数字电路课程设计之循环移位器

第一篇：数字电路课程设计之循环移位器

课程设计2

循环移位器

2012019120008江明杰

一、设计要求

设计一个8位的循环移位器：输入8位二进制数据X[7:0]，在控制输入N[2:0]和D的控制下进行向左或向右循环移位，N和D分别表示移位的位数和方向。例如：输入字为abcdefgh，若N=011, D=0，则表示向左移动3位，则输出字为defghabc。

要求：分别用’151和’157两种方式实现，并比较两种实现方式的优劣；完成设计输入和仿真验证。

二、设计分析

根据功能表，当 S1和S0取不同的二进制数时，输出F就选择A和B组成的不同的表达式。解决方案：

利用74LS151多路复用器的特点，S1和S0作为数据选择端。A和B通过不同的门电路组成不同的表达式，再将其结果输入至74LS151的数据输入端。因此，S1和S0就可以选择A与B不同的表达式进行输出。原理图：

三、设计结果

功能仿真：

当S1和S0为00时，输入A和B为11，输出F为1，满足A·B的要求。当S1和S0为01时，输入A和B为00，输出F为0，满足A+B的要求。当S1和S0为10时，输入A和B为01，输出F为1，满足AB的要求。当S1和S0为11时，输入A和B为00，输出F为1，满足A’的要求。

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

第四篇：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。

第五篇：数字电路课程设计题目

数字电路课程设计题目

题目1 数字式频率计

任务：

设计一个数字式频率计。基本要求：

1．被测信号为TTL脉冲信号。2．显示的频率范围为0—99Hz。3．测量精度为±1Hz。

4．用LED数码管显示频率数值。扩展部分：

1．输人信号为正弦信号、三角波，幅值为10mV。2．显示的频率范围为0000—9999Hz。3．提高测量的精度至0.1Hz。设计方案：

频率是指单位时间(1s)内信号振动的次数。从测量的角度看，即单位时间测得的被测信号的脉冲数。电路的方框图如下图所示。被测信号送人通道，经放大整形后，使每个周期形成一个脉冲，这些脉冲加到主门的A输人端，门控双稳输山的门控信号加到主门的B输入端，在主门开启时间内，脉冲信号通过主门，进人计数器，则计教器记得的数，就是要测的频率值。如果主门的开启时间为Ts，计数器累积的数字为N，则被测的频率为fx=N/T。

五、可选元器件

锁存器74LS273；计数器74LS90；

定时器555：

单稳态触发器743Ls123；

显示译码器74Ls47；

共阳极数码管：

电阻、电容若干。

数字电路课程设计题目

题目2 多功能数字钟

一、任务

设计一个数字钟。

二、基本要求

1．准确计时，以数字形式显示时、分和秒的时间。

2．小时的计时要求为“12翻1”，分和秒的时间要求为60进制。

3．校正时间。

三、扩展功能 1．定时控制。

2．仿广播电台正点报时。3．报整点时数。

四、数字钟电路的组成框图

数字钟电路的组成如上图所示，其主体电路的工作原砌口下：由555定时器产生1kHz的脉冲信号，经由74LS90构成的几级分频器后，输出1Hz的时钟，为由74LS90和74LS92构成的60进制秒计数器提供时钟，秒计数器十位再向74Ls90和74L592构成的60进制分计数器提供时钟，其高位再为由74LSl91和74LS74构成的12进制时计数器提供时钟。秒、分和时计数器的输出分别接到各自的译码器的输入端，驱动数码管显示。

五、可选无器件

与非门：74LS00 4片；译码器：74LS47 6片；计数器：74LS90 5片 74LS92 2片 74LS191 2片；发光二极管4只；数码管4只；555定时器：NE555 2片；触发器：741LS74 2片；74LS03（OC）片：74LS04 2片：74LS20 2片。

数字电路课程设计题目

题目3声控开关的设计与制作

一、任务

设计—个声控开关，控制对象为发光二极管。

二、基本要求

1．接收到一定强度的声音后，声控开关点亮发光二极管(电流5-10mA)，延时时间在1—10s之间可调。

2．延时时间用数字显示(采用共阳极数码管)，时间单位为0.1s，显示范围为0-9.9s。

三、设计方案

设计方框图如下图所示。驻极体话筒接收到一定强度的声音信号后，声音信号转换为电压信号，幅值很小，经放大、整形(施密特电路)后，触发单稳延时电路，产生一个宽度可调的脉冲信号，驱动发光显示电路。同时，这个脉冲信号作为选通信号，使计数器计数，并用数码显示。若时基电路的信号周期为0.1 s，则数码管显示的数字即为相应的时间值。

四、可选元器件 驻极体话筒； 三级管：9013；

555定时器；

发光二极管LED(共阳)显示译码器；74LS47； 计数器；74LS90； 与非门；74LS00； 电阻、电容若干。

数字电路课程设计题目

题目4 数字式相位差测量仪

一、任务

设计一个电路测量两路信号的相位差。

二、要求

1．被测信号为正弦波，频率为40—60Hz，幅度大于0.5V。

2．相位测量精度为1。

3．用数码管显示测量结果。

三、设计方案

图1

两个同频信号中fR为基准信号，fs为被侧信号，经放大整形后，变成正方波信号(即电压变化范围0-5v)，再经二分频电路送入由异或门组成的相位比较电路，其输出脉冲A的宽度tw可反映两信号的相位差，波形的变化过程如图2所示。

图2

锁相环和360分频电路构成的是360倍频电路，其输出B的每一周期对应原信号的1，所以可用它来度量相位差。控制电路的作用分为两方面，其一，当计数结束时，产生锁存信号，将汁数结果存入锁存器；其二，锁存后，再产生一短暂的清零信号，将计数器清零，为下一周期的测量做好准备。

四、设计提示

1．放大电路可由运放u A741实现，波形的整形用集成比较器LM393构成的滞回比较

数字电路课程设计题目

器完成。应保证整形前后两信号的相位差不变。

2．异或门采用四—2输入异或门集成电路74LS386(或74LS86)。用示波器检查其输出是否反映了两信号的相位差。

3．锁相环采用低频锁相环CD4046，其原理请参照教材。设计时应根据本题目的要求合理选择压控振荡器的定时电阻和电容，使其振荡频率在50×360＝18kHz左右。环路滤波器采用简单的RC滤波器即可，截止频率应低于40Hz。

4．360分频电路可用三级计数器串接而成(5×6×12)，用74LS90和74LS92即可实现。

5．锁存器可用两片74LS273（8D触发器)实现。

6．控制电路用以产生锁存器的锁存信号(即时钟信号)和计数器的清零信号。可用两级单稳电路．其一接受A的下降沿触发，产生一正脉冲CP；后者接受CP的下降沿，产生清零脉冲。

注意：脉冲宽度应合适，不应影响下一周期的测量。

数字电路课程设计题目

题目5 数字电容测试仪

一、任务

设计一个数字电容测试仪。

二、基本要求

1．设计一个能测量电容范围在1000—100000pF之间的电容测试仪 2．用数码管显示。

3．测量精度要求为±10%（准确值以万用表的测量值为准）。

三、扩展要求

通过选择量程的方法扩展电容的测量范围，最大要求100pF—10uF。

四、设计方案

1．设法将电容的划、转换成与之相对应的脉冲数。2．测量脉冲数目并进行译码，用数码管显示结果。3．设计框图见下图。

五、可选元器件

脉冲形成和时基电路：用NE555； 计数器：74LS90或74LS160； 译码器：74LS47或74LS48： 显示：LED数码管；

控制电路：74Ls系列与非门； 电阻、电容若干。

数字电路课程设计题目

题目6 光控计数器

一、任务

设计一个利用光线的通断来统计进入实验室人数的电路。

二、基本要求

1．设计两路光控电路，一路放置在门外，另一路设置在门里，当有人通过门口时(无论是进入或走出房间)，都会先触发一个光控电路，再触发另一个光控电路。要求根据光控电路产生触发脉冲的先后顺序，判断人员是进入还是离开实验室，当有人进入实验室时令计数器进行加计数，当有人离开实验室时进行减计数。

2．要求计数器的最大计数容量为99，并用数码管显示数字‘

三、扩展要求

1．有手动复位(清零)功能。

2．要求计数器每计—个数，发光二极管指示灯闪烁一次(或峰呜器呐一次)。

四、设计方案

五、可选元器件

红外发光二极管和光电三极管(对管两对)；

集成显示译码电路74LS 47或74LS48(2个)：

数码管(2个)；

可逆计数器74LS190或74LSl92(2个)；

发光二极管；

555定时器。

说明：74LSl90为单时钟加减控制型十进制可逆计数器，74LSl92为双时钟十进制可逆计数器。

数字电路课程设计题目

题目7 空调机温度控制器

一、任务

设计一个空调机温度控制器。空调为温度调节设备，当制冷运行时，如果室内环境温度高于设定温度，空调器启动制冷运行：如果室内环境温度低于设定温度，空调器停止运行。制热运行与制冷运行过程正好相反。

二、基本要求

1．具有温度采集功能，实时采集室内环境温度，要求误差在±1℃之内。

2．温度设定通过按键完成，比如，按一下键为设定成21℃，按两下键设定为22℃，依此类推，并且能将设定的温度显示出来。

3．根据设定温度和采集到的温度判断压缩机的运行状态，可以用开关量来表示。

三、扩展部分

1．制作成冷暖两用型控制器，需要另外加一个控制变量来描述制冷或者制热。

2．控制器具有施密特特性，抗扰动。

3．提高温度采集准确度。

四、设计方案

该电路的核心应为一比较器。且该比较器的阈值电压应受到设定温度的控制。可以采用多路模拟开关和电阻网络来改变阈值电压。可参考下图。

五、可选元器件

温度传感器：AD590：

集成运放：LM324；

三级管：90133

多路模拟开关：比4066、可以选用其他器件。

数字电路课程设计题目

题目8 数字式波形发生器

一、任务

采用EPROM(2764)设计一种可产生多种模拟连续波形的电路，能够产生正弦波、三角波、锯齿波。

二、基本要求

1．设汁时钟电路。

2．设计能够产生正弦波的波形发生器。

3．画出完整的电路图，写出设计实验调试报告。

三、扩展部分

1．对正弦波、三角波、锯齿波波形进行量化，并将量化结果存于EPROM。2．设计产生三角波、锯齿波的连续波形发生器。3．画出完整的电路图，写出设计实验调试报告。

四、设计方案

数字式波形发生器框图如下图所示。由时钟电路、计数器电路、EPROM和D/A组成。采用555构成多谐振荡电路作为时钟电路，或采用卧式晶振构成时钟电路，时钟频率为256Hz。计数器可采用74LSl61、74LS93构成，其输出作为EPROM的地址输入。将多种波形的量化结果存于EPROM存储单元内。采用8位D／A，进行数模转换。

五、可选元器件

555定时器：NEC555； 计数器：74LS161；

EPROM：2764；

数模转换器：DAC0832： 运算放大器：uA741； 集成稳压源：CW78L05。

数字电路课程设计题目

题目9 可编程字符发生器

一、任务

制作一个可编程字符发生器

二、基本要求

LED发光短阵作显示器件。

1．点阵式LED发光矩阵为8X8或16X16规格。2．设计LED发光矩阵的驱动电路。

3．用EPROM存储器存储待显示的字符。

4．字符数大于4，字形自定，如“庆祝十六大胜利闭幕”、“电子设计竞赛”等。5．具有顺序显示、流水显示和循环显示的工作方式，设计相应的控制电路。

三、设计方案

由发光二极管组成的显示屏，当行、列信号有效时，其交点的发光器件点亮，多个被点亮的发光器件即可组成一定的字符。被点亮的器件如果核一定方式显示，如从上至下，从右至左，即可形成流水显示效果。

被显示的字符按点阵方式存储在EPROM中，例如存储“中”字： 高位地址 低位地址

数据代码

D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 全“0”

000

0

0

0

0

0

0

0 全“0”

001

0

0

0

0

0

0

0 全“0”

010

0 全“0”

011

0

0

0

0

0 全“0”

0

0

0

0

0 全“0”

0 全“0”

0

0

0

0

0

0

0 全“0”

0

0

0

0

0

0

0 存储器写入数据在EPROM的片选和读写控制端控制下进行，可通过专门的编程器写入，习惯称为烧入。也可通过手写方式逐点写入。

由发光二极管组成的显示屏应采用动态扫描工作方式，有利于简化电路。例如，行驱动扫描速度较快(100Hz)，而列驱动情号较慢(1Hz)，于是在1s内，行驱动信号变化100次，被点亮的LED亮灭100次。由于人眼的视觉暂留作用，字符就固定显示出来了。如果将一个字符逐次移动一列存储10次，每隔0.1s列地址变化一次，即可产生流水效果。

可编程字符发生器的参考力框图如下图所示。

四、可选元器件

发光二极管点阵(8×8)；EPROM2716；计数器：74Ls93；555定时器；驱动管2803； 锁存器：74LS373；非门74LS04；译码器：74LSl38。

数字电路课程设计题目

题目10 智力竞赛抢答器

在进行智力竞赛抢答时，需要将参赛者分为若干组进行抢答，究竟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，犯规违章要发出一种特殊信号，以便主持人看得清、听得到。要完成上述功能，非专门仪器是难以实现的。因此，在进行智力竞赛时，通常使用一种仪器——“抢答器”。它能避确无误地实现上述功能。

一、任务要求

1．四组参赛者在进行抢答时，当抢先者按下面前的按钮时，抢答器能准确地判断出抢先者．并以声、光为标志。要求声响、光亮时间为9秒后自动熄灭。

2．抢答器应具有互锁功能，某组抢答后能自动封锁其它各组进行枪答。

3。抢答器应具有限时(抢答时、回答问题时)功能。限时档次分别为30秒、60秒、90秒；时间到时应发出声响。同时，时间数据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，以指示灯光闪为标志。

5．系统应具有一个总复位开关。

二、设计说明和提示

如下图所示，为抢答器的逻辑框图。

它主要由输人电路、判别电路、声光显示电路、计时电路和数码显示电路等组成。抢答时，当抢先者按下面前的按钮时，输人电路立即输出一抢答信号，经判别电路后，输出响应信号去驱动声光显示电路。声响电路和计时电路的输入信号是由晶振电路产生的脉冲信号来提供。

三、实验步骤自拟、器件自选

数字电路课程设计题目

题目11 交通信号灯的自动控制

随着经济建设的发展，交通日益繁忙，事故时有发生。为了保障行人和行车的安全，在十字路口上，都增设了交通灯控制器，如图1所示。大道通常有车．小道很少有车。

一、任务要求

1．通常情况下，大道绿灯亮，小道红灯亮。

2．若小通来车，大道经6秒由绿灯变为黄灯；再经过4秒，大通由黄灯变为红灯，同时，小道由红灯变为绿灯。

3．小道变绿灯后，苦大道来车不到3辆，则经过25秒钟后自动由红灯变为黄灯，再经过4秒变为红灯，同时．大道出红灯变为绿灯。

4．如果小道在绿灯亮时．小道绿灯亮的时间还没有到25秒，只要大道检测到已经超过3辆车在等候，那么小道应立即由绿灯变为黄灯，再经过4秒变为红灯．同时，大道由红灯变为绿灯。

图1

表1

二、设计说明和提示

1．灯的变化出现四个状态，如表1表示灯亮，‘0’表示灯灭。

2．交通灯控制的原理框图如图2所示。秒信号和检测信号由实验箱信号源和高低电平来提供。

图2

三、实验步骤自拟、器件自选

数字电路课程设计题目

题目12 电子锁

电子锁具有保密性强、防盗性好等特点。随着对电子锁产品的开发研制，它在日用锁中所占比重日益增强。电子锁具有机械锁无法比拟的优越性，它不仅可以完成锁本身的功能，还可以兼有多种功能，如记忆、识别、报警、兼作门铃等等。作为密码类电子锁，还不需要带钥匙，只要记住开锁密码即可。如果密码失密，主人还可以随时变换密码，不会造成不应有的损失。

一、任务要求

1．设计一个电子锁，其密码为8值二进制代码，开锁指令为串行输入码。

2．当开锁输入码与密码一致时，锁被打开。

3．当开锁输入码与密码不一致时，则报警。报警动作响1分钟，停10秒钟后再重复出现。

4．报警器可以兼作门铃用，而门铃响的时间通常为7一l0秒。

二、设计说明和提示

下图为电子锁原理框图。锁体一般由电磁线圈、锁拴、弹簧和锁框等组成．当有开锁信号时，电磁线圈有电流通过，于是线圈便产生磁场吸住锁拴，锁便打开。当无开锁信号时，线圈无电流通过，锁拴被弹入锁框，门被锁上。为教学方便，我们用发光二极管代替锁体，亮为开锁，灭为上锁。密码存储可用高低电平开关设置，也可以采用时序电路存储。当开锁信号串行输入时，一定做到输入8位代码后才出现比较结果，一致时则开锁，不一致时则报警。

三、实验步骤自拟、器件自选

数字电路课程设计题目

题目13 八路彩灯显示电路

每逢过年过节都要在门口上搞些彩灯，以显示浓厚节日气氛。那么在当代舞台上彩灯的闪烁更引人注目，使人们心情有一种特别快乐感。彩灯装置多种多样，在这里我们设计这样一种彩灯——八路彩灯显示。

一、任务要求

设计一个八路彩灯，而且每路都有八盏灯显示的控制装置。其彩灯变化情况如下：

1．八路彩灯的每路八盏灯同时依次亮，时间间隔1秒，然后同时依次灭，时间间隔1秒。

2．八路彩灯同时整个亮，时间间隔0.5秒，然后同时整个灭，时间间隔0.5秒。而这个 过程要重复四遍。

二、设计说明和提示

每路彩灯要完成一个循环共需20秒，其工作程序如下表所示。设每路彩灯为Q1-Q8。

由表可知，要完成八路彩灯显示功能．需设一个控制器，重复实现该控制程序。

三、实验步骤自拟，器件自选