10Q级电气专业数字电子技术课程设计任务书(新)

发布时间：2024-11-08

10Q级电气专业数字电子技术课程设计任务书(新)2012.12.14

数字电子技术课程设计任务书

一、课程设计目的

通过本课程设计，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，培养工程师的基本技能，提高分析问题和解决问题的能力。

二、课程设计要求

本课程设计分为实际设计与虚拟仿真两个环节。

实际设计应使学生学会电子系统设计的基本设计方法，包括：方案的选择、框图的绘制、单元电路的设计、元器件的选择等方面。

虚拟仿真环节应使学生学会使用电路仿真分析软件（Multisim）在计算机上进行电路设计与分析的方法。要求学生所选课题必须在计算机上通过虚拟设计确定设计方案，通过虚拟仿真建立系统，完成设计要求。

三、课程设计内容

在下列课题中选择题目；要求所有课设题目必须有详细的原理分析过程和推导，要求必须进行逻辑状态赋值。 1、设计题目：交通灯控制系统

要求：

控制交叉路口的2方向红绿灯变化。

变化时序如图1所示。东西方向红灯亮第0-15秒，16-27秒绿灯亮，28-31秒黄灯亮；南北方向0-11秒绿灯亮，12-15秒黄灯亮，16-31秒红灯亮。在一个方向中设置时间显示。设置复位开关。

要求按课设报告格式要求写出原理分析、设计过程和设计说明。

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电路图必须用仿真软件绘制，并截图粘贴到Microsoft Word中。

图1 红绿灯控制时序

2、设计题目：数字时钟

要求：

显示功能：具有“时”“分”“秒”的十进制数字显示（“时”从0~23）。校时功能：当接通电源或数字时钟走时有偏差，能手动校时。整点报时：当时钟计到整点时能进行报时。

要求按课设报告格式要求写出原理分析、设计过程和设计说明。电路图必须用仿真软件绘制，并截图粘贴到Microsoft Word中。 3、设计题目：多路抢答器

要求：

可供不少于8名参赛选手使用。在主持人启动开关后，开始抢答。

电路配有数码显示，能显示出优先抢答者的编号。可用主持人按钮清除上一次的结果。

要求按课设报告格式要求写出原理分析、设计过程和设计说明。电路图必须用仿真软件绘制，并截图粘贴到Microsoft Word中。 4、设计题目：数字频率计

要求：

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数字显示功能：用数码管显示测量信号的频率（十进制形式显示）。测量范围：10Hz~100kHz的信号，为提高测量精度，可选择高、低频段测量。

测量精度：误差不超过1% 。

要求按课设报告格式要求写出原理分析、设计过程和设计说明。电路图必须用仿真软件绘制，并截图粘贴到Microsoft Word中。 5、设计题目：乒乓球比赛游戏机

要求：

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。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。

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。

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。

要求按课设报告格式要求写出原理分析、设计过程和设计说明。电路图必须用仿真软件绘制，并截图粘贴到Microsoft Word中。 6.、脉冲边沿检测器要求：

开关A为复位键

开关B为单脉冲输入端，可先输入负脉冲，也可先输入正脉冲

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由红灯来表示正脉冲，绿灯表示负脉冲，且复位前指示灯一直亮。复位后，可重新检测。

要求按课设报告格式要求写出原理分析、设计过程和设计说明。电路图必须用仿真软件绘制，并截图粘贴到Microsoft Word中。 7、实现8选1数据选择器（HC151）的逻辑功能，并用其产生四变量逻辑函数要求：

用仿真软件绘制74HC151的逻辑构成图（不能用芯片代替），实现其功能并仿真；并将仿真结果截图两张粘贴到Microsoft Word中。

用74HC151芯片产生四变量逻辑函数：Y=A/B/C/+AB+BCD。要求按课设报告格式要求写出原理分析、设计过程和设计说明。

电路图必须用仿真软件绘制，并截图粘贴到Microsoft Word中。 8、实现4位超前进位加法器74LS283的逻辑功能，并且用其设计代码转换电路

要求：

用仿真软件绘制的逻辑构成图（P196,不能用芯片代替），实现其功能并仿真；并将仿真结果截图两张粘贴到Microsoft Word中。

用74LS283芯片设计代码转换电路：将余三码转换成十进制的8421BCD码。要求按课设报告格式要求写出原理分析、设计过程和设计说明。电路图必须用仿真软件绘制，并截图粘贴到Microsoft Word中。 9、设计7曾楼宇楼道灯控制开关电路

要求：

上楼时：进入一楼按灯开关，二层灯亮，上到二层按灯开关三层灯亮，依次类推，到家后回按灯开关楼道灯全暗；下楼时：按层灯开关，下一层灯亮，后面依次类推，出一层回按灯开关，灯全暗。

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要求按课设报告格式要求写出原理分析、设计过程和设计说明。要求用门电路实现并仿真。 10、作业题4.30题

用仿真软件绘制74LS85的逻辑构成图（P199,不能用芯片代替），实现其功能并仿真；并将仿真结果截图两张粘贴到Microsoft Word中。用74LS85芯片完成作业题4.30题的要求。要求按课设报告格式要求写出原理分析、设计过程和设计说明。

电路图必须用仿真软件绘制，并截图粘贴到Microsoft Word中。 11、作业题4.27题

用仿真软件绘制74LS283的逻辑构成图（P196,不能用芯片代替），实现其功能并仿真；并将仿真结果截图两张粘贴到Microsoft Word中。用74LS283芯片完成作业题4.27题的要求。要求按课设报告格式要求写出原理分析、设计过程和设计说明。

电路图必须用仿真软件绘制，并截图粘贴到Microsoft Word中。 12、作业题4.15题

用仿真软件绘制74LS138、74LS153的逻辑构成图（P175、P188,不能用芯片代替），实现其功能并仿真；并将仿真结果各截图两张粘贴到Microsoft Word中。

用74LS138、74LS153芯片完成作业题4.15题的要求。要求按课设报告格式要求写出原理分析、设计过程和设计说明。

电路图必须用仿真软件绘制，并截图粘贴到Microsoft Word中。 13、作业题4.8题

用仿真软件绘制74LS148的逻辑构成图（P170,不能用芯片代替），实现其

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功能并仿真；并将仿真结果截图两张粘贴到Microsoft Word中。用74LS148芯片完成作业题4.8题的要求。要求按课设报告格式要求写出原理分析、设计过程和设计说明。

电路图必须用仿真软件绘制，并截图粘贴到Microsoft Word中。 14、作业题4.4题

用仿真软件绘制CMOS反相器、CMOS与非门的逻辑构成图（P80b图、P93的图3.3.29,不能用芯片代替）、实现其功能并仿真；并将仿真结果截图两张粘贴到Microsoft Word中。

用CMOS反相器、与非门、TG传输门等CMOS器件完成作业题4.4题的要求。要求按课设报告格式要求写出原理分析、设计过程和设计说明。电路图必须用仿真软件绘制，并截图粘贴到Microsoft Word中。 15、作业题5.26题

用仿真软件绘制维持阻塞结构JK触发器74LS109（P240）和用两个电平触发D触发器构成的边沿触发JK触发器CC4027（P241）的逻辑构成图(不能用芯片代替），实现其四个基本功能并仿真，比较结果。并将仿真结果各截图两张粘贴到Microsoft Word中。

用74LS109、CC4027芯片各自完成作业题5.26题的要求。要求按课设报告格式要求写出原理分析、设计过程和设计说明。

电路图和输出波形必须用仿真软件绘制，并截图粘贴到Microsoft Word中。

16、仿照5.28题设计一个六人抢答逻辑电路，要求同于5.28题

用仿真软件绘制CMOSTG传输门（P97）并验证其逻辑功能；用仿真软件绘制并仿真用CMOSTG传输门、CMOS反相器、CMOS或非门等构成的边沿D

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触发器（P232）。并将仿真结果各截图两张粘贴到Microsoft Word中。用带异步复位端的边沿触发D触发器完成设计要求。要求按课设报告格式要求写出原理分析、设计过程和设计说明。

电路图必须用仿真软件绘制，并截图粘贴到Microsoft Word中。 17、作业题5.19题

用仿真软件制作带缓冲级的CMOS“或非”门电路（P93图3.3.30），图中VDD取5V电压，然后仿真其逻辑功能，并将仿真结果截图两张粘贴到Microsoft Word中。

用仿真软件制作带异步置位、复位功能的CMOS边沿D触发器（P232图5.5.2），然后仿真其逻辑功能，并将仿真结果截图两张粘贴到Microsoft Word中。

用对应触发器芯片完成作业题5.19题的要求。要求按课设报告格式要求写出原理分析、设计过程和设计说明。

电路图和输出波形必须用仿真软件绘制，并截图粘贴到Microsoft Word中。 18、作业3.14题

用仿真软件制作TTL门反相器（P117的图3.5.9，其中VCC=5V）(不能用芯片代替），然后仿真其逻辑功能，并将仿真结果截图两张粘贴到Microsoft Word中。

用仿真软件制作TTL门与非门（P128的图3.5.27，其中VCC=5V）(不能用芯片代替），然后仿真其逻辑功能，并将仿真结果截图两张粘贴到Microsoft Word中。

在仿真软件上用TTL门反相器和与非门按照P93的图3.3.30右图形式构

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成或非门电路，然后仿真其逻辑功能，并将仿真结果截图两张粘贴到Microsoft Word中。

用仿真软件测量3.14题的内容，并将仿真结果截图两张粘贴到Microsoft Word中。不需要写出原理分析、设计过程和设计说明，但必须提交符合要求的报告。 19、作业3.18题

用仿真软件制作TTL门与非门（P128的图3.5.27，其中VCC=5V）(不能用芯片代替），然后仿真其逻辑功能，并将仿真结果截图两张粘贴到Microsoft Word中。

在仿真软件上测量完成3.18题的5个内容，并将仿真结果全部截图粘贴到Microsoft Word中。其中题中5V万用表也用仿真电路中的。不需要写出原理分析、设计过程和设计说明，但必须提交符合要求的报告。 20、作业题6.25题

用仿真软件制作74LS190（P294）的逻辑构成图(不能用芯片代替），然后仿真其逻辑功能，并将仿真结果截图两张粘贴到Microsoft Word中。在仿真软件上用74LS190芯片完成作业题6.25题的设计要求。要求按课设报告格式要求写出原理分析、设计过程和设计说明。

电路图必须用仿真软件绘制且能仿真，并截图粘贴到Microsoft Word中。 21、作业题6.23题

用仿真软件绘制74LS48（P184的图4.3.16）的逻辑构成图(不能用芯片代替），然后仿真其逻辑功能，注意必须接上七段显示器；并将仿真结果截图两张粘贴到Microsoft Word中。

在仿真软件上用74LS48芯片完成作业题6.23题的设计要求。要求按课设

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报告格式要求写出原理分析、设计过程和设计说明。

电路图必须用仿真软件绘制且能仿真，并截图粘贴到Microsoft Word中。 22、作业题6.30题

用仿真软件绘制74LS161（P282的图6.3.13）和74LS153（P188的图4.3.21）的逻辑构成图(不能用芯片代替），然后仿真其逻辑功能，并将仿真结果各截图两张粘贴到Microsoft Word中。

在仿真软件上用74LS161、74LS153芯片完成作业题6.30题的设计要求。要求按课设报告格式要求写出原理分析、设计过程和设计说明。电路图必须用仿真软件绘制且能仿真，并截图粘贴到Microsoft Word中。 23、作业题6.29题

用仿真软件绘制同步十进制加法计数器74LS160（P291的图6.3.21）的逻辑构成图(不能用芯片代替），然后仿真其逻辑功能，并将仿真结果各截图两张粘贴到Microsoft Word中。

用仿真软件绘制74LHC151（P191的图4.3.24）的逻辑构成图(不能用芯片代替），然后仿真其逻辑功能，并将仿真结果各截图两张粘贴到Microsoft Word中。

在仿真软件上用74LS160、74HC151芯片完成作业题6.30题的设计要求。要求按课设报告格式要求写出原理分析、设计过程和设计说明。电路图必须用仿真软件绘制且能仿真，并截图粘贴到Microsoft Word中。 24、作业题6.32题

用仿真软件制作维持阻塞结构JK触发器（P240的图5.6.6）的逻辑构成图(不能用芯片代替），图中与非、或非门均用TTL门器件；然后仿真其逻辑功能，并将仿真结果截图两张粘贴到Microsoft Word中。

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用仿真软件制作异或门电路（P98的图3.3.37）的逻辑构成图(不能用芯片代替），图中反相器、TG门均用CMOS门器件；然后仿真其逻辑功能，并将仿真结果各截图两张粘贴到Microsoft Word中。

在仿真软件上用维持阻塞结构JK触发器、异或门电路芯片完成作业题6.32题的设计要求。要求按课设报告格式要求写出原理分析、设计过程和设计说明。

电路图必须用仿真软件绘制且能仿真，并截图粘贴到Microsoft Word中。 25、作业题6.33题

用仿真软件制作维持阻塞结构D触发器（P233的图5.5.4）的逻辑构成图(不能用芯片代替），图中与非门用TTL门器件；然后仿真其逻辑功能，并将仿真结果截图两张粘贴到Microsoft Word中。

用仿真软件制作或门电路（P72的图3.2.6）的逻辑构成图(不能用芯片代替）；然后仿真其逻辑功能，并将仿真结果各截图两张粘贴到Microsoft Word中。

在仿真软件上用维持阻塞结构D触发器、或门电路等芯片完成作业题6.33题的设计要求。要求按课设报告格式要求写出原理分析、设计过程和设计说明。

电路图必须用仿真软件绘制且能仿真，并截图粘贴到Microsoft Word中。 26、作业题6.34题

用仿真软件制作带异步置位、复位功能的CMOS边沿D触发器（P232图5.5.2），然后仿真其逻辑功能，并将仿真结果截图两张粘贴到Microsoft Word中。

用仿真软件制作与门电路（P71的图3.2.5）的逻辑构成图(不能用芯片代

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替）；然后仿真其逻辑功能，并将仿真结果各截图两张粘贴到Microsoft Word中。

在仿真软件上用CMOS边沿D触发器、必要的门电路芯片完成作业题6.34题的设计要求。要求按课设报告格式要求写出原理分析、设计过程和设计说明。

电路图必须用仿真软件绘制且能仿真，并截图粘贴到Microsoft Word中。 27、作业题6.35题

用仿真软件制作与门电路（P71的图3.2.5）的逻辑构成图(不能用芯片代替）；然后仿真其逻辑功能，并将仿真结果各截图两张粘贴到Microsoft Word中。

在仿真软件上用维持阻塞结构D触发器、必要的门电路芯片完成作业题6.35题的设计要求。要求按课设报告格式要求写出原理分析、设计过程和设计说明。

电路图必须用仿真软件绘制且能仿真，并截图粘贴到Microsoft Word中。

28、作业2.26（4）、2.27（8）

学会使用Multisim7，并在Multisim7求作业2.26（4）、2.27（8）逻辑函数的反函数，并将得到的函数化简成最简与或式。。写出使用过程和结果。

将结果截图粘贴到A4纸上，要求图片清楚。

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29、仿书上例7.5.1

用仿真软件制作“用与非门组成的3线-8线译码器74HC138”（P175的图4.3.8）的逻辑构成图(不能用芯片代替），图中与非门用CMOS门器件；然后仿真其逻辑功能，并将仿真结果截图两张粘贴到Microsoft Word中。在仿真软件实现用上面制作的两片74HC138组成4线-16线译码器(不能用芯片代替），然后仿真其逻辑功能，并将仿真结果各截图两张粘贴到Microsoft Word中。

在仿真软件上用ROM存储矩阵设计一个八段字符显示译码器；（可以仿照P378的内容做，其中电阻R均取2千欧）。要求按课设报告格式要求写出原理分析、设计过程和设计说明。

电路图必须用仿真软件绘制且能仿真，并截图粘贴到Microsoft Word中。 30、利用RAM的字扩展和位扩展实现随机存储器RAM的容量扩展（仿作业7.13）在仿真软件制作“用4片1024*4的RAM（2114）芯片组成两片1024*8的RAM；然后仿真其逻辑功能，并将仿真结果截图两张粘贴到Microsoft Word中。（2114芯片的功能课上讲过）

在仿真软件实现用两片1024*8的RAM 接成一个数码转换器 (不能用芯片代替），将四位二进制数码转换成等值的四位二-十进制数；然后仿真其逻辑功能，并将仿真结果各截图两张粘贴到Microsoft Word中。

在仿真电路上用上述数码转换电路，将地址代码A9----A0分别置成：（1）0000010000；（2）1000000000；（3）1000010000；（4）1111111111时两片RAM中对应地址中的数据各为何值。

要求按课设报告格式要求写出原理分析、设计过程和设计说明。电路图必须用仿真软件绘制且能仿真，并截图粘贴到Microsoft Word中。

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31、作业题10.26题

用仿真软件制作“用与非门组成的SR锁存器（P218的图5.2.2）(不能用芯片代替），然后仿真其逻辑功能，并将仿真结果截图两张粘贴到Microsoft Word中。

用仿真软件绘制CB555（P490）的逻辑构成图(不能用芯片代替，要预习比较器知识）；然后仿真其逻辑功能（参照表10.5.1），并将仿真结果截图两张粘贴到Microsoft Word中。

然后用CB555芯片完成作业题10.26题的要求。要求按课设报告格式要求写出原理分析、设计过程和设计说明。

电路图必须用仿真软件绘制且能仿真，并截图粘贴到Microsoft Word中。

四、课程设计时间安排

课程设计时间安排：二周80学时，分散或集中进行，但班长必须每天统计各班学生在校情况，学生出校门必须和班长请假，我直接对班长考核，班长对全班负责考核，层层承包。

课堂教学2学时，上机32学时，其余留给学生查阅资料、设计方案、画设计电路图。