数字逻辑课程设计福建农林大学.doc

福建农林大学计算机与信息学院课程设计报告课程名称：数字逻辑课程设计设计题目：1、电子锁2、彩灯显示电路姓 名：胡逸超专 业：计算机科学与技术年 级：12学 号：3126010057指导教师：颜德强职 称：讲 师2014年 06 月 8 日课程设计评分表评价内容评价指标分值评定成绩查阅、收集资料查阅一些相关资料，收集素材，进行参考。8构思、主见综合分析正确，论证充分，构思全面，对问题有较深刻的认识，有一定独特见解。8学过知识的运用能结合学过、了解到的知识正确设计设计项目方案或建立模型；能独立进行实验工作；能运用所学知识和技能去发现与解决实际问题；能正确处理实验数据；能对设计项目进行理论分析，得出有价值的结论。24逻辑结构结构合理，层次分明，条理清晰，逻辑性强。8分析与阐述问题的能力所阐述问题清楚，突出重点，有见解；设计报告表现出对实际问题有较强的分析能力和概括能力。10撰写质量语句通顺，语言准确，书写工整，达到设计报告要求的字数，设计报告书写格式符合要求。10设计质量实验正确，分析处理科学；设计报告结果有价值；电路绘制符合国家标准，质量符合要求；计算及测试结果准确。 24撰写报告的态度及完成情况工作努力，遵守纪律；作风严谨务实；积极、主动查阅有关资料，按期完成规定的任务，工作量饱满。8合 计100设计指导教师签名： 评定日期： 目 录1设计的目的和任务01.1电子锁01.2彩灯显示电路02设计要求03设计地点04主要仪器设备05设计内容05.1电子锁05.1.1电路原理：05.1.2总电路设计及说明15.1.3电路仿真与调试结果15.2彩灯显示电路15.2.1电路原理：15.2.2总电路设计及说明25.2.3电路仿真与调试结果26结束语27参考文献291设计的目的和任务1.1设计项目一电子锁1.2设计项目二彩灯显示电路2设计要求1）从选择设计方案开始，首先按单元电路进行设计，选择合适的元件，最后画出总原理图。2）均首先采用Multisim 7或EWB仿真软件进行仿真，后进行电路的实际安装和调试。3）设计报告要按照格式来做。设计结果要以打印稿上交，同时设计报告的电子版和设计的电路图，运行结果（.msm或ewb檔）也要上交统一制作做。3设计地点设计与仿真：福建农林大学计算机与信息学院 田C513；安装与调试：福建农林大学计算机与信息学院 综南附2074主要仪器设备（1）软件：数字电路仿真软件Multisim7 （2）硬件：74ls00*2,s9014*2,1k欧电阻*2，单刀双掷开关*4，发光二极管*2（红绿各一），蜂鸣器*15设计内容5.1电子锁5.1.1电路原理：电路原理是如下图：+-Led灯控致电路与非门控制逻辑电路输入按钮控制5.1.2总电路设计及说明原理图如下：图5.1(该设计项目的流程图)原理：用两片八位锁存器，一片输入密码，另一片输入开锁的代码，通过比较的方法判断若两者相等，则形成开锁信号。在产生开锁信号后，要求输出声、光信号，其中音响的产生可以由开锁信号去触发音响电路。其中的光信号可以用开锁信号点亮LED指示灯（绿灯）。用按钮开关的第一个动作信号触发一个作5s定时的定时器，若在5s内无开锁信号的产生，则让扬声器产生一种特殊的音响，以示警告，并输出一信号使LED指示灯亮（红灯）。三、单元电路设计与参数计算对于第一个逻辑表达工式或逻辑电路，其真值表可以是惟一的，但其对应的逻辑电路或逻辑表达式可能有多种实现形式，所以，一个特定的逻辑问题，其对应的真值表是惟一的，但实现它的逻辑电路是多种多样的。在实际设计工作中，如果由于某些原因无法获得某些门电路，可以通过变换逻辑表达式变电路，从而能使用其他器件来代替该器件。同时，为了使逻辑电路的设计更简洁，通过各方法对逻辑表达式进行化简是必要的。组合电路可用一组逻辑表达式来描述。设计组合电路直就是实现逻辑表达式。要求在满足逻辑功能和技术要求基础上，力求使电路简单、经济、可靠、实现组合逻辑函数的途径是多种多样的，可采用基本门电路，也可采用中、大规模集成电路。A、B、C、D为四个输入端，Z为输出端。1）真值表A0000000011111111B0000111100001111C0011001100110011D0101010101010101Z00000000000001002）卡诺图： 00000000010000003）得出逻辑表达式：4)画出逻辑电路图如下：5.1.3电路仿真与调试结果仿真步骤：（1）双击打开EWB软件，点击文件-New （2）添加元器件到EWB工作白板中，要用到与非门，发光二极管，蜂鸣器，NPN型三极管等，单击Source,Basic,Diodes,Logic Gates， Digital ICs添加74LS00与非门集成芯片，如下图：（4）按照原理图进行连线，得到仿真图：仿真结果：由上图可看出，当输入密码为1101时，绿色发光二极管亮。得到的结果与设计要求一模一样。输入错误密码时，得到仿真结果如下： 由此图也可看出，当输入密码不相同时，红色发光二极管亮，蜂鸣器也有报警响声，与设计要求相同，说明设计的电路是正确的。5.2彩灯显示电路放大器感应器5.2.1电路原理：控制器显示器振荡器计数器译码器图3.15.2.2总电路设计及说明图5.2该电路先由光敏电阻、继电器、9014三极管组成光控制电路，电路的光敏电阻受到光的照射下，敏电阻呈低阻状态，使9014三极管的基极电位降低，处于截止状态，继电器K不吸合，灯不亮；当光敏电阻不受到光照条件，光敏电阻的阻值逐渐变大，9014三极管的基极电位上升，当上升到一定程度后，9014三极管导通，继电器K吸合，电路有输出，灯亮。再由555定时器、74LS90计数器、74LS138译码器组成八路彩灯循环电路。74LS90计数器的时钟由555震荡电路提供，改变555的震荡频率可改变计数器的计数快慢，即可控制彩灯的闪烁快慢，计数器输出信号输入至138译码器，由138译码，根据计数器输出不同的计数结果，即可控制138译码器译码得到8种不同的输出信号，决定控制彩灯的循环变化。显然，不同的计数器与译码器电路，得到的是不同的彩灯循环控制结果。若译码器不变，在计数器的控制端输入不同的控制信号，进行不同的计数，则在输出端可见不同的彩灯循环输出。控制电路：它采用9014三极管和一个热敏电阻、继电器组成控制电路，通过对继电器的断开和闭合的控制，达到对循环电路的控制，实现彩灯循环控制的目的。胜负显示：通过555震荡电路输出的脉冲来触发计数器，每来一个脉冲，计数器就计数一次，从而控制发光二极管的亮与灭。5.2.3电路仿真与调试结果 彩灯自上而下循环闪烁。自上而下分别成蓝色、绿色、棕色、橙色、红色、黄色、绿色、橙色。6结束语 通过这次课程设计实践让我收获了许多，发现了自己在上学期学习的许多漏洞，通过查询资料和请教同学，完成了这份实验报告，在我看来，我还有很多知识点需要巩固和复习。也非常感谢颜老师在上学期给我们的照顾和帮助，希望能自己在今后的日子里继续加深巩固课程知识，然后不断改善，学好这门学科。最后感谢在这份课程设计中给予我帮助的同学。7参考文献1电工电子基础实践教程（上册） 机械工业出版社 18 触发器及锁存器的应用2数字电子技术基础 清华大学出版社5