【正文】 數(shù)字電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書第二版物理與光電工程學(xué)院一、 數(shù)字電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)的目的與意義 電子技術(shù)是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的課程，加強(qiáng)工程訓(xùn)練，特別是技能的培養(yǎng)，對(duì)于培養(yǎng)工程人員的素質(zhì)和能力具有十分重要的作用。在電子信息類本科教學(xué)中，電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)是一個(gè)重要的實(shí)踐環(huán)節(jié)，它包括選擇課題、電子電路設(shè)計(jì)、組裝、調(diào)試和編寫總結(jié)報(bào)告等實(shí)踐內(nèi)容。通過課程設(shè)計(jì)要實(shí)現(xiàn)以下兩個(gè)目標(biāo)：第一，讓學(xué)生初步掌握電子線路的試驗(yàn)、設(shè)計(jì)方法。即學(xué)生根據(jù)設(shè)計(jì)要求和性能參數(shù)，查閱文獻(xiàn)資料，收集、分析類似電路的性能，并通過組裝調(diào)試等實(shí)踐活動(dòng)，使電路達(dá)到性能指標(biāo)；第二，課程設(shè)計(jì)為后續(xù)的畢業(yè)設(shè)計(jì)打好基礎(chǔ)。畢業(yè)設(shè)計(jì)是系統(tǒng)的工程設(shè)計(jì)實(shí)踐，而課程設(shè)計(jì)的著眼點(diǎn)是讓學(xué)生開始從理論學(xué)習(xí)的軌道上逐漸引向?qū)嶋H運(yùn)用，從已學(xué)過的定性分析、定量計(jì)算的方法，逐步掌握工程設(shè)計(jì)的步驟和方法，了解科學(xué)實(shí)驗(yàn)的程序和實(shí)施方法，同時(shí)，課程設(shè)計(jì)報(bào)告的書寫，為今后從事技術(shù)工作撰寫科技報(bào)告和技術(shù)資料打下基礎(chǔ)。二、數(shù)字電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)的方法和步驟設(shè)計(jì)一個(gè)電子電路系統(tǒng)時(shí)，首先必須明確系統(tǒng)的設(shè)計(jì)任務(wù)，根據(jù)任務(wù)進(jìn)行方案選擇，然后對(duì)方案中的各部分進(jìn)行單元的設(shè)計(jì)、參數(shù)計(jì)算和器件選擇，最后將各部分連接在一起，畫出一個(gè)符合設(shè)計(jì)要求的完整系統(tǒng)電路圖。 設(shè)計(jì)任務(wù)分析 對(duì)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)任務(wù)進(jìn)行具體分析，充分了解系統(tǒng)的性能、指標(biāo)內(nèi)容及要求，以便明確系統(tǒng)應(yīng)完成的任務(wù)。 方案論證 這一步的工作要求是把系統(tǒng)的任務(wù)分配給若干個(gè)單元電路，并畫出一個(gè)能表示各單元功能的整機(jī)原理框圖。 方案選擇的重要任務(wù)是根據(jù)掌握的知識(shí)和資料，針對(duì)系統(tǒng)提出的任務(wù)、要求和條件，完成系統(tǒng)的功能設(shè)計(jì)。在這個(gè)過程中要勇于探索，勇于創(chuàng)新，力爭做到設(shè)計(jì)方案合理、可靠、經(jīng)濟(jì)、功能齊全、技術(shù)先進(jìn)，并且對(duì)方案要不斷進(jìn)行可行性和優(yōu)缺點(diǎn)的分析，最后設(shè)計(jì)出一個(gè)完整框圖?？驁D必須正確反映系統(tǒng)應(yīng)完成的任務(wù)和各組成部分功能，清楚表示系統(tǒng)的基本組成和相互關(guān)系。 方案實(shí)現(xiàn)1）單元電路設(shè)計(jì)單元電路是整機(jī)的一部分，只有把各單元電路設(shè)計(jì)好才能提高整體設(shè)計(jì)水平。每個(gè)單元電路設(shè)計(jì)前都需明確本單元電路的任務(wù)，詳細(xì)擬訂出單元電路的性能指標(biāo)，與前后級(jí)之間的關(guān)系，分析電路的組成形式。具體設(shè)計(jì)時(shí)，可以模仿成熟的先進(jìn)電路，也可以進(jìn)行創(chuàng)新或改進(jìn)，但都必須保證性能要求。而且，不僅單元電路本身要設(shè)計(jì)合理，各單元電路間也要相互配合，注意各部分的輸入信號(hào)、輸出信號(hào)和控制信號(hào)的關(guān)系。2）參數(shù)計(jì)算 為保證單元電路達(dá)到功能指標(biāo)要求，就需要用電子技術(shù)知識(shí)對(duì)參數(shù)進(jìn)行計(jì)算。例如，放大電路中各阻值、放大倍數(shù)的計(jì)算；振蕩器中電阻、電容、振蕩頻率等參數(shù)的計(jì)算。只有很好地理解電路的工作原理，正確利用計(jì)算公式，計(jì)算的參數(shù)才能滿足設(shè)計(jì)要求。3）器件選擇阻容元件的選擇：電阻和電容種類很多，正確選擇電阻和電容是很重要的。不同的電路對(duì)電阻和電容性能要求也不同，有些電路對(duì)電容的漏電要求很嚴(yán)，還有些電路對(duì)電阻、電容的性能和容量要求很高。例如濾波電路中常用大容量鋁電解電容，為濾掉高頻通常還需并聯(lián)小容量瓷片電容。設(shè)計(jì)時(shí)要根據(jù)電路的要求選擇性能和參數(shù)合適的阻容元件，并要注意功耗、容量、頻率和耐壓范圍是否滿足要求。分立元件的選擇：分立元件包括二極管、晶體三極管、場效應(yīng)管、光電二（三）極管、晶閘管等。根據(jù)其用途分別進(jìn)行選擇。選擇的器件種類不同，注意事項(xiàng)也不同。例如選擇晶體三極管時(shí)，首先注意是選擇NPN型還是PNP型管，是高頻管還是低頻管，是大功率還是小功率，并注意管子的參數(shù)是否滿足電路設(shè)計(jì)指標(biāo)的要求。集成電路的選擇：由于集成電路可以實(shí)現(xiàn)很多單元電路甚至整機(jī)電路的功能，所以 選用集成電路來設(shè)計(jì)單元電路和總體電路既方便又靈活，它不僅使系統(tǒng)體積縮小，而且性能可靠，便于調(diào)試及運(yùn)用，在設(shè)計(jì)電路時(shí)頗受歡迎。集成電路有模擬集成電路和數(shù)字集成電路。國內(nèi)外已生出大量集成電路，其器件的型號(hào)、原理、功能、特征可查閱有關(guān)手冊(cè)。選擇的集成電路不僅要在功能和特性上實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)方案，而且要滿足功耗、電壓、速度、價(jià)格等多方面的要求。安裝調(diào)試： 安裝與調(diào)試過程應(yīng)按照先局部后整機(jī)的原則，根據(jù)信號(hào)的流向逐塊調(diào)試，使各功能塊都要達(dá)到各自技術(shù)指標(biāo)的要求，然后把它們連接起來進(jìn)行統(tǒng)調(diào)和系統(tǒng)測(cè)試。調(diào)試包括調(diào)整與測(cè)試兩部分，調(diào)整主要是調(diào)節(jié)電路中可變?cè)骷蚋鼡Q器件，使之達(dá)到性能的改善。測(cè)試是采用電子儀器測(cè)量相關(guān)點(diǎn)的數(shù)據(jù)與波形，以便準(zhǔn)確判斷設(shè)計(jì)電路的性能。裝配前必須對(duì)元器件進(jìn)行性能參數(shù)測(cè)試。根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)的不同，有時(shí)需進(jìn)行印制電路板設(shè)計(jì)制作，并在印制電路板上進(jìn)行裝配調(diào)試。二、 數(shù)字電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)題目（五題任選一題）A：多功能數(shù)字鐘的電路設(shè)計(jì)數(shù)字鐘是采用數(shù)字電路實(shí)現(xiàn)“時(shí)”、“分”、“秒”數(shù)字顯示的計(jì)時(shí)裝置。鐘表的數(shù)字化在提高報(bào)時(shí)精度的同時(shí)，也大大擴(kuò)展了它的功能，諸如定時(shí)自動(dòng)報(bào)警、按時(shí)自動(dòng)打鈴、時(shí)間程序自動(dòng)控制、定時(shí)廣播、定時(shí)啟閉路燈等。因此，研究數(shù)字鐘及擴(kuò)大其應(yīng)用，有著非?，F(xiàn)實(shí)的意義。 設(shè)計(jì)目的1）掌握數(shù)字鐘的設(shè)計(jì)、組裝與調(diào)試方法。2）熟悉集成電路的使用方法。 設(shè)計(jì)任務(wù)與要求 1）時(shí)鐘顯示功能，能夠以十進(jìn)制顯示“時(shí)”、“分”、“秒”。2）具有校準(zhǔn)時(shí)、分的功能。3）整點(diǎn)自動(dòng)報(bào)時(shí)，在整