数字电子设计课程设计(1).doc

课程设计任务书学院信息科学与技术专业 自动化学生姓名端木宁州学号0903010609设计题目数字电子设计题目：三位同步二进制减法计数器,串行序列信号检测电路设计模拟电子设计题目：恒流源式差分放大电路内容及要求：1 数字电子部分1 ).采用multisim 仿真软件建立电路模型；2 ) . 对电路进行理论分析、计算；2 模拟电子部分1 采用multisim 仿真软件建立电路模型；2 对电路进行理论分析、计算；在multisim环境下分析仿真结果，给出仿真波形图。进度安排：第一周：数字电子设计第1天：1. 布置课程设计题目及任务。2. 查找文献、资料，确立设计方案。第23天：1. 安装multisim软件，熟悉multisim软件仿真环境。2. 在multisim环境下建立电路模型，学会建立元件库。第4天：1. 对设计电路进行理论分析、计算。2. 在multisim环境下仿真电路功能，修改相应参数，分析结果的变化情况。第5天：1. 课程设计结果验收。2. 针对课程设计题目进行答辩。3. 完成课程设计报告。第二周：模拟电子设计第1天：3. 布置课程设计题目及任务。4. 查找文献、资料，确立设计方案。第23天：1. 安装multisim软件，熟悉multisim软件仿真环境。2. 在multisim环境下建立电路模型，学会建立元件库。第4天：1. 对设计电路进行理论分析、计算。2. 在multisim环境下仿真电路功能，修改相应参数，分析结果的变化情况。第5天：1. 课程设计结果验收。2. 针对课程设计题目进行答辩。3. 完成课程设计报告。 指导教师（签字）： 年 月 日分院院长（签字）：年 月 日目录1 数字电子设计部分11.1课程设计目的11.2 课程设计的任务11.3二进制同步二进制减法（无效状态 000 010）21.4串行序列信号检测电路设计（1001）21.5设计体会41.6 参考文献42 模拟电子设计部分52.1 课程A设计的目的与作用52.1.1课程设计62.2 设计任务、及所用multisim软件环境介绍72.2.1课程设计的任务与要求72.2.2 Multisim软件环境介绍72.3 电路模型的建立132.4 理论分析及计算152.5 设计总结和体会192.6 参考文献19I1 数字电子设计部分1.1课程设计目的课程设计师某门课程的总结性教学环节，会死培养学生综合运用本门课程及有关选修课的基本知识去解决某一实际问题的训练，加深课程知识的理解。在真个教计划中，它起着培养学生独立工作能力的重要作用。 通过本课程设计，主要训练和培养学会的以下能力： 1 查阅资料：搜集与本设计有关部门的资料（包括从发表的文献中和从生产现场中搜集）的能力； 2. 方案的选择：既考虑技术上的先进性与可行性，又考虑经济上的合理性，并注意提高分析和解决实际问题的能力； 3. 迅速准确的进行工程计算的能力，计算应用能力； 4. 用简洁的文字，清晰的图表来表述自己设计思想的能力；5 学会使用数字电子实验平台；6 熟悉各个芯片和电路的接法；7. 熟练掌握设计触发器的算法；8. 懂得基本数字电子电路的功能，会分析，会设计；1.2 课程设计的任务题目描述: 本次课程设计一个三位同步二进制减法计数器,串行序列序列检测器，从而实现减法器进行运算。要求: （1）利用基本逻辑门电路和编码器，译码器及计数器完成电路 （2）用LED管显示1.3 二进制同步二进制减法（无效状态 000 010）所给无效状态为000、010，对其余有效状态进行逻辑抽象可以得到减法器设计电路的原始状态图如图1.3.6所示：选择的触发器名称:选用三个CP下降沿触发的边沿JK触发器111 0/ 110 0/ 101 0/ 100 0/ 011 0/ 001 1/图1.3.6 减法器的状态图Q1nQ0n Q2n 00 01 11 10xxx111001xxx011100110101 0 1 图1.3.7电路次态的卡诺图Q1nQ0n Q2n 00 01 11 10x1 0 x 0 1 1 1 0 1 图1.3.8的卡诺图Q1nQ0n Q2n 00 01 11 10x10x1010 0 1图1.3.9的卡诺图 Q1nQ0n Q2n 00 01 11 10x11X1001 0 1图1.3.10的卡诺图由图1.3.8;1.3.9;1.3.10可知各次态的状态方程 = + =+ =+ 各状态的JK方程如下： =1 = = = = = 图1.3.11设计电路的逻辑电路图14串行序列信号检测电路设计（1001） S0(00) 1/0 S1(01) 0/0 S2(11) 0/0 S3(10) 图1.4.1串行序列信号检测电路的状态图 Q1nQ0n X 00 01 11 100 0000 001 0 1 图1.4.2(Y的卡诺图) Q1nQ0n X 00 01 11 1000 11100001 000000 0 1 图1.4.3 电路次态的卡诺图 Q1nQ0n X 00 01 11 100 1100 000 0 1 图1.4.4 的卡诺图 Q1nQ0n X 00 01 11 100 1001 000 0 1 图1.4.5的卡诺图 设计电路的逻辑电路图仿真结果分析三位二进制同步减法计数器仿真（无效状态：000,010）在Multisim 10上开始对三位二进制同步加法计数器仿真，结果如图5.1所示：（1） 状态001（2）状态111（3）状态110（4）状态101（5）状态100（6）状态011图5.1三位二进制同步加法计数器仿真串行序列信号检测电路仿真（序列号：1001）在Multisim 10上开始对序列信号发生器（发生序列011000）的仿真，结果如图5.2所示：1.5设计体会 1.对设计的评价：本次模拟电子课程设计，通过Multisim软件，对仿真分析，明确了三位同步二进制减法计数器,串行序列序列检测电路的设计过程以及其发生原理，以及各元件器件的作用。2.心得体会:通过本课程设计，使更深更精地了解数字电子技术的基础知识，电路分析与计算的基本方法，通过利用Multisim软件，对电路进行一系列分析，仿真，更将抽象的理论知识与实际电路设计结合在一起，加深了对数字电子中一些基本定理的理解与运用。也初步掌握了进行试验的基础技能，相信一定能为我们以后的学习打下一个坚实的基础，也使我们在综合性这一环节得到了很到的锻炼，对所学的理论知识进行了进一步的扩展与应用，也对课程理论和课程实验的综合和补充。培养了我们综合运用基础理论知识和专业知识解决实际工程设计问题的能力，以及工程意识和创新能努力。能够使学生掌握数字电子课程的基础知识、电路分析与计算的基本方法，具备进行试验的初步技能，并为后续课程的学习打下必要的基础。1.6 参考文献1 清华大学电子学教研组 . 杨素行主编 . 模电电子技术简明教程 . 3版 . 北京：高等加育出版社2 潘松，王国栋.VHDL实用教程. 西安：电子科技大学出版Multisim及其在电子设计中的应用，20013 童诗白，徐振英. 现代电子学及应用. 北京：高等教育出版社，19972 模拟电子设计部分2.1 课程A设计的目的与作用 恒流源式差分放大电路Multisim仿真实例。1、用Multisim的直流工作点分析功能测量电路的静态工作点。2、上正弦输入电压，观察，波相位和，波相位。3、当时，利用虚拟仪表测和，在两个三极管的集电极之间接上一个负载电阻,估算输入及输出电阻。2.1.1课程设计模拟电子技术课程设计是在“模拟电子技术”课程之后，集中安排的重要实践性教学环节。学生运用所学的知识，动脑又动手，在教师指导下，结合某一专题独立地展开电子电路的设计与实验，培养学生分析、解决实际电路问题的能力。该课程的任务是使学生掌握数字电子技术方面的基本概念、基本原理和基本分析方法，重点培养学生分析问题和解决问题的能力，初步具备电子技术工程人员的素质，并为学习后续课程大好基础。课程设计的目的:1、会在Multisim软件环境下建立模型2、熟悉Multisim的基本操作3、得分析仿真结果课程设计的作用:1、实验了解功率放大器的工作原理以及不同电路形式功放电路的特点。2、器外围电路主要元件的作用。3、过实验了解功率放大电路的主要技术指标和测试方法。 2.2 设计任务、及所用multisim软件环境介绍2.2.1课程设计的任务与要求 1 ) 恒流源式差分放大电路Multisim仿真实例 2)巩固和加深学生对电子电路基本知识的理解，提高同学们综合运用本课程所学知识的能力。 3)培养学生根据课题需要选学参考书籍，查阅手册图表和文献资料的自学能力。通过独立思考，深入钻研有关问题，学会自己分析并解决问题的方法。 4)通过电路方案的、论证和比较，设计计算和选取元器件初步掌握简单实用电路的分析方法和工程设计方法。 5)了解与课题有关的电子电路以及元器件的工程技术规范，能按设计任务书得要求，完成设计任务，编写设计说明书，正确地反映设计与实验的成果，正确地绘制电路图等。 6）培养严肃、认真的工作作风和科学态度。通过课程设计实践，帮助学生逐步建立正确地生产观点、经济观点和全局观点。2.2.2 Multisim软件环境介绍 本次课程设计使用的是Multisim10.0软件是Interactive Image Technologies Ltd在20世纪末推出的电路仿真软件。相当于其它EDA软件，它具有更加形象直观的人机交互界面，特别是其仪器表库中的各仪表与操作真实实验仪器仪表完全没有什么两样，但它对模数电路的混合仿真功能却毫不逊色，几乎能够100地仿真出真实电路的结果，并且它在仪器表库中还提供了万用表、信号发生器、瓦特表、双踪示波器(对于Multisim还具有四踪示波器) 、波特仪、字信号发生器、逻辑分析仪、逻辑转换仪、失真度分析仪、频谱分析仪、网络分析仪和电压表及电流表等仪器仪表。还提供了我们日常常见的各种建模精确的元件比如电阻、电容、电感、三极管、二极管、继电器、可控硅、数码管等等。模拟集成电路方面有各种运算放大器、其它常用集成电路。数字电路方面有74系列集成电路、4000系列集成电路、等等还支持自制元器件。Multisim还具有I-V分析仪和Agilent信号发生器、Agilent万用表、Agilent示波器和动态逻辑平笔等。同时它还能进行VHDL仿真和Verilog HDL仿真。Multisim是加拿大推出的基于windows的电路仿真软件，由于采用交互式的界面，比较直观，操作方便，具有丰富的元器件库和品种繁多的虚拟仪器，以及强大的分析功能等特点，因而得到了广泛的应用。针对不同的用户，提供了多种版本，我们所用的就是教育版的Multisim。图2.2.2（1）Multisim软件的启动简介启动Mutisim10后，屏幕上将显示如图所示的主界面。主界面主要有菜单栏，系统工具栏，设计工具栏，元件工具栏，仪器工具栏，使用中元件列表，仿真开关，状态栏以及电路图编辑窗口等组成。图2.2.2（2）Multisim的主界面在Multisim中选择按钮选择自己所需要的元件，或是搜索自己所需元件的型号，然后再电路图编辑窗口单击便会有你所需要的元件。 图2.2.2（3）直流工作点分析参数设定窗口 点击设计工具栏的分析按钮在分析菜单中选择“DC Operating Point Analysis”项，弹出如图所示的直流工作点分析参数设定窗口。图2.2.2（4）Multisim的结果验证点击运行仿真开关是连接好的仿真电路图运行，然后查看示波器显示如图所示的波形从而验证结论。2.3 电路模型的建立 图2.3.1 恒流源式差分放大电路Multisim仿真实例。 2.4 理论分析及计算由以上利用Multisim仿真电路得知直流工作点的分析了解：恒流源式差分放大电路Multisim仿真实例（1）计算静态工作点 静态工作点电路仿真结果： 图2.4.1 静态直流工作点分析 图2.4.2 示波器显示的输入输出波形 图2.4.3 的电流值 图2.4.4 的电压值 图2.4.5 加上负载后的电路图 图2.4.6 的电压2.5 设计总结和体会通过这次的模电课设，让我熟悉掌握了应用Multisim软件进行电路的方针实验，从而看到了好多具体电路的实现过程，同时体会到了动手的快乐。作为一名自动化专业的学生来说，掌握连接电路图，设计和分析电路是很重要的，或许我们