数字电路课程设计教学大纲

第一篇：数字电路课程设计教学大纲

数字电路课程设计

一、目的与任务

数字电路课程设计是数字电子技术课程重要的实践性教学环节，是对学生学习数字电子技术的综合性训练，这种训练是通过学生独立进行某一个或两个课题的设计、安装和调试来完成的。

通过数字电路课设要求学生：

1、根据给定的技术指标，从稳定可靠、使用方便、高性能价格比出发来选择方案，运用所学过的各种电子器件和电子线路知识，设计出相应的功能电路。

2、通过查阅手册和文献资料，培养学生独立分析问题和解决实际问题的能力。

3、了解常用电子器件的类型和特性，并掌握合理选用的原则。

4、学会电子电路的安装与调试技能，掌握电子电路的测试方法及了解印刷线路板的设计，制作方法。

5、进一步熟悉电子仪器的使用方法。

6、学会撰写课程设计总结报告。

7、培养学生严肃认真的工作作风和严谨的科学态度。

二、内容、要求与安排

1、内容：

课题名称：

（1）热释电红外传感器设计制作（2）音频功率放大器

（3）集成电流稳压电源的设计（4）函数发生器的设计

2、要求：

在教师的指导下，学生要在规定的时间内完成课题的设计，安装和调试并独立完成总结报告。

3、进度安排及方式：（以四学时为一个单元）第一单元：集中讲课，主要内容如下：

（1）课程设计的目的与要求

（2）课程设计的教学过程

（3）课程设计的评分标准

（4）课设题目介绍

（5）学生自由组合，选择题目。

第二单元：确定题目，教师就题目的基本要求答疑。学生讨论、查资料。第三、四、五单元：查资料、设计、.仿真。第六单元：经指导教师审查后，领材料，组装。第七单元至第九单元：组装、调试、写报告。

第十单元：完成收尾工作，清点材料、工具。准备课程设计报告。

三．考核内容与成绩评定

1、考核内容：

（1）设计能力

（2）组装或焊接调试情况（3）解决问题的能力（4）总结报告情况

（5）出勤情况、工作作风和科学态度。

2、成绩评定：

设计的正确性、合理性和PSPICE软件或EWB软件仿真情况 20分，实际操作，调试、效果 40分，总结报告 20分，考试或口试 20分。

第二篇：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NE555、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

第三篇：数字电路教学大纲

《数字电路》教学大纲

一、课程基中、信息

1、课程中文名称：数字电路

2、课程类别：必修

3、适用专业：教育学教育技术 4课程地位：基础课

5、总学时数：72学时（其中理论课60学时，实验课12学时）

6、总学分：4学分

7、先修课程：电路分析

模拟电路

二、课程目标

《数字电路》是教育技术专业一门主要的基础课，通过本课程的学生，使学生掌握数字电子技术的基本概念，基本原理和基本的分析、设计方法。熟悉典型基本单元电路的组成及工作原理。学会对数字电路系统的读图。

三、课程内容

第一章

数字逻辑基础（3学时）

[教学目的与要求]

1、掌握数字信号、数字逻辑的基本概念

2、掌握数字电路的特点

3、了解数制的特点

第一节 模拟信号和数字信号

1.1.1 模拟信号和数字信号比较 1.1.2 数字信号的表示方法

第二节

数字电路

1.2.1 数字电路的发展与分类 1.2.2 数字电路的分析方法

第三节 数制 1.3.1 十进制和二进制 1.3.2 十一进制之间的转换 1.3.3 十六进制和八进制

第四节 二进制码 第五节 基本逻辑运算 第六节 逻辑函数逻辑问题的描述

第二章 逻辑的电路（19学时）

[教学目的与要求]

1、熟悉二极管、三极管的开关特性

2、掌握通用门电路的逻辑功能和特性

第一节

二极管开关特性 第二节

三极管的开关特性

2.2.1 三极管的开关特性 2.2.2 三极管的开关时间

第三节

基本逻辑的电路

2.3.1 二极管与门及或电路 2.3.2 电路

第四节 TTL逻辑的电路

2.4.1 TTL反相器

2.4.2 TTL反相器的传输、特性 2.4.3 TTL与门电路

2.4.4 TTL与外门的技术参数

2.4.5 TTL或外门、集电极开路门和三态门电路 2.4.6 改进型TTL门电路—抗饱和TTL电路

*第五节

CMOS逻辑门电路

2.5.1 CMOS 反相 2.5.2 CMOS门电路 2.5.3 BicMos门电路

第六节 正负逻辑问题

第七节 逻辑的电路使用中的几个实际问题

2.7.1 各种门电路之间的接口问题 2.7.2 门电路带负载时的接口电路 2.7.3 抗干扰措施

第八节 CAD例题

第三章

组合逻辑电路的分析与设计（6学时）

[教学目的与要求]

1、掌握逻辑函数的化简方法

2、掌握分析和设计组合逻辑电路的方法

第一节

逻辑代数

3.1.1 逻辑代数的基本定律和恒等式 3.1.2 逻辑代数的基本规则 3.1.3 逻辑函数变换化与简法

第二节 逻辑函数的卡借图化简法

3.2.1 最小项的定义及性质 3.2.2 逻辑函数的最小项表达式 3.2.3 用卡诺图化简逻辑函数

第三节

组合逻辑电路的分析 第四节

组合逻辑电路的设计

*第五节 组合逻辑电路中的竞争冒险

3.5.1 竞争冒险的概念及产生方法原因 3.5.2 消除竞争冒险的方法

*第六节 CAD例题

第四章 常用组合逻辑功能器件（6学时）

[教学目的与要求]：

掌握常用组合逻辑功能器件的结构、功能及应用

第一节 编码器

4.1.1 编码器定义与功能 4.1.2 集成电路编码器

第二节 编码器和数据分配器

4.2.1 译码器的定义及功能 4.2.2 集成电路译码器 4.2.3 数据分配器

第三节 数据选择器

4.3.1 数据选择器的定义及功能 4.3.2 集成电路数据选择器

第四节 数值比较器

4.4.1 数值比较器的定义及功能 *4.4.2 集成数值比较器

第五节 算术运算电路

4.5.1 半加器和全加器 *4.5.2 多位数加法器

*第六节 CAD例题

第五章

触发器（6学时）

[教学目的与要求]

1、掌握触发器的电路结构与工作原理

2、掌握触发器的功能及应用

第一节

触发器的电路结构与工作原理

5.1.1 基本RS触发器 5.1.2 同步RS触发器 5.1.3 主从触发器 5.1.4 边沿触发器

第二节

触发器的功能

5.2.1 RS触发器 5.2.2 JK触发器 5.2.3 J触发器 5.2.4 D触发器

*第三节

触发器的工作特性及主要参数

5.3.1 触发器的工作特性及主要参数 5.3.2 触发器的主要参数

*第四节 CAD例题

第六章

时序逻辑电路的分析和设计（8学时）

[教学目的与要求]：

掌握时序逻辑电路的分析和设计方法

第一节

时序逻辑电路的基本概念

6.1.1 时序逻辑电路的结构及特点 6.1.2 时序逻辑电路的分类

6.1.3 时序逻辑电路的功能的描述方法

第二节 时序逻辑电路的分析方法 6.2.1 分析时序逻辑电路的一般步骤 6.2.2 同步时序逻辑电路的分析举例 6.2.3 并时序逻辑电路的分析举例

第三节 同步时序逻辑电路的设计方法

6.3.1

同步时序逻辑电路的设计的一般步骤 6.3.2 同步时序逻辑电路的设计举例

*第四节 CAD例题

第七章

常用时序逻辑功能器件，（6学时）

[教学目的与要求]

掌握常用时序逻辑功能器件的结构、特性、功能及应用

第一节

计数器

7.1.1 二进制计数器 7.1.2 非进制计数器 *7.1.3 集成计数器

第二节 寄存器和移位寄存器

7.2.1 寄存器 7.2.2 移位寄存器

7.2.3 集成移位寄存器74194

*第三节

CAD例题

第八章

半导体、存储器和可编程逻辑器件（4学时）

[教学目的与要求]

1、掌握RAM和ROM的电路结构工作论理与应用

2、掌握PLD的电路表示方法

3、了解PAL及GAL的应用

第一节

随机存取存储器（RAM）

8.1.1 RAM的电路结构与工作经验 8.1.2 RAM存储容量的扩展 8.1.3 RAM举例

第二节

G读存储器（ROM）第三节

可编程逻辑器件（PLD）

8.3.1

PLD的电路表示法

8.3.2

可编程陈列逻辑器件（PAL）简介 8.3.3 可编程通用陈列逻辑器件（GAL）

第九章

脉冲波形的产生与变换（6学时）

[教学目的与要求]

1、掌握多谐振荡器、单稳态触发器、施触发器的组成及应用

2、掌握555定时器的应用

第一节

多谐振荡器

9.1.1 门电路组成的多谐振荡器 9.1.2石英晶体振荡器

第二节

单稳态触发器

9.1.1 门电路组成的微分型单稳态触发器 9.1.2 集成单稳态触发器 9.1.3 单稳态触发器的应用

第三节

施密物触发器

9.3.1 门电路组成的施密物触发器 9.3.2 集成施密特触发器 9.3.3 施密特触发器的应用

第四节

555定时器及应用 9.4.1 555定时器 9.4.2 定时器应用举例

*第五节

CAD例题

第十章

D/A与A/D转换器（4学时）

[教学目的与要求]

掌握D/A与A/D转换器的电路结构、转换论理及应用

第一节

D/A转换器

10.1.1 倒T型电阻网络D/A转换器 10.1.2 权电流型D/A转换器 10.1.3 D/A转换器的输出方式 10.1.4 D/A转换器的主要技术指标 *10.1.5 集成D/A转换器及其应用

第二节

A/D转换器

10.2.1 A/D转换器的一般工作过程 10.2.2 并行比较型A/D转换器 10.2.3 逐次比较型A/D转换器 10.2.4 双积分A/D转换器 10.2.5 A/D转换器的主要技术指标 *10.2.6 集成A/D转换器及其应用

*第三节 CAD例题

四、教学方法

1、课堂教学，得视讲课艺术和方法多

2、重视学生能力的培养

（1）运用启发式教学，即采用预习讲授、就自学相结合、讲授与学生回答相结合，讲授课文内容与新技术、新知识相结合。

（2）重视实验与实践

（3）指导学进行电路设计及写小论文

3、因材施教（1）认真批改作业、了解学生的学习情况及差异情况。（2）认真进行课堂及课外辅导

4、运用教具，采用自制课件实行多媒体教学

五、1、课程考核

1、平时成绩考核，占总成绩30%，分配如下：（1）课堂提问及午时作业

占10%（2）实验成绩

占10%（3）期中考试

占10%

2、期末考试成绩

六、教材与参考书

1、教 材

康华光

主编

电子技术基础

数字部分（第四版）

北京：高等教育出版社

2001年

2、参考书

[1]阊石 主编 数字电子技术基础（第四版）

[2]余孟尝 主编 数字电子技术基础简明教材（第二版）

北京：高等教育出版社

1994年 [3]唐竞新 数字电子技术基础 解题指南

北京：清华大学出版社

1993年

七、其 他

特 色：

1、教材内容安排：精选内容、推陈出新

2、重视对学生进行基本概念、基本电路工作经验和基本分析方法的培训。

3、重视理论联系实际

4、该大纲增加了新内容、新技术。

第四篇：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 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。

D1、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C1、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。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

第五篇：数字电路课程设计

数字电路课程设计要求：

1.结合所学知识设计一简单实用电路（建议选多功能数字钟），并在实验室里完成实物电路的连接调试。

2.每人独立完成一篇课程论文，论文至少2000字，可手写，也可打印（打印稿的格式另附）。

3.要求写出设计背景，理论基础，设计思路，设计过程，调试过程，仿真过程（可选），最终电路等。

4.总结所设计电路的优点，缺点，改进方向。

5.严禁抄袭，所有雷同论文均以0分计。

6.选多功能数字钟的同学在数字电路实验室完成实验。选其它题目的同学所需软硬件资源请自行解决。