1、数字电路 综合设计2012 年 12 月三版一、教学目标（一）课程性质课程设计。（二）课程目的训练学生综合运用学过的数字电路的基本知识独立设计比较复杂的数字电路的能力，考察同学们自行研习应用相关软件进行电路设计仿真的能力及课外锻炼电路板焊接及检测维修的能力，对电子线路课程进行综合考核。二、教学内容基本要求及学时分配（一） 课程设计题目参考题目见附录，允许自定切合该设计要求的题目，如有已完成的数字逻辑电路的系统可以申请以已完成作品进行考核，原则上每人一题，两人共同完成酌情考核。（二） 设计方法1、 分析题目，建立模型，给出系统设计结构图2、 按照结构图进行分单元电路设计，并理论预期分单元电路的设
2、计结果，给出全系统电路。3、 对分单元电路及全电路进行计算机仿真，对各单元器件进行选型，并联系商家是否可以购买到相关的型号，确保电路设计和实际使用电子元件一致。4、 利用数字电子线路实验箱验证各分单元线路是否能正常工作。5、 组装电路，按照理论推算逐个分单元电路调试，完成实物制作。6、 实际使用，总结设计经验。（三） 设计要求（1） 按题目要求的逻辑功能进行设计，电路各个组成部分须有设计说明；（2） 必须大多采用已经学过的各种 IC，全电路元器件的选择必须有依据；（四） 使用的硬件和软件硬件可采用中规模 IC 或可编程器件（需申请） ，软件采用 EWB 或者 proteus。三、主要教学环节（
3、一）设计安排数字电路基础实验结束前学生选题，严格要求每题每班不能有 10%以上同学选择同一题目，暑期进行相关的设计和制作，暑期结束提交设计报告，答辩验收。（二）指导与答疑学生有疑难问题可找教师答疑。学时应充分发挥主观能动性，不应过分依赖教师。（三）设计的考评设计全部完成后，须经教师验收。验收时学生要讲述自己设计电路的原理、仿真情况，还要演示硬件实验结果。教师根据学生设计全过程的表现和验收情况给出成绩。四、课程设计报告的内容和要求（一）课程设计报告的内容设计题目设计要求设计过程（分模块给出原理图，分别说明各模块、各元件的选择依据）包括：设计方案、上机设计与仿真结果、硬件实验方案设计图示（最终系统
4、图，硬件图，结果图）设计心得及建议成绩评定(包括：指导教师评语和课程设计等级)（二）课程设计报告编写的基本要求（1）按要求的格式书写，所有的内容一律打印；（2）报告内容包括设计过程、软件仿真的结果及分析、硬件仿真结果及分析；（3）要有整体电路原理图、各模块原理图、各个模块各个元件的选择依据、各个模块电路的原理分析；(4) 软件仿真包括各个模块的仿真和整体电路的仿真，对仿真必须要有必要的说明；（5）对设计结果进行探讨，并提出建议，将心得体会进行完善数字电路 综合设计参考题目信息光电子科技学院注：在以下设计中只可以用一个参考时钟一、数码管显示控制器要求：1能自动一次显示出数字 0、1、2、3、4、
5、5、6、7、8、9（自然数列） ，1、3、5、7、9(奇数列)， 0、2、4、6、8（偶数列） ，0、 1、2、3、4、5、6、7、0、1(音乐符号序列)；然后再从头循环；2打开电源自动复位，从自然数列开始显示。二、乒乓球游戏机要求：1用 8 个发光二极管表示球；用两个按钮分别表示甲乙两个球员的球拍；2一方发球后，球以固定速度向另一方运动（发光二极管依次点亮） ，当球达到最后一个发光二极管时，对方击球（按下按钮）球将向相反方向运动，在其他时候击球视为犯规，给对方加 1 分；都犯规，各自加 1 分；3甲、乙各有一数码管计分；4裁判有一个按钮，是系统初始化，每次得分后， 按下一次。三、智力竞赛抢答
6、器要求：1五人参赛每人一个按钮，主持人一个按钮， 按下就开始；2每人一个发光二极管，抢中者灯亮；3有人抢答时，喇叭响两秒钟；4答题时限为 10 秒钟，从有人抢答开始，用数码管倒计时间，0、9、81、0；倒计时到 0 的时候，喇叭发出两秒声响。四、数字钟要求：1输入 10HZ 的时钟；（提示：对已有 kHz 频率时钟进行分频）2能显示时、分、秒，24 小时制；4时和分有校正功能；5整点报时，喇叭响两秒；6可设定夜间某个时段不报时； 五、交通灯控制器要求：1东西方向为主干道，南北方向为副干道；2主干道通行 40 秒后，若副干道无车，仍主干道通行，否则转换；4换向时要有 4 秒的黄灯期；5南北通行时
7、间为 20 秒，到时间则转换，若未到时，但是南北方向已经无车，也要转换。6附加：用数码管显示计时。六、双钮电子锁要求：1 有两个按钮 A 和 B，开锁密码可自设，如（3、5、7、9） ；2 若按 B 钮，则门铃响；（滴、嗒 ） ；3 开锁过程：按 3 下 A，按一下 B，则 3579 中的“3”即被输入；接着按 5 下 A，按一下 B，则输入“5” ；依此类推，直到输入完“9” ，按 B，则锁被打开用发光管 KS 表示；4 报警：在输入 3、5、6、9 过程后，如果输入与密码不同，则报警；用发光管 BJ表示，同时发出“嘟、嘟的报警声音；5 用一个开关表示关门（即闭锁） 。七、彩灯控制器二要求：
8、1有十只 LED，L 0L92显示方式先奇数灯依次灭再偶数灯依次灭再由 L0到 L9依次灭3显示间隔 0.5S，1S 可调。八、速度表要求：1显示汽车 Km/h 数；2车轮每转一圈，有一传感脉冲；每个脉冲代表 1m 的距离；3采样周期设为 10S；4要求显示到小数点后边两位；5用数码管显示；6，最高时速小于 300Km/h。九、彩灯控制器一要求：1有八只 LED，L 0L72显示顺序如下表3显示间隔为 0.25S，0.5S，1S，2S 可调。序号 L0 L1L2L3L4L5L6L70 1 1 1 1 1 1 1 01 0 1 1 1 1 1 1 12 1 0 1 1 1 1 1 13 1 1
9、0 1 1 1 1 14 1 1 1 0 1 1 1 15 1 1 1 1 0 1 1 16 1 1 1 1 1 0 1 17 1 1 1 1 1 1 0 18 1 1 1 1 1 1 1 09 1 1 1 1 1 1 1 110 0 1 1 1 1 1 1 111 0 0 1 1 1 1 1 112 0 0 0 1 1 1 1 113 0 0 0 0 1 1 1 114 0 0 0 0 0 1 1 115 0 0 0 0 0 0 1 116 0 0 0 0 0 0 0 117 0 0 0 0 0 0 0 018 1 0 0 0 0 0 0 019 1 1 0 0 0 0 0 020 1 1
10、1 0 0 0 0 021 1 1 1 1 0 0 0 022 1 1 1 1 1 0 0 023 1 1 1 1 1 1 0 024 1 1 1 1 1 1 1 025 1 0 0 0 0 0 0 026 0 1 0 0 0 0 0 027 0 0 1 0 0 0 0 028 0 0 0 1 0 0 0 029 0 0 0 0 1 0 0 030 0 0 0 0 0 1 0 031 0 0 0 0 0 0 1 032 0 0 0 0 0 0 0 1十、出租车计价器要求：15 Km 起计价，起始价 5 元，每公里 1.2 元；2传感器输出脉冲为 0.5m/个；3每 0.5km 改变一次显示，且
11、提前显示（只显示钱数） 。十一、带显示的八音电子琴要求：1能发出 1、2、3、4、5、6、7、1 八个音；2用按键作为键盘；3用 LED 显示发了哪个音；4C 调到 B 调对应频率为。调 频率（ HZ）C261.63*2B 493.88A 440.00G 392.00F 349.23E 329.63D 293.66C 261.63十二、自动奏乐器一要求：1开机能自动奏一个乐曲，可以反复演奏；2速度可变。1 1 5 5 6 6 5 4 4 3 3 2 2 1 5 5 4 4 3 3 2 5 5 4 4 3 3 2 3附加：显示乐谱。十三、自动奏乐器二要求：1开机能自动奏一个乐曲，可以反复演奏；2
12、速度可变。1 3 1 3 5 6 5 6 6 6 5 16 6 6 5 5 3 1 2 2 3 2 1 3附加：显示乐谱。十四、自动打铃器要求：1有数字钟功能；（不包括校时等功能）2可设置六个时间，定时打铃；3响铃 5 秒钟。十五、 数字频率计要求：1输入为矩形脉冲，频率范围 099MHz；2用五位数码管显示；只显示最后的结果，不要将计数过程显示出来；3单位为 Hz 和 KHz 两档，自动切换。 十六、算术运算单元 ALU 的设计要求：1进行两个四位二进制数的运算。2算术运算：A+B,A-B,A+1,A-13逻辑运算：A and B,A or B,A not, A xor B注意：从整体考虑设
13、计方案，优化资源的利用十七、游戏机，有三位数码管显示 07 之间的数码，按下按钮，三个数码管循环显示，抬起按钮，显示停止，当显示内容相同时，为赢要求：1三个数码管循环显示的速度不同2停止时的延迟时间也要不同3如果赢了游戏时，要有数码管或 LED 的花样显示或声音提示。十八、16 路数显报警器要求：1设计 16 路数显报警器，16 路中某一路断开时（可用高低电平表示断开和接通） ，用十进制数显示该路编号，并发出声音信号；2报警时间持续 10 秒钟；3当多路报警时，要有优先级，并将低优先级的报警存储，处理完高优先级报警后，再处理之（附加） 。十九、脉冲按键电话按键显示器要求：1设计一个具有八位显示
14、的电话按键显示器；2能准确反映按键数字；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。二十、病房呼叫系统要求：1用 15 个开关模拟 5 个病房的呼叫输入信号，1 号优先级最高；15 优先级依次降低；2用一个数码管显示呼叫信号的号码；没信号呼叫时显示 0；又多个信号呼叫时，显示优先级最高的呼叫号（其它呼叫号用指示灯显示） ；3凡有呼叫发出 5 秒的呼叫声；4对低优先级的呼叫进行存储，处理完高优先级的呼叫，再进行低优先级呼叫的处理（附加） 。二十一、自动电子钟要求：1用 24 小时制进行时间显示；2能够显示小时、
15、分钟；3每秒钟要有秒闪烁指示；4上电后从“00：00”开始显示。二十二、具有数字显示的洗衣机时控电路要求：1洗衣机工作时间可在 115 分钟内任意设定（整分钟数） ；2规定电动机运行规律为正转 20s、停 10s、反转 20s、停 10s、再正转 20s，以后反复运行；3要求能显示洗衣机剩余工作时间，每当电机运行一分钟，显示计数器自动减 1，直到显示器为“0”时，电机停止运转；4电机正转和反转要有指示灯指示。二十三、篮球比赛数字计分牌要求：1分别记录两队得分情况；2进球得分加 2 分，罚球进球得分加 1 分；3纠正错判得分减 2 分或 1 分；4分别用三个数码管显示器记录两队的得分情况。二十四
16、、电子日历要求：1能显示年、月、日，星期；2例如：“01.11.08 6”，星期日显示“8” ；3年月日，星期可调；4不考虑闰年。二十五、用电器电源自动控制电路要求：1控制电路能使用电器的电源自动开启 30s，然后自动关闭 30s，如此周而复始的工作，要有工作状态指示；2当电源接通时，可随时采用手动方式切断电源；当电源切断时，可随时采用手动方式接通电源；3若手动接通，可由定时信号断开，然后进入自动运行状态，反之亦然4定时范围 0 分60 分，要有分秒的倒计时显示。二十六、设计模拟中央人民广播电台报时电路要求：1当计时器运行到 59 分 49 秒开始报时，每鸣叫 1s 就停叫 1s，共鸣叫 6
17、响；前 5 响为低音，频率为 750Hz；最后 1 响为高音，频率为 1KHz；2至少要有分秒显示。二十七、数字跑表要求：1具有暂停/启动功能；2具有重新开始功能；3用 6 个数码管分别显示百分秒、秒和分钟。二十八、数字电压表要求：105V 输入；2用 3 个数码管显示；有小数点的显示；显示小数后两位数，如 0.01；只显示最后结果，不要显示中间结果。二十九、电梯控制器1、两路电梯，楼高 5 层。2、相互间具有优先级判断考核方式：每位同学提交设计性实验报告（电子版及纸质版） ，报告内容，包括选题、选题分析、方案设计、各模块的设计方案、调试过程、设计过程中遇到的问题及解决方法、总结及展望。每位同学给 4 分钟时间进行设计演示、设计方案汇报、回答问题。各位同学按照安排的时间提前到场等候。考核地点：理四栋 407，一位同学答辩的同时另外一位同学可以进来准备，其它同学务必在室外等候，避免影响考核中的同学。考核要求：除获批准更改题目的同学外必须按照原选题完成设计。除获批准降低设计要求的同学外其它同学必须 100%完成设计要求。未实现设计功能的不允许参加考核。如发现雷同设计，一律重修。
