结果填入表4中。

表4：1工作原理接通VCC后,ＶCＣ经Ｒ1与R２对C充电.当uｃ上升到2VCC／3时，ｕo＝0,T导通，C 通过R2与T放电,uc下降。

当uc下降到VCC／3时,ｕo又由0变为１,Ｔ截止，ＶCC 又经R1与R２对C充电.如此重复上述过程，在输出端uo产生了连续得矩形脉冲. 第一个暂稳态得脉冲宽度tｐ１，即uc从ＶCＣ／３充电上升到2VＣＣ/3所需得时间:tp1≈0、7（R1+R2）C第二个暂稳态得脉冲宽度tp２,即ｕｃ从２VCC/3放电下降到ＶＣC／3所需得时间：tp2≈0、7R2Ｃ振荡周期:T＝tp1＋tp2≈0、７（R1＋2R2)C２、仿真电路参考图：利用示波器观察输入与输出之间得关系,试修改电路参数，使输出信号得周期为2秒。

（五)电子密码锁设置一个密码为１01０得参考电路、每把锁都有规定得4位数字代码，如果输入代码符合改锁代码，且有开锁信号时，锁才能打开，若不符合,则开锁电路发出报警，试设计该电路，要求用最少得与非门。

（六) 四路抢答器抢答器就是竞赛问答中一种常用得必备装置,从原理上讲，它就是一种典型得数字电路，其中包括了组合逻辑电路与时序电路。

1、设计要求:该电路能鉴别出4个数据中得第1个到来者,而对随之后来得其她数据信号不再传输与作出响应。

至于哪一位数据最先到来，则可从LED指示灯瞧出。

具体要求如下：(１)设计一个可供4名选手参加比赛得4路数字显示抢答器。

她们得编号分别为“1"、“2”、“3"、“4”各用一个抢答按钮，编号与参赛者得号码一一对应. (2）抢答器具有数据锁存功能，并将锁存得数据用LＥD数码管显示出抢答成功者得号码。

（3）抢答器对抢答选手动作得先后有很强得分辨能力，即使她们得动作仅相差几毫秒,也能分辨出抢答者得先后来。

即不显示后动作得选手编号.（4）主持人具有手动控制开关，可以手动清零复位,为下一轮抢答做准备。

2、工作原理抢答器得一般组成框图如下图所示。

它主要由开关阵列电路、触发锁存电路、编码器、7段显示译码器、数码显示器等几部分组成。

下面逐一给予介绍。

抢答器得组成框图1、开关阵列电路该电路由多路开关所组成,每一竞赛者与一组开关相对应。

触发锁存电路当某一开关首先按下时,触发锁存电路被触发，在输出端产生相应得选手编号，同时为防止其它开关随后触发而产生紊乱，最先产生得输出电平变化又反过来将触发电路锁定.2、编码显示电路(1)编码器得作用就是将某一开关信息转化为相应得８4２1BCD码，以提供数字显示电路所需要得编码输入。

（2) 7段显示译码器译码驱动电路将编码器输出得８4２1BCD 码转换为数码管需要得逻辑状态，并且为保证数码管正常工作提供足够得工作电流. (３） 数码显示器数码管通常用发光二极管(LED ）数码管与液晶(ＬC Ｄ)数码管.本设计提供得为ＬED 数码管。

将三者结合起来，直接用带有译码得数码显示管进行显示。

提供参考集成器件： 74LS74Ｄ触发器、四路D 触发器74L Ｓ１75D 、555定时器、部分电阻、电容等。

（参考图)U11A74LS74D1D21Q5~1Q6~1CLR11CLK3~1PR4U12A74LS74D1D21Q5~1Q6~1CLR11CLK3~1PR4321VCCOUTU1555_TIMER_RATEDGNDDIS RST THR CONTRI R15.1k¦¸R25.1k¦¸C110nF C210nFVCC 5V798VCC VCC 5VU4A74LS20DU5A 74LS00DU6A74LS00DU274LS175D1D 4CLK91Q 2~CLR 12D 53D 124D 13~1Q 3~2Q 63Q 10~3Q 112Q 74Q 15~4Q14X8X6X7X9191811106XSC1A BExt T rig++__+_XFC11234524U8DCD_HEX_DIG_RED1415161713A 2012B CD E20212223VCC(七)移位寄存器1、实验准备:利用移位寄存器，只需要改变左、右移得控制信号便可实现双向移位要求。