数字电路课程设计格式
第一篇：数字电路课程设计格式
数字电路课程设计
一、设计报告书的要求： 1. 封面
2. 课程设计任务书(题目，设计要求，技术指标等)
3. 前言(发展现状、课程设计的意义、设计课题的作用等方面)。 3. 目录
4. 课题设计(⑴ 写出你考虑该问题的基本设计思路，画出一个实现电路功能的大致框图。
⑵ 画出框图中的各部分电路，对各部分电路的工作原理应作出说明。 ⑶ 画出整个设计电路的原理电路图，并简要地说明电路的工作原理。 ⑷ 用protel画原理电路图。
(5)用Multisim或者Proteus画仿真图。
5. 总图。
6. 课题小结(设计的心得和调试的结果)。 7. 参考文献。
二、评分依据：
①设计思路，②单元电路正确与否，③整体电路是否完整，④电路原理说明是否基本正确，⑤报告是否清晰，⑥答辩过程中回答问题是否基本正确。
三、题目选择：(三人一组，自由组合)(设计要求，技术指标自己选择)
1、基于DC4011水箱水位自动控制器的设计与实现
水箱水位自动控制器，电路采用CD4011四与非门作为处理芯片。要求能够实现如下功能：水箱中的水位低于预定的水位时，自动启动水泵抽水;而当水箱中的水位达到预定的高水位时，使水泵停止抽水，始终保持水箱中有一定的水，既不会干，也不会溢，非常的实用而且方便。
2、基于CD4011声控、光控延时开关的设计与实现
要求电路以CD4011作为中心元件，结合外围电路，实现以下功能：在白天或光线较亮时,节电开关呈关闭状态,灯不亮;夜间或光线较暗时，节电开关呈预备工作状态，当有人经过该开关附近时，脚步声、说话声、拍手声等都能开启节电开关。灯亮后经过40秒左右的延时节电开关自动关闭，灯灭。
3、基于CD4011红外感应开关的设计与实现
在一些公共场所里，诸如自动干手机、自动取票机等，只要人手在机器前面一晃，机器便被启动，延时一段时间后自动关闭，使用起来非常方便。要求用CD4011设计有此功能的红外线感应开关。
4、基于CD4011红外线对射报警器的设计与实现
设计一款利用红外线进行布防的防盗报警系统，利用多谐振荡器作为红外线发射器的驱动电路，驱动红外发射管，向布防区内发射红外线，接收端利用专用的红外线接收器件对发射的红外线信号进行接收，经放大电路进行信号放大及整形，以CD4011作为逻辑处理器，控制报警电路及复位电路，电路中设有报警信号锁定功能，即使现场的入侵人员走开，报警电路也将一直报警，直到人为解除后方能取消报警。
5、基于CD4069无线音乐门铃的设计与实现
音乐门铃已为人们所熟知，在一些住宅楼中都装有音乐门铃，当有客人来访时，只要按下门铃按钮，就会发出“叮咚”的声音或是播放一首乐曲，然而在一些已装修好的室内，若是装上有线门铃，由于必须布线，从而破坏装修，让人感到非常麻烦。采用CD4069设计一款无线音乐门铃，发射按键与接收机间采用了无线方式传输信息。
6、基于时基电路555“叮咚”门铃的设计与实现
用NE555集成电路设计、制作一个“叮咚”门铃，使该装置能够发出音色比较动听的“叮咚”声。
7、基于CD4511数显八路抢答器的设计与实现
CD4511是一块含BCD-7段锁存、译码、驱动电路于一体的集成电路。设计一款基于CD4511八路抢答器，该电路包括抢答，编码，优先，锁存，数显和复位。
8、基于NE555+CD4017流水彩灯的设计与实现 以NE555和CD4017为核心，设计制作一个流水彩灯，使之通过调节电位器旋钮，可调整彩灯的流动速度。
9、水位指示的设计与实现
电路的功能是检测容器内的水位。把探头分别装在容器的底部、中部和顶部。通过3根导线与电路板连接，而3个LED分别代表不同的水位。
10、基于数字电路双向炫彩流水灯的设计与实现
电路由无稳态多谢振荡器、可逆计数器、三八线译码器和发光二极管组成;实现流水灯正反向循环旋转。
11、基于数字电路六位数字钟的设计与实现
设计一款纯数字电路打造的6位数字时钟。数字钟是采用数字电路对“时”、“分”、“秒”数字显示的计时装置。
12、八路声光报警器的设计与实现
八路声光报警器中八位优先编码器CD4532将输入D0~D7的八路开关量译成三位BCD码，经BCD锁存/七段译码/驱动器CD4511译码，驱动共阴极数码管显示警报电路0—7，路输入开关中的任一路开路，显示器即显示该路号，发出数码光报警;同时优先编码器CD4532的GS段输出高电平，使开关三极管饱和导通，启动声报警电路工作。声报警电路由时基集成电路NE555和六反相器CD4069组成。
13、基于CD4060梦幻灯的设计与实现(基于proteus仿真)
设计一款电路，使其具有多种美丽的声光效果，三种颜色的LED随机组合，五彩斑斓，配有生日快乐音乐芯片，闪光的同时有生日快乐音乐播放，蜂鸣器发生，音乐芯片直接可以装到电路板上，备有电源开关，方便控制，可以外接交流电源或电池。可作生日礼物相送。
14、变音警笛电路的设计与实现 设计一款电路，该电路采用两片NE555时基集成电路构成的变音警笛电路，能发出“呜-哇-呜-哇”的警笛声。
15、魔幻LED摇摇棒的设计与制作
“摇摇棒”是一种利用我们的“视觉暂留效应”工作的高科技电子玩具。接通电源后，它上面的一列LED(发光二极管)不停地闪烁，当你摇动它时，会看见空中梦幻般的浮现一个个笑脸、爱心等图案或者文字。 “摇摇棒”使用了一块单片机。通过编写程序，在它内部存储若干幅图形和文字，用一只轻触按钮来选择要显示的内容，并且使用一只动作传感器开关来确保显示正常。
16、基于数字电路NE5
55、CD4017LED骰子的设计与实现
由555组成的多谐振荡器和CD4017十进制计数器/脉冲分配器构成。7个发光二极管模拟骰子的点数，当按下按钮1秒以上，骰子上的发光二极管高速循环点亮，之后循环速度越来越慢并最终随机停止于某个点上。
17、数显计数器的设计与实现
不需要编程的计数器模块，有3个数码管显示，使用14553和14511芯片进行控制驱动。
18、基于555简易催眠器的设计与制作
时基电路555构成一个极低频振荡器，输出一个个短的脉冲，使扬声器发出类似雨滴的声音
19、基于数字电路电动机转速表的设计与实现
在电动机转动时，人眼无法统计电动机单位时间转转的圈数，即使电动机每秒钟只转动几圈，我们也无法准确的数数来得到电动机每分钟的转动圈数。设计一款电动机转速表来计数，最大可以显示999，如果需要显示更大的数字，还可以自行增加CD40110和数码管，每增加一级，计数可增大10倍再加上9。
20、基于CD4011路灯开关模拟电路的设计与实现
从节约用电的角度出发，路灯开关在每天傍晚时全部灯亮，后半夜行人稀少，路灯关掉一半，第二天清早路灯全部关闭。
21、数字秒表的设计与实现
单稳态触发器，时针发生器及计时器，译码显示单元电路的应用
22、基于CD4011声光控带灯头开关的设计与实现
开关选用CD4011集成块为延时电路，选用1A单向可控硅以及性能稳定的光敏电阻和优质的驻极体组成的声光控动作电路
23、基于数字电路两位计数器的设计与实现
两位自动计数器两位数码管自动显示0-99,数字可清零。电路主要由NE555,4518,4511实现。上电后,电路自动计数.由0增至99,不断循环计数.
24、数字频率计的设计与实现
电路通过时基电路NE555，十进制计数/译码器CD4017，六与非门CD4011，十进制计数/译码/锁存/驱动器CD40110以及两个共阴数码管实现被测信号频率测试。
25、基于数字电路自动温控报警电路的设计与实现
现实生活中，常常需要进行温度控制。当温度超出某一规定的上限值时，需要立即切断电源并报警。待恢复正常后设备继续运行。设计一款温度控制电路，电路采用LM324作比较器，NE555作振荡器，十进制计数/译码器CD4017以及锁存/译码/驱动电路CD4511作译码显示达到上述要求。
26、基于数字电路两位自动计数器的设计与实现
两位自动计数器两位数码管自动显示0-99,数字可清零。电路主要由NE555,4518,4511实现。上电后,电路自动计数.由0增至99,不断循环计数.数字上升速度快慢由NE555振荡频率决定.S1为计数清零按键.NE555构成时钟信号发生器,CD4518为二/十进制加法计数器,CD4511为译码驱动器,调节R17可调节NE555的振荡频率.C1为充放电电容,电容容量愈大,充电时间愈长,,则振荡频率愈低。
27、基于数字电路数字显示频率计电路的设计与实现
电路通过时基电路NE555，十进制计数/译码器CD4017，六与非门CD4011，十进制计数/译码/锁存/驱动器CD40110以及两个共阴数码管实现被测信号频率测试。
28、基于CD4017流水灯的设计与实现
CD4017流水灯由555组成的多谐振荡器和CD4017十进进制计数/译码电路组成。
29、基于CD4017六路回闪灯的设计与实现 电路通电后，六个发光管先依次点亮，再全部熄灭，然后反方向依次点亮，完成一个循环，接着进行下一个循环。电路由555组成的多谐振荡器和CD4017十进进制计数/译码电路组成。
30、基于CD4017摩托车闪灯的设计与实现
电路由多谐振荡电路和CD4017构成，实现三组发光管循环显示。
31、基于CD401712路回闪灯的设计与实现
电路由555组成的多谐振荡器和CD4017十进制计数/译码电路构成。
32、基于CD4518/4511数字钟的设计与实现
第二篇：数字电路课程设计 数字钟
摘 要
数字钟实际上是一个对标准频率(1Hz)进行计数的计数电路。振荡器产生的时钟信号经过分频器形成秒脉冲信号，秒脉冲信号输入计数器进行计数，并把累计结果以“时”、“分”、“秒”的数字显示出来。秒计数器电路计满60后触发分计数器电路，分计数器电路计满60后触发时计数器电路，当计满24小时后又开始下一轮的循环计数。一般由振荡器、分频器、计数器、译码器、数码显示器等几部分组成。
振荡电路：主要用来产生时间标准信号，因为时钟的精度主要取决于时间标准信号的频率及稳定度，所以采用石英晶体振荡器。
分频器：因为振荡器产生的标准信号频率很高，要是要得到“秒”信号，需一定级数的分频器进行分频。
计数器：有了“秒”信号，则可以根据60秒为1分，24小时为1天的进制，分别设定“时”、“分”、“秒”的计数器，分别为60进制，60进制,24进制计数器，并输出一分，一小时，一天的进位信号。
译码显示：将“时”“分”“秒”显示出来。将计数器输入状态，输入到译码器，产生驱动数码显示器信号，呈现出对应的进位数字字型。
由于计数的起始时间不可能与标准时间(如北京时间)一致，故需要在电路上加一个校时电路可以对分和时进行校时。另外，计时过程要具有报时功能，当时间到达整点前10秒开始，蜂鸣器1秒响1秒停地响5次。
为了使数字钟使用方便，在设计上使用了一个变压器和一个整流桥来实现数字钟电能的输入，使得可以方便地直接插入220V的交流电就可以正常地使用了。 关键词 数字钟 振荡 计数 校正 报时
目 录
1 设计目的...........................................................4 2 设计任务...........................................................4 3数字电子钟的组成和工作原理..........................................4 3.1数字钟的构成......................................................4 3.2原理分析..........................................................4 3.3数字点钟的基本逻辑功能框图........................................5 4.数字钟的电路设计.................................................. 5 4.1 秒信号发生器的设计............................................... 6 4.2时间计数电路的设计................................................8 4.3译码显示电路..................................................... 10 4.4正点报时电路的设计................................................12 4.5校时电路的设计....................................................13 5设计心得 .................................................... . . . .14 6参考文献.............................................................15
1设计目的
在学完了《数字电子技术基础》课程的基本理论，基本知识后，能够综合运用所学理论知识、拓宽知识面，系统地进行电子电路的工程实践训练，锻炼动手能力，培养工程师的基本技能，提高分析问题和解决问题的能力。
2设计任务
2.1设计指标
1.时间计数电路采用24进制，从00开始到23后再回到00; 2.各用2位数码管显示时、分、秒;
3.具有手动校时、校分功能，可以分别对时及分进行单独校时，使其校正到标准时间; 4.计时过程具有报时功能，当时间到达整点前10秒开始，蜂鸣器1秒响1秒停地响5次。 5.为了保证计时的稳定及准确，须由晶体振荡器提供时间基准信号。 2.2设计要求
根据选定方案确定实现设计要求的基本电路和扩展电路，画出电路原理图。
3数字电子钟的组成和工作原理
3.1数字钟的构成
数字钟一般由振荡器、分频器、计数器、译码器、显示器、校时电路、报时电路等部分组成，这些都是数字电路中应用最广的基本电路。 3.2原理分析
数字钟实际上是一个对标准频率(1Hz)进行计数的计数电路。振荡器产生的时钟信号经过分频器形成秒脉冲信号，秒脉冲信号输入计数器进行计数，并把累计结果以“时”、“分”、“秒”的数字显示出来。秒计数器电路计满60后触发分计数器电路，分计数器电路计满60后触发时计数器电路，当计满24小时后又开始下一轮的循环计数。由于计数的起始时间不可能与标准时间(如北京时间)一致，故需要在电路上加一个校时电路可以对分和时进行校时。另外，计时过程要具有报时功能，当时间到达整点前10秒开始，蜂鸣器1秒响1秒停地响5次。 3.3数字点钟的基本逻辑功能框图
图1 数字钟的基本逻辑框图
4数字钟的电路设计
下面将介绍设计电路具体方案：其中包括电源电路的设计、秒信号发生器的设计、时间计数电路的设计、译码驱动显示电路的设计、正点报时电路的设计、校时电路的设计几个部分。
4.1 秒信号发生器的设计
晶体振荡分频电路石英晶体振荡电路 1.采用频率fs=32768Hz的石英晶体。
D
1、D2是反相器，D1用于振荡，D2用于缓冲整形。Rf为反馈电阻(10~100MΩ)，反馈电阻的作用是为CMOS反相器提供偏置，使其工作在放大状态。C1是频率微调电容，改变C1可对振荡器频率作微量调整，C1一般取5~35pF。C2是温度特性校正用的电容，一般取20~405pF，电容C
1、C2与晶体共同构成Ⅱ型网络，完成对振荡器频率的控制，并提供必要的1800相移，最后输出fs=32768Hz。
图4 石英晶体振荡电路
2.多级分频电路
将32 768Hz脉冲信号输入到CD4060(内部结构如图4-4)组成的脉冲振荡的14位二进制计数器，所以从最后一级Q14输出的脉冲信号频率为：32768/214 = 32768/16384 = 2Hz 如图6。再经过二次分频，得到1Hz的标准信号脉冲，即秒脉冲如图7。
图5 CD4060内部结构
图6 脉冲分频电路
图7 秒信号原理图
图8 晶体振荡及分频电路
4.2时间计数电路的设计
秒信号经秒计数器、分计数器、时计数器之后，分别得到“秒”个位、十位、“分”个位、十位以及“时”个位、十位的计时输出信号，然后送至译码显示电路，以便实现用数字显示时、分、秒的要求。“秒”和“分”计数器应为六十进制，而“时”计数器应为二十四进制。采用10进制计数器74LS162来实现时间计数单元的计数功能，其为双2-5-10异步计数器，并且每一计数器均有异步清零端(高电平有效)。 4.2.1“分”、“秒”六十进制计数器
选用两块74LS162采用异步清零的方法完成60进制。以“秒”计数为例：计秒时，将秒个位计数单元的QA与CP(下降沿有效)相连，将74LS162连接成10进制计数器，BCPA(下降沿有效)与1HZ秒输入信号相连，QD可作为向上的进位信号与十位计数单元的CPA相连。秒十位计数单元为6进制计数器，需要进制转换。将10进制计数器转换为6(0110)进制计数器，当十位计数器计到QD QC QB QA为0110时，同时对秒的个位和十位进行清0，另外QC可作为向上的进位信号与分个位的计数单元的CPA相连。其具体连接图如图9CPA相连，其具体连接图如图9。 7
图9 六十进制计数器
4.2.2二十四进制计数器
同样可以选用两块74LS162采用异步清零的方法完成24进制计数 如图10。
图10二十四进制计数器
4.3译码显示电路
译码显示电路是将计数器输出的8421 BCD码译成数码管显示所需要的高低电平，我们采用阴极七段数码管，引脚如图11。
其则译码电路就应选接与它配套的共阴极七段数码驱动器。译码显示电路可采用CD4511BC-7段译码驱动器，其芯片引脚如图12。译码器A、B、C、D与十进制计数器的四个输出端相连接，a、b、c、d、e、f、g即为驱动七段数码显示器的信号。根据A、B、C、D所得的计数信号，数码管显示的相对应的字型。其具体电路图如图13。
图11 阴极七段数码管
图12 芯片CD4511BC-7段译码驱动器引脚
图13 译码显示电路
4.4正点报时电路的设计
要求当时间到达整点前10秒开始，蜂鸣器1秒响1秒停地响5次。即当时间达到xx时59分50秒时蜂鸣器开始响第一次，并持续一秒钟，然后停鸣一秒，这样响五次。在59分50秒到59分59秒之间，只有秒的个位计数，分的十位QD QC QB QA输出0101,个位QD QC QB QA 输出1001，秒的十位QD QC QB QA 输出0101均不变，而秒的个位QA计数过程中输出在0和1之间转。所以可以利用与非门的相与功能，把分十位的QC 、QA ,分个位的QD、QA，秒十位的QC、QA 和秒个位的QA相“与非”作为控制信号控制与非门的开断，从而控制蜂鸣器的响和停。如图14。
图14 整点报时电路
4.5校时电路的设计
时钟出现误差时，需校准。校对时间总是在标准时间到来之前进行，分四个步骤：首先把小时计数器置到所需的数字;然后再将分计数器置到所需数字;在此同时或之后，将秒计数器在零时停计数，处于等待启动;当选定的标准时刻到达的瞬间，按起动按钮，电路则从所预置时间开始计数。由此可知，校时电路应具有预置小时，预置分、等待启动、计时四个阶段，因此，我们设计的校时电路，方便、可靠地实现这四个阶段所要求的功能。。
图15数字电子钟的计数校正电路
5设计心得
本次实验培养了我的团队合作精神，两人分工明确，我们一起处理实验过程中遇到的难题，在每连接好一个模块后，我们认真地检查电路，这样大大减少了实验出错的机率，为最后成功完成实验节省了不少的时间。
本次数字钟电路设计实验还做到理论联系实际，刚刚学过了数电这门课程，还没完全弄懂某些门电路的原理和用途，而此次课程设计恰恰提供了一个好机会，让我们从实践中加深了对所学知识的理解。
6 参考文献
1. 郝国法等主编 电子技术实验 北京：冶金工业出版社，2006 2.华中科技大学电子技术课程组编 康光华主编 电子技术基础 数字部分(第五版) 北京 ：高等教育出版社，2005 3.彭容修主编.数字电子技术基础. 武汉：华中理工大学出版社，2000 4.李哲英主编.电子技术及其应用基础(数字部分). 北京：高等教育出版社，2003 5.浙江大学电工电子基础教学中心电子学组编，郑家龙、王小海、章安元主编.集成电子技术基础教程.北京：高等教育出版社，2002
第三篇：数电课程设计+数字电路课程设计
电子电路课程设计
红 外 遥 控 器
院系:
专业:电气工程及其自动化班级:05电气(2)班 姓名:
学号:0520010221
目录
(一)概述………………………………(2)
(二)设计任务和要求…………………(
(三)元器件选择………………………(
(四)方案设计及其原理………………(
(五)总述及心得………………………(
(六)参考文献…………………………(
2) 3) 3) 5) 6)
红外遥控器
一 概述
目前，遥控电路在我们的生活中已经运用得越来越广泛。生活中，从电视遥控器到空调遥控器，从电冰箱遥控器到计算机遥控器，无一不把人们从以前的繁杂的手动操作解放出来，甚至是在我们现代生活平时最广泛的手机应用中也出现了遥控操作。不得不承认，遥控装置已经日益在社会生活中占据更大的比重，因此，我们对遥控电路进行研究和设计是很有必要的。在此次电子电路课程设计中，我之所以选择了对遥控器电路进行设计，也正是由于遥控设备的重要性在社会生活中越来越多的突显出来，遥控电路的设计就目前我们大学生来讲还是比较有难度的，我觉得这是一个不错的自我挑战的机会。而且，我一直以来都对遥控电路感兴趣，我相信这一定能够给我今后的学习更多的帮助。 二 设计任务和要求
下面，我就对相对较简单的对一个电机进行控制的双路红外遥控器的电路设计的要点等进行一番阐述：
1.外遥控器电路设计要点：
一个性能良好的红外发射和接收电路需要考虑四方面要求。
第一，须具有良好的抗环境干扰性能，因为往往使用遥控设备的周围环境都是相对比较复杂的，这主要表现在目前遥控设备多作为家用，而家庭环境里各种复杂的电器分布密度是很大的，必须要考虑到其它电器设备的干扰。
第二，是能够进行遥控动作的空间范围达到5m以上距离。这样一来，遥控操作时就避免了很多不必要的麻烦。
第三是避免不必要的误控制。
第四是良好的发射电路要有一个与之相适应的接收处理电路。 要达到这四方面要求就要对36—42KHz的方波信号对编码信号进行调制处理。由于这里设计的红外遥控电路只实现两路控制，所以编码信号采用频率单一的方波信号。
2.关于红外遥控系统
通常红外遥控系统由发射和接收两部分组成，如图1所示。
在发射电路原理框图中，方波发生器1用两个开关控制产生两个不同频率的方波，方波发生器2产生36—42KHz的调制波形。两个方波信号经放大器放大后驱动红外管发射红外光。
如图2所示，在接收电路原理框图中，红外接收部分接收到红外信号后，通过译码电路译码驱动电机正转和反转。
三 元器件选择
在所设计的电路中，因为要涉及到编码、红外传输以及译码等环节，因此，在电路中，采用了四个二输入的与非门、不同大小的电阻电容若干、红外发光管、译码IC、电机等元器件，其中，在红外信号的发射电路中，不同的电阻电容的组合就产生不同的频率的方波，从而驱动红外发光管发出红外信号。 四 方案设计及其原理
1.电路原理图设计及工作原理 (1) 发射电路原理图及工作原理
电路原理图如图3所示，设计思想如下:
由于所设计的红外遥控电路控制电机的正转和反转，所以要求发射和接收电路都要有两种工作状态，即要求发射电路能够产生两个频率发射出去，在电路图上用两个开关来实现的。20K的可调电阻辅助27K的电阻使发射电路产生36—42KHz的调制波形。
而发射电路的工作原理分析如下：
图3中，四个与非门采用集成芯片CC4011四二输入与非门。采用此集成芯片的好处是其外围电路简单，容易起振。CC4011与非门本身就带有与门电路，这样就克服了与门电路性能差的缺点。当合上开关Kl—2时，47O千欧电阻与2000PF电容产生大约310.lHz频率的方波;合上开关K2—2时，910千欧电阻与2000PF电容产生大约151.2Hz的方波，以上两个频率方波是通过F
1、F2两个与非门实现的。F
3、F4与外围元件产生36—42KHz的调制波形。两种波形通过放大电路后，即可驱动红外发光管发出红外线遥控信号。
如图3所示的电路工作在3v电源下，因此电源部使用两节1.5v电池代替即可，也方便延长遥控距离。而0.1uF的电容则起到滤波的作用，10欧的电阻则用作控制发射管电流的大小。
(2)接收电路原理图及其工作原理
电路原理图如图4所示：
本电路采用LM567音频译码IC来进行设计，电路每接收到一次遥控信号，LM567的8脚就翻转低电平。但在未接到遥控信号时，由于LM567的8脚输出常态高电平，四个三极管的基极电位都为高电位，没有形成电位差，电机不会转动。而当电路接收到一路遥控信号时，被其中一个音频译码器选中，次音频译码器8脚为低电平，电流通过BG1和BG2，被BG4翻转成高电平，BG2不工作。另一个译码器没有接收到遥控信号，8脚为常态高电平，电流流经BG
3、BG4后在BG4处翻转，BG3不工作，这样就使BG1和BG4之间形成电位差驱动电机转动。同理，当另一个译码器选中发射电路发出的红外遥控信号后，8脚翻转成低电平，使BG3和BG2工作形成高低电位差驱动电机向相反的方向转动。两个过程刚好实现了电机的正转和反转。 五 总述和心得
在以上设计的电路中，它实现了遥控电路对被控对象的两种功能控制。在此基础上，还可以设计更加复杂的多路红外遥控器。
通过此次的电子电路课程设计，使我清楚地认识到，仅仅学习课本上的专业知识是不够的。电子电路课程设计所要求的，是在实际问题中
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第四篇：数字电路课程设计报告
题目：数字电子钟
专业： 电气工程及其自动化
班级： 08级电气( )班 姓名： 同组队员： 学号:
日期： 2010年 7月
一. 设计目的
1、根据课堂上所学的知识，通过自己和同组成员共同研究，把数字电子钟的电路设计出来，以达到把课堂理论和自主实践相结合的目的
2、通过与同组成员共同研究课题，培养我们分工合作的能力;
3、把文字性的设计要求形成切实可行的设计方案，培养独立思考的学习能力;
4、通过思考把课堂上独立的知识点组合成一个统一的数字系统，培养解决实际问题的能力。
二. 设计要求和设计指标
1、显示时间从00：00：00到23：59：59的数字钟;
2、设计的电路包括产生时基信号，时、分、秒计时电路，显示电路;
3、最小计时时间单位为1s;
4.秒、分为00----59 六十进制计数器，时为00----23 二十四进制计数器;
4、扩展功能：实现校时、校分、校秒以及整点报时。
三. 总体框图设计
图1：总体框图
本小组设计的数字电子钟由以下五部分组成：
1、 由CD4013集成芯片构成的校时电路;
2、 由555定时器构成的多谐振荡器和由CD4013集成芯片组成秒脉冲发射器;
3、 由74LS192集成芯片构成的二十四进制时计数器，六十进制分、秒计数器;
4、 由7448集成芯片构成的时、分、秒译码显示电路;
5、 由555定时器构成的单稳态触发器组成整点报时电路。
四. 功能模块设计和原理说明
1、 由CD4013集成芯片构成的校时电路
图2：时、分校时电路 图3：秒清零电路 时、分校时电路的工作原理：手动校时，按一次
能产生一个上升沿脉冲(01)给输入端口CPu，使计数器的数字显示增加1。手动校时时，连续按动现时、分的校时。
秒清零电路工作原理：手动按一次CR=1，实现了秒清零的目标。
特别说明：这里的回到原来的状态。
是可弹回式按钮，即按一次之后会自动弹
，秒计数器的异步清零端
，到了调节到需要的时间为止，这样能实 4
2、 由555定时器构成的多谐振荡器和由CD4013集成芯片组成的秒脉冲发射器
图4：秒脉冲发射器
多谐振荡器的频率计算式为f=1/0.7(Rw +2R)C 多谐振荡器的频率设计为2Hz，Rw=50KΩ，C=4.7uF 因此，f=1/0.7(Rw +2R)C=1/0.7(50+2*51)*
*4.7*
=2Hz 调节电位器Rw(约为50kΩ)，使多谐振荡器产生频率为2Hz的方波信号。多谐振荡器产生的2Hz脉冲信号经过CD4013组成的分频器，进行2分频，输出1Hz的秒脉冲作为计数器的计数脉冲，脉冲时间为1s。
3、 由74LS192集成芯片构成的二十四进制时计数器，六十进制分、秒计数器
图5：六十进制秒计数器
图6：六十进制分计数器
图7：二十四进制时计数器
数字电子钟的计数器由四个74LS192集成芯片组成，其中分、秒计数器都为六十进制计数器，时计数器为二十四进制计数器。 74LS192集成芯片说明：
a) CPu ---加计数脉冲输入端，上升沿有效; b) CO---进位输出信号，加计数时出现，低点平有效; c) CR---异步清零端，高电平有效;
d) Qi---输出信号端;74LS192集成芯片作加计数器工作时，端口Ucc接高电平。 计时器工作原理：
(1) 六十进制秒计数器工作原理：左端74LS192集成芯片的CPu端口接收秒脉冲发射器发出的脉冲信号时，Q3Q2Q1Q0从0000开始计数，每过一秒，计数增加量为1;当Q3Q2Q1Q0达到1001状态时，在下一个脉冲到来时，Q3Q2Q1Q0的状态瞬间变成0000，与此同时产生进位信号从CO端输出，从右端74LS192集成芯片的Cpu输入此进位信号，Q7Q6Q5Q4从0000开始计数;当
Q7Q6Q5Q4达到0110时，此时Q6Q5的状态为11，通过与门电路给分计数器提供脉冲信号(01)，使分脉冲计数器开始计数;在给分计数器提供脉冲信号的同时，异步清零端CR=1，使
Q7Q6Q5Q4的状态瞬间回到0000状态，重新进入下一轮的计数。以上过程分析实现了六十进制秒计数器的功能。
(2) 六十进制分计数器工作原理与秒计数器的工作原理相同，左端74LS192集成芯片的CPu端口接收秒计数器提供的脉冲信号
时，Q3Q2Q1Q0从0000开始计数，至Q7Q6Q5Q4达到0110时，分计数器给时计数器提供脉冲信号，使时计数器开始计数，同时分计数器又返回到最初状态。
(3) 二十四进制时计数器工作原理：左端74LS192集成芯片的CPu端口接收分计数器提供的脉冲信号时，Q3Q2Q1Q0从0000开始计数，当Q3Q2Q1Q0达到1001状态时，在下一个脉冲到来时，Q3Q2Q1Q0的状态瞬间变成0000，与此同时产生进位信号从CO端输出，从右端74LS192集成芯片的CPu输入此进位信号，Q7Q6Q5Q4从0000开始计数;当Q7Q6Q5Q4 Q3Q2Q1Q0达到00100100时，
Q5Q2的状态11，通过与门电路使异步清零端CR=1，
Q7Q6Q5Q4 Q3Q2Q1Q0的状态重新回到00000000，此时分、秒计数器的输出状态Q也都为0，整个计数器电路又开始进入下一轮的计数。
4、 由7448集成芯片构成的时、分、秒译码显示电路
图8：译码显示器
7448七段显示译码器功能说明：
(1)7448七段显示译码器输出高电平有效，用以驱动共阴极显示器。 7448的功能表如表4―3所示。
(2)如图6所示，LT=RBI=1，符合功能表中正常显示的条件，计数器输出给显示译码器DCBA的状态从
0000～1001，时显示译码器00～23，分，秒显示译码器
中显示的数字从
中显示的数字从00～59。
表4―3
5、由555定时器构成的单稳态触发器组成整点报时电路
图9：整点报时电路
整点报时电路工作原理：分计数器给时计数器提供进位信号的同时，给由555定时器构成的单稳态触发器的"2"端提供一个低电平，使得V2
通过单稳态触发器调节报时声响的持续时间T，其最长时间 Tmax=1.1RwmaxC=1.1*100*
*4.7*
=0.5s
5、 总电路图程序说明
图10：总电路
通过校时电路(图
2、图3)校时后-电路正常工作，秒脉冲发射器(图4)发送脉冲信号-秒计数器(图5)接收脉冲信号开始计数-分计数器(图6)、时计数器(图7)按照一定的计数规律计数-各计数器的输出向译码显示器(图8)提供译码信号，使时间数字显示出来-分计数器(图6)给时计数器 (图7)提供进位信号时，整点报时电路(图9)工作，实现整点报时。
六. 本设计改进建议
在电源输入端增加桥式整流降压电路如图11所示，把220V交流电转化成5V的直流电(如图12)，使数字电子钟能直接接入220V交流线路中。
图11：降压整流滤波电路
图12：降压整流滤波后的电压
七. 总结(感想和心得等)
通过这一个星期时间的课程设计，把课堂知识运用于实践之中，锻炼了我们的实践技能，培养了我们学以致用的能力，在一定程度上巩固我们所学知识。
经过设计的过程，把本学期独立的知识点和通过查找资料得到的知识结合起来形成一个统一的数字系统，使我们独立思考与自主学习的能力得到加强。同时，与同组成员共同研究课题的过程中，增强了我们分工合作的能力，不知不觉中培养了我们的团队意识。
在与小组成员共同讨论得出电路图后，后面的原理分析和功能模块分析完全由自己查找资料进行，结合老师课堂上所讲的知识，特别是555定时器和计数器的知识，把数字电子技术课程中所学的用于分析时钟脉冲信号的发射过程和时、分、秒计数器的计数过程，使我的分析能力得到了一定程度上的增强。
在这短短的一个星期的课程设计时间里，我受益匪浅，不仅巩固了所学的知识，而且能把所学知识真正运用于实践中。更重要的是，这使我意识到了独立思考和自主学习的重要性，为我由被动学习向自主学习的学习观念的转变提供了方向指导。
第五篇：数字电路课程设计--数字抢答器
智力竞赛抢答器
一、本次课程设计目的
1.结合所学的数字电路的理论知识来完成数字电路课程设计。
2.在数字电路的课程设计中，熟悉数字电路的逻辑设计过程以及集成电路的使用。
3.学会利用一些没学过的IC来设计电路。 4。学会用软件方法仿真电路。
二、本次课程设计安排
1、时间安排
略。
2、地点安排
S2403实验室。
智力竞赛抢答器
1 设计目的
(1)熟悉集成电路的引脚安排及使用方法。 (2)掌握各芯片的逻辑功能及使用方法。 (3)了解面包板结构及其接线方法。 (4)了解数字抢答器的组成及工作原理。 (5)熟悉数字抢答器的设计与制作。 (6)学会用软件方法仿真电路。
2 设计思路
(1)设计抢答器电路。
(2)设计可预置时间的定时电路。 (3)设计报警电路。 (选做) (4)设计时序控制电路。(选做)
3 设计过程
3.1方案论证 数字抢答器总体方框图如图1所示。button，sw-spdt
图 1 数字抢答器框图
其工作原理为：接通电源后，主持人将开关拨到“清除”状态，抢答器处于禁止状态，编号显示器灭灯，定时器显示设定时间;主持人将开关置于“开始”状态，宣布“开始”抢答器工作。定时器倒计时，扬声器给出声响提示。选手在定时时间内抢答时，抢答器完成：优先判断、编号锁存、编号显示、扬声器提示。当一轮抢答之后，定时器停止、禁止二次抢答、定时器显示剩余时间。如果再次抢答必须由主持人再次操作“清除”和“开始”状态开关。 3.2电路设计
抢答器电路如图2所示。
图2 数字抢答器电路
该电路完成两个功能：一是分辨出选手按键的先后，并锁存优先抢答者的编号，同时译码显示电路显示编号;二是禁止其他选手按键操作无效。 工作过程：开关S置于“清除”端时，RS触发器的R端均为0，4个触发器输出置0，使74LS148的ST=0，使之处于工作状态。当开关S置于“开始”时，抢答器处于等待工作状态，当有选手将键按下时(如按下S5)，74LS148的输出Y2Y1Y0010,YEX0,经RS锁存后，1Q=1，BI=1，74LS48处于工作状态，4Q3Q2Q=101，经译码显示为“5”。此外，1Q=1，使74LS148ST=1，处于禁止状态，封锁其他按键的输入。当按键松开即按下时，74LS148的YEX1,此时由于仍为1Q=1，使ST=1，所以74LS148仍处于禁止状态，确保不会出二次按键时输入信号，保证了抢答者的优先性。如有再次抢答需由主持人将S开关重新置于“清除”然后再进行下一轮抢答。
定时电路如图3所示。由节目主持人根据抢答题的难易程度，设定一次抢答的时间，通过预置时间电路对计数器进行预置，计数器的时钟脉冲由秒脉冲电路提供。可预置时间的电路选用十进制同步加减计数器74LS192进行设计。
图
3 可预置时间的定时电路
报警电路如图4所示。由555定时器和三极管构成的报警电路如图4所示。其中555构成多谐振荡器，振荡频率fo=1.43/[(RI+2R2)C]，其输出信号经三极管推动扬声器。PR为控制信号，当PR为高电平时，多谐振荡器工作，反之，电路停振。
图
4 报警电路
时序控制电路如图5所示。时序控制电路是抢答器设计的关键，它要完成以下三项功能：① 主持人将控制开关拨到“开始”位置时，扬声器发声，抢答电路和定时电路进人正常抢答工作状态。
② 当参赛选手按动抢答键时，扬声器发声，抢答电路和定时电路停止工作。 ③ 当设定的抢答时间到，无人抢答时，扬声器发声，同时抢答电路和定时电路停止工作。图中，门G1 的作用是控制时钟信号CP的放行与禁止，门G2的作用是控制74LS148的输人使能端ST。
图5的工作原理是：主持人控制开关从“清除”位置拨到“开始”位置时，来自图 2中的74LS279的输出 1Q=0，经G3反相， A=1，则时钟信号CP能够加到74LS192的CPD时钟输入端，定时电路进行递减计时。同时，在定时时间未到时，则“定时到信号”为 1，门G2的输出ST=0，使 74LS148处于正常工作状态，从而实现功能①的要求。当选手在定时时间内按动抢答键时，1Q=1，经 G3反相， A=0，封锁 CP信号，定时器处于保持工作状态;同时，门G2的输出ST=1，74LS148处于禁止工作状态，从而实现功能②的要求。当定时时间到时，则“定时到信号”为0，ST=1，74LS148处于禁止工作状态，禁止选手进行抢答。同时，门G1处于关门状态，封锁 CP信号，使定时电路保持00状态不变，从而实现功能③的要求。集成单稳触发器74LS121用于控制报警电路及发声的时间。
图
5 时序控制电路
4系统调试与结果
(1)组装调试抢答器电路。
(2)可预置时间的定时电路，并进行组装和调试。当输人1Hz的时钟脉冲信号时，要求电路能进行减计时，当减计时到零时，能输出低电平有效的定时时间到信号。
(3)调试报警电路。
(4)定时抢答器的联调，注意各部分电路之间的时序配合关系。然后检查电路各部分的功能，使其满足设计要求。
5主要仪器与设备
集成电路： 74LS148—1片，74LS279—1片，74LS48—3片，
74LS192—2片，NE555—2片，74LS00—1片，74LS121—1片。
电 阻： 510Ω—2只，1KΩ—9只，4.7kΩ—l只，5.1kΩ—l只，
100kΩ—l只，10kΩ—1只，15kΩ—1只， 68kΩ—l只。
电 容： 0.1uF—1只，10 uF—2只，100 uF—1只。 三极管： 3DG12—1只。(3DG12为普通高频小功率NPN型硅(材料)三极管，特征频率100MHZ，集电极最大直流耗散功率0.7W，0.3A/20V。)
其 它： 发光二极管—2只，共阴极显示器—3只。
6设计体会与建议
6.1设计体会
通过这次对数字抢答器的设计与制作，让我了解了设计电路的程序，也让我了解了关于抢答器的基本原理与设计理念，要设计一个电路总要先用仿真仿真成功之后才实际接线的。但是最后的成品却不一定与仿真时完全一样，因为，再实际接线中有着各种各样的条件制约着。而且，在仿真中无法成功的电路接法，在实际中因为芯片本身的特性而能够成功。所以，在设计时应考虑两者的差异，从中找出最适合的设计方法。此外，本实验也可通过EDA软件MAX PLUSⅡ实现。通过这次学习，让我对各种电路都有了大概的了解，所以说，坐而言不如立而行，对于这些电路还是应该自己动手实际操作才会有深刻理解。 6.2对设计的建议
我希望老师在我们动手制作之前应先告诉我们一些关于所做电路的资料、原理，以及如何检测电路的方法，还有关于检测芯片的方法。这样会有助于我们进一步的进入状态，完成设计。 参考文献
[1] 康华光. 电子技术基础[M]. 北京：高等教育出版社，1999年
[2] 彭华林等编. 数字电子技术[M]. 长沙：湖南大学出版社，2004年 [3] 金唯香等编. 电子测试技术[M]. 长沙：湖南大学出版社，2004年 [4] 侯建军. 数字电路实验一体化教程[M]. 北京：清华大学出版社，北京交通大学出版社，2005年
[5] 阎石. 数字电子技术基础[M]. 北京：高等教育出版社，2001年
1Hz脉冲发生电路