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数字电路与逻辑设计王毓银答案【篇一：南邮数电-b0400032s数字电路与逻辑设计b教学大纲】digital circuits and logic design b 课程编号： 开课学院： 课程类别： b0400032s 电子科学与工程学院 学科基础课 学 分： 课内学时： 课程性质： 3 48 必修 一、课程的性质和目的 本课程是高校理科、工科电子信息科学类、电气信息类、仪器仪表类专业本科生在电子技术方面的学科基础课。通过本课程的学习，使学生掌握数字逻辑的基本理论；了解常用功能固定组合器件、时序器件及可编程逻辑器件（pld）的结构、工作原理，掌握它们的逻辑功能和应用方法；掌握数字电路模块的基本分析、设计方法；了解a/d、d/a转换的原理与过程；掌握半导体存储器的应用方法。 本课程以采用数字集成电路设计数字硬件电路模块为特色，具有很强的逻辑推理和工程实践性，能培养学生的抽象思维能力、严谨的科学态度、数字硬件电路的分析和设计能力及从事科研工作的实践动手能力。学习本课程是为了给单片机原理与应用、嵌入式系统、计算机接口技术、通信原理、自动控制等后续课程打下基础。 二、课程教学内容及基本要求 1. 知识单元一:数制与码制（3学时） （1）知识点一：数制、码制的基本概念 （2）知识点二：常用数制及其转换 （3）知识点三：常用二进制码及bcd码 教学基本要求： 了解数制、码制的基本概念，掌握常用数制（二、八、十、十六进制）及转换方法，了解常用二进制码（自然二进制码、循环码、奇偶校验码）及bcd码（8421bcd、5421bcd、余3bcd）。 2. 知识单元二:逻辑代数基础（9学时） （1）知识点一：逻辑代数的基本概念、基本运算、基本公式和规则 （2）知识点二：逻辑函数的描述方式 （3）知识点三：逻辑函数的简化 教学基本要求： 掌握逻辑代数的基本概念、基本公式、基本规则，掌握逻辑函数的描述方式（真值表、表达式、电路图、卡诺图）及其相互转换方法，了解逻辑函数最简与或式的公式化简法，掌握逻辑函数（4变量及以下）最简与或式的卡诺图化简法。 3. 知识单元三:组合逻辑电路（9学时） （1）知识点一：ssi组合电路的分析与设计 （2）知识点二：msi组合电路（编码器、译码器、数据选择器、数据比较器、加法器）及其应用 （3）知识点三：组合电路的竞争冒险及消除方法 教学基本要求： 掌握ssi组合电路的分析方法与双轨输入条件下的设计方法，了解msi组合电路编码器、译码器、数据选择器、数据比较器、加法器的功能，掌握用msi组合电路数据选择器、数据比较器、加法器实现组合逻辑设计的方法，了解组合电路中的竞争冒险现象，了解消除冒险的方法。 4. 知识单元四:触发器（5学时） （1）知识点一：基本sr触发器 （2）知识点二：钟控触发器 （3）知识点三：常用触发器（边沿dff、边沿jkff） 教学基本要求： 掌握基本sr触发器的结构、工作原理，掌握描述触发器逻辑功能的各类方法，了解钟控触发器、边沿dff、边沿jkff的工作原理，掌握触发器的逻辑功能及其应用。 5. 知识单元五:时序逻辑电路（14学时） （1）知识点一：一般时序电路的分析 （2）知识点二：寄存器和移存器 （3）知识点三：计数器 （4）知识点四：序列码发生器 （5）知识点五：顺序脉冲发生器 （6）知识点六：一般同步时序电路的设计方法 教学基本要求： 掌握时序电路的基本概念，了解一般时序电路的分析方法，掌握寄存器和移存器电路结构的特点，了解典型msi移存器74194的功能及其典型应用，了解二进制同步、异步计数器的一般结构和典型msi二进制、十进制计数器的功能，掌握任意进制同步计数器分析和设计方法（复0法和预置0法），了解计数器的级联方法，了解移存型计数器的结构特点、工作特点及其设计方法，掌握已知码型序列码发生器的设计方法，了解顺序脉冲发生器的构成方法，了解一般同步时序电路的设计方法。 6. 知识单元六:d/a和a/d转换（3学时） （1）知识点一：d/a和a/d转换 （2）知识点二：典型d/a和a/d转换电路 教学基本要求： 掌握d/a和a/d转换电路的主要技术指标，掌握d/a和a/d转换的一般原理和过程，了解典型d/a和a/d转换电路的工作原理及其应用。 7. 知识单元七:半导体存储器（2学时） （1）知识点一：rom（mrom、prom、eprom、e2prom、flash memory） （2）知识点二：ram（sram、dram） 教学基本要求： 了解各种半导体存储器的工作原理，掌握rom、ram的使用方法和存储容量扩展方法，掌握用rom实现组合电路的方法。 8. 知识单元八:可编程逻辑器件（3学时） （1）知识点一：pld的基本结构、基本原理、描述方法和分类 （2）知识点二：pla、pal、gal 教学基本要求： 掌握pld的基本结构和基本原理，了解pld的描述方法和分类，了解应用可编程逻辑器件实现组合逻辑电路和时序逻辑电路的基本方法。 三、实验实践环节及基本要求 1. 实验实践教学环节在本课程中的作用及要求（实验教学大纲单独编写）。 2. 实验项目（具体要求见实验教学大纲）。 四、本课程与其它课程的联系与分工 本课程的先修课程是高等数学、大学物理、电路分析基础。为本课程中的a/d和d/a转换、半导体存储器教学内容提供支撑作用。本课程的后续课程为单片机原理与应用、嵌入式系统、计算机接口技术、通信原理、自动控制等，为后续课程中涉及的硬件电路的工作原理、接口设计提供支撑作用。 五、对学生能力培养的要求 通过课程学习，使学生在掌握逻辑代数的基本理论、理解常用数字集成电路功能的基础上，具有分析一般组合电路、时序电路功能的能力，具有设计常见数字电路模块的能力，具有独立从事科研的基本硬件素质。 六、课程学时分配 总学时48，其中讲课42学时，习题及讨论6学时。课程主要内容和学时分配见课程学时分配表。七、建议教材和教学参考书目 1教材 张顺兴. 数字电路与系统设计. 东南大学出版社，2004年 2主要参考书 1 王毓银. 数字电路逻辑设计（第二版）. 高等教育出版社，2007年 2 阎石. 数字电子技术基础（第五版）. 高等教育出版社，2006年 3 刘宝琴. 数字电路与系统(第二版) . 清华大学出版社，2007年 八 、课程考核 无期中考试，本课程采用闭卷笔试考核，学业总评成绩构成建议为：平时成绩占20%，期末成绩占80%，平时成绩从作业、上课出勤率等几方面进行考核。 九、说明 本大纲参照教育部高等学校教学指导委员会制定的“数字电路与逻辑设计”课程的教学基本要求编写。本课程的实验部分单独开课。 执笔人：杨恒新 审核人：张瑛教学院长：黄丽亚 编写完成时间： 2009-10-30【篇二：数字电路课程设计报告】多路彩灯控制器 学院名称 ： 学生姓名 ： 专业名称 ： * * * 班 级 ： * 实习时间 ： *摘要：本次课程设计是基于数字逻辑电路知识的硬件电路设计，用逻辑器件实现对led灯的控制，来显示不同的花型。首先用555来产生1s的时钟脉冲，并用74芯片二分频来产生一个2s的慢时钟；其次用161实现花型的计数节拍的产生，来确定到底显示几个花型，在这次设计中我做了三个花型的显示，分别是16个节拍、8节拍、8节拍，所以我设计了模32的计数器；再次，用移位寄存器194来实现花型的变化，在设计中我用了两片194来实现对左右各四个led的控制，通过左片194和右片194的组合，得以显示出完整的花型；最后我用8选1数选器151实现了对1s和2s的两个时钟的选择，来实现花型的快慢节拍的显示。最终实现一个有三种花型显示，并有快慢两种显示速率的流水灯。 关键词：模32、计数节拍、花型显示、移位寄存器、数选器、分频 多路彩灯设计报告 1.设计目的 （1）将数字电路课程所学的理论知识转化为实践结果； （2）熟悉各种常用集成数字芯片的功能和应用，并掌握其工作原理，进一步学会使用其进行电路设计； （3）了解数字系统设计的基本思想和方法，学会科学分析和解决问题； （4）培养认真严谨的学习作风和实事求是的学习态度； 2.设计要求 2.1彩灯控制器设计要求 设计一个8路移存型彩灯控制器，彩灯用发光二极管led模拟，具体要求如下： （1）能演示三种或三种以上花型，花型自拟。 （2）选做：彩灯明暗变换节拍为1.0s和2.0s，两种节拍交替运行。 2.2课程设计的总体要求 （1）电路设计尽可能简化，做到模块。组装电路时，先单独组装振荡电路，测试无误后，再组装其他模块。 3.设计方案 通过对题目的分析，我将问题看作一个控制系统，该系统可分为：时钟产生模块、时钟的切换模块、 计数节拍模块、花型显示模块。 3.1 时钟产生模块 我利用555定时器产生一个稳定的周期为1s的时钟脉冲，电路图如下图1所示： +5v 图1 根据上图可以看出，由555定时器构成的rc环形多谐振荡器，根据其阻容值的配置，可得出去时钟频率为1hz，周期为1s的连续脉冲信号cp1。 3.2时钟选择模块 用d触发器对555产生的时钟信号进行二分频，将时钟信号转换为频率为0.5hz，周期为2s的连续脉冲信号cp2，如下图2所示:当led工作时，我们要求它要分别在1s时钟和2s时钟下亮出花型，这里就要用到时钟信号的切换，对于时钟切换，这里用d触发器和151数选器级联实现。 让d触发器的vcc、clr、pr都接高电平，将q的输出端接到d端的输 出端接到151的d7端。令151的b、c、接高电平，d6接时钟信号的cp1脉冲，a端接由花型控制电路的d1输出。所以y?cp1?a?cp2?a。 d触发器具有记忆的功能，记录上一个状态，所以在每一个cp脉冲 上升沿，q输出作为上一次的记录，即为一个脉冲。也就比时钟信号电路的cp慢了一拍。所以通过a为0或1选择y端输出的脉冲的频率。a为节拍切换信号a?qa2?rco1，即当达到第32拍时，节拍由慢一拍，到第64拍恢复，如此循环。节拍控制电路如下图三所示：图三【篇三：数 字 电 路 课 程 设 计 报 告】lass=txt课题名称：篮球竞赛姓 名：学 号：专业班级：通信工程指导教师：设计日期： 30秒计时器 1 2013年1月5日 摘要：随着信息时代的到来，电子技术在社会生活中发挥着越来越重要的作用，运用模电和数电知识设计的电子产品成为社会生活不可缺少的一部分，特别是在各种竞技运动中，计时器成为检验运动员成绩的一个重要工具。电子课程设计是电子技术学习中非常重要的一个环节，是将理论知识和实践能力相统一的一个环节，是真正锻炼学生能力的一个环节。在许多领域中计时器均得到普遍应用，诸如在体育比赛，定时报警器、游戏中的倒时器，交通信号灯、红绿灯、行人灯、交通纤毫控制机、还可以用来做为各种药丸，药片，胶囊在指定时间提醒用药等等，由此可见计时器在现代社会是何其重要的。 在篮球比赛中，规定了一方的持球时间不能超过30秒，否则就被判做犯规。本课程设计的“篮球竞赛30秒计时器”，就可用于篮球比赛中，用于对球员持球时间30秒进行限制。一旦球员的持球时间超过了30秒，它自动的报警。 本课程设计是脉冲数字电路的简单应用，设计了篮球竞赛30秒计时器。它由秒脉冲发生器、计数器、译码显示电路、报警电路和时序控制电路五个部分组成。当计数器接收到秒脉冲后开始倒记数，等递减到0时，发光二极管亮光报警。通过控制电路来完成计时器的启动、计数、暂停/继续、译码显示电路的显示等功能。本电路用两个74ls192芯片构成递减计数器（30进制）；控制电路由74ls00和74ls08构成；秒脉冲发生器由555集成定时器构成；两个数码管构成显示电路。 关键字 : 秒脉冲发生器 计时器光电报警 模块化 一、设计原理及要求 1.1设计原理 图1 篮球竞赛30秒计时器原理框图 篮球竞赛30秒计时器原理框图如图1所示。功能的电路采用模块化设计，分别都有各自的功能。 篮球竞赛30秒计时器包括秒脉冲发生器、计数器、译码显示电路、控制电路、报警电路等5个部分组成。其中计数器和控制电路是系统的主要部分。计数器完成30秒计时功能，而控制电路控制计数器的启动计数、暂停继续计数。当启动置数开关时，计数器完成置数功能显示30秒字样；当启动开关时，计数器开始计数；暂停继续开关连接到连续计数端时，计数器开始连续计数，当连接到暂停计数端时，计数器暂停计数。计数器递减到零时，发出光电报警信号。 1.2设计要求 （1） 具有显示30秒计时功能； （2） 系统设置外部操作开关，控制计时器的直接清零、启动和暂停/连续功能； （3） 计时器为30秒递减计时，其计时间隔为1秒；（4） 计时器递减计时到零时，数码显示器不能灭灯，同时发出光电报警信号。 二、电路设计 (1) 8421bcd码递减计数器模块电路 本实验中计数器选用中规模集成电路74ls192进行设计，74ls192是十进制同步加法/减法计数器，它采用8421bcd码二-十进制编码，其功能表如表1所示。 74ls192引脚图如下所示 74ls192引脚图 表1 74ls192的功能表图2 三十进制减法计时器 (2) 时钟信号控制电路 图3时钟信号控制电路 图3是时钟脉冲信号 cp 的控制电路 ,控制 cp 的放行与停止。当定时时间未到时，74ls192的借位输出信号bo2=1时，则cl