数电设计报告一
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数电设计实验报告
《数电设计实验报告》
实验目的:通过本次实验,掌握数字电路设计的基本原理和方法,提高学生对数字电路设计的理论和实践能力。
实验内容:本次实验是基于数电设计的实践操作,通过实验板和相关器件进行数字电路设计与调试。
实验内容包括逻辑门电路设计、计数器设计、状态机设计等。
实验步骤:
1. 熟悉实验板和相关器件,了解数字电路设计的基本原理和方法;
2. 根据实验要求,设计逻辑门电路并进行仿真验证;
3. 设计并搭建计数器电路,测试其功能和性能;
4. 进行状态机设计,并对其进行调试和优化;
5. 总结实验过程中遇到的问题和解决方法,对实验结果进行分析和讨论。
实验结果:通过本次实验,我们成功设计并调试了一系列数字电路,包括逻辑门电路、计数器和状态机。
实验结果表明,我们掌握了数字电路设计的基本原理和方法,提高了对数字电路设计的理论和实践能力。
实验结论:本次实验使我们深入理解了数字电路设计的原理和方法,提高了我们的实践能力和创新意识。
通过实验,我们不仅学会了数字电路设计的基本技能,还培养了我们的团队合作和问题解决能力。
这些都为我们未来的学习和工作打下了坚实的基础。
总结:通过本次实验,我们深刻体会到了实践是检验理论的最好方法。
只有通过实际操作,我们才能真正理解数字电路设计的原理和方法,提高我们的实践
能力和创新意识。
希望通过今后的实验学习,我们能不断提高自己的技能和能力,为将来的学习和工作打下坚实的基础。
数电实验报告数码管显示控制电路设计实验目的:设计一个数码管显示控制电路,实现对数码管的显示控制。
实验器材:数码管、集成电路、电阻、开关、电源等。
实验原理:数码管是一种用它们来显示数字和字母的一种装置。
它由几个独立的发光二极管组成,每个数字由不同的发光二极管的组合表示。
对数码管的显示控制通常使用多路复用技术实现,即通过控制数码管的分段和共阴极或共阳极来实现不同数字的显示。
实验步骤:1.确定数码管的类型和接线方式。
本实验中使用共阳数码管,数码管共阳极通过电阻连接到正极电源。
2.选取适当的集成电路作为显示控制电路。
本实验中选择CD4511作为显示控制芯片,它可以实现对4位共阳数码管的显示控制。
3.连接电路。
将4位共阳数码管的阳极分别连接到CD4511芯片的A、B、C和D端口,共阴极连接到电源正极。
将CD4511芯片的输入端口IN1、IN2、IN3和IN4连接到微控制器的输出端口,控制微控制器输出的电平来选通不同的数码管。
4.设置微控制器的输出。
通过编程或手动设置微控制器的输出端口来控制数字的显示。
根据需要显示的数字,将相应的输出端口设置为高电平,其余端口设置为低电平。
通过适当的延时控制,便可以实现数字的连续显示。
实验结果与分析:经过上述步骤完成电路搭建后,我们可以通过改变微控制器的输出端口来控制数码管的显示。
当我们设置不同的输出端口为高电平时,相应的数码管会显示对应的数字。
通过适当的延时控制,我们可以实现数字的连续显示,从而实现对数码管的显示控制。
实验结论:通过本次实验,我们成功地设计并实现了一个数码管显示控制电路。
通过对微控制器输出端口的控制,我们可以实现对数码管的数字显示控制。
这对于数字显示系统的设计和开发具有重要意义。
实验心得:通过本次实验,我对数码管的显示控制有了更深入的了解。
数码管作为一种常见的数字显示装置,广泛应用于各种电子设备中。
掌握其显示控制原理和方法对于电子技术爱好者来说至关重要。
通过实际操作,我对数码管显示控制电路的设计和实现有了更深入的认识,同时也提高了我对数字显示系统的理解和设计能力。
实验一门电路逻辑功能及测试一、实验目的1、熟悉门电路逻辑功能。
2、熟悉数字电路学习机及示波器使用方法。
二、实验仪器及材料1、双踪示波器2、器件74LS00 二输入端四与非门2片74LS20 四输入端双与非门1片74LS86 二输入端四异或门1片74LS04 六反相器1片三、预习要求1、复习门电路工作原理相应逻辑表达示。
2、熟悉所有集成电路的引线位置及各引线用途。
3、了解双踪示波器使用方法。
四、实验内容实验前按学习机使用说明先检查学习机是否正常,然后选择实验用的集成电路,按自己设计的实验接线图接好连线,特别注意Vcc及地线不能接错。
线接好后经实验指导教师检查无误方可通电。
试验中改动接线须先断开电源,接好线后在通电实验。
1、测试门电路逻辑功能。
(1)选用双输入与非门74LS20一只,插入面包板,按图连接电路,输入端接S1~S4(电平开关输入插口),输出端接电平显示发光二极管(D1~D8任意一个)。
(2)将电平开关按表1.1置位,分别测出电压及逻辑状态。
(表1.1)2、异或门逻辑功能测试(1)选二输入四异或门电路74LS86,按图接线,输入端1﹑2﹑4﹑5接电平开关,输出端A﹑B﹑Y接电平显示发光二极管。
(2)将电平开关按表1.2置位,将结果填入表中。
表 1.23、逻辑电路的逻辑关系(1)选用四二输入与非门74LS00一只,插入面包板,实验电路自拟。
将输入输出逻辑关系分别填入表1.3﹑表1.4。
(2)写出上面两个电路的逻辑表达式。
表1.3 Y=A ⊕B表1.4 Y=A ⊕B Z=AB 4、逻辑门传输延迟时间的测量用六反相器(非门)按图1.5接线,输80KHz 连续脉冲,用双踪示波器测输入,输出相位差,计算每个门的平均传输延迟时间的tpd 值 : tpd=0.2μs/6=1/30μs 5、利用与非门控制输出。
选用四二输入与非门74LS00一只,插入面包板,输入接任一电平开关,用示波器观察S 对输出脉冲的控制作用:一端接高有效的脉冲信号,另一端接控制信号。
让知识带有温度。
数字电路课程设计报告精选3篇整理数字电路课程设计报告精选3篇随着社会一步步向前进展,报告使用的频率越来越高,报告包含标题、正文、结尾等。
那么报告应当怎么写才合适呢?以下是我整理的数字电路课程设计报告,仅供参考,欢迎大家阅读。
数字电路课程设计报告1一、设计目的温度是日常生活中无时不在的物理量,温度的掌握在各个领域有着广泛乐观的意义。
如温室的温度掌握等。
另外随着数字电子技术的快速进展,将模拟电量转换成数字量输出的接口电路A/D转换器是现实世界中模拟信号向数字信号的桥梁。
在以往的A/D器件采样掌握设计中,多数是以单片机或CPU为掌握核心,虽然编程简洁,掌握敏捷,但缺点是掌握周期长,速度慢。
单片机的速度极大的限制了A/D高速性能的利用,而FPGA的时钟频率可高达100MHz以上。
本设计进行时序掌握、码制变换,具有开发周期短,敏捷性强,通用力量好,易于开发、扩展等优点。
二、设计的基本内容本次设计主要是基于FPGA+VHDL的温度掌握系统,可编程器件FPGA和硬件描述语言VHDL的使用使得数字电路的设计周期缩短、难度削减。
设计采纳模块化思路,包括四个模块FPGA掌握ADC0809模块、分频模块、数据传输模块、元件例化模块,再加以整合实现整个系统,达到温度掌握的目的。
基于FPGA的信号采集系统主要有:A/D转换器,FPGA,RS232第1页/共3页千里之行,始于足下。
通信。
A/D转换器对信号进行会采集,A/D内部集成了采样、保持电路,可有效的降低误差,削减外围电路的设计,降低系统的功耗。
A/D在接受到指令后进行采集,FPGA采集掌握模块首先将采集到的通过A/D转换城的数字信号引入FPGA,而后对数字信号送往算法实现单元进行处理,并存于FPGA内部RAM中。
1.试验设计指标及要求:1.1课题说明:在体育竞赛、时间精确测量等场合通常要求计时精度到1%秒(即10 ms)甚至更高的计时装置,数字秒表是一种精确的计时仪表,可以担当此任。
数电实验报告实验一心得引言本实验是数字电路课程的第一次实验,旨在通过实际操作和观察,加深对数字电路基础知识的理解和掌握。
本次实验主要涉及布尔代数、逻辑门、模拟开关和数字显示等内容。
在实验过程中,我对数字电路的原理和实际应用有了更深入的了解。
实验一:逻辑门电路的实验实验原理逻辑门是数字电路中的基本组件,它能够根据输入的布尔值输出相应的结果。
常见的逻辑门有与门、或门、非门等。
本次实验主要是通过搭建逻辑门电路实现布尔函数的运算。
实验过程1. 首先,我按照实验指导书上的电路图,使用示波器搭建了一个简单的与门电路。
并将输入端连接到两个开关,输出端连接到示波器,以观察电路的输入和输出信号变化。
2. 其次,我打开示波器,观察了两个开关分别为0和1时的输出结果。
当两个输入均为1时,示波器上的信号为高电平,否则为低电平。
3. 我进一步观察了两个开关都为1时的输出信号波形。
通过示波器上的脉冲信号可以清晰地看出与门的实际运行过程,验证了实验原理的正确性。
实验结果和分析通过本次实验,我成功地搭建了一个与门电路,并观察了输入和输出之间的关系。
通过示波器上的信号波形,我更加直观地了解了数字电路中布尔函数的运算过程。
根据实验结果和分析,我可以总结出:1. 逻辑门电路可以根据布尔函数进行输入信号的运算,输出相应的结果。
2. 在与门电路中,当输入信号均为1时,输出信号为1,否则为0。
3. 示例器可以实时显示电路的输入和输出信号波形,方便实验者观察和分析。
结论通过本次实验,我对数字电路的基本原理和逻辑门电路有了更深刻的理解。
我学会了如何搭建逻辑门电路,并通过示波器观察和分析输入和输出信号的变化。
这对我进一步理解数字电路的设计和应用具有重要意义。
通过实验,我还锻炼了动手操作、实际观察和分析问题的能力。
实验过程中,需要认真对待并细致观察电路的运行情况,及时发现和解决问题。
这些能力对于今后的学习和研究都非常重要。
总之,本次实验让我更好地理解了数字电路的基本原理和应用,提高了我的实验能力和观察分析能力。
一、实验目的1. 熟悉数字电路的基本组成和设计方法。
2. 学习组合逻辑电路和时序逻辑电路的设计与实现。
3. 掌握Verilog HDL语言进行数字电路的设计与仿真。
4. 提高数字电路分析与设计能力。
二、实验内容本次实验主要设计一个数字钟电路,要求实现以下功能:1. 显示时、分、秒,时间周期为24小时。
2. 时间基准为1秒对应1Hz的时钟信号。
3. 可通过按键进行校时。
三、实验原理数字钟电路主要由以下部分组成:1. 振荡器:产生基准时钟信号。
2. 分频器:将基准时钟信号分频,得到1Hz的时钟信号。
3. 计数器:对1Hz的时钟信号进行计数,实现秒、分、时的计时。
4. 显示器:将计时结果显示出来。
5. 校时电路:通过按键进行校时操作。
四、实验步骤1. 使用Verilog HDL语言编写数字钟电路的代码。
2. 使用ModelSim进行仿真,验证电路功能。
3. 将代码编译并下载到FPGA芯片上。
4. 在FPGA开发板上进行实验,测试电路功能。
五、实验代码```verilogmodule digital_clock(input clk, // 基准时钟信号input rst_n, // 复位信号,低电平有效 input set, // 校时按键output [5:0] h, // 时output [5:0] m, // 分output [5:0] s // 秒);reg [23:0] counter; // 计数器reg [23:0] h_counter; // 时计数器reg [23:0] m_counter; // 分计数器reg [23:0] s_counter; // 秒计数器// 时计数器always @(posedge clk or negedge rst_n) beginif (!rst_n) beginh_counter <= 24'd0;end else beginif (counter >= 24'd86400) beginh_counter <= h_counter + 24'd1;counter <= 24'd0;end else begincounter <= counter + 24'd1;endendend// 分计数器always @(posedge clk or negedge rst_n) begin if (!rst_n) beginm_counter <= 24'd0;end else beginif (h_counter >= 24'd24) beginm_counter <= m_counter + 24'd1; h_counter <= 24'd0;end else beginm_counter <= m_counter + 24'd1; endendend// 秒计数器always @(posedge clk or negedge rst_n) begin if (!rst_n) begins_counter <= 24'd0;end else beginif (m_counter >= 24'd59) begins_counter <= s_counter + 24'd1;m_counter <= 24'd0;end else begins_counter <= s_counter + 24'd1;endendend// 时、分、秒输出assign h = h_counter[5:0];assign m = m_counter[5:0];assign s = s_counter[5:0];endmodule```六、实验结果1. 仿真结果:使用ModelSim对代码进行仿真,验证电路功能。
电子线路综合设计乒乓球比赛模拟及计分器设计2023年6月在信息社会高速发展旳今天,数字电路芯片已经实现高度集成化,并逐渐渗透到医学、计算机等各个领域,对人类旳生活有着深远旳影响。
本设计采用基本门电路以及74LS系列芯片旳搭建,以multisim 12.0软件为平台进行仿真,实现了对乒乓球游戏旳模拟。
重要处理旳问题有:(1)模拟乒乓球旳轨迹:用双向移位4位寄存器74194以及基本门电路实现;(2)球速旳调整:运用555电路实现;(3)球被击中、犯规旳判断;(4)计数器旳使用:采用74LS90和74LS161旳组合,给玩家计分;(5)有关比分旳显示:通过CD4511译码芯片将计数器旳输出状态显示到2位共阴极数码管上。
关键词:双向移位4位寄存器、555电路、译码电路、计数器系统1 设计任务 (1)2 电路整体设计 (2)2.1 译码显示电路设计 (4)2.2 555定期器构成脉冲发生器 (5)2.3模拟乒乓球电路旳设计 (6)3 电路整体性能旳检测 (7)3.1 译码显示电路旳检测 (7)3.2 脉冲发生器电路旳检测·····························································3.3模拟乒乓球电路旳检测······························································4试验结论 ·······················································································5课程设计心得体会以及提议 ·······························································6 Abstract ·························································································7附录(包括元器件清单以及各元器件功能表) ·········································8参照文献 ·······················································································1.设计任务本次我们小组选择旳设计是乒乓球比赛模拟及计分器设计,重要任务是用数字电路模拟乒乓球比赛并能给比赛计分。
第1篇一、实验目的1. 理解数字电路的基本概念和组成原理。
2. 掌握常用数字电路的分析方法。
3. 培养动手能力和实验技能。
4. 提高对数字电路应用的认识。
二、实验器材1. 数字电路实验箱2. 数字信号发生器3. 示波器4. 短路线5. 电阻、电容等元器件6. 连接线三、实验原理数字电路是利用数字信号进行信息处理的电路,主要包括逻辑门、触发器、计数器、寄存器等基本单元。
本实验通过搭建简单的数字电路,验证其功能,并学习数字电路的分析方法。
四、实验内容及步骤1. 逻辑门实验(1)搭建与门、或门、非门等基本逻辑门电路。
(2)使用数字信号发生器产生不同逻辑电平的信号,通过示波器观察输出波形。
(3)分析输出波形,验证逻辑门电路的正确性。
2. 触发器实验(1)搭建D触发器、JK触发器、T触发器等基本触发器电路。
(2)使用数字信号发生器产生时钟信号,通过示波器观察触发器的输出波形。
(3)分析输出波形,验证触发器电路的正确性。
3. 计数器实验(1)搭建异步计数器、同步计数器等基本计数器电路。
(2)使用数字信号发生器产生时钟信号,通过示波器观察计数器的输出波形。
(3)分析输出波形,验证计数器电路的正确性。
4. 寄存器实验(1)搭建移位寄存器、同步寄存器等基本寄存器电路。
(2)使用数字信号发生器产生时钟信号和输入信号,通过示波器观察寄存器的输出波形。
(3)分析输出波形,验证寄存器电路的正确性。
五、实验结果与分析1. 逻辑门实验通过实验,验证了与门、或门、非门等基本逻辑门电路的正确性。
实验结果表明,当输入信号满足逻辑关系时,输出信号符合预期。
2. 触发器实验通过实验,验证了D触发器、JK触发器、T触发器等基本触发器电路的正确性。
实验结果表明,触发器电路能够根据输入信号和时钟信号产生稳定的输出波形。
3. 计数器实验通过实验,验证了异步计数器、同步计数器等基本计数器电路的正确性。
实验结果表明,计数器电路能够根据输入时钟信号进行计数,并输出相应的输出波形。
数电实验报告数电实验报告引言:数电实验是电子信息类专业的基础实验之一,通过实践操作,加深学生对数字电路的理解和应用能力。
本文将结合实际实验,对数电实验进行详细的报告。
一、实验目的本次实验的主要目的是通过设计、搭建并测试数字电路,加深对数字电路基本原理的理解,并掌握数字电路的设计和调试方法。
二、实验器材和原理本次实验所需的器材包括数字逻辑实验箱、示波器、函数信号发生器等。
实验原理主要涉及数字逻辑门电路、触发器、计数器等。
三、实验步骤与结果1. 实验一:基本逻辑门电路的设计与测试在实验一中,我们根据所学的逻辑门电路的知识,设计了与门、或门和非门电路,并使用实验箱搭建电路。
通过输入不同的信号,观察输出结果,验证电路的正确性。
实验结果显示,逻辑门电路能够根据输入信号的不同进行逻辑运算,并输出相应的结果。
2. 实验二:触发器的设计与测试在实验二中,我们学习了触发器的基本原理和应用。
通过搭建RS触发器和D触发器电路,并使用函数信号发生器输入时钟信号和触发信号,观察触发器的输出。
实验结果表明,触发器能够根据输入的时钟信号和触发信号,在特定条件下改变输出状态。
3. 实验三:计数器的设计与测试在实验三中,我们学习了计数器的基本原理和应用。
通过搭建二进制计数器电路,使用示波器观察计数器的输出波形,并验证计数器的功能。
实验结果显示,计数器能够根据输入的时钟信号,按照一定规律进行计数,并输出相应的结果。
四、实验总结与心得体会通过本次数电实验,我深刻理解了数字电路的基本原理和设计方法。
在实验过程中,我不仅学会了使用实验器材进行电路搭建和测试,还掌握了数字电路的调试技巧。
通过不断的实践操作,我对数字电路的理论知识有了更加深入的理解。
在今后的学习和工作中,我将继续加强对数字电路的学习和应用,不断提高自己的实践能力。
同时,我也明白了实验中的每一个细节都非常重要,只有严格按照实验步骤进行操作,才能保证实验结果的准确性和可靠性。
总之,本次数电实验是我在数字电路领域的一次重要实践,通过实验的过程,我不仅巩固了理论知识,还培养了自己的动手操作和问题解决能力。
第1篇一、实验目的1. 巩固和加深对数字电路基本原理和电路分析方法的理解。
2. 掌握数字电路仿真工具的使用,提高设计能力和问题解决能力。
3. 通过综合实验,培养团队合作精神和实践操作能力。
二、实验内容本次实验主要分为以下几个部分:1. 组合逻辑电路设计:设计一个4位二进制加法器,并使用仿真软件进行验证。
2. 时序逻辑电路设计:设计一个4位计数器,并使用仿真软件进行验证。
3. 数字电路综合应用:设计一个数字时钟,包括秒、分、时显示,并使用仿真软件进行验证。
三、实验步骤1. 组合逻辑电路设计:(1)根据题目要求,设计一个4位二进制加法器。
(2)使用Verilog HDL语言编写代码,实现4位二进制加法器。
(3)使用ModelSim软件对加法器进行仿真,验证其功能。
2. 时序逻辑电路设计:(1)根据题目要求,设计一个4位计数器。
(2)使用Verilog HDL语言编写代码,实现4位计数器。
(3)使用ModelSim软件对计数器进行仿真,验证其功能。
3. 数字电路综合应用:(1)根据题目要求,设计一个数字时钟,包括秒、分、时显示。
(2)使用Verilog HDL语言编写代码,实现数字时钟功能。
(3)使用ModelSim软件对数字时钟进行仿真,验证其功能。
四、实验结果与分析1. 组合逻辑电路设计:通过仿真验证,所设计的4位二进制加法器能够正确实现4位二进制加法运算。
2. 时序逻辑电路设计:通过仿真验证,所设计的4位计数器能够正确实现4位计数功能。
3. 数字电路综合应用:通过仿真验证,所设计的数字时钟能够正确实现秒、分、时显示功能。
五、实验心得1. 通过本次实验,加深了对数字电路基本原理和电路分析方法的理解。
2. 掌握了数字电路仿真工具的使用,提高了设计能力和问题解决能力。
3. 培养了团队合作精神和实践操作能力。
六、实验改进建议1. 在设计组合逻辑电路时,可以考虑使用更优的电路结构,以降低功耗。
2. 在设计时序逻辑电路时,可以尝试使用不同的时序电路结构,以实现更复杂的逻辑功能。
数电课程设计报告班级:09自动化2班;姓名:廖明冬;学号:22一、设计目的1.了解八人智力竞赛抢答器的工作原理。
2.熟悉工作电路中各芯片的作用及了解其他元器件对工作电路的影响。
3.掌握电路的焊接方法。
4.完成电路后,能分析电路中出现的问题及对电路进行调试二、设计要求和设计指标1.八名选手参加比赛,编号分别为0、1、2、3、4、5、6、7,每人一个抢答按钮;2.节目主持人用开关控制系统的清零和抢答开始;3.抢答器具有锁存和显示第一个抢答者的编号并禁止其他选手抢答的功能;4.抢答器在主持人启动后开始抢答,具有30秒倒计时的功能,在30秒内抢答有效,停止计时并显示抢答时刻;5.30秒内无人抢答时,本次抢答无效,并禁止选手抢答。
6.分配选手的0、1、2、3、4、5、6、7按钮用8个按钮开关控制,一个清零开关分配给主持人,具有对系统清零和抢答开始的控制功能。
7.用4个锁存器对选手的操作信号进行锁存,利用译码器4511,将选手编号在数码显示器中显示出来。
8.用555定时器组成多谐振荡器,用其产生脉冲信号源,供74LHC192(与原理图所用芯片为准)组成的计数器使用,设定30秒的抢答时间。
9.八人智力竞赛抢答器工作原理图三、设计介绍1.选手抢答控制电路由编码器74HC148和按钮开关组成,编码器会对每个开关自动编码。
将代码送到译码器(图1)。
2.定时器555组成的多谐振荡器产生时钟信号,供计数器使用(图2)。
3.两个74LHC192串行组成时限为30s的计数器(图3)。
4.4511主要对各芯片传来的代码进行编译,讲编译好的代码送到显示器中显示(图4)。
5.电路使用了3个数码显示器,两个用作计数,一个用作显示(图5)。
四、对设计的改进建议既然是智力竞赛,想必也应该有个计分功能,我们希望在抢答器的基础上,搭建计分电路,这样能够更好地显示抢答结果,同时配对一个具有发声功能的电路,在显示选手编号的同时听到对应的音乐,让观众能更好地识别究竟哪个选手在抢答。
数电课程设计报告-数字电子钟东北大学第一篇:数电课程设计报告-数字电子钟东北大学课程设计报告设计题目:数字电子钟设计与实现班级:学号:姓名:指导教师:设计时间:摘要数字时钟已成为人们日常生活中必不可少的必需品,广泛于个人家庭以及办公室等公共场所,给人们的生活、学习、工作、娱乐带来了极大的方便。
由于数字集成电路技术的发展采用了先进的三石英技术,使数字时钟具有走时准确、性能稳定、携带方便等优点,它还用于计时、自动报时及自动控制等各个领域。
尽管目前市场上已有现成的数字时钟电路芯片出售,价格便宜、使用也方便,但鉴于数字时钟电路的基本组成包含了数字电路的组成部分,因此进行数定时钟的设计是必要的。
在这里我们将已学过的比较零散的数字电路的知识有机的、系统的联系起来用于实际,来增养我们的综合分析和设计电路的能力。
本次设计以数字时钟为主,实现对时、分、秒数字显示的计数器计时装置,周期为24小时,显示满为23时59分59秒并具4有校时功能的数电子时钟。
电路主要采用中规模的集成电路,本电路主要脉冲产生模块、校时模块、两个六十进制模块(分、秒)、一个二十四进制模块(时)和一个报时逻辑电路组成。
时、分、秒再通过BCD-7段译码显示屏显示出来。
关键词:计数器译码器校时目录概述2 课程设计任务及要求2.1 设计任务2.2 设计要求3 理论设计3.1方案论证3.2 系统设计3.2.1 结构框图及说明3.2.2 系统原理图及工作原理3.3 单元电路设计3.3.1秒脉冲电路设计3.3.2时、分、秒计数器电路3.3.3校时电路3.3.4译码显示电路3.3.5定时电路设计4.软件仿真4.1 仿真电路图4.2 仿真过程4.2 仿真结果5.结论6.使用仪器设备清单7.参考文献。
8.收获、体会和建议。
5 5 8 10 11 13 15 16181919202.课程设计及要求2.1设计任务数字电子时钟是一种用数字电路技术实现“时”、“分”、“秒”计时的装置。
数字电路课程设计报告一、课程目标知识目标:1. 理解数字电路的基本概念,掌握常用逻辑门的功能及符号表示;2. 学会分析简单的数字电路,并能正确运用逻辑门设计基本的数字逻辑电路;3. 掌握数字电路中时序逻辑的分析与设计方法,理解触发器的工作原理及其应用;4. 了解数字电路中常见的脉冲信号及其特点,为后续学习数字系统设计打下基础。
技能目标:1. 能够运用所学知识,正确绘制并搭建简单的数字电路;2. 能够运用逻辑门进行基本的数字逻辑电路设计,并验证电路的功能;3. 能够对给定的时序逻辑问题进行分析,设计出满足要求的触发器;4. 能够运用所学知识,解决实际数字电路问题,提高实践操作能力。
情感态度价值观目标:1. 培养学生对数字电路的兴趣,激发他们学习电子技术的热情;2. 培养学生严谨的科学态度,注重实验数据的准确性,提高学生的实验素养;3. 培养学生团队协作意识,提高沟通与表达能力,为将来从事电子技术相关领域工作奠定基础;4. 培养学生具备创新意识,敢于挑战困难,勇于探索未知领域。
本课程针对高中年级学生,结合学科特点和教学要求,注重理论联系实际,提高学生的实践操作能力。
通过本课程的学习,使学生掌握数字电路的基本知识和技能,培养他们分析问题、解决问题的能力,为后续学习电子技术打下坚实基础。
同时,注重培养学生的情感态度价值观,激发他们的学习兴趣,提高团队协作能力和创新意识。
课程目标具体、可衡量,便于教师进行教学设计和评估。
二、教学内容1. 数字电路基本概念:包括数字信号与模拟信号的对比,数字电路的特点与分类,常用数制及其转换方法。
2. 逻辑门电路:介绍基本逻辑门(与、或、非、异或门等)的功能、符号及真值表,组合逻辑电路的分析与设计。
教材章节:第2章“逻辑门电路”3. 时序逻辑电路:讲解触发器的工作原理、类型及应用,计数器、寄存器等时序逻辑电路的设计与分析。
教材章节:第3章“时序逻辑电路”4. 脉冲信号与数字电路:介绍脉冲信号的特点,分析555定时器电路及其应用,探讨数字电路中的时钟信号。
数电课程设计报告(温度报警器)一、概述本次课程设计的目的旨在设计一个可以检测温度值并发出报警反应的温度报警器。
该报警器可以通过LCD显示温度值,可以对不同的温度进行设置,当检测到温度高于设置的阈值的时候就会发出报警声,以保证安全。
二、器件选择本次温度报警器的关键器件是温度传感器和LCD显示屏。
温度传感器可以测量当前环境的温度;而LCD显示屏可以显示当前温度的值,同时可以设置和显示阈值。
此外,还需要加入一个LED,当温度超过报警值时,LED就会点亮,以告知使用者,此时需要采取适当的措施。
另外,为了能更好地显示温度,需要选择高精度、质量可靠的温度传感器和LCD显示屏。
三、功能块设计本次温度报警器功能块设计主要分为4大块,分别为输入块、控制块、输出块、显示块。
1、输入块:接收温度传感器的温度值;2、控制块:完成中央处理器的温度检测和阈值比较以判断是否报警;3、输出块:如果温度超过阈值,就输出报警信号;4、显示块:分别显示当前温度和报警值,并给出报警信号提示。
四、电路设计1、中央处理单元的电路:中央处理单元的电路主要由MCU、时钟、温度传感器和存储器组成。
2、LCD显示屏的电路:该电路由数据线、控制线、MCU和LCD显示屏构成,通过数据线与MCU进行数据交互,显示出当前温度和报警值。
3、输出电路:该电路内部主要由MCU、蜂鸣器以及LED构成,当温度超过阈值时,MCU就会输出一个控制信号,从而控制LED和蜂鸣器发出报警 sound。
五、系统测试1、本次课程设计在随机环境下测试,以检验系统的准确性和可靠性。
2、先将温度调节器设置到比当前温度高出一定量。
通过测量,确定报警器的温度报警功能是否正常,同时让LCD显示屏正确显示温度值,以及温度超过阈值时是否能正确发出报警声音。
3、在各种温度下,测试系统的准确性和可靠性,来验证报警器的实用性。
六、总结本次课程设计主要介绍了一种温度报警器,该报警器可以在各种不同温度环境下,通过LCD显示屏显示当前温度,并设定不同报警值,超过阈值时发出报警声,以便提醒使用者注意观察环境温度变化。
七彩装饰灯控制电路一设计任务1.1设计目的和意义1.1.1目的本课题的设计目的:1. 掌握电子系统的设计和分析方法, 能进行独立的电子系统设计, 并掌握其设计基本方法在实践中的综合运用, 掌握电路设计的基本方法、步骤, 培养综合设计与调试能力, 提高分析和解决实际问题的能力。
2.学习基本的逻辑电路的设计方法,通过器件选择、电路仿真模拟、电路搭建等,增强实际动手操作能力,将理论与实际联系起来,更深刻的理解理论知识。
1.1.2意义课程设计是培养学生综合运用所学知识,发现,提出,分析和解决实际问题,锻炼实践能力的重要环节,是对学生实际工作能力的具体训练和考察过程.随着科学技术发展的日新日异, 数字电子技术已经成为当今计算机应用中空前活跃的领域, 在生活中可以说得是无处不在。
因此作为二十一世纪的大学来说掌握数字电子技术是十分重要的。
而课程设计是深入学习, 真正掌握数字电子技术的有效途径:1.有利于基础知识的理解通过《数字电子技术基础》的学习, 掌握了数字技术基础知识和基本技能, 具备了在日常生活与学习中应用数字技术解决问题的基本态度与基本能力。
但是, 对于器件选择、电路仿真模拟、电路搭建等知识内容的理解比较肤浅。
通过课程设计就能真正理解, 从而进一步加强理论知识的学习。
2.有利于逻辑思维的锻炼在常规的理论学习中, 我们的思维常常处于混乱的状态。
写起作文来前言不搭后语, 解起数学题来步骤混乱, 这些都是缺乏思维训练的结果。
课程设计是公认的、最能直接有效地训练创新思维, 培养分析问题、解决问题能力的途径之一。
整个设计过程都需要有条理地构思, 中间有判断推理的抽象思维训练, 也有分析问题、解决问题、预测目标等能力的培养。
3、有利于与其他学科的整合在课程设计设计中, 我们会遇到与模拟电子技术、电路分析等相关问题, 通过课程设计可以加强各门相关课程之间的联系和学习, 可谓一举两得。
4、有利于治学态度的培养。
在课程设计中, 会遇到各种问题和困难, 可能要通过几次乃至十多次的反复修改、调试, 才能成功, 但这种现象会随着学习的深入而慢慢改观。
数字电路设计实验报告实验目的:通过数字电路设计实验,掌握数字电路的基本原理和设计方法,提高学生的实际动手能力和创新能力。
实验内容:1. 半加器的设计与测试2. 全加器的设计与测试3. 4位全加器的设计与测试实验步骤:1. 半加器的设计与测试半加器是最简单的加法器件,由XOR门和AND门构成。
首先根据半加器的真值表,设计出电路原理图,并使用Multisim软件进行模拟验证。
接着,搭建实际电路,连接信号发生器和示波器,输入不同的输入信号,观察输出结果,并记录实验数据。
2. 全加器的设计与测试全加器是实现多位数相加必不可少的组件,由两个半加器和一个OR门构成。
根据全加器的真值表,设计电路原理图,并进行Multisim 模拟验证。
接着,搭建实际电路,连接信号发生器和示波器,输入不同的输入信号组合,观察输出结果,记录实验数据。
3. 4位全加器的设计与测试利用已经设计好的全加器单元,进行4位数相加的实验。
将4个全加器连接起来,形成4位全加器电路,输入两个4位二进制数,观察输出结果。
通过实验验证4位全加器的正确性,并记录实验数据。
实验结果分析:经过实验验证,半加器、全加器和4位全加器电路均能正确实现加法运算,输出结果符合预期。
通过实验,加深了对数字电路原理的理解,掌握了数字电路设计的基本方法。
这对于今后的学习和工作都具有重要意义。
结论:通过本次数字电路设计实验,我深入了解了数字电路的原理和设计方法,提高了实际动手能力和创新能力。
数字电路设计是电子信息类专业的重要实践环节,通过不断的实践和探索,相信我能够更加扎实地掌握数字电路设计知识,为将来的研究和工作打下坚实基础。
愿未来的路上能够越走越宽广,越走越稳健。
洗衣机自动控制电路一、设计要求1.洗衣时间设定范围:1—99分钟(预设为30min)2.显示漂洗时间(显示分钟就好),时间到后会自动报警3.漂洗时(用发光二极管代替电动机)显示正转、反转、暂停4.定时时间内电机工作要求如下:启动正转20s 暂行10s 反转20s 暂行停止定时未到二、设计方案由于受现有知识的限制,我们不能使用单片机以及编写程序的方法来实现。
只能采用CMOS和TTL集成器件等中小型集成块,如计数器,锁存器,与非门,555定时器等构成洗衣机控制电路。
洗衣机的洗衣流程如框图:三、具体电路设计及工作原理说明1、多谐振荡器多谐振荡器是一种自激振荡器,产生振荡信号,用于计时。
在许多场合对多谐振荡器的频率稳定性要求严格,一般采用石英晶体振荡器。
但是由于洗衣机对时间的精确度要求不是很高,所以我们采用555定时器接成的500HZ多谐振荡器。
电路如图:图中是把555定时器接成施密特触发器,在用施密特触发器接成多谐振荡器的方法接成。
其中R7=100Ω,R8=200Ω,C3=5.77μF ,C4=1μF(滤波电容)把数据带入T=(R1+2R2)C2ln2 ,得T约为0.002s。
即周期为0.002秒,输出500HZ 的信号。
4号管脚即为脉冲信号输出管脚。
2、时钟电路及74LS192D功能表时钟电路采用计数器对输入的500HZ振荡信号进行计数,从而实现计时。
用十进制计数器接成两个60进制计数器,分别用于计秒和计分。
分和秒的计数图如下:加减计数器74LS192D(四个)、数码显示管等74LS192的功能表3、电机正转、反转、暂停的表示把秒十位上的数作为正反转控制系统的输入信号,把秒十位上输出的二进制数经74LS138 译码器译码成8个输出,然后再各取两位输出经由译码器、与非门、取反器作用到相应的3个指示灯(U15号灯亮表示正转,U13号亮表示反转,U14灯亮表示停止)。
4、分显示电路原理两个代表分的个位和十位的192的输出端接到74LS138D(3-8译码器)的对应输入端,然后经过74LS04D和74LS00D的处理,LED灯从左到右依次为正传、暂停、翻转。
数电设计实验报告姓名:班级:专业:学号:目录1 设计任务与要求-------------------------------------------------------------------------------1 1.1 基本功能--------------------------------------------------------------------------------------11.2 扩展功能--------------------------------------------------------------------------------------12 设计原理----------------------------------------------------------------------------------------1 3设计分析-----------------------------------------------------------------------------------------2 3.1 抢答电路--------------------------------------------------------------------------------------2 3.2 定时电路--------------------------------------------------------------------------------------3 3.3 报警电路-------------------------------------------------------------------------4 3.4 时序控制电路-------------------------------------------------------------------5 4设计结果----------------------------------------------------------------------------------------6 5制作结果-----------------------------------------------------------------------------------------7 6学习心得-----------------------------------------------------------------------------------------8 7参考文献-----------------------------------------------------------------------------------------98路智力竞赛抢答器的设计1 设计任务与要求1.1 基本功能(1)设计一个智力竞赛抢答器,可同时供8名选手或8个代表队参加比赛,其编号分别是0、1、2、3、4、5、6、7,各用一个抢答按钮,按钮的编号与选手的编号相对应,分别是S0、S1、S2、S3、S4、S5、S6、S7。
目录
1.设计思路及构想 (1)
1.1 汽车尾灯显示状态与汽车运行状态的关系 (2)
1.2汽车尾灯控制器功能描述 (2)
2.单元电路设计方案选择 (3)
2.1时钟脉冲发生器 (3)
方案一:石英晶体振荡器: (3)
方案二:由NE555定时器构成的多谐振荡器 (3)
2.2 三进制计数器电路的设计 (4)
方案一:由D触发器构成的三进制计数器: (5)
方案二:由J-K触发器构成的三进制计数器: (5)
2.3 译码与显示驱动电路的设计 (6)
3.电路的仿真与分析 (8)
3.1.电路仿真总电路图 (8)
3.2.汽车尾灯控制电路的工作原理 (9)
4.实验现象 (9)
汽车尾灯控制器设计
摘要:本课题要求设计一个汽车尾灯的控制电路,系统以三进制计数器和译码器为主控制器,以555定时器为主要信号发生器,根据反馈信号决定指示灯的闪烁频率。
该电路是用于反映汽车在运行时的状态,汽车尾部左右两侧各有3个指示灯,根据控制,当接通左转、右转、刹车和正常行驶时,指示灯按照指定的要求闪烁。
关键字:转弯,三进制计数器,脉冲信号
设计任务与要求:
假设汽车尾部左右各有3个指示灯(用发光二极管模拟),要求是:
1、汽车正常前进时指示灯全灭;
2、右转弯时,右侧三个灯按右循环顺序点亮;
3、左转弯时,左侧三个灯按左循环顺序点亮;
4、临时刹车时所有指示灯同时闪烁。
1.设计思路及构想
按照以上的要求,可分析设计将电路分为时钟脉冲产生电路、三进制计数电路、
译码电路、开关控制电路和驱动电路几部分组成。
1.1 汽车尾灯显示状态与汽车运行状态的关系
为了区分汽车尾灯的4种不同的显示模式,需设置2个状态控制变量。
假定用开
关K1和K0进行显示模式控制,可用汽车尾灯显示状态运行的关系,如下表所示:
1.2汽车尾灯控制器功能描述
在汽车左右转弯行驶时由于3个指示灯被循环点亮,所以可用一个三进制计数器的
状态控制译码器顺序输出高电平,按要求顺序点亮3个指示灯。
三进制计数器的状态用Q1和Q0表示,可得出描述指示灯D1、D2、D3、D4、D5、D6与开关控制变量K1和K0,计数器的状态Q1、Q0以及时钟脉冲CP 之间的关系功能表如下图所示(“1”表示点亮,“0”表示熄灭)
控制变量 计数器状态 汽车尾灯
K1
K0
Q1
Q2
D4D5D6
D1D2D3
开关控制
汽车运行状
态 左尾灯 右尾灯 K1 K0 D4D5D6 D1D2D3 0 0 正常运行 灯灭 灯灭
0 1 右转弯 灯灭 按D1D2D3右循环
点亮
1 0 左转弯 按D4D5D6左循环亮 灯灭 1
1
临时刹车
闪烁
闪烁
0 0 d d 0 0 0 0 0 0
0 1 0 0 0 0 0 1 0 0
0 1 0 0 0 0 1 0
1 0 0 0 0 0 0 1
1 0 0 0 1 0 0 0 0 0
0 1 0 1 0 0 0 0
1 0 0 0 1 0 0 0
1 1 d d cp cp cp cp cp cp
2.单元电路设计方案选择
2.1时钟脉冲发生器
方案一:石英晶体振荡器:
此电路的振荡频率仅取决于石英晶体的串联谐振频率fs,而与电路中的R、C 的值无关。
所以此电路能够得到频率稳定性极高的脉冲波形,它的缺点就是频率不能调节,而且频带窄,不能用于宽带滤波。
此电路非常适合秒脉冲发生器的设计,故不太适用于本实验,所以不采用此电路。
方案二:由NE555定时器构成的多谐振荡器
由于555定时器内部的比较器内部的比较器灵敏度高,输出驱动电流大,功能灵活,而且采用差分电路形式,它的振荡频率受电源电压和温度的影响很小。
所以由555定时器构成的多谐振荡器的振荡频率比较稳定,不易受干扰。
故可以选择此方案。
下图为555定时器的引脚图:
由555定时器构成的多谐振荡电路可根据R、C确定振荡周期,其公式为:
T=(R1+2R2)C1ln2, 而本实验中也没有过多要求LED灯的闪烁频率,所以我们可以适当取R、C的值。
下图即为电路原理图:
所以由上图可以看出我们取的值为:R1=200Ω,R2取50KΩ的电位器,可以调节LED灯的闪烁频率,C1=10μf,C2=10nf.
2.2 三进制计数器电路的设计
三进制的状态表如图所示:
现态次态
Q1 Q0 Q1 Q0
0 0 0 1
0 1 1 0
1 0 0 0
1 1 清零
根据上面的状态表,可以选用以下两个方案:
方案一:由D触发器构成的三进制计数器:
若用此方案,需要两个D触发器、74LS00与非门和74LS04非门来实现此电路。
虽然两个D触发器可由一个双D触发器74LS74芯片实现,可是仍还需要3个芯片,成本较高,且电路结构复杂,所以不采用此方案。
方案二:由J-K触发器构成的三进制计数器:
若用此方案只需采用一个双J-K触发器74LS76芯片即可完成,电路比较简单,而且成本较低,所以可以选用此方案。
下图为双J-K触发器74LS76芯片引脚图:
在本实验中,双J-K触发器74LS76芯片的电路结构如下图所示:
2.3 译码与显示驱动电路的设计
译码与显示驱动电路的功能是:在开关控制电路输出和三进制计数器状态的作用下,提供6个尾灯控制信号,当译码驱动电路输出的控制信号为低电平时,相应指示灯点亮。
因此,译码与显示驱动电路可用74LS138、6个反相器和6个与非门74LS00构成。
下图即为74LS138的引脚图和功能表:
在实验中74LS138构成的电路和尾灯状态显示电路(如下图)及其功能分析:
1.在图中,译码器的输入端C、B、A分别接控制电路K1、Q1、Q0。
当K0=1,K1=0时,对于计数器状态Q1Q0为00、01、10,可使译码器Y0,Y1,Y2输出依次为0,所以与指示灯D1,D2,D3对应的反相器输出依次为低电平,从而使指示灯
D1、D2、D3依次右循环顺序点亮,示意汽车右转弯。
2.当K0=0,K1=1时,对于计数器状态Q1Q0为00、01、10,可使译码器Y4,Y5,Y6输出依次为0,所以与指示灯D4,D5,D6对应的反相器输出依次为低电平,从而使指示灯D4、D5、D6依次右循环顺序点亮,示意汽车左转弯。
3.K0=K1=0时,所有指示灯对应的反相器输出全部为高电平,指示灯全部熄灭,示意汽车为正常行驶状态。
4.K0=K1=1时,所有指示灯会随CP的频率闪烁,示意汽车为临时刹车状态。
3.电路的仿真与分析
3.1.电路仿真总电路图
下图为电路实物图:
3.2.汽车尾灯控制电路的工作原理
1.首先,通过555定时器构成的多谐振荡器产生一定频率的脉冲信号,该脉冲信号用于提供给双J-K触发器构成的三进制计数器和开关控制电路中的输入信号和刹车时直接给LED灯提供脉冲信号。
2.其次,双J-K触发器构成三进制触发器用于产生循环信号,来控制汽车左右灯的亮灭,从而示意汽车的左、右拐弯,正常行驶和临时刹车。
3.最后,是由与非门、反相器和LED构成的汽车尾灯状态电路,当反相器左边输入的是高电平,则经过反相器后变成低电平,LED灯会亮。
当反相器左边输入的是低电平,则经过反相器后变成高电平,LED灯则会熄灭。
4.实验现象
总电路图有两个开关,上面为开关S1,下面为开关S0,所以有以下:S1、S0全部断开时,六个灯全部熄灭;
S1断开,S0闭合时,D1、D2、D3右循环点亮;S1闭合,S0断开时,D4、D5、D6左循环点亮。
S1、S0全部闭合时,六个灯全部闪烁;。