數字電路課程設計報告

時間：2024-10-09 06:26:11 報告我要投稿

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數字電路課程設計報告

　　隨著個人素質的提升，報告的使用成為日常生活的常態，其在寫作上有一定的技巧。我敢肯定，大部分人都對寫報告很是頭疼的，以下是小編為大家收集的數字電路課程設計報告，供大家參考借鑒，希望可以幫助到有需要的朋友。

數字電路課程設計報告

數字電路課程設計報告1

　　摘要：

　　本文著眼于目前普遍應用在城市道路上的交通燈控制系統，設計了一個東西方向和南北方向十字路口的交通燈控制電路。進行交通燈狀態變換的分析和交通燈總體框架的設計。

　　關鍵詞：交通燈控制電路 proteus 仿真電路設計

　　1引言

　　1.1設計任務

　　首先設計讓倒計時顯示器按規律運行的電路，再通過倒計時電路的信號來控制交通燈按4 種狀態循環變換。電源電路采用9V 變壓器、整流橋和穩壓管，使220V 的交流電轉換為5V 的直流電。4Hz 方波脈沖由555 定時器產生，再由74LS193 實現4 分頻，最終輸出1Hz 的脈沖信號；用兩塊74LS193 實現倒計時，一塊顯示十位，一塊顯示個位，用2 個D 觸發器74HC74實現30s，20s，5s 時間的轉換；利用倒計時電路控制4 個狀態。最后通過74LS138 和相應的邏輯門實現對交通燈亮滅的控制。

　　1.2 要求

　　設計一個東西方向和南北方向十字路口的交通燈控制電路。

　　要求如下：

　　（1）南北方向（主干道）車道和東西方向（支干道）車道兩條交叉道路上的車輛交替運行，主干道每次通行時間都設為30s、支干道每次通行間為20s；

　　（2）東西方向、南北方向車道除了有紅、黃、綠燈指示外，每一種燈亮的時間都用顯示器進行顯示（采用倒計時的方法）；

　　（3）在綠燈轉為紅燈時，要求黃燈先亮5s 鐘，才能變換運行車道；

　　（4）黃燈亮時，要求每秒閃亮一次；

　　（5）同步設置人行橫道紅、綠燈指示。

　　（6）設計相關提示：所設計的交通路口為一十字路口，不涉及左右轉彎問題

　　2 交通燈控制電路分析

　　2.1交通燈運行狀態分析

　　交通燈控制電路，要求每個方向有三盞燈，分別為紅、黃、綠，配以紅、黃、綠三組時間到計時顯示。一個方向綠燈、黃燈亮時，另一個方向紅燈亮。每盞燈順序點亮，循環往復，每個方向順序為綠燈、黃燈、紅燈。交通燈的運行狀態共有四種，分別為：

　　狀態0：東西方向車道的綠燈亮，車道，人行道通行；南北方向車道的紅燈亮，車道，人行道禁止通行。

　　狀態1：東西方向車道的黃燈亮，車道，人行道緩行；南北方向車道的紅燈亮，車道，人行道禁止通行；

　　狀態2：東西方向車道的紅燈亮，車道，人行道禁止通行；南北方向車道的綠燈亮，車道，人行道通行；

　　狀態3：東西方向車道的紅燈亮，車道，人行道禁止通行；南北方向車道的黃燈亮，車道，人行道緩行；

　　4 種狀態循環往復，并且紅燈的倒計初始值為綠燈的倒計初始值和黃燈的倒計初始值之和。

　　2.2電路工作總體框

　　交通燈控制電路主要由以下幾部分構成，有電源電路，脈沖電路，分頻電路，倒計時電路，(交通燈)狀態控制電路，燈顯示電路。

　　3所需各部分電路設計

　　3.1電源電路：電源電路主要由整流、濾波、穩壓三部分組成，用于供給數字電路的'工作電源。整流部分由變壓器與整流橋KBP210G 組成。220V、50Hz 的交流輸入經過變壓器之后，輸出9V、50Hz 的交流電壓。該電壓輸入整流橋，整流橋由四只整流二極管接成電橋的形式組成。整流橋輸出8.1V 的直流電壓。濾波電路用于濾去整流輸出電壓中的紋波，由1mF 的電容組成電容濾波電路。電容濾波電路簡單，負載直流電壓較高，紋波也較小，適合負載電壓較高，負載變動不大的場合。穩壓電路用于穩定電壓的輸出，由三端集成穩壓器L7805 和電容組成。C2、C3 用來實現頻率補償，防止穩壓器產生高頻自激振蕩和抑制電路引入的高頻干擾，C4 用于減少穩壓電源輸出端由輸入電源引入的低頻干擾。

　　數字電路課程設計報告3

　　設計題目：數字電子鐘邏輯電路專業班級：自動化112班學生姓名： xx 學號：xx指導教師： xx 設計時間： xx

　　教師評語：成績評閱教師日期

　　一、摘要

　　所謂數字鐘，是指利用電子電路構成的計時器。相對機械鐘而言，數字鐘能實現準確計時，并顯示時、分、秒，而且可以方便準確的對時間進行調節。在此基礎上，還可以實現整點報時的功能。因此，數字鐘的應用十分廣泛。我們要通過這次的課程設計掌握數字鐘的原理，學會設計簡單的數字鐘。

　　二、設計任務

　　用中小規模集成電路設計一臺能顯示時、分、秒24時制地的數字電子鐘，具體要求如下：

　　時為00-23二十四進制計數器；秒、分為00-59六十進制計數器；

　　整點報時，整點報時電路要求在每個整點前鳴叫五次低音（100Hz），整點時再鳴叫一次高音（500Hz）。

　　三、工作原理

　　數字電子鐘所采用的是十六進制計數器74LS161和十進制計數器74SL160，根據時分秒各個部分的的不同功能，設計成不同進制。秒的個位，需要10進制計數器，十位需6進制計數器（計數到59時清零并進位）。秒部分設計與分鐘的設計完全相同；時部分的設計為當時鐘計數到24時，使計數器的小時部分清零，從而實現整體循環計時的功能。

　　四、可選器材：

　　(1)數字電子技術實驗系統箱， (2)直流穩壓電源，

　　(3)集成芯片：74LS161 2個、74LS160 4個、 74LS00 2個、 74LS20 1個。 (4)喇叭，1/4W、8Ω。

數字電路課程設計報告2

　　設計題目：數字電子鐘邏輯電路專業班級：自動化112班學生姓名： xx 學號：xx指導教師： xx 設計時間： xx

　　教師評語：成績評閱教師日期

　　一、摘要

　　二、設計任務

　　用中小規模集成電路設計一臺能顯示時、分、秒24時制地的數字電子鐘，具體要求如下：

　　時為00-23二十四進制計數器；秒、分為00-59六十進制計數器；

　　整點報時，整點報時電路要求在每個整點前鳴叫五次低音（100Hz），整點時再鳴叫一次高音（500Hz）。

　　三、工作原理

　　四、可選器材：

　　(1)數字電子技術實驗系統箱， (2)直流穩壓電源，

　　(3)集成芯片：74LS161 2個、74LS160 4個、 74LS00 2個、 74LS20 1個。 (4)喇叭，1/4W、8Ω。

　　五、參考電路見附錄一、附錄二

　　六、方案的設計

　　計數部分：利用74LS161芯片，74LS160芯片和74LS00芯片組成的計數器，它們采用異步連接，利用外接標準1Hz脈沖信號進行計數。

　　1. 顯示部分：將兩片74LS161芯片和四片74LS60的Q0Q1Q2Q3腳分別接到實驗箱上的數碼顯示管上，根據脈沖的個數顯示時間。 (一)設計步驟及方法

　　所有74LS161芯片和74LS160的16腳接5V電源(置為1)，3腳、4腳、5腳、6腳和8腳接地（置為0）。74LS00芯片的14腳接5V電源（置為1），7接地。 1. 秒設計

　　秒部分具體設計如圖示：

　　秒部分設計圖

　　秒的個位部分為逢十進一，十位部分為逢六進一，從而共同完成60進制計數器。當計數到59時清零并重新開始計數。秒的個位部分的設計：利用十進制計數器74LS160和與非門74LS00在面包板上設計10進制計數器顯示秒的個位。計數器的1腳接高電平，7腳及10腳接1。因為7腳和10腳同時為1時計數器處于計數工作狀態.秒的個位和十位的2腳相接從而實現同步工作，15腳（串行進位輸出端）接十位的7腳和10腳。個位計數器由Q3Q2Q1Q0（0000）2增加到（1001）2時產生進位，并十位部計數器的2腳脈沖輸入端CP，從而實現10進制計數和進位功能。利用74LS161和74LS00在面包板上設計6進制計數器顯示秒的十位：7腳和10腳接各位計數器的15腳（串行進位輸出端），當個位計數器由Q3Q2Q1Q0（0000）2增加到（1001）2時產生進位，并十位部分開始計數，通過74LS00對Q2Q1與非接入74LS161的1腳清零端和分個位計數器的2腳脈沖輸入端CP，從而實現6進制計數器和進位功能。 2. 分鐘的設計

　　分鐘部分具體設計如圖示：

　　分部分設計圖

　　分鐘個位部分逢十進一，十位部分逢六進一，從而共同完成60進制計數器。當計數到59時重新開始計數。利用74LS160和74LS00設計10進制計數器顯示分的個位：1腳，7腳和10接高電平，15腳（串行進位輸出端）接十位計數

　　器的7腳和10腳。當個位計數器由Q3Q2Q1Q0（0000）2增加到（1001）2時產生進位，十位計數器和各位計數器的2腳相接從而實現同步工作。并將計數器的2腳脈沖輸入端，從而實現10進制計數器和進位功能。利用74LS161和74LS00在面包板上設計6進制計數器顯示分的十位：當由Q3Q2Q1Q0（0000）2增加到（0101）2時，通過74LS00對Q2Q1與非接入74LS161的1腳清零端和小時的個位計數器的2腳脈沖輸入端，從而實現6進制計數器和進位功能。 3. 小時的設計

　　小時部分具體設計如圖示：

　　小時部分設計圖

　　利用74LS160和74LS00設計10進制計數器顯示小時的個位：7腳和10腳接高電平。15腳（串行進位輸出端）接入十位計數器的7腳和10腳，個位計數器和十位計數器的2腳相接從而實現同步工作方式。小時十位計數器的2腳脈沖輸入端，從而實現10進制計數器和進位功能。利用74LS161和74LS00在面包板上設計計數器顯示分鐘的十位：當十位計數器由Q3Q2Q1Q0（0000）2增加到（0010）2并且個位計數器Q3Q2Q1Q0由（0000）2增加到（0100）2時，通過74LS00對十位計數器的Q1和個位計數器Q2與非，分別接入十位和個位的74LS161的1腳清零端，從而共同完成24進制計數器并清零。

　　七、電路總體說明；通過外接時鐘脈沖CP的`作用下,秒的個位加法計數器；八、實驗問題小結；1.實驗室缺少74LS248.74LS48芯片解；2.進行試驗時秒個位計數器完成一次循環之后沒有進；解決問題：秒的個位和十位的2腳沒有相接從而不能實；九、實驗總結；課程設計是我們運用所學知識，動手實踐的一個好機會；我們通過親自動手連線、試驗，遇到問題、解決問題，；十.參考文

　　七、電路總體說明

　　通過外接時鐘脈沖CP的作用下,秒的個位加法計數器開始記數，通過譯碼器和數碼顯示管顯示數字即計數器。當經過10個脈沖信號后，秒個位計數器完成一次循環，秒十位計數器的CP與秒個位計數器的CP同步,秒個位計數器的Qcc使得秒十位的P和T端同時為1（Qcc為進位端，當個位為9時進位并Qcc=1）,從而秒十位開始計數，秒十位計數器工作1次，通過譯碼器和數碼顯示管，秒十位數字加1。當經過60個脈沖信號，秒部分完成一個周期，分鐘個位計數器的CP通過秒十位計數器的Q2Q1與非得到脈沖，分鐘個位計數器工作一次，通過譯碼器和數碼顯示管，分鐘的個位數字加1。分部分的工作方式與秒部分完全相同。當經過3600個脈沖信號，分鐘部分完成一個周期，小時個位計數器的CP通過分十位計數器的Q2Q1與非得到脈沖，小時個位計數器工作一次，通過譯碼器和數碼顯示管，小時的個位數字加1。當小時個位部分完成一個周期，小時十位計數器的CP與小時個位計數器的CP同步, 小時個位計數器的Qcc使得小時十位的P和T端同時為1,從而小時十位開始計數，小時十位計數器工作1次，通過譯碼器和數碼顯示管，小時的十位數字加1。當小時十位部分計數到2同時小時的個位部分計數到4，小時個位計數器的清零端和十位計數器的清零端通過小時個位計數器的Q2和小時十位計數器的Q1與非得到信號，小時部分清零，從而完成了1次24小時計時。

　　八、實驗問題小結

　　1.實驗室缺少74LS248.74LS48芯片解決問題：用CD4511芯片代替

　　2. 進行試驗時秒個位計數器完成一次循環之后沒有進位

　　解決問題：秒的個位和十位的2腳沒有相接從而不能實現同步工作

　　九、實驗總結

　　課程設計是我們運用所學知識，動手實踐的一個好機會。它既可以幫助我們加深對所學知識的理解，又能提高我們運用知識，聯系實際，動手實踐的能力。而且在設計過程中可能用到我們沒學過的知識，需要我們去查閱資料獲取相關信息，這又提高了我們查找信息和學習新知識的能力。在實驗過程中，又會遇到許多意想不到的問題，需要我們去分析原因和如何去解決這些問題。

　　我們通過親自動手連線、試驗，遇到問題、解決問題，鞏固了書本的知識，同時也學到了新的學問，明白了實踐的可貴性。總之，課程設計對我們提高自身能力是很有幫助的。

　　十.參考文獻：

　　《通用GENERAL集成電路速查手冊》

　　《數字電子技術》

數字電路課程設計報告3

　　一、設計目的

　　溫度是日常生活中無時不在的物理量，溫度的控制在各個領域有著廣泛積極的意義。如溫室的溫度控制等。另外隨著數字電子技術的迅速發展，將模擬電量轉換成數字量輸出的接口電路A/D轉換器是現實世界中模擬信號向數字信號的橋梁。在以往的A/D器件采樣控制設計中，多數是以單片機或CPU為控制核心，雖然編程簡單，控制靈活，但缺點是控制周期長，速度慢。單片機的速度極大的限制了A/D高速性能的利用，而FPGA的時鐘頻率可高達100MHz以上。本設計進行時序控制、碼制變換，具有開發周期短，靈活性強，通用能力好，易于開發、擴展等優點。

　　二、設計的基本內容

　　本次設計主要是基于FPGA+VHDL的溫度控制系統，可編程器件FPGA和硬件描述語言VHDL的使用使得數字電路的設計周期縮短、難度減少。設計采用模塊化思路，包括四個模塊FPGA控制ADC0809模塊、分頻模塊、數據傳輸模塊、元件例化模塊,再加以整合實現整個系統，達到溫度控制的目的。

　　基于FPGA的信號采集系統主要有：A/D轉換器，FPGA，RS232通信。A/D轉換器對信號進行會采集，A/D內部集成了采樣、保持電路，可有效的降低誤差，減少外圍電路的`設計，降低系統的功耗。A/D在接受到指令后進行采集，FPGA采集控制模塊首先將采集到的通過A/D轉換城的數字信號引入FPGA，而后對數字信號送往算法實現單元進行處理，并存于FPGA內部RAM中。

　　1.實驗設計指標及要求：

　　1.1課題說明：

　　在體育比賽、時間準確測量等場合通常要求計時精度到1%秒（即10 ms）甚至更高的計時裝置，數字秒表是一種精確的計時儀表，可以擔當此任。本課題的設計任務設計一個以數字方式顯示的計時器，即數字秒表。

　　1.2設計內容：

　　a)數字秒表需求分析，信號及屬性定義；

　　b)電路原理設計、分析、參數計算，畫出電路原理；

　　c)電路安裝與實驗測試。

　　1.3設計要求：

　　d)量程99.99 S，計時精度1%秒，計時結果動態顯示，十進制格式；

　　e)設置啟動、清除信號，清除信號使輸出結果，使電路復位到初始狀態；

　　f)設置暫停、停止信號，暫停、停止時均保持當前結果，直到清除信號有效時止；

　　1.4總體設計思路：