频率计(格式)数字逻辑

第一篇：频率计(格式)数字逻辑

课程设计任务书

（指导教师填写）

课程设计名称 电子技术课程设计 学生姓名

专业班级

设计题目

简易数字频率计

一、课程设计的任务和目的

任务: 设计一个简易数字频率计，用来测量单位时间内数字信号的脉冲个数，并用数码管显示出来。

目的：

掌握简易数字频率计的设计、组装、调试方法。掌握有关集成电路的工作原理。

二、设计内容、技术条件和要求

1.设计简易数字频率计：

⑴.设计一个简易数字频率计，用于测量数字信号的频率并显示，用一个开关控制频率计的起动和停止，并可对频率计置数。

⑵.测频范围为0.1Hz到9999Hz。

⑶.测量所需时基时间可调，分1秒和10秒两档。

⑷.能连续循环测量显示，若用1秒档时要求6秒完成一个循环，其中1秒计数测量；4秒显示结果；1秒清零。然后依次循环。

2.根据上述要求，画出电路框图、原理总图。3.对原理图进行仿真。4.在实验箱上组装、调试。5.撰写设计总结报告。

三、时间进度安排

本课程设计共两周时间。第一周：理论设计

周二

布置设计任务；提出课程设计的目的和要求；讲解电子电路的一般设计方法和电子电路的安装、调试技术；明确对撰写总结报告和绘制原理总图的要求；安排答疑、实验时间。

周二至周五

学生查资料，进行理论设计，其中安排三次答疑，指导学生设计。第二周：仿真和安装调试、撰写设计总结报告 周一

交设计草图供老师审阅。

周二至周三

在EDA实验室对其设计的电路进行仿真，并可根据仿真情况修正设计以确定设计正确，能完成设计要求。周三至周四

在实验箱上进行安装、调试，并通过老师验收。最后，撰写设计总结报告、绘制原理总图。

四、主要参考文献

1.各种版本的数字电子技术基础教材； 2.各种版本的电子技术课程设计指导书；

3.集成电路手册。

指导教师签字：

2013 年12月 16 日

第二篇：简易数字显示频率计的设计

简易数字显示频率计的设计

摘 要：本文应用NE555构成时钟电路，7809构成稳压电源电路，CD4017构成控制电路，CD40110和数码管组成计数锁存译码显示电路，实现可测量1HZ-99HZ这个频段的数字频率计数器。

关键词：脉冲；频率；计数；控制 1 引 言

在电子技术中，频率是最基本的参数之一，并且与许多电参量的测量方案、测量结果都有十分密切的关系，因此频率的测量显得很重要。测量频率的方法有很多,其中电子计数器测量频率具有精度高、使用方便、测量迅速，以及便于实现测量过程自动化等优点，是频率测量的重要手段之一。2 电子计数器测频方法

电子计数器测频有两种方式：一是直接测频法，即在一定闸门时间内测量被测信号的脉冲个数；二是间接测频法，如周期测频法。数字频率计是用数字显示被测信号频率的仪器，被测信号可以是正弦波，方波或其它周期性变化的信号。如配以适当的传感器，可以对多种物理量进行测试，比如机械振动的频率、转速、声音的频率以及产品的计件等等。因此，数字频率计是一种应用很广泛的仪器。3 简易数字频率计电路组成框图

本设计主要运用数字电路的知识，由NE555构成时钟电路，7809构成稳压电源电路，CD4017构成控制电路，CD40110和数码管组成计数锁存译码显示电路。从单元电路的功能进行划分，该频率计由四大模块组成，分别是电源电路、时钟电路（闸门）、计数译码显示电路、控制电路（被测信号输入电路、锁存及清零）。电路结构如图1所示。

图1 简易数字频率计电路组成框图 单元模块电路设计 4.1电源电路

在电子电路中，通常都需要电压稳定的直流电源供电。小功率的稳压电源的组成如图2所示，它由电源变压器、整流电路、滤波电路和稳压电路四部分组成。

图2 电源电路

220V市电经220V/12V变压器T降压，二极管桥式整流电路整流，1000uF电容滤波后送人7809的输入端（1脚）。7809的第二脚接地，第三脚输出稳压的直流电压，C7、C8是为了进一步改变输出电压的纹波。红色发光管LED指示电源的工作状态，R9为LED的限流电阻，取值为5.1K。4.2 时钟电路

电路如图3所示，由NE555构成的多谐振电路，3脚输出振荡脉冲，其中LED为黄色发光二极管，R1为5.1K，R2为1K，R3为10K，C1,C5为100UF,C4为0.01UF，C2为1000PF,RPE选取10K。

图3 时钟电路

4.3计数、显示电路

电路中，CD40110是集十进制加减计数、译码、锁存、驱动于一体的集成电路。CPU为加法输入端，当有脉冲输入时，计数器做加法计数；CPD为减法输入端，当有脉冲输入时，计数器做减法计数。QCO为进位输出端，计数器做加法时，每计满10数后其输出一个脉冲；QBO为借位输出端，计数器做减法时，每计满10数后其输出一个脉冲。该频率计电路使用CPU输入端，在第10个脉冲信号输入时，QCO输出的进位脉冲作为计数脉冲送到高位计数器的CPU输入端。5脚R端为计数器的清零端，当此脚加上高电平信号时，计数器的输出状态为零，并使相应的数码管显示0。4.4 被测信号输入电路

NE555等构成频率为1Hz的振荡信号，由其3脚输出经非门反相后，作为控制信号加到CD4017的CP输入端，产生时序控制信号，从而实现1s内的脉冲计数（即频率检测）、数值保持及自动清零。从图4中可以看出，当非门输出端输出第一个高电平脉冲时，这个脉冲使得CD4017的Q1输出端由低电平变为高电平；在CD4017的CP输入端输入的第二个脉冲信号到来之前，Q1将一直保持高电平状态。

在Q1输出高电平时,由CD4011组成的“与”门控制电路打开，从USB与非门的另一端输入的被测脉冲信号就可以通过“与”门控制电路，进入到CD40110的CPu输入端，进行脉冲计数。通过调节电位器调整NE555的振荡频率，使得Q1输出高电平的持续时间为1s，那么在1s内的计数累计的计数脉冲个数，即为被测信号的频率。4.5频率显示电路

当USA与非门输出第二个脉冲信号时，CD4017的Q1输出端由高电平变为低电平，Q2输出端由低电平变为高电平。Q1输出端的低电平使“与”门控制电路关闭，此时由F2的另一脚输入的被测信号就不能通过，计数器不工作。因此，当第二个脉冲出现时，数显计数器停止计数。在第三个脉冲到来之前，Q2输入端保持高电平，此高电平持续时间（1s）即为数值保持时间，可在1s内读取被测信号的频率显示值。4.6计数及显示清零电路

当第三个脉冲来到时，Q2端变为低电平，Q3端输出高电平，但是由于Q3端与CD4017清零端Cr相连接，这个高电平信号使CD4017清零，Q1,Q2,Q3端全变为低电平。CD4017的Q3输出端出现的瞬时高电平信号通过二极管加到CD40110的清零端R，使计数器及数显清零，以便下次重新计数。

图4 频率计整机电路原理图 结论

从电路的工作原理可以以看出，本电路介绍的频率计的检测周期为3s，每检测一次，计数器累计时间1s，数据保持1s，清零后又保持1s，然后又开始计数、保持、清零的循环。如果感到数值保持时间过短，读数取值不方便时，可将CD4017的Q3输出端与Cr断开，使Q4与Cr清零端相连，这样数据保持时间就变为2s。

本简易数字显示频率计的设计目的是为了数字电路教学使用，使学生能够灵活使用各类常见集成电路，掌握较复杂电路的设计步骤，在频率测量上难免有很多缺陷。

参考文献

【1】王港元.电工电子实践指导.江西科学技术出版社,2005;【2】闫石.数字电子技术基础.高等教育出版社,2003;【2】王雅芳.protel99se电路设计与制版入门与提高.机械工业出版社,2011;The design of the simple frequency meter with digital display Abstracts: In this paper,the digital frequency consists of NE555 clock circuit, the 7809 regulated power supply circuit, the CD4017 control circuit, the CD40110 counting latch decoding circuit and the digital tube display circuit.It can measure the frequency of 1HZ-99HZ.Key words: Pulse, frequency ,counting, control

第三篇：数字逻辑教学大纲

数字逻辑教学大纲

课程主任：执笔人： 吕强开课单位：信息工程学院编写日期： 2008-2课程编码：课程中文名称: 数字逻辑课程英文名称: Digital Logic

课程类别：专业基础课

开课对象： 软件工程专业本科 开课学期： 第4学期 学分：3 ；总学时： 48；理论课学时：48

先修课程： 电路基础、模拟电子技术

基本教材：《现代数字逻辑》作者：马义忠 常蓬彬 关少颖编著 兰州大学出版社 200

2参 考 书：

【1】数字逻辑与计算机设计基础 刘真,蔡懿慈,毕才术

【2】数字系统逻辑设计曲兆瑞山东大学出版社

一、课程的性质、目的和任务

《数字逻辑》是软件工程专业的专业基础课之一，是该专业本科生必修的主干课程。数字逻辑课程阐明了数字逻辑电路的基本概念和分析设计方法，以门电路构成的逻辑电路的“经典方法”作为基本技能训练，提高以全加器、译码器、数据选择器、计数器、寄存器以及存储 器等较复杂的逻辑器件来构成更复杂的逻辑电路的分析与设计的能力。

二、课程的基本要求

本课程注重理论与实践相结合。在教学方法上，采用课堂讲授、课堂讨论、课后自学、上习题课等教学形式。要求学生熟悉数制、码制和逻辑代数，能以逻辑代数为工具，掌握对各类组合电路、同步时序电路、异步时序电路的基本逻辑单元分析和设计，了解存储器和可编程逻辑器件的性能和特点。

三、课程的基本内容及学时分配

第一章 数制和码制（学时数：2）

1． 数制

十进制、二进制、八进制、十六进制和任意进制数制

2． 数制转换

二进制和八进制、二进制和十六进制、二进制和十进制。

3． 编码

原码、反码、补码、BCD码和字符代码。

教学要求

掌握数制，数制之间的转换，码制和编码

第二章 逻辑代数基础（学时数：6）

1． 逻辑代数基本概念

2． 逻辑代数基本定律

3． 逻辑函数的标准表达式和卡诺图

4． 逻辑函数的化简

教学要求

掌握逻辑代数基本定律和基本运算规律，逻辑函数的各种表达式，利用逻辑代数和卡诺图对逻辑函数进行化简。

第三章 TTL集成门电路（学时数：6）

1． TTL与非门

2． TTL集电极开路与非门

3． 三态输出与非门

4． 其他类型的TTL门电路

教学要求

了解TTL门电路的电路结构、工作原理和外部特性，掌握门电路的逻辑功能和外部特性。

第四章 组合逻辑电路（学时数：9）

1． 组合逻辑电路的分析方法

编码器、译码器数据选择器和分配器、奇偶检测电路、比较器、加法器。

教学要求

掌握组合逻辑电路的分析方法。

第五章 集成触发器（学时数：6）

1． 基本R-S触发器

2． 电位触发的触发器

3． 主从触发器

4． 边沿触发器

教学要求

掌握触发器的基本类型及状态描写，触发器的简单应用。

第六章 同步时序电路（学时数：6）

1． 时序电路的机构与描述

2． 同步时序电路的分析方法

3． 同步时序电路的设计方法

教学要求

掌握同步时序电路的分析和设计方法。

第七章 异步时序电路（学时数：6）

1． 脉冲异步时序电路的分析

2． 脉冲异步时序电路的设计

教学要求

掌握脉冲异步时序电路的特点和分析方法。

第八章 存储器和可编程逻辑器件，VHDL语言描述数字系统简介（学时数：7）

1． MOS门电路

2． 存储器

ROM、RAM

3.可编程逻辑器件

PLD、PAL、GAL

教学要求

掌握可编程逻辑器件的结构和编程过程。

3．VHDL语言描述数字系统简介

四、课内实验安排

见实验大纲

五、习题及课外教学要求

习题课以例题分析为主，并适当安排开阔思路及综合性的练习及讨论。学时已包括在前述理论教学课时分配中。每次课堂授课都要有相应的课外作业,其内容据上课内容而定,主要是目的是巩固课堂内容,加深对所学东西的理解。

六、考核方式及成绩评定

课外作业，平时测验占30%；期末闭卷考试占70%。

第四篇：数字逻辑理论

参考书（华中科技大学康华光主编第五版）

第一章 数字逻辑理论

1.1掌握占空比的概念（04年第九题提到占空比）。

1.2掌握二进制，八进制，十进制，十六进制的相互转换关系和各自的概念，以及二进制的优点。另外熟悉串行和并行两种传输方式，后面学到组合逻辑电路的时候可能会出把串行电路变成并行电路的题，1.3另外二进制加法和减法的运算以及原码。反码和补码的变换，以及带符号减法运算两种方式。后面设计加法器和减法器的时候可能会涉及到，1.4编码的那一块掌握8421码5421码2421码，能写出来，记得一年的真题中写到了要写出来这几个码，所以要掌握他们的形式，另外要知道什么是有权码，什么是无权码另外就是重点要掌握格雷码的性质和特点，并且能写出从0到15各自的格雷码形式，这是一年的考题！

1.5掌握与或非三种基本的逻辑运算和符号表示，另外就是会用开关法表示与或的关系，有一年的考题三分就是这些简单的内容，而且重复会出现。另外就是掌握与非，或非，异或，同或之间的关系和符号表示方法。这是基础，1．6了解逻辑函数的表示方法，不用特别的看，明白即可！提到哪种方式要知道，会表示。这一章一般都是考概念的题，不过他也是后面要学习的许多东西的基础。掌握了才能更明白后面的一些东西，下面把考题写下，2003 第八题第四个，2004年第八题第一个05年的第八题第一个，06年第八题第一个08年第八题第一个07年第八题第一个第三个。

第二章

2.1 掌握逻辑代数的基本形式和基本定律。，和三个基本规则，带入规则，反演规则和对偶规则。逻辑代数的化简方法这个重点看自己掌握程度吧，第二节就是讲的是卡诺图的化简方法，2.2卡诺图的化简方法要重点掌握，因为到后来时序逻辑电路设计的时候用的很多，所以2.1和2.2要做适量的题目，并且要多看几遍，增强印象，另外卡诺图的化简，书上只涉及到2个变量，3个变量，4个变量，你可以参考其他书，还有5个6个变量的情况一般不会出现，因为我没有看过，而且做每年的真题，也没有遇到变量很多的情况。另外书上只提到最小项，其实还有最大项的说法，这个要参考其他的书，因为考试的时候好像有最大项的提法，这点给的建议是参考那本学校指定的书，不过内容不多，可以大致看看，很容易明白的，还有就是可以参考重邮的那本数字电路，这个方面也有介绍，另外我的那个讲义上也讲到了自己要看明白，和那些人一起商量搞懂这些知识，另外就是卡诺图的化简方法及注意的原则要注重掌握，以及卡诺图画圈的时候应该注意的规则，把课后习题相关内容做完，明白即可。还有就是多余项的处理。要根据情况去化简。这个在设计逻辑电路的时候经常用得到，在讲义上叫随意向，记住叫法的不同。还有最大项和最小项之间的关系，就是最小项的取反，记住 本章是以后学习的基础，因为再设计逻辑电路的时候都要涉及到

这张有些东西要是你逻辑思维好的话不难，要掌握方法，因为几乎后面的每道大题基本上都要涉及到逻辑函数的化简，所以要重点掌握。否则大题中你的化简做错的情况下，电路就全错了，要注意这一点，一般情况下单独出题的情况很少，只有简答题中有几个吧，不过大体都要涉及到化简，03年第八题第五个，04年第八题的第二个05年第八题的第二个。第三个。

第三章 逻辑门电路

这个最好根据讲义和题目去看，因为我也没有看明白，这一章不算是重点，常考的内容我已经写到了讲义上。这章有许多题目我也不会，建议去听一下优酷中的那个老师讲的，是哈工大的老师讲的，在搜索中输入哈工大数字电路即可出现。下面我把这张重点考得东西写一下，有些考的我也不是很懂，三极管的原理一定要掌握，分清基极b，集电极c，和发射极e，还有就是当基极和集电极之间的电压大于0.7V的时候发射极和集电极之间是导通的，就是相当于短路，如果发射极接地的话那么集电极就相当于接地。一般复杂的电路都是根据这个原理去推断的，其他的我也不太懂，还有就是开门电平和关门电平，这个定义在重邮的那本书上有定义和详细的解释，详细的解释我已经写到了那本将以上了，认真看一下吧，开门电阻和关门电阻的含义，关门电阻就是当电阻小于0.91K欧姆的时候相当于低电平，这个就是关门电阻，开门电阻就是当电阻大于3.2k欧姆的时候相当于逻辑一，这个就是开门电阻。另外就是与非门的伏在输出特性这个是一年的考题，我当时不知道什么意思，还是重邮的那本书上有这个讲解，那个讲义上也有，也就是当与非门的发射极的电阻高于2k欧姆的时候则输出的电压时1.4V2008年的第八题的第二个就是这个题目和对应讲义上的图的解释，另外要掌握扇出系数的概念，就是讲义上的，门电路的扇出数就是在其正常工作的情况下，所能带同类门电路的最大数目，还有扇出系数的计算方法，下面就是两类特殊的门，（1）集电极开路门，OC门，这个掌握的主要是国标的画法。功能，和特点，我已经写

到讲义上了，另外就是上拉电阻的计算，我没有看懂。也没有碰到类似计算的考题，所以建议看不懂的话就别看了，不过那个公式要了解，（2）三态门，三态门的特点和功能已经写到讲义上了，（3）另外就是课本116页那个讲了多余端口（空余输入端）的处理，要记下来因为好像

重复考了几次，课本上我已经用红线表示出来了。

2007年第八题第五个说明OC门的特点和应用，08年就是与非门输出特性，05年简述三态门的特点和应用，04年第八题第四个说明与非门和或非门空余输入端的处理方法03年第六个已输入低电平为例说明TTL门电路为什么会有扇出限制（我不会，可以看看优酷上的讲解把这一章的内容搞懂）03年第八题的最后一个是简述OC门的特点和功能用途（07年重复该题）还有讲义上讲到的例题。

第四章 组合逻辑电路

4.1组合逻辑电路的分析自己会分析即可，把课本上的看完，明白其中的道理，以后再分析此类问题的时候按照书上的步骤做即可，4.2 组合逻辑电路的设计类似吧，按说应该是先讲完组合逻辑电路中的原件后再讲这些，呵呵，再设计组合逻辑电路的时候要按照此章的内容的步骤去设计即可，4.3竞争冒险，明白竞争冒险的原因，然后掌握消除竞争冒险的方法，要记下来，可能会考概念的问题，一共有三个：

（1）发现并消去互补相乘项。

（2）增加乘积项以避免互补项相加，（3）输出端并联电容器

4.4

（1）编码器：知道什么叫编码，编码的位数和符号数之间的关系要掌握，2的n次幂要大于N，n为编码位数，N为要编码的符号数。掌握42编码器和83编码器优先编码器理解即可，不需要记住，另外就是编码器的扩展要看懂，理解并掌握。还有编码器的真值表还有功能要掌握。

（2）译码器，和编码器正好相反，要掌握24译码器和38译码器和他们的功能，还有就是使能端的作用，还有要会怎么两个38译码器扩展到416译码器，这个是很重要的，书中一个例题是用1个24译码器和4个38译码器组合成一个532译码器，这个要掌握，看懂，其他的原理类似。还有就是用译码器实现一个逻辑函数，就是148页的例题。210进制译码器不需要掌握，还有七段显示译码器也不需要看。然后就到了数据分配器，其实就是一个译码器。看懂数据分配器的原理，并要记住数据分配器的应用，可能会考概念的问题，（3）数据选择器，掌握数据选择器各个端口的功能，要理解并会应用156页输出的那个表达式4.4.7，明白其中的含义，另外就是掌握数据选择器的几个应用，第一：扩展，两种扩展方式，一个是位的扩展一个是字的扩展，学了储存器以后容易理解了。一般字的扩展应用比较广泛。考题中比较多。字的扩咱就是用两个八位的数据选择器扩展为16位的数据选择器。第二：就是逻辑函数产生器，这个要掌握例题4.4.7，另外就是数据选择器的优点是无需对函数进行化简，第三个应用就是实现并行数据到串行数据的转换。这个其实要用到定时器为实现其功能。这个要看看，要明白怎么转化的，以后的考题中可能会遇到这个问题。

（4）数据比较器

掌握一位数值比较器和两位数值比较器的真值表和各个端口的作用。看看理解数值比较器的扩展，这个数值比较器出一般都是很简单的，不会涉及太深的内容。两种扩展方式要掌握。理解。

（5）加法器

第一 半加器的定义没有考虑低位进位的加法运算称为半加。掌握半加器的真值表和表示方法，以及符号中各个符号代表什么，第二：全加器的定义就是能进行加数，被加数和低位来的进位进行相加。要掌握全加器的真值表以及各个端口代表数的什么意思，163页4位串行进位全加器要掌握其中的原理，如果给出四个一位的，变成四位的就是这样变。165页加法器的扩展方式要弄懂，（6）减法器

有一年好像考过吧，不过这个比较难理解，要把167页的那个图理解了，主要是根据图相关的讲解进行理解了，好像有过要设计减法电路。要注意这方面。

4.5组合可编程逻辑器件属于存储器那一部分的内容，（暂时先省略）

这部分组合逻辑电路的设计很重要的一般情况下大概有20分左右的题目是单纯的组合逻辑电路的，还有一部分是组合逻辑电路和时序逻辑电路综合的，所以这部分掌握好很重要。这部分的例题就不一一列举了，看讲义上的那些题目弄懂。建议把课本上的习题做一遍，第五章锁存器和触发器

5.2 锁存器

锁存器是对脉冲电平敏感的存储单元电路，而触发器是对边沿敏感的电路，可以分为上升沿触发和下降沿触发。这是锁存器和触发器的区别，另外就是在讲义上根本没有锁存器的概念，只是重点讲解了各个触发器的功能。所以这一章根据历年考题来看。SR锁存器还是看看，为了防止意外考试，然后这一节重点我都用红笔画在书上了，那些就是我感觉的重点。209页消陡电路时怎么工作的，我记得当时考重邮的那位同学问过我，最好看看吧，其他的可以跳过不看。掌握了D锁存器的特点就行。至于那些传输门不用也别了解

5.3 触发器的电路结构和工作原理

触发器的类型根据将以上看吧，可能会考简答题，书上分为三种，讲义上分为四种，以讲义为主吧。主从触发器中的功能表中有一个S和R一个是置0一个是置1，这个以后再设计电路的时候可能会用到这两个按钮的作用。其他的不用看了，5.4触发器的逻辑功能（这是重点，好好看看0

(1)首先区分什么是现态什么是次态（225页课本中有定义）

（2）掌握D触发器，特想表特性方程和状态图都要掌握

（3）JK触发器同上

（4）T触发器（还有T’触发器）

（5）SR触发器（这个不是常考，但是还是要掌握看懂）

（6）各个触发器之间的转化。这个不仅仅是书上的D触发器转化为别的触发器，以后做题的过程中会用得到，掌握转换的过程，讲义上也特别的写明了。

这一章主要的内容就是掌握各个触发器的功能，并在实现逻辑功能的时候用得上。

这一章的习题就不一一写了，许多设计的题目要自己看懂。这是时序逻辑电路设计的基础。

第六章 时序逻辑电路

6.1 明白什么是次态，什么是现态。另外理解什么是输出方程，什么是激励方程。，什么是状态方程。了解时序逻辑电路的主要特征。明白什么是异步时序电路和同步时序电路。

（2）248页的例题要弄懂，三个逻辑方程组要回列，这个要做题明白是什么，会写状态表，画状态图和时序图，这个一般是分析时序电路逻辑功能的必要的步骤。

6.2 同步时序逻辑电路的分析。这一节要掌握怎么分析同步时序逻辑电路。多做题去明白。

6.2.1和6.2.2的例题不错，看懂明白，可能会有问题说最后判断电路的逻辑功能这个刚开始做题时可能不知道为什么书上会那么想。等你做很多题目的时候你就能理解了，多做题对比答案，增强分析能力。多见见这种题型，一般逻辑功能就那么几个。

6.3 同步时序逻辑电路的设计

这个是重点中的重点，一般将近=一半的分数和答题都在这。一半后面的两道答题会设计和存储器有关或者和组合逻辑电路综合的题目，同步时序逻辑电路的设计这个过程不是很麻烦，但是后面化简的时候要仔细认真，在建立原始状态表和状态化简的时候这方面一定要仔细，一半此类题目考的就是你的耐心和细心，10年倒数第二道就是一个同同步时序逻辑电路的设计题，我花了20多分钟才写完，那道题25分。

6.3.1 设计步骤这个要仔细明白每一部的内容。重点我已经划到我的书上了。

6.3.2 同步时序逻辑电路的设计举例。这一届要重点掌握它的分析方法。以及每一个步骤这个东西要多做题自己去明白和体会其中的道理。另外就是要重点明白什么是具有自启动能力，还有就是状态化简的哪一方面，有两种不同的化简方法，现在我不太清楚了，但是有一种就是不需要检查状态就是做出来就具有自启动能力，这个一定要重点掌握。因为考试的时候无论怎么样都不要做这方面的检查，因为你已经写上了，再改的话很麻烦，所以一定要掌握那种不需要检查是否具有自启动能力的化简方法。还有就是6.3.2例题中那个JK触发器的状态确定要参考书上的，但是好像讲义上给出了另外一种化简方法，要掌握讲义上的那个，因为那个就是具有自启动能力的那种。书上的化简方法也要掌握，但是做题的时候尽量多的使用讲义上的。另外就是原始状态图化简的时候出了书上的那种方法以外还有就是重邮上的那本上也有的另一种方法，有时间的话最好参考看一下，没时间的话掌握现在课本上的即可，这个要靠做题去体会了。许多问题要自己去明白了。这一节可是重点，要把课本上的题目做了，做多了才能明白。

6.4 异步时序逻辑电路的分析。这个要明白什么是异步时序逻辑电路，另外就是要会分析，这个不要求会设计，这一定要自己看明白，虽说题目考的不多甚至不考，但是有许多情况下会考的到，比如异步二进制计数器的设计什么的，很多的，学会分析即可。

6.5 若干典型的时序逻辑集成电路

（1）寄存器，这个要看看吧，主要看看每个端口的功能是干什么的，看懂功能表即可，但是好像在我记忆中没有考到这方面的设计内容。

（2）移位寄存器这个要是重点掌握的。首先掌握单项移位寄存器的特点。和基本原理，还

有多功能寄存器的特点，另外就是双向寄存器的功能表要重点掌握。还有看看环形计数器的特点

（3）计数器，这个算是每年必考的一个东西，首先掌握简单异步二进制计数器的特点和基本原理。另外就是掌握二进制计数器的状态表。还有就是74161计数器要重点掌握它们的功能。掌握各个端口放入名称，这个你们做历年真题就明白了，这个是每年都要涉及到的东西。所以要重点看看，必须掌握。另外就是计数器的扩展，这个自己要会，并且明白怎么扩展。非二进制计数器不需要掌握，看懂即可，没时间可以不看。

用集成计数器构成任意进制的计数器这个296页的要看懂，明白，要明白反馈清零法和反馈置数发的不同之处。6.5.3和6。5.4的例题 要掌握。后面涉及这方面的题目很多要重点掌握。（4）环形计数器和扭环形计数器要明白它们的状态有多少，这个我在讲义上写了，要重点看看。好像有一年的考题涉及到了。

这算是数电中最重点也是最难的一章了，一般后面的大题都要涉及到设计电路，不是组合就是时序，所以重点的这几章内容要好好掌握，这个最好要把后面的习题做一遍，自己好好掌握。不然你看一遍不做题是没有感觉的。看懂不一定代表你会了或者你会做题了。

第七章 存储器和可编程逻辑器件，这个要看看讲义上的东西了，讲义上的总结很好，掌握不同可编程逻辑器件的特点，有的或门固定与门可编程，有的相反，有的都可以编。另外就是还要掌握用可编程逻辑器件设计电路，或者实现一个逻辑表达式，这个在组合逻辑电路第五章最后的内同要涉及到，那节自己看看，这一章不算是很重点，但是他会考察一些概念的问题，有些问题我也不明白。比如08年第四题的第四个，04年EPLD和FPGA的特点。这些问题都很难的，这个靠自己去总结。

7.1.1 明白ROM的组成。333页上面明白什么是数据线和地址线，什么是字长即可，其他的不用看，7.2.4存储量扩展，这个算是这张比较重点了，因为后面有的答题就是要么扩展字数，要么扩展位数，分值也很大吧。

7.3.2 CPLD的特点看看

7.3.3FPGA的特点也要看看

这章也就是这么多了，另外就是讲义上的东西要看看，还有就是那个优酷上的视频，这章建议有些东西参考老师讲可能会更明白吧，第八章就是脉冲波形的变化与产生

说实话这章以前我看了看只是考了一些概念性的问题，比如单稳态触发器有几个状态，单稳态触发器的分类等等吧，不过10年的考题中有一道是设计一个脉冲波，好像应该用到这个章的内容，这章在大纲上没有要求但是为什么会考到我也不清楚，不过当时我们考重邮的那些同学他们是把这一张作为重点，我的建议是大家还是看看吧，我也说不清楚该怎么办。毕竟我已经考上了，我感觉即使看也要有重点的看看电路设计的哪一方面吧，关于什么参数计算的应该考不到，而且我的建议是参考一下别人的数电的教材吧，毕竟我考试的时候还没有看到关于555定时器的应用。

第九章 数模模数转换

9.1DA转换这个看看讲义把，对比课本看。因为不同的转换方式可能叫法不同，这一章占得分值不多，可能会考一些概念的问题，大家可以参考每年的真意出题的重点复习。

DA转换器的分类另外就是转换器的一些参数的比如电流或者电压的计算方法大家要掌握。还有就是他们的优缺点。也要掌握。

转换器的技术指标就是分辨率的计算应该算是考的，要掌握，课本上和讲义上的计算好像不一样要参考讲义上和他说的那本参考书上的内容。

9.2 AD转换器的一般过程掌握名字即可。量化的方法课本上和讲义上不太一样。还是要把课本上先掌握在理解将以上的东西，10年好像没有涉及到大题是关于这章的。量化的方法要掌握。并行转换的优缺点要掌握，另外就是用的几个比较器，448页我用红笔写了，要仔细看看。并且要掌握并行转换的优缺点。449页上面我用红笔画了

逐次比较型的要掌握怎么比较的，这个好像后面有题，并且写出转换后的编码，这个要看懂。理解掌握。

双积分的我把各个参数的计算方法看了看，并理解掌握了。不过好像考的题目不会过多涉及到，而且也比较难理解，我的建议是打击有时间的话看看，没有的话就了解几个参数的计算方法死记下来也可以，虽说没有考过，但是不一定以后不考。

AD转换的精度也要会计算。

这一章考点不算多，但是唯一比较难的是就是可能以前学的简单，学起来还有点费劲。数字电路的重点不算是很多而且学起来相对信号容易，因为信号需要计算和理解记忆的东西太多了，我给大家的建议就是要在不同时候参考不同的参考书，还有要和别的学校考数字电路的人多商量题目，这样对提高你的水平大有帮助，还有就是要多和考同一学校的资料要分享并且相互商量一些问题，这对提高你们自身竞争力有很大帮助。

第五篇：数字逻辑数字抢答器

《数字逻辑》课程设计

实验报告

学号：

姓名：

班级：

指导老师：

一、简要说明

在进行智力竞赛抢答时，需要参赛者分成若干组进行抢答，究竟是谁先谁后单凭主持人的眼睛是很难判断的；在提问或回答时，往往都要有时间限制；另外，犯规要发出一种特殊的信号，以便主持人看得清、听得到。要完成上述功能，需要一种“抢答器”。

二、任务和要求

1、设计要求

（1）抢答开始后，抢答器能准确地判断出抢先者。并发出声光报警，3秒后自动熄灭。（2）抢答器具有互锁功能，某组抢答后能自动封锁其他各组的抢答信号。

（3）抢答具有限时功能。显示档次分别为5s、10s、15s，时间到时发出声响，同时，时间要用数码管显示出来。

（4）抢答者犯规或违章（主持人未说“开始抢答”时，参赛者抢先按钮）时，应自动发出警告信号，以指示灯闪为标志。（5）系统应具有一个总复位开关。

2、采用的器件：

74273，74160，74244，7446，相应的门器件；软件：maxplus2。

三、设计思想、1、电路结构

根据总体设计方案，将智力竞赛抢答器划分成四个子系统和一个控制器。输入子系统由抢答键和锁存电路组成；时间显示子系统由计时电路、动态扫描译码电路和LED数码管组成；席位指示子系统由席位灯驱动电路、发光二极管组成；时钟子系统由时钟信号源、分频器组成；控制器由启动键、启动电路、判断电路和复位电路组成。

2、输入、输出信号特征

智力竞赛抢答器的输入信号是由启动键和抢答键产生。启动键和抢答键可产生短暂的单步脉冲信号。输出信号是席位指示灯驱动信号和LED数码管驱动信号。前者高点平有效，后者低电平有效。

3、主要技术性能指标（1）选手席位数量：8个

（2）席位指示灯：LED发光二极管。正常抢答时灯亮，犯规抢答时灯闪。（3）强大时间范围：0s~30s（4）时间显示方式：LED数码管，两位，共阴极，动态扫描。（5）抢答速度识别时间：1/1000s（6）按键锁定方式：自动（7）复位方式：自动，延迟时间为9s

四、设计步骤：

1、启动电路：

启动电路由D触发器和与门组成。主持人按下启动键时，从START端输入一个脉冲，D触发器被置成1状态，即Q=1，表示选手可以抢答，同时计时电路开始计数，若主持人未按下启动键就有选手抢答，F=1，表示抢答犯规，经反相后时候使S=0，启动电路处于保持状态，再按启动键无效。/CLRN为清零端，与复位电路输出端/END9连接，低电平有效。电路图如下所示：

2、锁存电路：

由74273和与门组成。D1~D8与抢答键电路输出端连接，输出端Q1~Q8与席位灯驱动电路连接。S连接判断电路输出端/OFF。没有抢答，OFF=1，S=1，74273工作在置数状态。D1~D8对应的有一个为1，在CLK作用下，被置入触发器。OFF=0，74273处于保持状态。时钟信号频率为1HZ，抢答速度识别为1/1000。低电平有效。电路图如下：

3、判断电路：

判断电路由若干个门电路组成。输出端D1~D8与锁存电路端输出端Q1~Q8连接。使能端S连接启动电路输出端Q。Q=1时，S=Q=1.若D1~D8中有1状态，则T=1，F=0，表示被锁存的信号是抢答信号。T=1，计时电路停止计数；Q=0时，S=0，若D1~D8中有1状态，则T=0，F=1，表示被锁存的信号是犯规信号。T=1或F=1输出端/OFF状态均为0，使锁存电路处于保持状态，而此时复位电路则为计数状态。电路图如下：

4、席位驱动电路：

由若干与门和或门组成。A1~A8与锁存电路Q1~Q8相连。L1~L8与8个二极管连 接。CLK接入1HZ的时钟信号。T=1,S1=1, A1~A8中有一个输入为1，对应的输出状态也是1，发光二极管亮；F=1，S2=1，状态为1的输入端所对应的输出端输出1HZ的时钟信号，发光二极管闪烁。电路图如下：

5、计时电路：

两片74160连接成一个同步三十进制加法计数器，输出端与动态扫描译码电路连接。使能端S,STOP和/CLRN分别连接启动电路输出端Q、判断电路输出端T和复位电路输出端/END9。按下启动键时，Q=1，T=0，/END9=1，则S=Q=1，STOP=T=0，/CLRN=/END9=1，电路处于计数状态，对CLK端输入的1HZ 时钟信号进行计数，Q6~Q1端依次输出000000（00）~110000（30）。计数到110000（30s）时，END30端状态由0跳变为1，电路进入保持状态，同时启动复位电路。若在计数过程中有选手抢答，则T=1，STOP=T=1，计时电路停止计数，进入保持状态。/CLRN为清零端，与复位电路输出端/END9连接，低电平有效。电路图如下所示：

6、动态扫描译码电路：

由74244和DEL(自定义)组成，输入端D1~D 6与计时电路输出端Q6~Q1连接，输出端QA~QG与两个七段LED数码管阴极连接，E1、E2分别与秒个位和秒十位数码管的阳极连接。74244输出由CLk输入的1HZ时钟信号控制，低电平输出高4位数据，高电平输出低4位数据，并经DEL进行译码，驱动两个数码管显示00~30s。

DEL代码： SUBDESIGN del(num[3..0]:INPUT;a,b,c,d,e,f,g:OUTPUT;)BEGIN TABLE num[3..0]=>a,b,c,d,e,f,g;

H“0”=>1,1,1,1,1,1,0;H“1”=>0,1,1,0,0,0,0;H“2”=>1,1,0,1,1,0,1;H“3”=>1,1,1,1,0,0,1;H“4”=>0,1,1,0,0,1,1;H“5”=>1,0,1,1,0,1,1;H“6”=>1,0,1,1,1,1,1;H“7”=>1,1,1,0,0,0,0;H“8”=>1,1,1,1,1,1,1;H“9”=>1,1,1,1,0,1,1;H“A”=>1,1,1,0,1,1,1;H“B”=>0,0,1,1,1,1,1;H“C”=>1,0,0,1,1,1,0;H“D”=>0,1,1,1,1,0,1;H“E”=>1,0,0,1,1,1,1;H“F”=>1,0,0,0,1,1,1;END TABLE;END;电路图如下：

7、复位电路：

74160接成一个同步九进制加法计数器。电路的工作状态由判断电路输出端输出端T,F和计时电路输出端END9控制。这三个输出端的状态只要有一个为1，使/CLRN=1，电路对CLK 端输入的1HZ时钟信号计数。第九个脉冲到达时，输出端/END9状态由1变为0，用其将启动电路、锁存电路和计时电路复位。若T,F和END9的状态全为0，/CLRN=0，电路复位，不工作。电路图如下所示：

8、分频器：

通过分频器将频率分为1HZ和1KHZ。利用代码来写。module fdiv(clk,clk1khz,clk1hz);input clk;output clk1khz,clk1hz;reg clk1khz,clk1hz;integer cnt1;integer cnt2;always @(posedge clk)begin //if(ct1<9999)if(cnt1<19)begin cnt1 = cnt1 + 1;clk1khz<=1'b0;end else begin cnt1 = 0;clk1khz<= 1'b1;end end always @(posedge clk1khz)begin //if(cnt2<999)if(cnt2<9)begin cnt2 = cnt2 + 1;clk1hz<= 1'b0;end else begin cnt2 = 0;clk1hz<= 1'b1;end end endmodule 电路图如下：

9、总电路图：

五、模拟结果及分析：

1、模拟结果：

2、电路工作原理：

主持人按下启动键后，启动电路输出信号Q为高电平，计时电路开始对1HZ时钟信号进行计数，经过译码后显示计时时间（00s~30s）。当某选手按下抢答键时（高电平有效），该信号被锁存电路保存起来，并经过席位灯驱动电路输出高电平，对应的发光二极管亮，表示正常抢答。同时，判断电路输出信号T为高电平，使计时电路停止计数，锁存电路处于保持状态，其他各组选手再按键无效。若没有选手按下抢答键，计时到30s时，计时自动停止，输出信号END30为高电平；如果启动键未按下，某选手就按下抢答键，锁存电路将该信号保存，并经过席位灯驱动电路输出1HZ时钟信号，对应的发光二极管闪烁，表示抢答犯规，同时判断电路输出信号F为高电平，使锁存电路、启动电路处于保持状态，再按抢答键、启动键无效。

复位电路工作状态由判断电路和计时电路控制。当输出信号T，F或END30有一个为高电平时，电路处于计时状态，经过9s延时，/END9端输出一个低电平信号，将启动电路、锁存电路和计时电路复位。分频器可将时钟信号源输出的高频率时钟信号分频为1HZ和1KHZ时钟信号，1HZ时钟信号用于计时和席位闪烁，1KHZ时钟信号用于动态扫描译码控制和抢答速度识别。

六、心得体会：

数字抢答器是我们第一次接触计算机硬件自己设计的数字系统，将理论应用到实践中，经历了从茫然到查阅资料最终豁然开朗的过程。

抢答器主要包括了74160，74244，自定义的分频器以及del和门器件组成，考虑了 在抢答过程中遵守规则或者犯规，而且当有选手答题时，再抢答则对应的灯就不会亮。

我觉得做课程设计一定要细心，认真，有耐心，有恒心。不放过任何一个细节，电路图做到分毫不差才能仿真出想要的结果！

经过此次课程设计，对本门课有了进一步的了解，对MAX+plus软件的使用有了更好的认识，更好的锻炼了动手能力，更好的了解了EDA-V实验箱的功能。相信这对我们以后的学习生活都有很大的帮助。