数字电子技术教学创新的探讨（5篇范例）

第一篇：数字电子技术教学创新的探讨

“数字电子技术”教学创新的探讨

张凡荣1李广伦2洛阳师范学院计算机科学系，河南洛阳（471022）洛阳师范学院计算机科学系，河南洛阳（471022）

E-mail：yuanfen5182@163.com 1

摘要：“数字电子技术”课程是信息类、电类等专业的一门专业基础课，本文结合《数字电路》课程的教学现状，基于以人为本的教育理念，从教学活动中的各个环节入手，总结了笔者对“数字电子技术”课程教学创新的实践，提出几点建议，供大家交流、思考。关键词：数字电子技术；以人为本；教学创新

中图分类号：G423.07文献标识码：A

1.前言

培养人才是学校的根本任务，培养创新型人才是建设创新型国家对高等学校的迫切要求。高等学校要实现从传统知识型向创新型培养目标的转变，首先必须落实到课程教学改革上。笔者在两年的数字电子技术教学中积极进行改革尝试，取得了一定的教学效果，以下是笔者对数字电路教学改革提出的一些观点，供大家探讨。

2.教学内容体系的创新

传统的数字电路教学内容，注重基本概念和基本原理等数字知识的讲解，形成了系统的知识体系，但是这样却使教师讲课时受知识的系统性和完整性影响，束缚了学生的创新思维和自学能力。因此笔者在组织教学内容时，打破传统的教学体系框架，注重课程知识的横向应用，突出分析数字技术问题的思路和解决问题的方法，培养学生解决工程问题的基本素质。

在教学过程中，把对工程问题的逻辑抽象作为整个教材的主线，贯穿数字电子技术的知识体系中，把知识建构直接放在前台，作为教师和学生的关注焦点，而不是隐藏在各种课业任务之后。教学的着眼点就是知识建构，重点阐明思维方法。对于分析和设计电路，重点教会学生分析与设计电路的思维方法；对集成芯片，重点分析电路的外特性和逻辑功能，以一些典型集成电路为例介绍如何查阅集成电路手册、资料等，使学生学会在实际应用中正确选择和使用集成芯片，并在此基础上培养学生在芯片级的电路设计方面的能力。

同时教材的原有内容不够新颖，跟不上数字电子技术的发展，没有反映数字技术的最新发展成果。笔者在授课时通过对当今的最新发展成果介绍，激发学生学习兴趣和探索真理的精神。比如：随着数字技术的不断发展，产生了很多新技术，包括逻辑模拟、可测试设计、功耗优化技术等，这些新技术本身都较为复杂，不可能在课程中详细地阐述，但通过对它们发展方向的介绍，扩展学生的视野，从而丰富《数字电路》课程的教学内容，更新课程的教学思路，提高课程的实践性。

另外，在保证完成教学大纲所规定的主要教学内容的前提下，增加了有关EDA的内容，包括EWB(虚拟电子实验台)、Protel(电原理图、印制板图绘图软件)和isp Design EXPERT(在系统可编程器件开发软件)等方面的知识，主要是采取教师辅导和学生自学的教学方法，要求学生在电路设计中使用这些软件,最终达到基本掌握这些软件的目的。

3.教学手段的创新 收稿日期：【】

作者简介：张凡荣（1981-），男，吉林省磐石人，助教．

在教学过程中，充分利用计算机辅助教学。计算机多媒体辅助教学(CAI)是现代教育技术推广应用的一种教学方式，一方面利用其实物投影功能，把电路板、集成芯片等实物进行投影，让学生在实践中能够正确认识和选用这些器件；另一方面利用一些多媒体工具软件(PowerPoint、Flash、Authorware等)制作CAI课件，在课堂上动态演示芯片功能，给学生一个感性认识。在课堂上利用电路仿真设计软件(Pispice、EWB、MAX+PlusII)等对电路的工作原理、现象和电路的设计进行模拟仿真，利用其动态显示的直观效果，既提高了学生的兴趣和探求新知的欲望，又能够加深学生对相关理论知识的理解。

另一方面，也应当加强计算机规范化管理工作，借助计算机以及网络环境，开发数字电路教学网站，研制在线答疑系统，对《数字电路》课程教学资料（例如课件、讲义、教案、辅助教学材料、试卷等）进行处理、归档、管理和资源共享等。这样就可以将整个教研组和教学系的教师们各自的工作，转变为集体的智能和可共享的资源，打破教学的时空限制，师生之间形成网络互动，从而促进《数字电路》课程的交流和改革。这些教学手段的创新，不仅能够提高教学效果，而且能够激发学生的探索精神，变被动学习为主动学习。

4.教学方法的创新

要培养学生的创新精神，必须活跃学生的学术思想，激发学生的创造性思维。在教学活动中要贯彻“以人为本”的思想（这里“以人为本”就是以学生为本），把学生做为教学活动的主角，从理论教学到实践教学采用多种教学方法有机结合，多种形式并举的教学方法。在教学活动中，要打破满堂灌、照本宣科以及讲的过细的教学传统，做到提炼基础和重点内容的讲解；要从强迫学生学习转变为教师引导学生进行自我知识建构，教给学生如何学，怎样学，而不是学什么。

在理论课的教学过程中，可以展开以任务促学习的教学活动，充分利用internet，通过让学生上网搜索新的芯片，让同学们自己介绍新芯片功能，这样有利于学生的学习兴趣的引导。在教学过程中注意给学生留下思维的空间，以培养学生善于思考、勤于思考的能力。此外，可以适当开设讨论课，造就生动、活跃的课堂气氛，培养学生思考题问题及解决问的能力，变被动接受为主动思考。在讨论课上，教师的职能是循循善诱，激发学生的新思路，营造大爱环境。学生只有在尊重的环境中才能有创造力。

在实验课的教学过程中，注重培养学生自己动手的能力和利用现有知识去分析并掌握新知识的创新能力。在基础性实验的教学中，采用启发式让学生主动思考，教师仅做简单的指导，让学生自己动手做，从而培养学生的动手能力和思维能力；在综合性实验的教学中，让学生自己设计电路、发现问题、解决问题，老师适当指导，使学生彻底掌握所学的知识，进而培养学生灵活运用知识的能力；在设计性实验的教学过程中，教师提供难度相对较大的课题供学生选择，让学生采用分工合作的方式设计电路，学生们自己查阅资料、画出电路设计的流程图，教师做相应指导，这样不仅培养了学生们利用自己所学知识实现创新的能力，而且还培养了学生的团队精神，充分发挥学生的自主能动性和创新能力。

5.建立有利于学生创新思维的测评系统

传统的反馈往往是学生通过机械的记忆老师规定的内容来应付考试，而所有的应付都是被动的，毫无兴趣的，他们的思维基本没有运动，他们在考试中取得的成绩也仅仅是分数而已，根本没有任何能力可言，因此高等学校要培养创新型人才，就必须改革传统的测评方式。

一方面，根据每一章的教学内容建立试题库，把本章涉及到的基础知识，以及电子电路在现实中的运用，以试题的方式，展示给同学们。同学们通过练习，不仅可以掌握本章的基

础知识，而且还可以了解电子技术在实际生活中的应用，激发他们通过上网或翻阅书籍等方式去查阅相关资料，提高了他们学习的主动性和创新思维的能力；另一方面，在期末考试时，要建立明确的评分标准，教师共同流水阅卷，重视对试卷的分析。这样有利于培养学生学习的自觉性，对教学质量的检查与评估也有一个较统一的标准；在最后评定学生成绩时，不仅要考虑卷面的成绩，而且对于有特长的学生(比如：发表过数字电子技术方面的论文，电子设计竞赛获奖)还应给予加分，这样有利于激发学生的学习兴趣，培养学生的创新思维。

6.结束语

在这两年的教学和实践过程中，我们基于以人为本的教育理念，从教学活动中的各个环节入手，把创新的思想贯穿了教学活动的全过程。在 “厚基础、强能力、求创新”的教育方针下，遵循着以数字基本理论为基础，基本技能为桥梁，综合创新为目的的教学改革路线，使学生的理解能力、动手能力和创新能力都有了很大的提高。在这里笔者提出了一些粗浅的看法以供各位同行参考，在以后的教学过程中还要不断努力探索和研究数字电路课程的教学方法，以便更有效地提高教学效果。

参考文献

[1] 潘云鹤.大学教改如何指向以人文本[J].北京：中国高等教育，2005.03。

[2] 蔡克勇.高等学校要为建设创新型国家提供大力支持[J].辽宁沈阳：2006.11。

[3] 余孟尝.数字电子技术基础简明教程[M].广州：高等教育出版社，1999第二版。

“ The digital electronic technology ” Teaching innovation discussion

ZHANG Fan-rong1LI Guang-lun2

1.Computer science department, Luoyang Normal University, Luoyang, Henan471022

2.Computer science department, Luoyang Normal University, Luoyang, Henan471022

E-mail：yuanfen5182@163.com

Abstract: “ The digital electronic technology ”is one special field basic course of special field such as

information kind , electricity kind.The article unifies “ Digital Circuit ” course teaching current situation, based on the humanist education idea, starts with each links in teaching activity , has summed up innovative practice of face to face “the digital electronic technology ” course teaching and has put forward several proposals to support everybody's exchange , thinking.Key words: The digital electronic technology；humanist education idea； teaching innovation.

第二篇：数字电子技术教学改进案例

数字电子技术教学改进案例

育人是高等学校的根本任务，质量是高等学校的生命线。当前我国正处于产业结构战略性调整的关键时期，随着高等教育的规模持续扩大、体制改革不断深入，作为民办应用型高校，提高教学质量，培养创新人才，成为我们教学改革建设的工作重心和关注焦点。X科技学院电气工程学院数字电子技术课程教学团队，以提高教学质量、培养高素质应用型人才为中心，倾力探索一系列教育教学新模式，促进教学质量持续提升。

1.案例内容简介。围绕应用型人才培养目标，将当前国际工程教育领域先进研究成果——CDIO工程教育理念引入《数字电子技术》课程教学的改革之中，积极探索适应民办应用型高校的教学模式。针对传统教学体系中存在的问题，同时，根据电力工业的发展的要求，结合专业特点，我们在教学过程中不断更新与优化教学内容，注重新技术、新知识在《数字电子技术》课程中的应用。经过反复研究与实践，得出一整套完整的实施方案。

案例为基于CDIO工程教育理念的《数字电子技术》课程多位一体的有机融合型课程体系，分别从理论教学、实践教学、考核评价三方面着手进行改革。采取“一主线，二并重，三结合”课程教学模式。

2.案例主要内容

2.1优化整合教学内容，创新课程教学体系

一是抓住“一条主线”。

教学内容以组合逻辑电路、时序逻辑电路两大常规模块为主线，即以掌握常用中规模逻辑部件的工作原理、外围特性以及应用为主要内容，注重学生的基本概念、理论和计算方法的学习和理解。为后续专业课程的学习打好基础。

《数字电子技术》教学团队，在教学前期按照“加强基础性、突出应用性”的教学内容改革思路重新整合理论教学体系，采用“同类合并、相对集中、教学内容与当前专业最新技术相结合”的原则，将教学内容优化重组为多个完整的子项目，并制作了配套的教学课件。内容的编排上按照“基本原理与方法—应用技能—服务后续专业课程”的层层诱导递进式顺序，在基础内容的基础上增加有多个子项目，实现对学生的专业基本知识的传授和基本技能的培养。

二是实施“三结合”。

即课程理论教学与课程实验教学相结合、课程设计与数字电路的软件仿真相结合、工程训练与课外科技创新活动相结合。根据专业建设的需要，结合学科发展前沿，将实验室建设成集实验、实习、新产品开发与设计及科学研究于一体的多功能实践教学平台，建立大学生创新实验室，实现了对学生专业知识的应用、工程素质训练与创新能力培养的有机结合。

三是采用“二并重”。

即理论教学与实践教学并重，学生获得知识与学生应用知识的能力并重。在阐述基本概念和基本理论的基础上，注重从电子行业的角度进行理论、方法的学习与应用。

2.2改革实践教学，注重能力培养

我们在理论学习之初为学生提供一些实践课题，这些设计课题包括日常生活中用到的电子时钟、各大选秀节目中使用的评委表决器、儿童玩具里的模拟多音阶电子琴、十字路口的红黄绿交通灯、知识竞答赛中的选手抢答器、大街小巷里的流水广告灯、防盗门上的电子门铃……学生结合自己的兴趣选定一个课题，带着设计任务进入理论知识的学习。我们以洗衣机中步进电机控制器的设计作为工程实例，将工程实例中的每个模块与课程学习中的实验实训内容建立联系，做到将“工作任务课程化、教学任务工作化”，以行业内实际工作流程为导向，将工作与课程教学联系起来，为学生提供真实的校内职场环境。首先，分析工程实际应用中电机控制模块的功能，它包括电机的正反转控制、转动数字显示、置数控制、转速和定时控制；随后，我们逐个分析每部分的详细功能，将其划分为不同的小任务，并与其它课题建立联系；接着，再将每个小任务对应的知识点罗列出来，搭建层次清晰的知识框架；最后，在进入理论知识的学习。

实践教学体系以CDIO理念为指导，按照“打造校园职场环境”的教学改革思路，将课程实验、课程设计部分内容进行优化整合，增加设计性、创新性实验项目比例，创新性的提出“循环利用（以陈出新）式实践课堂”，即在实践教学环节中，除完成实验、课程设计任务外，增加实物研究环节。将往年学生的设计成品作为教具，分发给本学生，根据实作的具体情况，学生研究其工作原理、有无故障、故障解决、改进措施等，“用学生作品教学生动手”，从而实现对学生的工程应用能力、创新能力的培养。

2.3创新评价机制，提升教学效果。考核评价环节中，我们首次将学生作为评价人，与教师共同参与课程的考核评价，考核内容具体分为三大块：课堂学习、课外实践、因学增减。其中，课堂学习分为课堂表现、习题测验和期末考试，包括出勤情况、学生的学习态度、课堂参与度、随堂练习、赛客平台学时测验、期末考试；课外实践分为专题大作业和实践小项目，包括设计构思—设计—制作的能力、小组合作—分析解决问题—表述能力；因学增减是指学生在该课程的学习中有无特别之处，能力特别突出和落后的两极均有相应的评分增减，以此来鼓励学生积极投入、勇于创新。

三大体系相互渗透、相辅相成，重组后的课程教学内容与知识结构更加科学合理、先进实用，评价机制更能激发学生的学习兴趣。

3案例应用效果

新的课程体系在X级、X级、X级本科生中逐步推广与实践，有效地提高了学生的专业知识水平，使学生的工程实践能力得到了递增。通过对毕业生的跟踪调查，从用人单位的反馈意见来看，学生的知识与技能，得到用人单位的认可。

（1）促进了市级精品课程的建设

《数字电子技术》课程是电类相关专业的一门重要的专业基础课程，X年被评为校级、市级精品课程。近年来，优化了课程体系，突出了实践教学，更新了理论教学内容，改革了教学方法，建立了考核体系，进一步推进了《数字电子技术》课程的创新改革和发展，建设成效显著。

（2）提升了课题组成员的教学与科研水平

在本课题组织实施的3年时间里，大家分工协作，互教互学，研究改革措施，讨论教学方法，研究数字电子领域的新技术和现代教育教学新方法等，教研室充满了浓厚的学术气氛，教师的自身业务素质和整体水平有了大幅度的提高，共同营造了一种相互支撑、和谐发展的团队精神。以深化改革课程体系和加强课程建设为契机，积极进行了教学改革和科学研究，一方面，提高了教师教学与科研水平；另一方面将教学与科研成果引入教学中，为培养学生创新能力提供了良好平台。近三年来，课题负责人承担了省级教科研项目5项，发表论文10余篇，获得专利3项，出版著作1本。

（3）取得了一定教学效果

近3年学生考试成绩统计分布表，如图4所示，优秀、良好层次的成绩略有上升，不及格人数呈下降趋势。我们在14级的学生中进行了两方面的调查：1）你是否认为通过该课程的学习学到了知识？如图5所示。调查结果表明：107位学生中，其中105人满意，满意度为98.1%，2人不满意，不满意度为1.8%；2）你对教师在该课程教学中采取的方法是否满意？如图6所示。调查结果表明：107位学生中，其中104人（97%）填写“是”，3人（3%）填写“否”。

（4）提高了人才培养质量

从培养的本科毕业生来看，近几年来，电气工程学院的毕业生每年能保证98％以上的就业率。用人单位普遍反映我们培养的学生具有基础扎实、能力强、专业素质高等特点，社会对我们输送的毕业生非常认可、反响很好。同时，参与课程改革试点的学生在今年全国大学生电子设计大赛中的表现相对优于未试点班级的学生。

第三篇：数字电子技术 学习体会

学习《数字电子技术》的几点体会

摘要：《数字电子技术》是一门发展迅速、实践性很强的专业，是电工电子类专业的重要技术基础课程，在学习上具有较大的难度。电子技术不断发展的新形势，是当今时代发展的热点议题。本文中主要谈谈学习过程中一些的几点体会。

一、合理取舍内容，选取学习重心

数字电子技术的飞速发展和广泛应用以及数字电路的集成化趋势，增大了课程的学习难度，为了适应这种发展，我把“门电路与结合逻辑电路”和“触发器与时序逻辑电路”两大类作为学习重心，“脉冲信号的产生与转换”这部分内容从属于逻辑电路。以我们现有的知识水平和理解能力，在保证基本理论完整的原则下，我认为应该尽量以集成电路为主干，删除和精简分立原件电路，以分立为集成服务的思路作为学习的主心骨。如在逻辑门电路单元，对 TTL集成门电路工作原的学习中，不必过于侧重数值计算和门路电开关速度的分析，只作一些定性的分析即可，应重点关注集成门路的外特性和主要参数，并且善于发现集成门电路使用中的实际问题。学习各种数字部件时，不仅要对其电路原理分析有所了解，更要重点把握一些典型逻辑单元的外部逻辑功能、使用方法以及功能的扩展。

二、采用对比法，提高学习效果

对比是理论课教学中经常使用的有效的教学手段，是学生理解和掌握知识的重要方法。恰当地使用对比，有利于学生正确地掌握、准确地分析和运用所学知识去分析学习过程中出现的问题。纵向对比，搞好斜接教学。在学习数学电子技术课程之前，学生已经学过模拟电子技术的知识，而数字电路有许多区别于模拟电路的特点。模拟电路处理的电信号在实践和数值上都是连续变化的信号，即模拟信号；数字电路处理的电信号则是在时间和数值上都是离散的信号，也就是它们的变化在时间和数值上是不连续的，多以脉冲信号的形式出现。横向对比，促进知识的系统化。

每门课程所研究的内容都有其规律性和系统性，每部分中有关内容都有一定的共性和内在联系，在教学过程中，将带研究内容与已知内容对比讲解，由已知推及未知，既能使学生抓住知识的共性去分析、理解、应用新知识，又能把握知识的不同点，使知识形成一个完整的系统。如在学习时序逻辑电路的分析方法这部分内容时，我们知道计数器按技术脉冲的引入方式可分为异步型和同步型计数器两类，同步计数器是将输入计数脉冲同时加到各触发器的时钟输入端，使各触发器在计数脉冲到来时同时翻转；而异步计数器，当计数脉冲到来时，各触发器的翻转时刻不同，两者的分析步骤基本相同，但在分析异步计数器时，要特别注意各触发器翻转所对应的有效时钟条件，需列写时钟方程。因而，在讲解时应先学习同步计数器，在此基础上，再对比讲解异步计数器，通过引导启发，点名他们的差异性及一致性，这样根据初学者认识事物的规律，由浅入深，循序渐进，使学生能很好地理解掌握知识的关键点。三、一题多解对比，培养学生的创造思维能力。

经常有意识地让学生做一些一题多解练习并加以比较，可扩展学生的思维空间，增强运用知识的灵活性，促进知识融会贯通，有利于培养学生创造思维能力。如逻辑函数的化简方法有代数法和图形化简法（即卡诺图法）；实现某一逻辑函数可用八选一数据选择器 74HC51，也可用译码器 74HC138；组成任意进制的计数器，可利用集成计数器的清零端或预置并行数据控制端等实现。因而，可以要求学生用不同方法求解同一题，分析各自的特点，这样做一道题可回顾两 部分内容，收到事半功倍的效果。正误对比，纠正错误思维。

正误对比，是习题课常用的方式之一。在学习课程的过程中，总难免存在一些错误的思维方式，这些错误思维在回答问题及作业中回显露出，通过正误的对比，使学生能清晰地发

现错误的根源，从而吃一堑长一智，化消极因素为积极因素。

四、实践实验和仿真实验相结合，培养解决实际问题的能力

数字电子技术是一门实践性很强的及时基础课程，必须重视实验和课程设计，是本课程不可缺少的重要环节。通过实验操作，有利于提高动手能力，培养创造性思维的能力和解决实际问题的能力，但有时实验课的开设，会受到时间、元器件和仪器等各方面的限制，而且要想通过一两次实验就完全掌握仪器的使用方法、理解实验的步骤是很困难的，利用 EWB的仿真优势，辅助实验教学，可以提高教学效果。随着计算机的应用和普及，各校相继建立校园网络系统以及多媒体教室，这一切为利用 EWB软件实现电子电路的仿真实验，辅助实验教学提供了前提和可能性。EWB（即 Electronics Work Bench）虚拟了一个可以对模拟、数字电子电路进行模拟仿真的工台，具有较完善的各种元器件模型库和几种常用的分析仪器，能进行电子电路的设计，并能对电子电路进行较详细的分析，不但是一个非常优秀的电子设计软件，俄日且也是一个非常优秀的电子技术模拟实验训练软件。

第四篇：数字电子技术教师教学期末总结

本学期担任数字电路的教学任务，为学生学习单片机技术奠定良好的基础，锻炼学生的逻辑思维能力，培养学生学会自学，加强课堂管理，培养学生的学习能力。

内容构成： 1.数制与编码 2.逻辑门电路 3.组合逻辑电路 4.触发器

重点难点。

重点：逻辑门电路以及逻辑运算的规律组合逻辑电路的分析和设计方法。触发器的功能和基本应用

难点：组合逻辑电路的分析和设计 触发器的功能以及应用

特点：本学科的理论学习还是比较简单，主要是在第一章数字电路基础中做好课 前引导，让学生理解数字电路的特点，以便以后学习更为快速。教学工作措施：

1.加强学生的上课听课秩序，严厉管理课堂秩序。

2.对于概念性知识点，多举例，多比方，让学生能直观地理解并加强记忆。

3.在逻辑运算中，更应该与数学运算相结合，并予以区别。

4.组合逻辑电路的分析设计举例应切近生活，利用日常生活中的例子。分析编 码译码器时，可以以编辑和翻译为例子。

5.触发器的讲解。应该做到综合型强，总结性好。以免给学生学习带来学习的盲目感。

本学期任17级《数字电子技术》课程的教育教学任务，在此之前，学生已 经学习了《电工基础》和《模拟电路》，对于电子专业的总体发展不是很陌生，但对于《数字电路》的发展还是比较感兴趣，基于以上原因，根据理论知识的深浅度，教学设计的指导思想是：根据学生的原有知识水平，引导学生通过学生探 究小组课前调查活动，充分利用现代信息技术手段，把模拟信号、数字信号这种 抽象的事物在课堂上可视化，降低学生接受难度。在教学过程中，借助电路图作为工具，并通过实际举例和分析设计简单的逻辑电路，给学生自主建构的台阶，这样在完成知识构建的同时，扩展学生的知识视野，了解现代数字技术。5个班级的总体情况还是比较良好。在这里对本期教育教学进行简单的总结;

1、教学情况

（1）按时完成教学大纲规定的内容。

（2）采用实物与理论、元件性能与实际应用相结合的手段讲授理论内容。

（3）采用启发式，讨论式的教学方法去理解抽象的概念。

（4）除定时辅导答疑外，课前早到随时答疑。

（5）及时批改作业，发现问题及时解决。

（6）征求学生意见，改进教学方法

2、学生学习情况（1）电子班学生学风好，学习兴趣浓，积极性高，思想活跃，喜欢提问。

（2）个别同学不用功，没有及时将所学内容消化，考试前现突击，这是无法学好这门课的。（3）从考试成绩来看，4个班的成绩都很均匀，属正态分布。

3、结论及分析：教学中严格执行教学大纲，方法较得当，教学环节全面，细致，学时应针对专业稍加调整；学生有良好的学风，应继续发扬，另外应多给老师的教学提出建议，以及时改进。

4、今后的努力方向

1．在工作中更加严格地要求自己，而不是停滞不前，自以为是。

2． 谦虚谨慎，戒骄戒躁，在工作中，虚心学习同事的先进教学经验，言语谨慎，举止得体，处处以一个人民教师标准要求自己。

3． 在其它方面，要更加积极主动地完成上级交给的各项任务，有缺点就改，有不足就纠正，争取把工作做得尽善尽美。

总之，一学年来，本人尽职恪守，在工作岗位中尽量克服缺点，完善自我，努力向前。当然自己尚未发现的缺点，还望广大教师、领导给予批评指正。

第五篇：数字电子技术电路课程设计

数字电子技术电路课程设计

题 目：数字时钟说明书

所在学院：信息工程学院

专 业：通信工程

班 级：

授课教师：

小组成员：

时 间：

16--1

2014-6-10

数字时钟说明书

数字钟是一种用数字电子技术实现时，分，秒计时的装置，具有较高的准确性和直 观性等各方面的优势，而得到广泛的应用。此次设计数字电子钟是为了了解数字钟的原理，在设计数字电子钟的过程中，用 数字电子技术的理论和制作实践相结合，进一步加深数字电子技术课程知识的理解和应用，同时学会使用Multisim电子设计软件。

一、设计目的

1.熟悉集成电路的引脚安排.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.了解数字钟的组成及工作原理.5.熟悉数字钟的设计与制作.二、设 计 要求

1.显示时，分，秒，用24小时制 2.能够进行校时，可以对数字钟进行调时间 1.设计指标

时间以24小时为一个周期;显示时,分,秒;有校时功能,可以分别对时及分进行单独校时,使其校正到标准时间;为了保证计时的稳定及准确须由晶体振荡器提供表针时间基准信号.画出电路原理图(或仿真电路图);判断元器件及参数选择;电路仿真与调试;PCB文件生成与打印输出.3.制作要求 自行装配和调试,并能发现问题和解决问题.4.编写设计报告 写出设计与制作的全过程,附上有关资料和图纸,有心得体会.1.数字钟的构成

数字钟实际上是一个对标准频率(1HZ)进行计数的计数电路.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,同时标准的1HZ时间信号必须做到准确稳定.通常使用石英晶体振荡器电路构成数字钟.图 3-1所示为数字钟的一般构成框图.1.秒脉冲发生器 脉冲发生器是数字钟的核心部分，它的精度和稳定度决定了数字钟的质量，通常用晶体振荡器发出的脉冲经过整形、分频获得1Hz的秒脉冲。如晶振为32768 Hz，通过15次二分频后可获得1Hz的脉冲输出.2.计数译码显示

秒、分、时、日分别为60、60、24、7进制计数器、秒、分均为60进制，即显示00～59，它们的个位为十进制，十位为六进制。时为二十四进制计数器，显示为00～23，个位仍为十进制，而十位为三进制，但当十进位计到2，而个位计到4时清零，就为二十四进制了。

⑴晶体振荡器电路

晶体振荡器电路给数字钟提供一个频率稳定准确的32768Hz的方波信号,可保证数字钟的走时准确及稳定.不管是指针式的电子钟还是数字显示的电子钟都使用了晶体振荡器电路.⑵分频器电路

分频器电路将32768Hz的高频方波信号经32768()次分频后得到1Hz的方波信号供秒计数器进行计数.分频器实际上也就是计数器.⑶时间计数器电路

时间计数电路由秒个位和秒十位计数器,分个位和分十位计数器及时个位和时十位计数器电路构成,其中秒个位和秒十位计数器,分个位和分十位计数器为60进制计数器,而根据设计要求,时个位和时十位计数器为12进制计数器.⑷译码驱动电路

译码驱动电路将计数器输出的8421BCD码转换为数码管需要的逻辑状态,并且为保证数码管正常工作提供足够的工作电流.⑸数码管

数码管通常有发光二极管(LED)数码管和液晶(LCD)数码管,本设计提供的为LED数码管.2.数字钟的工作原理 1)晶体振荡器电路

晶体振荡器是构成数字式时钟的核心,它保证了时钟的走时准确及稳定.晶体XTAL的频率选为32768HZ.该元件专为数字钟电路而设计,其频率较低,有利于减少分频器级数.当要求频率准确度和稳定度更高时,还可接入校正电容并采取温度补偿措施.由于CMOS电路的输入阻抗极高,因此反馈电阻R1可选为1.8KΩ.较高的反馈电阻有利于提高振荡频率的稳定性.2)分频器电路

通常,数字钟的晶体振荡器输出频率较高,为了得到1Hz的秒信号输入,需要对振荡器的输出信号进行分频.通常实现分频器的电路是计数器电路,一般采用多级2进制计数器来实现.例如,将32768Hz的振荡信号分频为1HZ的分频倍数为32768(215),即实现该分频功能的计数器相当于15极2进制计数器.常用的2进制计数器有74HC393等.3）6进制计数器转换电路

分个位和分十位计数单元电路结构分别与秒个位和秒十位计数单元完全相同,只不过分个位计数单元的Q3作为向上的进位信号应与分十位计数单元的CPA相连,分十位计数单元的Q2作为向上的进位信号应与时个位计数单元的CPA相连.时个位计数单元电路结构仍与秒或个位计数单元相同,但是要求,整个时计数单元应为12进制计数器,不是10的整数倍,因此需将个位和十位计数单元合并为一个整体才能进行12进制转换.利用1片74HC390实现12进制计数功能的电路如图3-6所示.4)译码驱动及显示单元

计数器实现了对时间的累计以8421BCD码形式输出,选用显示译码电路将计数器的输出数码转换为数码显示器件所需要的输出逻辑和一定的电流,选用CD4511作为显示译码电路,选用LED数码管作为显示单元电路.5)校时电源电路

当重新接通电源或走时出现误差时都需要对时间进行校正.通常,校正时间的方法是:首先截断正常的计数通路,然后再进行人工出触发计数或将频率较高的方波信号加到需要校正的计数单元的输入端,校正好后,再转入正常计时状态即可.根据要求,数字钟应具有分校正和时校正功能,因此,应截断分个位和时个位的直接计数通路,并采用正常计时信号与校正信号可以随时切换的电路接入其中.图3-7所示即为带有基本RS触发器的校时电路, 1.实验中所需的器材 5V电源.面包板1块.示波器.万用表.镊子1把.剪刀1把.网络线2米/人.共阴八段数码管6个.HD74LS48P芯片6个.HD74LS90P芯片6个.HD74LS08P芯片2个.555芯片一个.1.8KΩ电阻一个.设计图为：

面包板内部结构图

面包板右边一列上五组竖的相通,下五组竖的相通,面包板的左边上下分四组,每组中X,Y列(0-15相通,16-40相通,41-55相通,ABCDE相通,FGHIJ相通,E和F之间不相通.个功能块电路图

一个CD4511和一个LED数码管连接成一个CD4511驱动电路,数码管可从0---9显示,以次来检查数码管的好坏,见附图5-1.利用一个LED数码管,一块CD4511,一块74HC390,一块74HC00连接成一个十进制计数器,电路在晶振的作用下数码管从0—9显示, 总接线元件布局简图,见附图6-1 芯片连接图见附图7-1 八,总结

设计过程中遇到的问题及其解决方法.在检测面包板状况的过程中,出现本该相通的地方却未通的状况,后经检验发现是由于万用表笔尖未与面包板内部垂直接触所至.在检测CD4511驱动电路的过程中发现数码管不能正常显示的状况,经检验发现主要是由于接触不良的问题,其中包括线的接触不良和芯片的接触不良,在实验过程中,数码管有几段二极管时隐时现,有时会消失.用5V电源对数码管进行检测,一端接地,另一端接触每一段二极管,发现二极管能正常显示的,再用万用表欧姆档检测每一根线是否接触良好,在检测过程中发现有几根线有时能接通,有时不能接通,把接触不好的线重新接过后发现能正常显示了.其次是由于芯片接触不良的问题,用万用表欧姆档检测有几个引脚本该相通的地方却未通,而检测的导线状况良好,其解决方法为把CD4511的芯片拔出,根据面包板孔的的状况重新调整其引脚,使其正对于孔,再用力均匀地将芯片插入面包板中,此后发现能正常显示,本次实验中还发现一块坏的LED数码管和两块坏的CD4511,经更换后均能正常显示.在连接晶振的过程中,晶振无法起振.在排除线与芯片的接触不良问题后重新对照电路图,发现是由于12脚未接地所至.在连接六进制的过程中,发现电路只能4,5的跳动,后经发现是由于接到与非门的引脚接错一根所至,经纠正后能正常显示.在连接校正电路的过程中,出现时和分都能正常校正时,但秒却受到影响,特别时一较分钟的时候秒乱跳,而不校时的时候,秒从40跳到59,然后又跳回40,分和秒之间无进位,电路在时,分,秒进位过程中能正常显示,故可排除芯片和连线的接触不良的问题.经检查,校正电路的连线没有错误,后用万用表的直流电压档带电检测秒十位的QA,QB,QC和QD脚,发现QA脚时有电压时而无电压,再检测秒到分和分到时的进位端,发现是由于秒到分的进位未拔掉所至.在制作报时电路的过程中,发现蜂鸣器在57分59秒的时候就开始报时,后经检测电路发现是由于把74HC30芯片当16引脚的芯片来接,以至接线都错位,重新接线后能正常报时.连接分频电路时,把时个位的QD和时十位的1脚断开,然后时十位的1脚接到晶振的3脚,时十位的3脚接到秒个位的1脚,所连接的电路图无法正常工作,时十位从0-9的跳,时个位只能显示一个0,在这个电路中3脚的分频用到两次,故无法正常显示,因此要把12进制接到74HC390的一个逻辑电路空出来用于分频即可,因此把时十位的CD4511的12,6脚接地,7脚改为接74HC390的5脚,74HC390的3,4脚断开,然后4脚接9脚即可,其中空出的74HC390的3脚就可用于2Hz的分频,分频后变为1Hz,整个电路也到此为正常的数字钟计数.2.设计体会

在此次的数字钟设计过程中,更进一步地熟悉了芯片的结构及掌握了各芯片的工作原理和其具体的使用方法.在连接六进制,十进制,六十进制的进位及十二进制的接法中,要求熟悉逻辑电路及其芯片各引脚的功能,那么在电路出错时便能准确地找出错误所在并及时纠正了.在设计电路中,往往是先仿真后连接实物图,但有时候仿真和电路连接并不是完全一致的,例如仿真的连接示意图中,往往没有接高电平的16脚或14脚以及接低电平的7脚或8脚,因此在实际的电路连接中往往容易遗漏.又例如74HC390芯片,其本身就是一个十进制计数器,在仿真电路中必须连接反馈线才能正常显示,而在实际电路中无需再连接,因此仿真图和电路连接图还是有一定区别的.在设计电路的连接图中出错的主要原因都是接线和芯片的接触不良以及接线的错误所引起的.3.对该设计的建议

此次的数字钟设计重在于仿真和接线,虽然能把电路图接出来,并能正常显示,但对于电路本身的原理并不是十分熟悉.总的来说,通过这次的设计实验更进一步地增强了实验的动手能力.