【正文】 3. 集成電路： CD4060、 74LS7 74LS16 74LS248 及門電路 4. 晶振： 32768 Hz 5. 電容： 100μ F/16V、 22pF、 3～ 22pF 之間 6. 電阻： 200Ω、 10KΩ、 22MΩ 7. 電位器： 8. 數(shù)顯：共陰顯示器 LC501111 “數(shù)字電子技術(shù)”課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書 8 9. 開關(guān)：單次按鍵 10. 三極管： 8050 11. 喇叭： 1 W /4， 8Ω 四、設(shè)計(jì)方案提示 根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)和要求，對(duì)照數(shù)字電子鐘的框圖，可以分以下幾部分進(jìn)行模塊化設(shè)計(jì)。 5. 可手動(dòng)校時(shí)：能分別進(jìn)行秒、分、時(shí)、日的校時(shí)。 二、設(shè)計(jì)任務(wù)和要求 用中、小規(guī)模集成電路設(shè)計(jì)一臺(tái)能顯示日、時(shí)、分、秒的數(shù)字電子鐘，要求如下： 1. 由晶振電路產(chǎn)生 1Hz 標(biāo)準(zhǔn)秒信號(hào)。 “數(shù)字電子技術(shù)”課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書 6 課 程 設(shè) 計(jì) 課 題 課題一 數(shù)字電子鐘邏輯電路設(shè)計(jì) 一、 簡述 數(shù)字電子鐘是一種用數(shù)字顯示秒、分、時(shí)、日的計(jì)時(shí)裝置，與傳統(tǒng)的機(jī)械鐘相比，它具有走時(shí)準(zhǔn)確，顯示直觀、無機(jī)械傳動(dòng)裝置等優(yōu)點(diǎn)，因而得到了廣泛的應(yīng)用。 5. 器件清單。 五、課程設(shè)計(jì)報(bào)告要求 “數(shù)字電子技術(shù)”課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書 5 課程設(shè)計(jì)報(bào)告應(yīng)包括以下內(nèi)容： 1. 對(duì)設(shè)計(jì)課題進(jìn)行簡要闡述。具體步驟要求每一個(gè)單元電路都須經(jīng)過調(diào)整，有條件情況下可應(yīng)用邏輯分析儀進(jìn)行測試， 確保單元正確。 單元電路設(shè)計(jì)過程中，阻容元件的選擇也很關(guān)鍵。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(hào)。 B. 擬定出各單元電路的要求后，對(duì)它們進(jìn)行設(shè)計(jì)。實(shí)際設(shè)計(jì)過程中往往反復(fù)進(jìn)行以上各步驟，才能達(dá)到設(shè)計(jì)要求，需要靈活掌握 。 三、課程設(shè)計(jì)的基本要求 “數(shù)字電子技術(shù)”課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書 3 根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)，從選擇設(shè)計(jì)方案開始，進(jìn)行電路設(shè)計(jì)；選擇合適的器件，畫出設(shè)計(jì)電路圖；通過安裝、調(diào)試，直至實(shí)現(xiàn)任務(wù)要求的全部功能。 2. 能合理、靈活地應(yīng)用各種標(biāo)準(zhǔn)集成電路（ SSI、 MSI、 LSI等）器件實(shí)現(xiàn)規(guī)定的數(shù)字系統(tǒng)。 《 數(shù)字電子技術(shù) 》 課程設(shè)計(jì) 2021 年 6 月 “數(shù)字電子技術(shù)”課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書 1 目 錄 數(shù)字電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)概述 ?????????????? 2 課 程 設(shè) 計(jì) 課 題 課題一 數(shù)字電子鐘邏輯電路設(shè)計(jì) ????????? 6 課題二 智力競賽搶答器邏輯電路設(shè)計(jì) ??????? 13 課題三 交通燈控制邏輯電路設(shè)計(jì) ???????? 19 課題四 汽車尾燈控制電路 ???????????? 28 課題五 數(shù)字溫度計(jì) ?????????????? 30 課題六 多路防盜報(bào)警電路設(shè)計(jì) ????????? 33 課題七 電梯控制電路設(shè)計(jì) ???????????? 35 課題八 倒計(jì)時(shí)計(jì)時(shí)器 ?????????????? 35 設(shè)計(jì)舉例： 出租車計(jì)費(fèi)器 ? ????????????? 36 “數(shù)字電子技術(shù)”課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書 2 數(shù)字電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)概述 一、 本課程設(shè)計(jì)的地位和作用 數(shù)字電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)是 電子技術(shù)基礎(chǔ)教學(xué)中的 一個(gè)實(shí)踐環(huán)節(jié) ,它使學(xué)生自己通過設(shè)計(jì)和搭建一個(gè)實(shí)用電子產(chǎn)品雛形 ,鞏固和加深在數(shù)字電子技術(shù)課程中的理論基礎(chǔ)和實(shí)驗(yàn)中的基本技能 ,訓(xùn)練電子產(chǎn)品制作時(shí)的動(dòng)手能力。 3. 培養(yǎng)獨(dú)立思考、獨(dú)立準(zhǔn)備資料、獨(dú)立設(shè)計(jì)規(guī)定功能的數(shù)字系統(tǒng)的能力。對(duì)電路要求布局合理，走線清晰，工作可靠，經(jīng)驗(yàn)收合格后，寫出完整的課程設(shè)計(jì)報(bào)告。 1. 總體方案選擇 設(shè)計(jì)電路的第一步就是選擇總體方案，就是根據(jù)提出的設(shè)計(jì)任務(wù)要求及性能指標(biāo)，用具有一定功能的若干單元電路組成一個(gè)整體，來實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)任務(wù)提出的各項(xiàng)要求和技術(shù)指標(biāo)。 C. 單元電路設(shè)計(jì)應(yīng)采用符合的電平標(biāo)準(zhǔn)。一個(gè)電路設(shè)計(jì)，單用數(shù)字電路課程內(nèi)容是不夠的，往往同時(shí)摻有線性電路元件和集成塊，因此還需對(duì)相應(yīng)內(nèi)容熟悉，比如運(yùn)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。它們的種類繁多，性能各異。各單元之間的匹配連接是設(shè)計(jì)的最后步驟，主要包含兩方面，分別是電平匹配和驅(qū)動(dòng)電流匹配。 2. 設(shè)計(jì)任務(wù)及其具體要求。 6. 調(diào)試結(jié)果記錄。小到人們?nèi)粘Ｉ钪械碾娮邮直?，大到車站、碼頭、機(jī)場等公共場所的大型數(shù)顯電子鐘。 2. 秒、分為 00～ 59 六十進(jìn)制計(jì)數(shù)器。只要將開關(guān)置于手動(dòng)位置，可分別對(duì)秒、分、時(shí)、日進(jìn)行手動(dòng)脈沖輸入調(diào)整或連續(xù)脈沖輸入的校正。 1. 秒脈沖發(fā)生器 脈沖發(fā)生器是數(shù)字鐘的核心部分，它的精度和穩(wěn)定度決定了數(shù)字鐘的質(zhì)量，通常用晶體振蕩器發(fā)出的脈沖經(jīng)過整形、分頻獲得 1Hz 的秒脈沖。 周為七進(jìn)制數(shù)，按人們一般的概念一周的顯示日期“日、 6”，所以我們設(shè)計(jì)這個(gè)七進(jìn)制計(jì)數(shù)器，應(yīng)根據(jù)譯碼顯示器的狀 態(tài)表來進(jìn)行，如表 所示。 置開關(guān)在手動(dòng)位置，分別對(duì)時(shí)、分、秒、日進(jìn)行單獨(dú)計(jì)數(shù)，計(jì)數(shù)脈沖由單次脈沖或連續(xù)脈沖輸入。 “數(shù)字電子技術(shù)”課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書 10 Q3Q2Q1Q0/CR74LS16174LS248日 1～日時(shí) 00～23分 00～59秒 00～5974LS24874LS24874LS24874LS24874LS24874LS248abcdefgDCBACPQ3Q2Q1Q0/CR74LS161CPQ3Q2Q1Q0/CR74LS161CPQ3Q2Q1Q0/CR74LS161CPQ3Q2Q1Q0/CR74LS161CPQ3Q2Q1Q0/CR74LS161CPC11DRC11DRC11DRC11DSQ1Q2/Rd/Rd/Rd74LS742Q3Q4/Sdamp。74LS08amp。 amp。 amp。RS/Rd/SdQL74LS74RSQH/Rd/Sd74LS74高音低音1024HzQ3Q6512HzRQ143C11DQ(1s)74LS74101122MΩ32768Hz22pF3～20pF174LS041112.2KΩ200ΩRw+100μF/16V連續(xù)amp。若開關(guān) K1 打在單次端，要調(diào)整日、時(shí)、分、秒即可按單次脈沖進(jìn)行校正。 3. 秒、 分、時(shí)、日計(jì)數(shù)器 這一部分電路均使用中規(guī)模集成電路 74LS161 實(shí)現(xiàn)秒、分、時(shí)的計(jì)數(shù)，其中秒、分為六十進(jìn)制，時(shí)為二十四進(jìn)制。 時(shí)計(jì)數(shù)器為二十四進(jìn)制，當(dāng)開始計(jì)數(shù)時(shí)，個(gè)位按十進(jìn)制計(jì)數(shù)，當(dāng)計(jì)到 23 時(shí)，這時(shí)再來一個(gè)脈沖，應(yīng)該回到“零”。 5. 整點(diǎn)報(bào)時(shí) “數(shù)字電子技術(shù)”課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書 12 當(dāng)計(jì)數(shù)到整點(diǎn)的前 6 秒鐘，此時(shí)應(yīng)該準(zhǔn)備報(bào)時(shí)。 1KHz 和 500Hz 從晶振分頻器近似獲得。 實(shí)際進(jìn)行智力競賽時(shí)，一般分為若干組，各組對(duì)主持人提出的問題，分必答和搶答兩種。 1. 計(jì)分、顯示部分； 2. 判別選組控制部分； 3. 定時(shí)電路和音響部分。 3. 計(jì)數(shù)、顯示電路。 搶 答時(shí)，當(dāng)搶答開始后，指示燈應(yīng)閃亮。 4. 主持人應(yīng)有復(fù)位按鈕。例如用 MC14599 或 CD4099 八路可尋址輸出鎖存器來實(shí)現(xiàn)。譯碼、顯示用共陰或共陽組件，也可用 CL002 譯碼顯示器。 “數(shù)字電子技術(shù)”課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書 16 74LS4833a～gVcⅠ組+++－－－1118421碼撥碼開關(guān)KS11274LS4833a～gVcⅡ組+++－－－22274LS4833a～gVcⅢ組+++－－－33374LS4833a～gVcⅣ組+++－－－4448421碼撥碼開關(guān)LC50111112842184218421百位十位個(gè)位CD4043S1S2S3S4Q1Q2Q3Q4秒 脈 沖74LS112定時(shí)指示燈5V1KΩamp。amp?！?amp。例如： 100 分加 10 分變?yōu)?110分，只需按動(dòng)撥碼開關(guān)十位“ +”號(hào)一次；若加“ 20”分，只要按動(dòng)“ +”號(hào)兩次。Q1 為 1，使發(fā)光管 D1 發(fā)亮，同時(shí)也驅(qū)動(dòng)音響電路嗚叫，實(shí)現(xiàn)聲、光的指示。 定時(shí)顯示用 CL002，定時(shí)的時(shí)標(biāo)脈沖為“秒”脈沖。其中紅燈（ R）亮表示該條道路禁止通行；黃燈（ Y）亮表示停車；綠燈（ G）亮表示允許通行。 它們的工作方式，有些必須是并行進(jìn)行的，即南北方向綠燈亮，東西方向紅 燈亮；南北方向黃燈亮，東西方向紅燈亮；南北方向紅燈亮，東西方向綠燈亮；南北方向紅燈亮，東西方向黃燈亮。其中紅燈亮的時(shí)間為綠燈、黃燈亮的時(shí)間之和，黃燈是間歇閃耀。 4. 可以手動(dòng)調(diào)整和自動(dòng)控制，夜間為黃燈閃耀。當(dāng)某一方向綠燈亮?xí)r，這一方向的發(fā)光二極管接通，并一個(gè)一個(gè)向前移動(dòng)，表示汽車在行駛；當(dāng)遇到黃燈亮?xí)r，移位發(fā)光二極管就停止，而過了十字路口的移位發(fā)光二極管繼續(xù)向前移動(dòng)；紅燈亮?xí)r，則另一方向轉(zhuǎn)為綠燈亮，那么，這一方向的 LED 發(fā)光二極管就開始移位（表示這一方向的車輛行駛）。 2. 交通燈控制器 由波形圖可知，計(jì)數(shù)器每次工作循環(huán)周期為 12，所以可以選用 12 進(jìn) 制計(jì)數(shù)器。 表 狀態(tài)表 t 計(jì)數(shù)器輸出 南北方向 東西方向 Q0 Q1 Q2 Q3 Q4 Q5 NSG NSY NSR EWG EWY EWR 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 1 1 1 0 0 0 1 1 1 1 0 0 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 0 0 1 1 1 1 0 0 0 1 1 1 0 0 0 0 1 1 0