数电复习资料

第一篇：数电复习资料

PROM设计，74153设计，74138设计，时序逻辑电路的分析，倒计时计数器的设计

74153：双四选一数据选择器。

74138:3线-8线译码器。

时序逻辑电路：

1、写方程式：输出方程：时序逻辑电路的输出逻辑表达式，它通常为现态和输入信号的函数。输出方程：时序逻辑电路的输出逻辑表达式，它通常为现态和输入信号的函；状态方程：将驱动方程代入相应触发器的特性方程中，便得到该触发器的状态方程。

2、列出状态转换真值表

3、逻辑功能的说明：根据状态转换真值表来说明其逻辑功能

4、画状态转换图和时序图：状态转换图：电路由现态到次态的示意图。时序图是指在时序脉冲的作用下个触发器状态变换的波形图

5、检验电路能否自启动。

第二篇：模电复习资料

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第一章 半导体二极管

一.半导体的基础知识

1.半导体---导电能力介于导体和绝缘体之间的物质(如硅Si、锗Ge)。2.特性---光敏、热敏和掺杂特性。

3.本征半导体----纯净的具有单晶体结构的半导体。

4.两种载流子----带有正、负电荷的可移动的空穴和电子统称为载流子。

5.杂质半导体----在本征半导体中掺入微量杂质形成的半导体。体现的是半导体的掺杂特性。*P型半导体: 在本征半导体中掺入微量的三价元素（多子是空穴，少子是电子）。*N型半导体: 在本征半导体中掺入微量的五价元素（多子是电子，少子是空穴）。6.杂质半导体的特性

*载流子的浓度---多子浓度决定于杂质浓度，少子浓度与温度有关。

*体电阻---通常把杂质半导体自身的电阻称为体电阻。

*转型---通过改变掺杂浓度，一种杂质半导体可以改型为另外一种杂质半导体。7.PN结

* PN结的接触电位差---硅材料约为0.6~0.8V，锗材料约为0.2~0.3V。* PN结的单向导电性---正偏导通，反偏截止。8.PN结的伏安特性

二.半导体二极管

*单向导电性------正向导通，反向截止。*二极管伏安特性----同ＰＮ结。

*正向导通压降------硅管0.6~0.7V，锗管0.2~0.3V。*死区电压------硅管0.5V，锗管0.1V。

3.分析方法------将二极管断开，分析二极管两端电位的高低: 若 V阳 >V阴(正偏)，二极管导通(短路);若 V阳

该式与伏安特性曲线 的交点叫静态工作点Q。

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2)等效电路法



直流等效电路法

*总的解题手段----将二极管断开，分析二极管两端电位的高低: 若 V阳 >V阴(正偏)，二极管导通(短路);若 V阳

 微变等效电路法

三.稳压二极管及其稳压电路

*稳压二极管的特性---正常工作时处在PN结的反向击穿区，所以稳压二极管在电路中要反向连接。

第二章 三极管及其基本放大电路

一.三极管的结构、类型及特点 1.类型---分为NPN和PNP两种。

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2.特点---基区很薄，且掺杂浓度最低；发射区掺杂浓度很高，与基区接触

面积较小；集电区掺杂浓度较高，与基区接触面积较大。二.三极管的工作原理 1.三极管的三种基本组态

2.三极管内各极电流的分配

* 共发射极电流放大系数(表明三极管是电流控制器件

式子3.共射电路的特性曲线 *输入特性曲线---同二极管。

称为穿透电流。

* 输出特性曲线

(饱和管压降，用UCES表示

放大区---发射结正偏，集电结反偏。截止区---发射结反偏，集电结反偏。4.温度影响

温度升高，输入特性曲线向左移动。温度升高ICBO、ICEO、IC以及β均增加。三.低频小信号等效模型（简化）

hie---输出端交流短路时的输入电阻，常用rbe表示；

hfe---输出端交流短路时的正向电流传输比，常用β表示；

四.基本放大电路组成及其原则

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1.VT、VCC、Rb、Rc、C1、C2的作用。2.组成原则----能放大、不失真、能传输。五.放大电路的图解分析法 1.直流通路与静态分析

*概念---直流电流通的回路。*画法---电容视为开路。*作用---确定静态工作点

*直流负载线---由VCC=ICRC+UCE 确定的直线。

*电路参数对静态工作点的影响

1）改变Rb ：Q点将沿直流负载线上下移动。

2）改变Rc ：Q点在IBQ所在的那条输出特性曲线上移动。3）改变VCC：直流负载线平移，Q点发生移动。2.交流通路与动态分析 *概念---交流电流流通的回路

*画法---电容视为短路,理想直流电压源视为短路。*作用---分析信号被放大的过程。

*交流负载线---连接Q点和V CC’点 V CC’= UCEQ+ICQR L’的直线。

3.静态工作点与非线性失真

（1）截止失真

*产生原因---Q点设置过低

*失真现象---NPN管削顶，PNP管削底。*消除方法---减小Rb，提高Q。（2）饱和失真

*产生原因---Q点设置过高

*失真现象---NPN管削底，PNP管削顶。*消除方法---增大Rb、减小Rc、增大VCC。

4.放大器的动态范围

（1）Uopp---是指放大器最大不失真输出电压的峰峰值。（2）范围

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*当（UCEQ－UCES）＞（VCC’ － UCEQ）时，受截止失真限制，UOPP=2UOMAX=2ICQRL’。

*当（UCEQ－UCES）＜（VCC’ － UCEQ）时，受饱和失真限制，UOPP=2UOMAX=2（UCEQ－UCES）。*当（UCEQ－UCES）＝（VCC’ － UCEQ），放大器将有最大的不失真输出电压。六.放大电路的等效电路法

1.静态分析

（1）静态工作点的近似估算

（2）Q点在放大区的条件

欲使Q点不进入饱和区，应满足RB＞βRc。

2.放大电路的动态分析

* 放大倍数

* 输入电阻

* 输出电阻

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七.分压式稳定工作点共射

放大电路的等效电路法 1．静态分析

2．动态分析 *电压放大倍数

在Re两端并一电解电容Ce后

输入电阻

在Re两端并一电解电容Ce后

* 输出电阻

八.共集电极基本放大电路 1．静态分析

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2．动态分析 * 电压放大倍数

* 输入电阻

* 输出电阻

3.电路特点

* 电压放大倍数为正，且略小于1，称为射极跟随器，简称射随器。* 输入电阻高，输出电阻低。

第三章

场效应管及其基本放大电路

一.结型场效应管（JFET）1.结构示意图和电路符号

2.输出特性曲线

（可变电阻区、放大区、截止区、击穿区）

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转移特性曲线

UP-----截止电压

二.绝缘栅型场效应管（MOSFET）

分为增强型（EMOS）和耗尽型（DMOS）两种。结构示意图和电路符号

2.特性曲线

*N-EMOS的输出特性曲线

* N-EMOS的转移特性曲线式中，IDO是UGS=2UT时所对应的iD值。* N-DMOS的输出特性曲线

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注意：uGS可正、可零、可负。转移特性曲线上iD=0处的值是夹断电压UP，此曲线表示式与结型场效应管一致。

三.场效应管的主要参数 1.漏极饱和电流IDSS 2.夹断电压Up 3.开启电压UT 4.直流输入电阻RGS

5.低频跨导gm(表明场效应管是电压控制器件)

四.场效应管的小信号等效模型

E-MOS 的跨

导

gm---

五.共源极基本放大电路 1.自偏压式偏置放大电路 * 静态分析

动态分析

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若带有Cs，则

2.分压式偏置放大电路 * 静态分析

* 动态分析

若源极带有Cs，则

六.共漏极基本放大电路 * 静态分析

或

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* 动态分析

第四章 多级放大电路

一.级间耦合方式

1.阻容耦合----各级静态工作点彼此独立；能有效地传输交流信号；体积小，成本低。但不便于集成，低频特性差。

2.变压器耦合---各级静态工作点彼此独立，可以实现阻抗变换。体积大，成本高，无法采用集成工艺；不利于传输低频和高频信号。

3.直接耦合----低频特性好，便于集成。各级静态工作点不独立，互相有影响。存在“零点漂移”现象。

*零点漂移----当温度变化或电源电压改变时，静态工作点也随之变化，致使uo偏离初始值“零点”而作随机变动。二.单级放大电路的频率响应 1．中频段(fL≤f≤fH)

波特图---幅频曲线是20lgAusm=常数，相频曲线是φ=-180o。

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2．低频段(f ≤fL)

‘

3．高频段(f ≥fH)

4．完整的基本共射放大电路的频率特性

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三.分压式稳定工作点电路的频率1．下限频率的估算

2．上限频率的估算

响应

四.多级放大电路的频率响应

1.频响表达式

2.波特图

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第五章 功率放大电路

一.功率放大电路的三种工作状态 1.甲类工作状态

导通角为360，ICQ大，管耗大，效率低。

2.乙类工作状态

ICQ≈0，导通角为180，效率高，失真大。3.甲乙类工作状态

导通角为180~360，效率较高，失真较大。

二.乙类功放电路的指标估算 1.工作状态

 任意状态：Uom≈Uim  尽限状态：Uom=VCC-UCES  理想状态：Uom≈VCC oo

oo2.输出功率3.直流电源提供的平均功率

4.管耗 Pc1m=0.2Pom

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5.效率

三.甲乙类互补对称功率放大电路

1.问题的提出

理想时为78.5%

在两管交替时出现波形失真——交越失真(本质上是截止失真)。2.解决办法

 甲乙类双电源互补对称功率放大器OCL----利用二极管、三极管和电阻上的压降产生偏置电压。

动态指标按乙类状态估算。

 甲乙类单电源互补对称功率放大器OTL----电容 C2 上静态电压为VCC/2，并且取代了OCL功放中的负电源-VCC。

动态指标按乙类状态估算，只是用VCC/2代替。四.复合管的组成及特点

1.前一个管子c-e极跨接在后一个管子的b-c极间。2.类型取决于第一只管子的类型。3.β=β1·β 2

第六章 集成运算放大电路

一.集成运放电路的基本组成

1.输入级----采用差放电路，以减小零漂。

2.中间级----多采用共射(或共源)放大电路，以提高放大倍数。

3.输出级----多采用互补对称电路以提高带负载能力。

4.偏置电路----多采用电流源电路，为各级提供合适的静态电流。

二.长尾差放电路的原理与特点 1.抑制零点漂移的过程----

当T↑→ iC1、iC2↑→ iE1、iE2 ↑→ uE↑→ uBE1、uBE2↓→ iB1、iB2↓→ iC1、iC2↓。

Re对温度漂移及各种共模信号有强烈的抑制作用，被称为“共模反馈电阻”。

2静态分析 1)计算差放电路IC

设UB≈0，则UE=－0.7V，得 2)计算差放电路UCE • • • 双端输出时

单端输出时(设VT1集电极接RL)

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对于VT1：

对于VT2：

3.动态分析

1）差模电压放大倍数

• • 双端输出

单端输出时

从VT1单端输出 ：

从VT2单端输出 ：

2）差模输入电阻3）差模输出电阻

• • 双端输出：单端输出:

三.集成运放的电压传输特性

当uI在+Uim与-Uim之间，运放工作在线性区域 ：

四.理想集成运放的参数及分析方法 1.理想集成运放的参数特征 * 开环电压放大倍数 Aod→∞； * 差模输入电阻 Rid→∞； * 输出电阻 Ro→0； * 共模抑制比KCMR→∞； 2.理想集成运放的分析方法 1)运放工作在线性区: * 电路特征——引入负反馈

* 电路特点——“虚短”和“虚断”:

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“虚短”---

“虚断”---2)运放工作在非线性区

* 电路特征——开环或引入正反馈

* 电路特点——

输出电压的两种饱和状态:

当u+>u-时，uo=+Uom

当u+

i+=i-=0

第七章 放大电路中的反馈

一.反馈概念的建立

＊开环放大倍数－－－Ａ ＊闭环放大倍数－－－Ａｆ ＊反馈深度－－－１＋ＡＦ ＊环路增益－－－ＡＦ：

1．当ＡＦ＞０时，Ａｆ下降，这种反馈称为负反馈。

2．当ＡＦ＝０时，表明反馈效果为零。

3．当ＡＦ＜０时，Ａｆ升高，这种反馈称为正反馈。

4．当ＡＦ＝－１时，Ａｆ→∞。放大器处于 “ 自激振荡”状态。二．反馈的形式和判断

1.反馈的范围----本级或级间。

2.反馈的性质----交流、直流或交直流。

直流通路中存在反馈则为直流反馈，交流通路中存 在反馈则为交流反馈，交、直流通路中都存在反馈 则为交、直流反馈。

3.反馈的取样----电压反馈：反馈量取样于输出电压；具有稳定输出电压的作用。

（输出短路时反馈消失）

电流反馈：反馈量取样于输出电流。具有稳定输出电流的作用。（输出短路时反馈不消失）

4.反馈的方式-----并联反馈：反馈量与原输入量在输入电路中以电

流形式相叠加。Rs越大反馈效果越好。

反馈信号反馈到输入端）

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串联反馈：反馈量与原输入量在输入电路中以电压

的形式相叠加。Rs越小反馈效果越好。

反馈信号反馈到非输入端）5.反馈极性-----瞬时极性法：

（1）假定某输入信号在某瞬时的极性为正（用+表示），并设信号

的频率在中频段。

（2）根据该极性，逐级推断出放大电路中各相关点的瞬时极性（升

高用 + 表示，降低用 － 表示）。（3）确定反馈信号的极性。

（4）根据Xi 与X f 的极性，确定净输入信号的大小。Xid 减小为负反

馈；Xid 增大为正反馈。

三.反馈形式的描述方法

某反馈元件引入级间（本级）直流负反馈和交流电压（电流）串

联（并联）负反馈。四.负反馈对放大电路性能的影响

1.提高放大倍数的稳定性

2.3.扩展频带

4.减小非线性失真及抑制干扰和噪声 5.改变放大电路的输入、输出电阻 *串联负反馈使输入电阻增加1+AF倍 *并联负反馈使输入电阻减小1+AF倍 *电压负反馈使输出电阻减小1+AF倍 *电流负反馈使输出电阻增加1+AF倍 五.自激振荡产生的原因和条件

1.产生自激振荡的原因

附加相移将负反馈转化为正反馈。

2.产生自激振荡的条件

若表示为幅值和相位的条件则为：

第八章 信号的运算与处理 分析依据------“虚断”和“虚短”

一.基本运算电路 1.反相比例运算电路 R2 =R1//Rf

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2.同相比例运算电路

R2=R1//Rf

3.反相求和运算电路

R4=R1//R2//R3//Rf

4.同相求和运算电路

R1//R2//R3//R4=Rf//R5

5.加减运算电路

R1//R2//Rf=R3//R4//R5

二.积分和微分运算电路 1.积分运算

2.微分运算

第九章 信号发生电路

一.正弦波振荡电路的基本概念

1.产生正弦波振荡的条件(人为的直接引入正反馈)

自激振荡的平衡条件 : 即幅值平衡条件： 相位平衡条件： 2.起振条件:

幅值条件 ：相位条件:3.正弦波振荡器的组成、分类 正弦波振荡器的组成

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(1)放大电路-------建立和维持振荡。

(2)正反馈网络----与放大电路共同满足振荡条件。(3)选频网络-------以选择某一频率进行振荡。

(4)稳幅环节-------使波形幅值稳定，且波形的形状良好。* 正弦波振荡器的分类

(1)RC振荡器-----振荡频率较低,1M以下;(2)LC振荡器-----振荡频率较高,1M以上;(3)石英晶体振荡器----振荡频率高且稳定。二.RC正弦波振荡电路 1.RC串并联正弦波振荡电路

2.RC移相式正弦波振荡电路

三.LC正弦波振荡电路

1.变压器耦合式LC振荡电路

判断相位的方法：

断回路、引输入、看相位

2.三点式LC振荡器 *相位条件的判

断

------“

射

同

基

反

”

或

“

三

步曲法”

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(1)电感反馈三点式振荡器(哈特莱电路)

(2)电容反馈三点式振荡器(考毕兹电路)

(3)串联改进型电容反馈三点式振荡器（克拉泼电路）

(4)并联改进型电容反馈三点式振荡器（西勒电路）

(5)四.石英晶体振荡电路 1.并联型石英晶体振荡器

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2.串联型石英晶体振荡器

第十章 直流电源

一.直流电源的组成框图

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• • • • • 电源变压器：将电网交流电压变换为符合整流电路所需要的交流电压。整流电路：将正负交替的交流电压整流成为单方向的脉动电压。滤波电路：将交流成分滤掉，使输出电压成为比较平滑的直流电压。稳压电路：自动保持负载电压的稳定。二.单相半波整流电路

1．输出电压的平均值UO(AV)

2．输出电压的脉动系数S

3．正向平均电流ID(AV)

4．最大反向电压URM

三.单相全波整流电路 1．输出电压的平均值UO(AV)

2．输出电压的脉动系数S

3．正向平均电流ID(AV)

4．最大反向电压URM

四.单相桥式整流电路

UO(AV)、S、ID(AV)

与全波整流电路相同，08自动化一班

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URM与半波整流电路相同。

五.电容滤波电路 1． 放电时间常数的取值

2.输出电压的平均值UO(AV)

3.输出电压的脉动系数S.整流二极管的平均电流I D(AV)

六.三种单相整流电容滤波电路的比较

七.并联型稳压电路 1.稳压电路及其工作原理 *当负载不变，电网电压

变化时的稳压过程:

*当电网电压不变，负载变化时的稳压过程 :

2.电路参数的计算 * 稳压管的选择

常取UZ=UO；IZM=(1.5~3)IOmax * 输入电压的确定

一般取UI(AV)=(2~3)UO * 限流电阻R的计算

R的选用原则是：IZmin

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第三篇：数电课程设计

数电课程设计

一、课程性质

数字电路与逻辑设计课程实训是同学们进入电子设计领域的入门课程之一，认真仔细完成本次课程的设计内容可为今后复杂电路的设计和制作打下良好的基础。

二、设计要求

1、根据附录所示的相关内容，自选其一，进行制作；

2、使用热转印法进行制作，在制作PCB时将学号印刷在bottom层；

3、设计作品不局限于附录所示内容，如果自己有设计项目，可以自行购买器件并完成设计和制作；

4、需使用仿真软件进行功能仿真后，再进行PCB的设计和制作；

5、课程结束后，须提交设计报告1份、电路仿真文件1份、PCB设计文件1份和最后设计成品板1份。

三、器件说明

1、核心器件为NE555芯片，学院提供1块，如有损坏，自行购买；

2、学院可提供人均1份的热转印纸和单面覆铜板，超出部分，自行购买；

3、其他小型器件如电阻、电容等，自行解决。

附录：555电路运用大全

利用555时基集成电路的基础电路可以设计、开发出许多电子小实验与科技制作。下面介绍几种，供大家参考。

1．触摸延时“小灯”

图5-43是它的电路，它将触摸开关发光二极管的实验中加入延时电路，调整可调电阻阻值和电容量达到延时效果。要想增加延时的时间，就调换大容量的电容，如400μF、1000μF等。如果作为夜间床头定时灯、楼道定时灯等，可拆去发光二极管和电阻，换一个6伏的小灯即可。

图5-43

2．触摸延时音乐门铃

图5-44是它的电路图，与图5-45比较，将触摸延时“小灯”电路中拆去发光二极管，改为连接音乐片电路即可。它可以当作门铃使用，也可安置在人手触摸处作为瞬间报警器。

图5-44

3．手控行车红绿灯指示器模型

图5-45是它的电路图，先做一个红绿灯灯架，将红绿发光二极管固定在灯架上，按图连接后，只要向下按动按键，则红灯变为绿灯，手一离开便又成为红灯。

图5-45

4．可自动控制的行车红绿灯指示器模型 图5-46是它的电路图，只将上图的手控改为磁控，再加上延时电路，就可以将上述模型改为路灯自动控制。先制作一个街道模型和指示灯架，将干簧管设在指示灯前方的道路模型的下方。在一辆模型汽车的底部粘一块磁铁。当汽车行过干簧管上方时，电路导通，红灯变为绿灯，汽车继续向前行驶，由于延时电路作用，使绿灯亮一段时间，保证汽车驶过路口。需要注意的是根据汽车模型的速度，调整干簧管的位置和电路延时的时间。

图5-46

5．灯塔模型

先用硬纸做一个灯塔模型。图5-47是它的电路图，它只取闪光电路的一部分——一个绿发光二极管作为塔灯。最后调整好闪烁时间。

图5-47

6．夜间打灯光靶

图5-48是它的电路图，它与闪光电路相比，集成电路的脚①是单独与负极连接，而电容与R5却是经过干簧管与负极连接。先按图14做一个一碰便可以翻倒的靶牌。在靶子的底部固定一块磁铁，将电路中的干簧管固定在与磁铁相对应的支架底板上。绿色发光二极管放置在靶心位置上，红色发光二极管诱因在支架的底部。游艺时，将靶牌放在暗处，干簧管在磁场作用下导通，两个发光二极管相互闪光，绿色发光二极管指示靶心。当靶子被击倒后，虽然干簧管失去了磁场的作用电路断开，但这时电路并未全部不通，红色发光二极管不会常亮，表示击中靶子。如果把靶牌放到运动的车模上，打靶更加紧张有趣。

图5-48

7．发报练习器

图5-49是它的电路图，它是在音响电路中接入按键代替电键使用，做成一个发报练习器的，音调高低可自己选定。也可以自己做一个电键。

图5-49

国际莫尔斯码字符如下：

如果将自己一方的电键的两根导线接在另一个同学电路中，同时把对方同学的电键两根导线接在自己电路中，那么这俩人之间就可以互相发报传送信息了。

8．一种平时不耗电的磁控报警器

图5-50是它的电路图，它是在音响电路中接入干簧管，再将干簧管放入两块相吸引的磁铁之间，这时，干簧管并不闭合，电路不导通。当移动一块磁铁后干簧管立即闭合，电路导通报警。制作时先把干簧管安放在门窗的木框上，同时把一块磁铁固定在干簧管的上方，把另一块磁铁安放在门窗对着干簧管处的下方，注意一定要使这两块磁铁相吸，这时干簧管不导通，喇叭不发出音响。一旦门窗打开，干簧管被上方磁铁吸引闭合，电路导通，发出音响报警。

9．断线报警器

在电路图5-51中的A、B两点是用一根细的导线连接（图中的弧线），当人或动物碰断导线时便会发声报警，发光二极管发光。

10．雨水报警器

图5-52是它的电路图，它是在音响电路中从两个电阻之间引出一个探头改为雨水报警器的。用覆铜板照图5-53做一个探头，接到音响电路中，当雨水滴在探头上，使电路导通，便会发出音响。这个报警器还可以作为各种遇水报警装置。

11．高低水位报警器

水能导电，也就有电阻存在。图5-54就是利用电阻值的不同，发出不同音调制作成高低水位报警器，它与雨水报警器中的探头不同。用导线按照图5-55做成水位探头，接到电路中去。当水位低时，A与B导通，因有可调电阻，阻值较大发出低音；当水位升高A与C也导通，这时A与C电阻阻值因为没有可调电阻远远小于A与B的电阻值，因此电流通过A与C，报警器便发出高音。

按这个思路还可以做成高低音门铃、多路报警器等。

12．手控模仿鸟鸣实验

图5-56是它的电路图，它与音响器不同的是没有电容，并将电容处断开。先将音响器调响后，拆去电容，用两个手指捏住导线的两个端头，这时喇叭发出高的音调。随着手指捏住松紧程度不同，喇叭发出时高时低、时响时断、如同鸟叫一般的声音。调整可调电阻阻值，会发出不同音调，模仿鸟鸣和其他音响。

图5-56

13．节拍器

图5-57是它的电路图，它是将闪光电路中接上喇叭，做成既有灯光又有音响的节拍器，只是声音较低。调整电阻阻值和电解电容可以得到不同的节拍。

如果去掉发光二极管，将节拍器调整到好似下雨的嘀嘀声，还可以作为催眠器，响一夜用电量很少。

图5-57

14．见光发亮的光控“灯”

这个光控“灯”是见光发亮。图5-58是它的电路图，与前面介绍的光控“灯”控制相反，因此，只要把原电路中光敏电阻和可调电阻调一下位置就可以了。在实验中不要忘记可调电阻的调整。

如果在电路中拆去发光二极管和电阻，接6伏继电器，再由继电器控制灯就可达到实用装置的目的。

图5-58

15．见光响音乐

早上阳光照进屋内，它就播放出音乐。图5-59是它的电路图，它是在见光就亮的光控“灯”中，去掉发光二极管，改接音乐片和扬声器而成。制作时可以根据自己所希望的亮度，慢慢调整可调电阻值。该装置还可以以市场销售的小型激光指示器为光源枪，将光敏电阻安放在靶心处，找一个不透光的圆筒套在光敏电阻上，遮挡外部光线对它的干扰，调整可调电阻值，做成光电打靶器。

图5-59

16．黑暗光控报警器

图5-60是它的电路图，它是在黑暗控制“灯”亮电路中接上音乐片电路，制作时根据所需的暗度下调整可调电阻值到发出音乐响声。

该装置还可以与小型激光指示器或其他光线配合，做成报警器，如在圈养的动物外围，将小型激光指示器远距离照射光敏电阻，当有动物外逃时，挡住激光束，便会报警。或者将脚③与计算器中的连加相接，用来对传送带上的物品个数进行计算，或者用于通道显示有人、动物通过等。

图5-60

17．书写光亮测试器

图5-61是它的电路图，它是在黑暗控制“灯”亮的电路中再加上一个发光二极管，就可以改装为光线亮度测试器。反复调整可调电阻值，使它在符合书写光照条件下，绿色发光二极管发光，而光照一暗时红色发光二极管发光，以提醒人们注意。

图5-61

18．干湿测量器 图5-62是它的电路图，用钢丝照图做两个探头连在电路中，使用时，将它的两个探头插入花盆或其他物体中，反复调整可调电阻值，使它在湿润时绿色发光二极管亮，干燥时红色发光二极管亮，以示区别。

图5-62

19．延时开的小“灯”

图5-63是它的电路图，它是将延时关电路中的电阻和电容交换位置，便可成为延时开的电路。按下按键，发光二极管由亮转灭，当手指离开按键后，会发现过一会儿发光二极管才亮。

图5-63

20．水沸报警器

先将热敏电阻放入一个直径为8毫米左右、长100毫米的铜管或不锈钢管内，引出导线，用树脂封好，不能进水。图5-64是它的电路图。实验时插入开水中，要慢慢调整可调电阻的阻值，使它到100℃时音响报警，低于这个温度时没有音响报警。

图5-64

像以上介绍的利用基础电路扩展的电子制作还可以举出许多例子，只要大家多动脑筋，发挥创造性，就可以充分利用这套器件中磁控、光控和温控的作用，再制作出各种适应它们的外围作品。

第四篇：数电课程设计

数字电子技术课程设计题选

（注：标注“易”的题目得分75以下，标注“中”的题目得分85以下，标注“中→难”的题目完成基本要求为“中”，完成提高要求为“难”。使用中小规模器件进行设计。）

1、电子万年历（中）

以“日”作为基准时间信号，设计可计年、月、日的电子万年历。（1）计时结果用8只LED七段数码显示器稳定显示

（2）计年的规则是从0000至9999，计月的规则是从1至12，计日的规则是从1至30，用数码显示器的小数点区别显示的时基单位（3）具有手动校年、月、日功能。

2、彩灯控制器（中→难）基本要求：

(1)设计一个十盏彩灯的控制电路，要求彩灯具有单向流水效果

（2）彩灯的流向可以变化。可以正向流水，也可以逆向流水。彩灯流动的方向为手动控制 提高要求：

（3）彩灯流动的方向也可以自动控制，自动控制往返变换时间为5s（4）彩灯可以间歇流动，10s间歇一次，间歇时间1s。

3、电子密码锁（易）

(1)用电子器件设计制作一个密码锁，使之在输入正确的代码时开锁。(2)在锁的控制电路中设一个可以修改的4位代码，当输入的代码和控制电路的代码一致是锁打开。

(3)用红灯亮、绿灯灭表示关锁，绿灯亮、红灯灭表示开锁

(4)如5s内未将锁打开，则电路自动复位进入自锁状态，并发报警信号。

4、数字式跑表（中→难）

设计一个以0.01s为基准计时信号的实用数字式跑表。

基本要求;（1）跑表计时显示范围0~99min59.99s（2）具有清零、启动计时、暂停计时及继续计时功能，操作按键（或开关）不超过2个

（3）时钟源误差不超过0.01s 提高要求

（4）显示最大值可达23h59min59.99s，有整点、半点提醒功能（5）有定时功能（6）有倒计时功能

5、四路抢答器（难）

设计一个四组参赛的智力竞赛抢答器 基本要求：

（1）当某台参赛者按下抢答开关时，由数码管显示该台编号并伴有声响。此时，抢答器不再接收其他输入信号。

（2）电路具有定时功能。要求回答问题的时间≤30秒（显示为29~00），时间显示采用倒计时方式。当达到限定时间时，发出声响提示。

（3）具有计分功能。每组参赛者起始分为100分，抢答后由主持人计分，答对1次加10分，否则减去10分

（4）在复位状态下台号数码管不作任何显示（灭灯）。提高要求：

（5）答题时间还剩5s时，每秒发出提示声音。

6、汽车尾灯控制电路（中）

（1）用6只小灯泡模拟6只汽车尾灯，左侧3只，右侧3只。用4个开关分别模拟脚踏制动器，停车信号，左转弯控制和右转弯控制。

（2）当汽车正常直行时，6个尾灯全灭，当临时刹车（脚踏制动器）时，6个尾灯闪烁。

（3）当汽车左转时，左侧的尾灯按照000-001-010-100-000的顺序循环点亮，每灯点亮0.5s，而右侧的3个灯全灭。当右转时相同。

7、脉冲按键电话按键显示器（中→难）基本要求：

（1）设计一个具有八位显示的电话按键显示器；（2）能准确反映按键数字； 提高要求：

（3）显示器显示从低位向高位前移，逐位显示，最低位为当前输入位；（4）重按键时，能首先清除显示；

（5）摘下话机后才能拨号有效，挂机后熄灭显示。

8、电子脉搏计设计（难）

(1)实现在15S内测量1min的脉搏数；(2)用数码管将测得的脉搏数用数字的形式显示；(3)测量误差小于±4次/min。

9、射击自动报靶器（中）

（1）用11个开关信号模拟环数取样信号，分别表示（0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10）环，其中0表示没射中，每次射击完毕后立刻显示环数

（2）每个人可以射击5次，5次后射击次数自动清零，表示此人不能再射击（3）自动统计累计环数并显示（4）自动统计中靶次数并显示。

10、电子拔河游戏机（易）

（1）设计一个模拟拔河游戏比赛的逻辑电路。

（2）电路使用15个发光二极管，开机后只有在拔河绳子中间的发光二极管亮。（3）比赛双方各持一个按钮，快速不断地按动按钮，产生脉冲，谁按得快，发光的二极管就向谁的方向移动，每按一次，发光二极管移动一位。

（4）亮的发光二极管移到任一方的终点时，该方就获胜，此后双方的按钮都应无作用，状态保持，只有当栽判按动复位后，在拔河绳子中间的发光二极管重新亮。

（5）用七段数码管显示双方的获胜盘数。

11、篮球比赛电子记分牌（中）

设计一个符合篮球比赛规则的记分系统。（1）有得1分、2分和3分的情况，电路要具有加、减分及显示的功能。（2）有倒计时时钟显示，在“暂停时间到”和“比赛时间到”时，发出声光提示。

（3）有比赛规则规定的其他计时、记分要求。

12、乒乓球比赛游戏机（中→难）

设计一个甲、乙双方参赛，裁判参与的乒乓球比赛游戏模拟机。基本要求：

（1）用8个发光二极管排成一条直线，以中点为界，两边各代表参赛双方的位置，其中点亮的发光二极管代表“乒乓球”的当前位置，点亮的发光二极管依次由左向右或由右向左移动。

（2）当球运动到某方的最后一位时，参赛者应立即按下自己一方的按钮，即表示击球，若击中，则“球”向相反方向运动，若未击中，则对方得1分。（3）设置自动计分电路，双方各用二位数码管来显示计分，每局11分。到达11分时产生报警信号。提高要求：

（4）一方得分时，电路自动响铃3s，这期间发球无效，等铃声停止后方能继续比赛。

（5）设置局数显示，5局结束后有声响提示比赛结束。

13、出租车自动计费器（中）

（1）设计制作一个自动计费器，具有行车里程计费，等候时间计费及起价等三部分。三项计费总和为客户用车的总费用，通过数码自动显示。用4位数码管显示总的金额，最大值为99.99元。

（2）行车里程单价（0.××元/公里）、等候时间（0.××元/10分钟）、起价（×.00元）均能通过BCD码拨盘输入。

（3）在车辆启动和停止时发出音响信号，以提请顾客注意。

参考资料

[1]彭介华.电子技术课程设计指导[M].北京：高等教育出版社 [2]孙梅生，李美莺，徐振英.电子技术基础课程设计[M].北京：高等教育出版社

[3]梁宗善.电子技术基础课程设计[M].武汉：华中理工大学出版社 [4]张玉璞，李庆常.电子技术课程设计[M].北京：北京理工大学出版社 [5]谢自美.电子线路设计·实验·测试（第二版）[M].武汉：华中科技大学出版社

课程设计说明书与图纸要求

设计说明书内容要求：

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．图用计算机绘制，设计报告文字通顺，清晰，原理要表达清楚。

⑸.用仿真软件对电路图进行仿真（仿真软件可用EWB、Multisim10.0或PROTEL Se），说明仿真过程中如何对电路进行调整，对仿真结果加以描述（仿真中没有的元件用近似元件代替）。

⑹．具体格式见本节第二部分。

⑺．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，格式是否规范⑥有无仿真及对仿真过程、仿真结果的必要描述，⑦答辩过程中回答问题是否基本正确。⑻.答疑时间：周四下午3：00～4：30。地点: 主楼二楼电工实验室 ⑼．（第四周周五）下午5点前交报告。

评分标准

课程设计满分为100分，由三项构成：1.设计说明书老师给分占450%；2.答辩情况老师给分占45%；3.同学互评占10%。如有抄袭者该次设计为0分。

答辩安排：每个同学现场给老师演示仿真程序，而后老师提问。

设计说明书格式

设计说明书不少于3500字，用A4纸打印装订成册。具体格式如下：

附件：设计说明书格式

设计说明书用A4纸打印装订成册。

第五篇：数电课程设计

数字电子课程设计

班级：电气002 学号：10110081 姓名：齐西潮

原理图方式设计二进制全加器

一：设计目的

1.通过设计一个二进制全加器和十进制全加器，掌握组合逻辑电路设计的方法。2.初步了解Quartus Ⅱ采用原理图方式进行设计的流程。

3.初步掌握FPGA开发的流程以及基本的设计方法、基本的仿真分析方法。二：设计原理

在数字系统中，经常需要进行算术运算，逻辑操作及数字大小的比较等操作，实现这些运算功能的电路是加法器。加法器是一种组合逻辑电路，主要功能是实现二进制数的算数加法运算。

在设计全加器之前先要考虑半加器，半加器完成两个一位二进制相加，而考虑由低位来的进位,半加器的表达式为：Sn=AnBn+AnBn= An⊕Bn

Cn= AnBn ；

全加器是带有进位的二进制加法器，全加器的逻辑表达式：Sn=AnBnCn-1+AnBnCn-1+AnBnCn-1+AnBnCn-1

Cn=AnBnCn-1+AnBnCn-1+AnBnCn-1+AnBnCn-1 三：设计内容

应用软件QuartusⅡ设计原理图并对所设计图进行仿真。四：设计步骤

（一）二进制全加器的设计步骤 1．打开Quartus Ⅱ,选菜单File→New,在弹出的New对话框中选择Device Design Files页的原理图文件编输入项Block Diagram/Schematic File。2.在原理图编辑窗口设计一个全加器

编好图后保存文件名取为b_adder.bdf.3．将设计项目设计成可调用的元件

为了构成全加器的顶成设计，必须将以上设计的半加器b_adder.bdf设置成可调用的元件，方法是选择菜单 File→Create/Update Symbol Files for Current File项，即可将当前文件b_adder.bdf变成一个元件符号存盘，以待在高层设计中调用。

4.设计全加器顶层文件。

为了建立全加器的顶层文件，必须打开一个原理图编辑窗口，方法同前，即再次选择菜单File→New，→Block Diagram/Schematic File。在弹出的图中Project下调出b_adder文件，同时按照图连接好全加器。以q_adder命名将此全加器设计存在同一路径F:addera文件夹中。下面是以链接好的全加器电路

保存文件。5.创建工程

选择File下拉菜单中的New Project Wizard，新建一个工程。点击图中的next进入工作目录。

6.对设计文件进行编译。在Processing菜单下，点击Start Compilation命令，开始编译。编译结束后点击 确定 按钮。

7.仿真

在File下拉菜单中选择New，选取对话框中的Other File下的Veetor Waveform File，点击OK，打开一个空的波形编辑器窗口。加入输入输出端口，在波形编辑器窗口的左边端口名列表区双击，在弹出的菜单中选择Node Finder,出现Node finder 窗口后，在Filer列表中选择Pins:all,点击List,在Node Finder 窗口中出现的所有的信号名称中点》按钮，再点击OK。制定输入端口的 逻辑电平变化，最后保存该仿真波形文件，文件名与工程名相同。再点击Edit→End Time ,在弹出的窗口中的 time 值改为100.0 单位是us,点击OK，完成设置。点击右上角的蓝色箭头开始仿真。波形如下

原理图方式设计频率计

一．设计原理

数字频率计的主要功能是测量周期信号的频率。频率是单位时间（1S）内信号发生周期变化的次数。如果我们能在给定的 1S 时间内对信号波形计数，并将计数结果显示出来，就能读取被测信号的频率。数字频率计首先必须获得相对稳定与准确的时间，同时将被测信号转换成幅度与波形均能被数字电路识别的脉冲信号，然后通过计数器计算这一段时间间隔内的脉冲个数，将其换算后显示出来。这就是数字频率计的基本原理。含有时钟使能的2位十进制计数器电路设计原理如图2-1所示，频率计的核心元件之一是含有时钟使能及进位扩展输出的十进制计数器。所以在这里拟使用一个双十进制计数74390和其它一些辅助元件来完成。图中74390连接成两个独立的十进制计数器，待测频率信号clk通过一个与门进入74390的第1个计数器的时钟输入端1CLKA，与门的另一端由计数使能信号enb控制：当enb=‘1’时允许计数；enb=‘0’是禁止计数。计数器1到4位输出q[3]、q[2]、q[1]和q[0]并成总线表达方式即q[3..]，由图左下角的OUTPUT输出端向外输出计数值，同时由一个4输入与门和两个反相器构成进位信号进入第2个计数器的时钟输入端2CLKA。第2个计数器的4位计数输出是q[7]、q[6]、q[5]和q[4]，总线输出信号是q[7..4]。这两个计数器的总的进位信号，即可用于扩展输出的进位信号由一个6输入与门和两个反相器产生，由cout输出。clr是计数器的清零信号。

二：设计一个2位十进制的计数器 1.绘制原理图。2.进行全程编译，方法如二进制加法器的方法。3.仿真

步骤和二进制加法器流程相同外还要注意，在输出总线设置上先选中q[3]、q[2]、q[1]、q[0],右键弹出选择Grouping→Group,name改为q3..0,按此方法设置好q[7]、q[6]、q[5]、q[4],在Grouping→Group,name中改名为q7..4。输入clk时钟信号，clr，enb,信号，然后点击仿真按钮开始仿真，其结果如下

十进制计数器的设计完成。三：时序控制电路设计

仿真波形图：

四 : 频率计顶层电路设计

仿真波形：

五.实验心得

频率计是在已经能比较熟练使用Quartus II软件的基础上进行设计，仿真的。操作熟练程度确实较以前有了较大提高。掌握了在出错时如何通过error提示进行错误的修改以及使用一些快捷键快速的打开、建立新文件。本次设计中，收获颇多，它培养了我们独立思考、独立解决问题的能力，同时，对于同组之间的合作，也是十分重要的，只有共同努力，才能收获到最美的果实。在设计中遇到过问题，也解决过问题，有过成功，也有过失败。我们应该记住成功，但我们更加不能忘记失败，只有一次次地总结经验和教训，我们才能不断进步。

总结

过这次数电课程设计实验学习了如何使用Quartus II软件，了解了其主要功能并且知道如何进行一些简单的仿真，使以往抽象的知识形象化，增强了对所学知识的理解和巩固，会对我以后的学习起到极大的帮助作用。