數位電路與邏輯設計
課程設計指導書
適用專業：電腦科學與技術、網路工程
長春工業大學
電腦科學與工程學院
2023年12月
目錄一、課程設計目的 1
二、課程設計要求 1
三、課程設計內容 2
四、設計報告的內容和要求 3
五、課程設計考核方法 4
第一環節：設計實驗 5
一、簡易數字電子鐘的設計與製作 5
二、簡易數字頻率計的設計與製作 5
三、簡易智力競賽搶答器的設計與製作 5
四、簡易玩具電子琴的設計與製作 6
第二環節：自選課題參考題目 11
一、數碼管顯示控制器 11
二、桌球遊戲機 11
三、智力競賽搶答器 11
四、數字鐘 11
五、交通燈控制器 12
六、雙鈕電子鎖 12
七、彩燈控制器 12
八、速度表 12
九、計程車計價器 13
十、自動奏樂器一 13
十一、自動奏樂器二 13
十二、自動打鈴器 13
十三、算術運算單元alu的設計 14
十四、遊戲機 14
十五、16路數顯報警器 14
十六、脈衝按鍵**按鍵顯示器 14
十七、病房呼叫系統 15
十八、自動電子鐘 15
十九、具有數字顯示的洗衣機時控電路 15
二十、籃球比賽數字計分牌 15
二十一、電子日曆 16
二十二、設計模擬**人民廣播電台報時電路 16
二十三、數字跑錶 16
二十四、汽車尾燈控制器 16
二十五、籃球競賽30秒計時器 16
二十六、拔河遊戲機控制器 17
附錄一 ttl積體電路型號命名規則 18
附錄二部分ttl積體電路管腳排列圖 21
《數位電路與邏輯設計課程設計》是電腦科學與技術專業和網路工程專業學生的必修課之一，是《數位電路與邏輯設計》課程的乙個重要的實踐教學環節，它與理論教學和實驗教學相結合，培養學生綜合運用所學的基礎理論和掌握的基本技能來解決實際問題的能力。
課程設計通過完成乙個課題的理論設計和實際除錯工作，即能加深對所學知識的理解，又能培養綜合的實踐技能，從而提高分析問題和解決問題的能力。訓練學生綜合運用學過的數位電路的基本知識，獨立設計比較複雜的數位電路的能力。通過實踐教學引導學生在理論指導下有所創新，為專業課的學習和日後工程實踐奠定基礎。
（一）教學要求
1．鞏固和加深對數字電子器件及其所構成電路的理解，並適當拓寬學生在電子線路領域的知識面。
2．初步掌握數字電子電路的設計、計算方法。能根據系統的技術指標，論證、擬訂設計方案；選用合適的電路形式並進行工程計算及選擇電路的元器件。
3．培養獨立組織實驗方案、正確選擇使用實驗儀器的能力，提高對功能電路和系統的安裝調整、測試技術，以及綜合運用所學理論知識解決實際問題的能力。
4．在可能條件下，培養使用微型計算機分析和設計電子線路的能力。
（二）能力培養要求
1．通過查閱手冊和有關文獻資料培養學生獨立分析和解決實際問題的能力。
2．通過實際電路方案的比較分析、設計計算、元件選取、安裝除錯等環節，掌握簡單實用電路的分析方法和工程設計方法。
3．掌握常用儀器裝置的使用方法，學會簡單的實驗除錯，提高動手能力。
4．綜合應用課程中學到的理論知識去獨立完成乙個設計任務。
5．培養嚴肅認真的工作作風和嚴謹的科學態度。
課程設計內容包括設計實驗和自選課題設計兩個部分。
（一）設計實驗
每兩人一台實驗箱，完成四個實驗。
1． 簡易數字電子鐘的設計與製作
2． 簡易數字頻率計的設計與製作
3． 簡易智力競賽搶答器的設計與製作
4． 簡易玩具電子琴的設計與製作
（二）自選課題設計
從參考題目中選擇一題或自選課題進行資料查詢和設計。
1． 數碼管顯示控制器
2． 桌球遊戲機
3． 智力競賽搶答器
4． 數字鐘
5． 交通燈控制器
6． 雙鈕電子鎖
7． 彩燈控制器
8． 速度表
9． 計程車計價器
10. 自動奏樂器一
11. 自動奏樂器二
12. 自動打鈴器
13. 算術運算單元alu的設計
14. 遊戲機的設計
15. 16路數顯報警器
16. 脈衝按鍵**按鍵顯示器
17. 病房呼叫系統
18. 自動電子鐘
19. 具有數字顯示的洗衣機時控電路
20. 籃球比賽數字記分牌
21. 電子日曆
22. 設計模擬**人民廣播電台報時電路
23. 數字跑錶
24. 數字溫度計
25. 籃球競賽30秒計時器
26. 拔河遊戲機控制器
（三）設計課題選擇的原則
1．課題內容綜合教學要求。應與數位電路與邏輯設計的理論教學內容相符，在此基礎上，可進行適當的深化與拓寬。
2．課題內容的難度應適當。以便學生通過努力在規定時間內得以完成設計。同時，課題內容也應多樣化，以便不同層次、不同水平、不同興趣的學生有選擇的餘地。
3．課題內容應具有的實踐性。讓學生有較多的機會進行調整、測試，從面鍛鍊動手能力，同時，也應有一定的實用性，以利於調動學生對課程設計的積極性。
4．課題內容應適當反映電子技術領域中的新知識，盡量應用新器件。
設計報告包括自選題目設計和設計實驗兩大部分。
自選題目設計部分報告的內容包括以下幾個方面：
1、課程設計題目：自選題目名稱
2、設計任務及主要效能指標和要求
3、電路的設計
（1）根據功能要求構建總體設計方案，比較和選定設計的系統方案，確定整個電路的組成及各單元電路完成的功能，畫出系統框圖。
（2）單元電路的設計、引數計算、器件選擇及介紹。
（3）畫出完整的總體電路設計圖（器件型號、元件引數應標出）和必要的波形圖，並說明電路的工作原理。
4、整理測試資料，分析是否滿足設計要求。
5、在安裝除錯中的方法技巧，遇到的問題、原因及解決方法。
6、元器件清單。
7、總結設計電路的特點和方案的優缺點。
8、設計收穫體會
9、參考文獻。
設計實驗部分根據實際完成的實驗內容，按照上面自選題目包括的各部分內容進行編寫。
設計收穫體會和參考文獻可以根據兩部分內容總結性的寫乙個。
報告要求根據課程設計報告的內容要求認真書寫，所有的內容一律用實驗報告紙手寫；封面用課程設計說明書，封底用課程設計考核表，裝訂成冊。
1．每位學生獨立進行電路設計，在畫出基本電路圖並經理論驗證無錯誤後在實驗室完成電路元器件的安裝、除錯工作。
2．每位學生上交乙份課程設計報告。
3．在檢驗設計作品時對學生所設計的內容和相關知識進行質疑和答辯。
4．根據電路設計和電路除錯情況以及課程設計報告內容、質量、書寫規範性，質疑成績，課程設計過程表現等，由指導教師按照優、良、中、及格、不及格評定成績。
要求設計乙個能顯示兩位秒訊號的數字電子鐘，分電路設計、電路安裝、電路調測三個階段完成。
實驗電路如圖1所示。
設計乙個數字頻率計，要求檢測頻率範圍10hz~99hz，兩位數碼管顯示。由555組成多諧振盪器作為被測源，555構成單穩態觸發器控制閘門，計數器由2個74ls160組成。
實驗電路如圖2所示。
搶答器可供四組搶答，有人搶答時，蜂鳴器發聲，同時優先搶答者對應的指示燈亮，而後搶答者對應的指示燈不亮。主持人具有將搶答器復原的功能。
智力競賽搶答器是用來判斷哪乙個預定狀態首先發生的電路，主要由開關陣列電路、觸發鎖存電路、顯示電路幾部分構成。
搶答器組成框圖
實驗電路如圖3所示。
1．能發出1、2、3、4、5、6、7、1八個音符；
2．用按鍵作為鍵盤；
3．c調到b調對應頻率為：
下圖是乙個由555和一些阻容元件組成的多諧振盪器，振盪頻率取決於ra、r9、c3的值。
f≈1.44/[(ra+2r9)*c3]
式中ra對應圖中的r1~ r9的不同組合值，這取決於琴鍵k1~k8的通斷情況。在進行音符除錯時，可用乙個110k電位器反覆除錯，並確定其每個音階對應的電阻阻值。本電路的555採用雙機型的，可直接驅動揚聲器發聲。
數位電路與邏輯設計教學大綱
適用專業 通訊工程 資訊工程 自動化 測控技術與儀器 電氣工程及其自動化 課程類別 專業基礎課 先修課程 電路原理 總學時 66 學分 3 考核方式 考試 一 課程的性質與任務 本課程是資訊工程 通訊工程 自動化 測控技術與儀器和電氣工程及其自動化專業學生必修的技術基礎課程，是一門實踐性很強的課程。...
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摘要 電子技術的發展大大推動了數位電路與設計課程的教育程序，對數位電路與邏樣設計的教學改革進行詳細的闡述。根據計算機專業的特點，在課程的內容上體現專業的需求，把數字邏輯跟計算機專業設計緊密聯絡。關鍵詞 計算機專業課程進度數位電路與設計 中圖分類號 g642.0 文獻標識碼 c doi 10.3969...
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期末考試試卷 b卷 2009學年第一學期考試科目 數位電路與邏輯設計 考試型別 閉卷考試時間 120 學號姓名年級專業 一 化簡題 共3小題，共35分 1 用公式法求函式的最簡與 或表示式和最簡或 與表示式。10分 2 化簡表2所示原始狀態表。15分 表2 3 建立乙個模5的加1 加2計數器的原始狀...