【正文】 11 六、參考電路簡要說明 1. 秒脈沖電路 由晶振 32768Hz 經 14 分頻器分頻為 2Hz，再經一次分頻，即得 1Hz 標準秒脈沖，供時鐘計數器用。RS/Rd/SdQL74LS74RSQH/Rd/Sd74LS74高音低音1024HzQ3Q6512HzRQ143C11DQ(1s)74LS74101122MΩ32768Hz22pF3～20pF174LS041112.2KΩ200ΩRw+100μF/16V連續(xù)amp。amp。 amp。74LS00amp。 amp。時校手動自動74LS00amp。74LS08amp。amp。 “數字電子技術”課程設計指導書 10 Q3Q2Q1Q0/CR74LS16174LS248日 1～日時 00～23分 00～59秒 00～5974LS24874LS24874LS24874LS24874LS24874LS248abcdefgDCBACPQ3Q2Q1Q0/CR74LS161CPQ3Q2Q1Q0/CR74LS161CPQ3Q2Q1Q0/CR74LS161CPQ3Q2Q1Q0/CR74LS161CPQ3Q2Q1Q0/CR74LS161CPC11DRC11DRC11DRC11DSQ1Q2/Rd/Rd/Rd74LS742Q3Q4/Sdamp。即 當分為 59 時，則秒在計數計到 54 時，輸出一延時高電平去打開低音與門，使報時聲按 500Hz 頻率嗚叫 5聲，直至秒計數器計到 58 時，結束這高電平脈沖；當秒計數到 59 時，則去驅動高音 1KHz 頻率輸出而鳴叫 1 聲。 置開關在手動位置，分別對時、分、秒、日進行單獨計數，計數脈沖由單次脈沖或連續(xù)脈沖輸入。 所有計數器的譯碼顯示均采用 BCD— 七段譯碼器，顯示器采用共陰或共陽的顯示器。 周為七進制數，按人們一般的概念一周的顯示日期“日、 6”，所以我們設計這個七進制計數器，應根據譯碼顯示器的狀 態(tài)表來進行，如表 所示。 C D 4 0 6 01 2R1 11 02 2 M Ω2 0 p F3 ～ 2 0 p F3 2 7 6 8 H z3C 11 DQ7 4 L S 7 41 H zQ 1 4圖 秒脈沖發(fā)生器 2. 計數譯碼顯示 秒、分、時、日分別為 60、 60、 2 7 進制計數器、秒、分均為 60 進制，即顯示 00～ 59，它們的個位為十進制，十位為六進制。 1. 秒脈沖發(fā)生器 脈沖發(fā)生器是數字鐘的核心部分，它的精度和穩(wěn)定度決定了數字鐘的質量，通常用晶體振蕩器發(fā)出的脈沖經過整形、分頻獲得 1Hz 的秒脈沖。整點報時電路要求在每個整點前嗚叫五次低音 （ 500Hz） ，整點時再嗚叫一次高音 （ 1000Hz） 。只要將開關置于手動位置，可分別對秒、分、時、日進行手動脈沖輸入調整或連續(xù)脈沖輸入的校正。 4. 周顯示從 1～日為七進制計數器。 2. 秒、分為 00～ 59 六十進制計數器。 顯 示 器譯 碼 器7 進 制 周計 數 器顯 示 器譯 碼 器2 4 進 制 時計 數 器顯 示 器譯 碼 器6 0 進 制 分計 數 器顯 示 器譯 碼 器6 0 進 制 秒計 數 器日 校分 校時 校秒 校單 次 或 連 續(xù) 脈 沖 晶 體 振 蕩 器 分 頻 器1 H z圖 數字電子鐘框圖 “數字電子技術”課程設計指導書 7 由圖 可見，數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、分計數器，二十四進制（或十二進制）計時計數器；秒、分、時的譯碼顯示部分等。小到人們日常生活中的電子手表，大到車站、碼頭、機場等公共場所的大型數顯電子鐘。 課程設計報告應內容完整、字跡工整、圖表整齊、數據詳實。 6. 調試結果記錄。 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）。 2. 設計任務及其具體要求。 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，并留有適當的余量；電路簡單，成本低，功耗低；器件數目少，集成體積小，便于生產和維護。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動電流匹配。 3. 單元電路調整與連調 數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容的成敗。它們的種類繁多，性能各異。普通的門電路、時序邏輯電路、組合邏輯電路、脈沖產生電路、數模和模數轉換電路、采樣和存儲電路等，參數選擇恰當可以發(fā)揮其性能并節(jié)約設計成本。一個電路設計，單用數字電路課程內容是不夠的，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。比如時鐘電路選 555，轉換電路選 0809，譯碼及顯示驅動電路也都相對固定。 C. 單元電路設計應采用符合的電平標準。 2. 單元電路的設計 設計單元電路的一般方法和步驟 A. 根據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。 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，來實現設計任務提出的各項要求和技術指標。進行仿真試驗和性能測試。對電路要求布局合理，走線清晰，工作可靠，經驗收合格后，寫出完整的課程設計報告。 。 3. 培養(yǎng)獨立思考、獨立準備資料、獨立設計規(guī)定功能的數字系統(tǒng)的能力。 二、課程設計的目的和要求 1. 能夠較全面地鞏固和應用“數字電子技術”課程中所學的基本理論和基本方法，并初步掌握小型數字系統(tǒng)設計的基本方法。 《 數字電子技術 》 課程設計 2021 年 6 月 “數字電子技術”課程設計指導書 1 目 錄 數字電子技術課程設計概述 ?????????????? 2 課 程 設 計 課 題 課題一 數字電子鐘邏輯電路設計 ????????? 6 課題二 智力競賽搶答器邏輯電路設計 ??????? 13 課題三 交通燈控制邏輯電路設計 ???????? 19 課題四 汽車尾燈控制電路 ???????????? 28 課題五 數字溫度計 ?????????????? 30 課題六 多路防盜報警電路設計 ????????? 33 課題七 電梯控制電路設計 ???????????? 35 課題八 倒計時計時器 ?????????????? 35 設計舉例： 出租車計費器 ? ????????????? 36 “數字電子技術”課程設計指導書 2 數字電子技術課程設計概述 一、 本課程設計的地位和作用 數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品雛形 ,鞏固和加深在數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。 2. 能合理、靈活地應用各種標準集成電路（ SSI、 MSI、 LSI等）器件實現規(guī)定的數字系統(tǒng)。 ，包括電路布局、安裝、調試和排除故障的 能力。 三、課程設計的基本要求 “數字電子技術”課程設計指導書 3 根據設計任務，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、調試，直至實現任務要求的全部功能。 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，畫總體電路圖。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 。 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)。 B. 擬定出各單元電路的要求后，對它們進行設計。 “數字電子技術”課程設計指導書 4 元器件的選擇 針對數字電路的課程設計，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。但由于電路參數要求不同，還需要通過選擇參數來確定集成塊型號?？傊?，構建單元電路時，選擇器件的電平標準和 電流特性很重要。 單元電路設計過程中，阻容元件的選擇也很關鍵。優(yōu)選的電阻和電容輔助于數字電路的設計可以使其功能多樣化、完整化。具體步驟要求每一個單元電路都須經過調整，有條件情況下可應用邏輯分析儀進行測試， 確保單元正確。它也是整個設計成功的關鍵一步。 五、課程設計報告要求 “數字電子技術”課程設計指導書 5 課程設計報告應包括以下內容： 1. 對設計課題進行簡要闡述。 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）。 5. 器件清單。 7. 總結與體會。 “數字電子技術”課程設計指導書 6 課 程 設 計 課 題 課題一 數字電子鐘邏輯電路設計 一、 簡述 數字電子鐘是一種用數字顯示秒、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。 數字電子鐘的電路組成方框圖如圖 所示。 二、設計任務和要求 用中、小規(guī)模集成電路設計一臺能顯示日、時、分、秒的數字電子鐘，要求如下： 1. 由晶振電路產生 1Hz 標準秒信號。 3. 時為 00～ 23 二十四進制計 數器。 5. 可手動校時：能分別進行秒、分、時、日的校時。 6. 整點報時。 三、可選用器材 1. 通用實驗底板 2. 直流穩(wěn)壓電源 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. 數顯：共陰顯示器 LC501111 “數字電子技術”課程設計指導