《数字电子技术课程设计》教学大纲

教 学 大 纲课 程 名 称 数字电子技术课程设计课程负责人 开 课 系 部 机电工程系 教 研 室 电气自动化 二0一四 年 四 月 一 日数字电子技术课程设计教学大纲一、课程基本信息课程编号：课程名称：数字电子技术课程设计英文名称：A Course Design on Digital Electronic Technology适用专业：电气工程及其自动化类专业先修课程：电路原理、模拟电子技术、数字电子技术课程性质：专业基础课设计周数：1周学 分：1分二、课程设计的性质、目的和任务数字电子技术课程设计是电路分析、模拟电子技术、数字电子技术等课程之后的一门理论与实践相结合的综合设计性课程，目的在于提高和增强学生对电子技术知识的综合分析与应用能力。这对于提高学生的电子工程素质和科学实验能力非常重要，是电子技术人才培养成长的必由之路。数字电子技术课程设计应达到以下目的：（1）加深对所学理论知识的理解，并能将其熟练应用，做到理论与实际相结合；（2）学会查寻资料、方案比较，以及设计计算及制作调试等环节，进一步提高分析解决实际问题的能力；（3）要求学生根据技术指标进行理论设计，并制作调试完成，培养学生分析问题、解决问题的实践能力。对本次课程设计，原则上指导老师只给出大致的设计要求，在设计思路上不框定和约束同学们的思维，所以同学们可以发挥自己的创造性，并力求设计方案凝练可行、思路独特、效果良好。三、课程设计的内容以电路分析、模拟电子技术和数字电子技术等课程中所涉及到的电阻、电容、电感元件、无源滤波电路、变压器、二极管、三极管、场效应管及基本放大电路、功率放大电路、集成运算放大电路、信号发生器、直流电源、门电路及触发器、小规模集成电路SSI、中规模集成电路MSI为基础，两人一组分工协作、独立设计具有可靠性高及功能明确的实际应用价值的电子电路，最后编写课程设计总结报告。设计内容可参考设计题目，也可根据自身情况自己拟定。参考题目如下：1数字电子钟逻辑电路设计：设计一个多功能数字钟，要求能准确计时并以数字形式显示时、分、秒的时间，能校正时间；（如准点报时、定时闹钟等）2智力竞赛抢答器逻辑电路设计：设计一个可供四组参赛的数字式竞赛抢答器，每组设置一个抢答按钮，要求具有第一抢答信号的鉴别和锁存功能，具有计分及计时功能，设置犯规报警电路。（电路具有鉴别和锁存功能，用数码管显示第一抢答组别且该组别对应指示灯亮，电路的自锁功能，使其余抢答开关不起作用；有主持人开关、有复位功能；增加部分扩展功能(如抢答计时及加分、减分电路等)3交通信号灯控制器逻辑电路设计：满足绿灯30秒，黄灯5秒，红灯35秒的时序。采用两位数码显示器显示南北方向时间。4汽车尾灯控制电路设计：转向侧的3灯应按全灭、1灯亮、2灯亮、3灯亮得顺序动作，周期性明亮与暗，一周约需一秒；当紧急闪烁起作用时，六个尾灯大约以1Hz的频率一致地闪烁着亮与暗；制动时，若转弯开关未合上（或错误地将两个开关均合上的情况）所有六个尾灯均连续燃亮。5数字温度计逻辑电路设计：设计一个可以测量温度范围0-800C的数字式温度计，精度 10C。6多路防盗报警电路设计：采用多路输入、同一报警输出方式实现，输入端带延时触发功能，具有显示报警地点功能。7电梯控制电路设计：设计一个简易4层电梯控制电路，能记忆电梯内、外的所有请求信号，并按照电梯运行规则按顺序响应，每个信号保留至执行后消失。8倒计时计时器的设计：最长记时时间为999秒，有三位数码管显示记数状态。9洗衣机控制电路设计：设计一个洗衣机控制器，具有如下功能：（1）采用中小规模集成芯片设计洗衣机控制定时器，控制洗衣机电机运转。（2）洗涤电机用两个继电器控制。（3）用两位数码管显示洗涤的预置时间（分钟数），按倒计时方式对洗涤过程作计时显示，直至时间到而停机。（4）当定时时间到达终点时，一方面使电机停转，同时发出音响信号提醒用户注意。（5）洗涤过程在送入预置时间后即开始运转。10循环彩灯控制器设计：彩灯能产生多种流水效果。11数字密码锁电路设计：设定的密码为五位，由“09”十个数字组成。输入密码正确时，发出开锁信号；密码错误时，发出报警信号，报警时间为1分钟。输入密码后50秒，若无开锁信号，则电路进入自锁状态，并发出报警信号。用绿色发光二极管亮表示开锁，红色发光二极管亮（或扬声器发声）表示报警。12数字显示电路设计：用编码器、译码器、按键、七段显示器设计一个数字显示电路，按下09中的一个数字键，要求该显示电路能显示出对应的数字。13出租车里程计价器电路设计：计费器具有行车里程计费、等候时间计费和起步费三部分，三项计费统一用4位数码管显示，最大金额为99.99元。14易燃气体报警器的设计：对气敏传感器进行选型；能将气敏传感器测试到的易燃气体非电信号转换为电信号进行越限报警，报警电路建议采用门控振荡器产生的音频信号驱动蜂鸣器来实现，可配以发光二极管电路辅助报警。15医院住院病人呼唤器电路设计：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；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）；凡有呼叫发出5秒的呼叫声；参考方案：可选用74LS148设计，并配以数码显示器件，显示呼叫病室号。16太阳能热水器水位控制器设计：根据热水器水位，控制电磁阀，保证水位在上下限之间。17十进制加法器电路设计：试实现一个十进制的1位数加法器，并能用显示电路显示最后的计算结果。参考方案：利用两片4位二进制并行加法器74LS283和必要的门电路实现18篮球比赛数字记分牌电路设计：分别记录两队得分情况；进球得分加2分，罚球进球得分加1分；纠正错判得分减2分或1分；分别用三个数码管显示器记录两队的得分情况。19拔河游戏机电路设计：设计拔河游戏机用9个发光二极管排成一行，开机后只有中间一个点亮，以此作为拔河的中心线，游戏双方各持一个按键，迅速地、不断地按动产生脉冲，谁按得快，亮点向谁的方向移动，每按一次，亮点移动一次。移到任一方终端二极管点亮，这一方就得胜，此时双方按键均无作用，输出保持，只有经复位后才使亮点恢复到中心线。用译码器、可逆计数器、十进制计数器、与门、异或门等组成电路。20数字频率计的设计：设计一个数字频率计，要求可以测量方波、正弦波、三角波的频率并以四位十进制数字显示。注意事项：设计中要充分调动每个人的积极性，根据平时学习情况，教师确定一些优秀生与一般程度的学生编成小组，以达到互补。随时掌握进度。要给优秀生多布置一些内容，以满足他们需要。教师要做到随时发现问题，随时解决，正确引导，避免设计中出现大的问题。明确学习进度及要求，防止学生互相抄袭现象。要使每个学生在硬件、软件设计上有较大的提高。最后的答辩是不可或缺的步骤，它是检验学生水平的关键一步。四、课程设计进度要求课程设计的进行方式是在教师指导下由学生独立完成的。每个学生都应该明确设计任务和要求，并拟定设计计划，注意掌握进度，按时完成。设计分段进行，每一阶段的设计都要认真检查，没有原则错误时才能继续进行下一段设计，以保证设计质量，循序完成设计任务。设计过程中要独立思考、深入钻研，主动地、创造性地进行设计，反对照抄照搬或依赖教师。要求设计态度严肃认真，有错必改，反对敷衍塞责、容忍错误存在。只有这样才能保证课程设计达到教学基本要求，在设计思想、设计方法和设计技能等方面得到良好的训练。序号设计内容所用时间1布置任务及调研1天2方案确定0.5天3原理图的设计、仿真与调试1.5天4撰写设计报告书1天5答辩1天合 计5天五、课程设计说明书要求课程设计总结报告正文内容一般应包括以下几项：1. 设计任务及主要技术指标和要求；2. 选题的目的和意义论述；3. 方案的可行性论证；4. 拟选方案的工作原理；5. 方案设计依据（计算公式参照的依据和有关标准及元器件选择）；6. 按国家有关标准画出整体电路图（A4打印纸），列出元件、器件明细表； 7. 电路功能与特性总结：包括创新点与功能特性的不足，提出改进意见，心得体会。8. 设计说明书写要清除工整，层次清晰，文字流畅。后附5篇以上的参考文献。注：要求用A4纸，上下左右页边距2.0厘米，装订线在左边，1厘米。六、课程设计参考资料1、康华光等，模拟电子技术基础（第五版），高等教育出版社，2006；2、康华光等，数字电子技术基础（第五版），高等教育出版社，2006；3、邱关源，电路（第5版），高等教育出版社，2006；4、彭介华主编：电子技术课程设计指导，高等教育出版社，2005年出版。 5、陈大钦主编：电子技术基础实验电子电路实验、设计、仿真，高等教育出版社，2002年出版。6、毕满清主编：电子技术实验与课程设计，机械工业出版社，2005年出版。7、王立欣 杨春玲主编：电子技术实验与课程设计（修订版），哈尔滨工业大学出版社，2005年出版。8、Mutisim 8电路设计及仿真应用清华大学出版社七、考核方式与评分办法课程设计成绩根据学生平时设计情况、课程设计质量、以及答辩情况综合评定。本课程设计成绩为百分制，其中平时表现（以做课程设计时的表现为主要依据）及答辩占30%，设计质量占40%，总结占30%。课程设计评分标准：评定项目评分成绩1. 选题合理、目的明确102. 设计方案正确，具有可行性