数字电路课程设计

数字电路课程设计（精选12篇）

1.数字电路课程设计 篇一

应用科技学院

《电子技术课程设计报告》

设计题目：数字钟的设计与制作

专业班级：13级《物联网工程》2班 姓名：白雪 王贞 张莹 学号：068 108 131 指导老师：刘烨

时间：2015年5月15日~ 2015年 5 月30日 地点：四教4414实验室

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摘要：

数字时钟是一种用数字电路技术实现秒﹑分﹑时的计时装置，与传统的机械钟相比，它具有更高的准确性和直观性，且无机械装置，具有更长的使用寿命，因而得到了广泛的应用。小到人们的日常生活中的电子手表，大到车站﹑机场等公共场所的大型数显电子钟。数字时钟从原理上讲是一种典型的数字电路，其中包括了组合逻辑电路和时序电路。

本课程设计要用通过简单的逻辑芯片实现数字时钟。要点在于用555芯片连接输出为一秒的多谐振荡器用于时钟的秒脉冲,用14位二进制计数器CC4060芯片、7双BCD同步加计数器CD4518芯片、十进制加计数器/7段译码器CD4033芯片等连接成60和12进制的计数器,再通过七段数码管显示，构成了简单数字时钟。关键词：数字时钟；555芯片；计数器；数码管

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1设计目的................................................................................................................................4 1.1设计指标.........................................................................................................................4 2课程设计任务及要求............................................................................................................4 2.1 设计任务........................................................................................................................4 2.2 设计要求........................................................................................................................4 3系统设计................................................................................................................................4 3.1 设计思路........................................................................................................................4 3.2 系统设计........................................................................................................................5 3.2.1 原理图及说明.......................................................................................................5 3.2.2 具体设计.................................................................................................................6

3.2.2.1.小时计时电路...............................................................................................6 3.2.2.2.分钟计时电路...............................................................................................6 3.2.2.3.秒钟计时电路...............................................................................................6 3.2.2.4.手动时间校准电路的设计...........................................................................6 3.2.2.5.光敏电阻的设计...........................................................................................6 主要元器件的介绍...............................................................................................................7 4.1 40161------4位二进制同步计数器（有预置端，异步清除）.....................................7 4.2 CD40106..........................................................................................................................7 4.3 CD4009............................................................................................................................8 5 电路板的安装与测试...........................................................................................................8

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1设计目的数字电子钟是一种用数字显示秒﹑分﹑时的记时装置，与传统的机械钟相比，他具有走时准确﹑显示直观﹑无机械传动装置等优点，因而得到了广泛的应用：小到人们的日常生活中的电子手表，大到车站﹑机场等公共场所的大型数显电子钟。

我们此次设计数字钟就是为了了解数字钟的原理，从而学会制作数字钟。而且通过数字钟的制作进一步的了解各种在制作中用到的中小规模集成电路的作用及实用方法。且由于数字钟包括组合逻辑电路和时叙电路。通过它可以进一步学习与掌握各种组合逻辑电路与时序电路的原理与使用方法。

1.1设计指标

1.时间以12小时为一个周期； 2.显示时、分、秒； 3.具有校时功能，可以分别对时及分进行单独校时，使其校正到标准时间；

2课程设计任务及要求

2.1 设计任务

1、设计一个有“时”，“分”，“秒”（11小时59分59秒）显示且有校时功能的数字时钟钟；

2、用中小规模集成电路组成数字时钟。

2.2 设计要求

1．用555定时器设计一个秒钟脉冲发生器，输入1HZ的时钟；（对已有1kHz频率时钟脉冲进行分频）；

2．能显示时、分、秒，12小时制； 3.设计晶体震荡电路来输入时钟脉冲；

4.用双BCD同步加计数器CD4518芯片设计一个分秒钟计数器,即六十进制计数器.；

5.用十进制加计数器/7段译码器CD4033芯片设计一个12小时计数器, 6.译码显示电路显示时间。

3系统设计

3.1 设计思路

数字电子钟由信号发生器、“时、分、秒”计数器、LED数码管、校时电路、整点报时电路等组成。工作原理为时钟源用以产生稳定的脉冲信号，作为数字种的时间基准，要求震荡频率为1HZ，为标准秒脉冲。将标准秒脉冲信号送入“秒计数器”，该计数器采用60进制计数器，每累计60秒发出一个“分脉冲”信号，该信号将作为“分计数器”的时钟脉冲。“分计数器”也采用60进制计数器，每 累计60分，发出一个“时脉冲”信号，该信号将被送到“时计数器”。“时计数器”采用12进制计数器，可以实现12小时的累计。LED数码管将“时、分、秒”计数器的输出状态显示。校时电路是来对“时、分、秒”显示数字进行校对调整。

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本设计使用芯片数最少、计时准确、动态显示的节电工作方式（耗电量仅为静态显示模式的1.8％）、调试方便、时间校准方便。电路中的振荡器XT为目前多数石英晶体电子表中使用的频率为215=32768HZ的石英晶体，经IC（2CC4060）组成的14级2分频和IC3A（CD4518）组成的一级2分频后可得到1HZ的“秒”脉冲信号。用6个40161分别控制6个数码管，用逻辑门电路选择各个数码管的最大数字，比如说输出9，就要对应的输入二进制数1001，输出3对应0011，1对应 0001。逻辑门电路选择好最大数，就接入下一个40161的 CLK 端，来进位。MR端要接入与非门和40106之间，读取最大数。我们设计的是实现0~9,0~5,0~1,0~2的进位方式。从秒开始，0~59，分0~59，时0~11.3.2 系统设计

3.2.1 原理图及说明

时LED数码管分LED 数码管秒LED数码管时计数（十二进制）分计数（六十进制）秒计数（六十进制）时校准分校准晶体振荡器分频器（1）电路原理框图

（2）电路原理图

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用555电路构成的1KHz多谐振荡器，调节电阻R3可以改变输出信号频率。74LS160是二，五，十进制同步加法器，用三片74LS90构成三级十分频器，将1KHz矩形波分频得到1Hz基准秒计时信号。由于74LS160是十进制计数器，分别将个位接成十进制计数器，十位接成六进制计数器，分别将个位的RCO输出端接十位的9脚端，就构成60进制计数器，用两个相同的60进制计数器分别做作为秒，分计时，并在个位和十位输出端接上数码显示管显示小时计数器直接采用整体反馈清零法构成24进制计数器。工作原理：振荡电路产生的1KHZ脉冲信号经三级十分频电路分频后产生的1HZ脉冲信号输入74LS90N连成的60进制秒计数器，再由秒计数器每60秒进位输出给60进制分钟计数器，分钟计数器满60后产生进位信号输入给24进制小时计数器，从而实现12小时制电子钟的功能。

3.2.2 具体设计

3.2.2.1.小时计时电路

小时计时电路由两块4033B和4081芯片7段译码器组成12进制计数电路。该电路译码器能识别数字00到11的计数，当接收到从“分”传来信号到芯片4033的第1个管脚时，使得在小时的计数模块进行加1，每接收到一次信号，即进行一次计数，计一次为一小时，同时将信号反馈回“分”，使得将计数清零。即可可以将小时从“00”到“11”后，在继续计时时，计数器计数将会被置回“00”。使整个计数器在小时的计数模块成为从“00”到“11”到清零循环回“00”到“11”这样的12进制的12个稳定状态的计时方法。3.2.2.2.分钟计时电路

与小时计时模块相比，分钟计时模块相对简单些。它的电路原理是由于两块4033B芯片组成的60进制的分钟计数方式，该译码器电路能识别信号59，整个计数计时方式是从“00”到“01”“02”.....“59”在到“00”的共60个稳定状态的自动连续循环模式。3.2.2.3.秒钟计时电路

秒钟的计数又有些相同与不同。它同样是由4033B两块芯片进行构成60进制计数。该译码器识别信号至59，然后清零循环计数。计数方式与分钟计数方式一样。但除了4033B芯片外，外加了4060和4518两块芯片。外加了两块芯片使得在秒钟计数模块有了自动的计数方法。而不是通过外来校准不停的进行调整计数。

3.2.2.4.手动时间校准电路的设计

S1和S2分别为“小时”与“分”的手动校准电路。S1按动一次，在小时计时部位计数加1，S2按动一次，在分钟计时计数数码管显示上显示加1,。滤波电路C3、R10和C4、R13分别用来吸收S1和S2的动作产生的电压抖动。二极管D1、D2分别为“小时”与“分”校准电路与相邻下一级计数器“清零”端R之间的单向隔离文件。R11、R12为手动校准电路的限流范围。3.2.2.5.光敏电阻的设计

光敏电阻R1～R6分别为数码管DS1～DS6夜间工作在节电模式时的亮度自动控制电路。光敏电阻可选用MG41-22或MG45-

12、或5606、6106型（亮电阻≤2KΩ，暗电阻≥900KΩ）。每只数码管的公共端第3（8）脚通过一光敏电阻串联晶体开关管9013接地。当夜晚室内光线较暗时，数码管自动降低亮度。数码管DS1～DS6采用超高亮度的数码管5011型，这种LED数码管耗电为普通数码管的十分之一，每个段码的驱动电流仅为1mA，就可以发出普通数码管20mA

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工作电流时相同的亮度。当其工作电流达20mA时，发出光亮足以保证在室外阳光下正常显示。该控制电路可使数码管显示的供电电流降低到原来的1/30，即为10～15 mA的水平。开关管Q1～Q3选用9013（40V、0.5A、0.625W、低频）可满足控制两个数码管阴极电流通断的要求。本设计还充分利用芯片CD4033的“零”数字消隐功能，即当十位上海数字为零时，该数码管不亮。例如，当时间为9时8分5秒，不是显示“09”时“08”分“05”秒，而是显示“9”时“8”分“5”秒，该设计方案可使数码管显示的供电电流降低到原来的1.8％，即为5～9 mA的水平，可大大降低电源的能耗。主要元器件的介绍

4.1 40161------4位二进制同步计数器（有预置端，异步清除）

40161是4位可编程计数器，复位采用异步方式，当CLEAR为低电平时，使四个输出端均置为低电平，而与CLOCK、/LOAD或PE、TE输入的状态无关，/LOAD为低电平时，计数器无效，使输出端在下一时钟脉冲与设置的数据一致，并与PE、TE输入端的状态无关。

N位同步级联计数器可由超前进位电路实现，不需要外加控制，此功能由两个计数控制输入端和进位输出端完成。PE、TE输入端均为高电平时，计数有效，当计数超过“15”时，进位输出端CARRY OUT(CO)即产生一正向输出脉冲，其脉冲宽度约等于Q1输出正向宽度，此正向溢出进位脉冲可使下一级联电路有效，时钟无论为高电平或低电平，均可实现PE或TE输出的逻辑转换。

4.2 CD40106 CD40106由六个施密特触发器电路组成。每个电路均为在两输入端具有施密特触发器功能的反相器。触发器在信号的上升和下降沿的不同点开、关。上升电压(V T+)和下降电压(V T-)之差定义为滞后电压。它的2 4 6 8 10 12引脚是数据输出端，1 3 5 9 11 13是数据输入端，14是电源正，7接地。

CD4016引脚图

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4.3 CD4009 CD4009是十六进制的CMOS缓冲器/变换器 电路板的安装与测试

为了方便检测，电路有6位数码管安装在CD4033的上方，分别显示出时“00~11”分“00~59”秒“00~59”的时钟显示。根据电路的设计特点，在安装过程中，基于测试同时进行。在安装测试顺序是①1HZ脉冲信号的产生电路，运用逻辑笔测试芯片IC34的Q0端的“1HZ”的脉冲输出信号；②“秒钟”计数/译码/显示电路，显示0秒钟~59秒钟，运用逻辑笔测试芯片IC5A第3期的“满60秒进一”的进位脉冲输出信号；③“分”钟计数/译码/显示电路，显示0分钟~59分钟，运用逻辑笔测试芯片IC58第四脚的“满60进一”的进位脉冲输出信号；④“小时”计数/译码/显示电路，显示0小时~12小时，运用逻辑笔测试芯片IC5C第10脚的“清零”脉冲输出信号；⑤分别按动开关S1、S2，测试时间校准电路的功能及可靠性；⑥用厚纸片遮蔽敏光电阻的上方，观测数码管亮度显示接受控制前后的响应情况。6个单元电路组装合格后，电路可以显示12小时内的任一时间。时间校准电路组装完成后，可以校准当前时间，并验证一昼夜

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24小时的计时误差是否在一定范围内；然后在一定电源内测量整机最大工作电流是否也在一定范围之间。

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2.数字电路课程设计 篇二

一、数字电路课程设计中引入EDA技术的必要性

数字电路课程设计中要求学生运用电子技术课程中有关的理论知识和实验方法完成一些综合性较强的设计课题。目前在数字电路课程设计教学中, 有些院校仍然采用74系列固定功能标准芯片来实现设计功能。在了解课题原理和熟悉标准芯片功能的基础上, “自底而上”地设计数字系统。当设计的数字电路系统比较复杂, 需要多个集成芯片和大量连线时, 就增加了设计电路板的难度和故障调试难度, 延长设计周期, 降低了学生的学习兴趣, 同时.常用中小规模集成芯片的大量重复使用也大大增加了设计成本。特别是随着学生数量的剧增, 由于教学经费的原因而无法提供足量的所需芯片, 再加上实验场地和实验时间的制约, 以及辅导教师的缺少等因素, 使得课程设计题目受限制, 设计方案雷同, 缺少个性, 设计过程枯燥, 学生的综合能力和创新能力的培养严重受到阻力, 课程设计的教学目标不能很好的实现。因此在数字电路课程设计中引入EDA技术, 改革传统的课程设计方法已经成为一种趋势。Isp Lever是Lattice公司最新推出的一套EDA软件。设计输入可采用原理图、硬件描述语言、混合输入三种方式, 能对所设计的数字电子系统进行功能仿真和时序仿真。编译器是此软件的核心, 能进行逻辑优化, 将逻辑映射到器件中去, 自动完成布局与布线, 并生成编程所需要的熔丝图文件。软件中的Constraints Editor工具允许经由一个图形用户接口选择I/O设置和引脚分配。软件包含Synolicity公司的Synplify综合工具和Lattice的isp VM器件编程工具。Isp Lever软件提供给开发者一个简单而有力的工具, 其界面友好, 集成化程度高, 是最易学、最易用的可编程逻辑器件开发软件。利用它所配备的编辑、编译、仿真、综合、芯片编程等功能, 可以完成数字电路从设计、检查、模拟到下载的全过程。因此特别适合作为数字电路系统的设计和开发软件。在系统可编程逻辑器件 (In-System Programmable PLD, ISP-PLD) 是90年代推出的新型的可编程逻辑器件, 其最大特点是编程时既不需要使用编程器, 也不需要将它从所在的系统板上取下, 可以直接焊接在印刷电路板上, 然后通过计算机的并口和专用的编程电缆对焊接在电路板上的ISP器件进行多次编程, 对其逻辑功能进行修改, 从而加快了数字系统的调试过程, 提高了可靠性并避免对可编程器件造成机械损坏。PLD具有可重复使用、低投入、高性能、高密度、开发周期短等诸多优点, 不需要任何投片费用。

二、EDA技术在数字电路课程设计中的应用实例

下面采用“自顶而下”层次化的设计方法, 以DJ-E801型实验开发系统和Isp Lever3.0EDA开发软件设计时钟为例, 介绍基于EDA技术的数字电路系统设计的方法。运用此种方法进行课程设计时, 需要先学习Isp Lever3.0软件和Schematic的编程方法, 掌握DJ-E801型实验开发系统的使用。

1. 设计要求。

设计一个多功能数字钟。系统能进行正常的时、分、秒计时功能, 分别由6个数码管显示24小时、60分钟、60秒钟的计数器显示;能利用实验系统上的按键实现“校时”“校分”功能: (1) 按下“SA”键时, 计时器迅速递增, 并按24小时循环, 计满23小时后再回00。 (2) 按下“SB”键时, 计分器迅速递增, 并按59分钟循环, 计满59分钟后再回00, 但不向“时”进位。 (3) 按下“SC”键时, 秒清零。 (4) 要求按下“SA”、“SB”或“SC”均不产生数字跳变 (“SA″、“SB”、“SC”按键是有抖动的, 必须对其消抖动处理) ;能利用扬声器做整点报时: (1) 当计时到达59’50”时开始报时, 在59’50”、52”、54”、56”、58”鸣叫, 鸣叫声频可为l KHz; (2) 到达59’60”时为最后一声整点报时, 整点报时是频率可定为500Hz。

2. 设计思路。

本设计中采用“自顶向下”的层次化、模块化的设计思路, 将系统分为cdu24、cdu60、cdu60s、control等四个模块, 再将其在顶层连结起来, 完成系统功能。

下面介绍各个模块所完成的功能。cdu24在clk1的激励下有24进制计数功能, sa=1时在clk2的激励下快速24进制计数, 能完成校时功能。cdu60在clk1的激励下有60进制计数功能, ss=1时在clk2的激励下快速60进制计数, 但无进位, 完成校分功能。cdu60s在clk1的激励下有60进制计数功能, clr=1时秒清零即可。Control主要完成报警功能。

3. 功能仿真。

运行isp LEVER软件, 建立一个新工程, 然后在该工程下新建schematic文件, 输入原理图以clk.sch文件保存, 设为顶层, 进行编译, 对照设计要求查看仿真结果。电路仿真结果正确后, 其硬件的实现是Lattice公司的CPLD芯片isp LSI1032E-70LJ-84下载实验板。设置芯片属性及引脚分配, 执行编译综合后产生下载文件, 将其在线下载到下载板, 经过硬件验证完全符合设计要求。

在上面的例子中, 若采用传统的74系列中小规模集成器件来实现, 电路结构复杂很多, 难以调试, 几乎是“纸上谈兵”的设计, 设计过程枯燥乏味。基于EDA的数字电路设计采用“自顶向下”的设计方法, 具有便于层次式、结构化的设计思想, 设计周期短, 可以对每一层进行仿真验证, 设计电路错误可以在早期发现, 提高了设计的正确性, 逻辑综合之前的设计工作与具体的实现工艺器件等无关。因此, 设计的可移植性好。为了提高数字电路教学的质量, 培养能适应电子技术发展趋势的创新人才, 将EDA技术引入数字电路课程设计中, 不仅可以很好地锻炼学生的综合设计开发能力和动手能力, 激发他们的学习兴趣, 还可以大大节约数字电路课程设计实验的成本, 提高设计效率。

参考文献

[1]林敏, 方颖立.VHDL数字系统设计与高层次综合[M].北京:电子工业出版社, 2002.

[2]黄招娣, 黄德昌.数字逻辑设计与EDA仿真实验教学的实践与探索[J].华东交通大学学报, 2007, 24 (12) .

3.数字电路课程设计 篇三

关键词：数字电路；实践创新；智能实训室

《数字电路》课程是电子信息工程、通信工程、电气自动化等行业领域的重要专业基础课，几乎所有高职高专的电子信息大类都开设有这门课程，在专业课程体系构建和人才培养方案中具有不可或缺的地位。通过本课程的学习，主要是使学生获得数字电路与逻辑设计的基本理论、分析和设计方法，熟悉中大规模集成电路的应用。本课程的学习目标是培养学生的数字电路设计、分析及应用的能力，为后续专业课程的学习打好基础。同时通过大量的课程实践培养学生创新精神、协作互助能力、应变能力，提高学生职业素养，在职业岗位上具有较高的专业实践能力和较强的适应力。本文将具体以数字电路课程的实践环节如何进行实践教学模式创新，深化实践教学改革提高教学质量的问题进行分析探索。

一、《数字电路》课程实践教学存在的问题

《数字电路》课程包括基础逻辑门电路、组合逻辑电路、时序逻辑电路等教学内容，基本要求学生掌握常用电子元器件和集成芯片的识别、测试及使用方法，能够看懂元器件特别是集成芯片的参数，并根据实际电路和集成电路手册选择元器件；进阶要求是根据所学理论能够分析一般数字电路的工作原理，由电路图了解其功能，能够对数字单元电路的工作参数进行分析、计算，并能对主要元器件的作用进行分析；高阶要求是学生能利用所学的理论知识和掌握的实际技能设计一些中小型数字电子产品。这都需要教师开展内容详实、形式多样的实践教学设计才能满足。

但是由于数字电路课程的基础性，传统实践课堂大多采用教师理论讲解完后加试验箱验证。教师直接讲授课程理论和重难点，并告知学生重要的公式、结论和定理。学生被动的充当受众，接受教师的灌输和引导。无论是验证性的实验环节，还是采用面包板动手进行的数电课程设计环节，由于学生的智力、个体差异的不同教师很难让所有学生都掌握和提升实践技能，而且不能激发学生的学习兴趣和探究精神，学习效果不好。同时一对多的实践过程指导，教师长时间做重复性的劳动工作不仅效率低下而且容易滋生倦怠情绪，同时师生之间缺乏教学互动，学生的实训参与度和完成度不高。

针对以上暴露的问题，伴随着电子通信技术的迅速发展，笔者尝试用智能实训室这种方案来解决上述问题。

二、智能实训室在《数字电路》课程的应用

为帮助学生掌握数字电路课程内容提升专业技能，同时激发学生的主动探究的学习精神，真正实现自主化、不间断的全方位学习，笔者所在教研室大胆采用了智能实验室这种实践教学创新模式。所谓的智能实验室，通俗的讲就是用一套智能实验室管理系统将实验室的各种仪器设备进行互联，通过教师终端主机进行统一管理和控制。教师可以参与企业联合定制个性化的实验室需求，针对课程特点创建各种实训室管理单元和模块。

首先教师针对课程实训项目所需要的实训仪器、设备、常用集成电路板等需求进行分析和整理，报给知名的仪器制造商企业进行量身定制，智能实验室可以把整个教室里所有的仪器设备连接在网络上，通过有线或无线网对所有仪器设备进行远程监控和管理。所有网络相关设备都符合通用网络标准，使用标准的有线或无线路由器，以及标准的无线网卡进行网络连接。可以使用现有网络进行连接，也可以独立建立专用的局域网络。老师在服务器主机上就可以随时了解所有仪器设备的状态，包括整个教室的实验台连接情况，每个实验台上的仪器是否开机，仪器与网络系统的连接是否正常等，这样能帮助老师减轻授课压力，提高效率，降低重复劳动。

在实训课堂上，老师不用走到学生身边，就可以在远程随时查看仪器的工作情况和学生的试验进度，例如示波器显示波形，电源输出状态等，方便对学生的实训过程进行监控和掌握。若发现个别同学操作失误导致仪器数据不正常，老师可以远程控制仪器，修改仪器设置，防止同学误操作损坏仪器进行一对一的个性化指导。同时教师可以随时记录学生操作界面的波形并投射到教室大屏幕给其他学生做对比参考。智能实验室支持学生随时保存实验数据，并在线提交设计报告。同时教师可以将仪器操作手册、芯片引脚信息等资料生成在线二维码，学生可以随时通过扫描二维码用手机下载实验资料，方便课后查看和学习。智能实训室还为课程选配了虚拟仪器、仿真设计工具等降低学习难度，进行自适应、开放式的学习。

课后学生还可以登录智能实训室合作方企业的远程培训平台，接受企业的远程在线学习。这样可以进一步缩短学校和企业的距离，让学生更早的适应就业环境和工作环境。学生可以随时掌握了解企业最新的仪器设备的信息，最全的芯片资料手册，接触最真实的企业项目，让他们了解课程学习内容的实际应用来激发他们的学习兴趣。同时在电路设计的过程中遇到的任何专业性问题可以选择在线提问，由企业的培训工程师在线答疑，帮助他们更好的突破重难点，掌握技能。

今后智能实验室的功能还可以更加强大，比如可以将实验室的工位信息上传，学生可以课后用手机或者电脑在线选位，教师远程授权门禁信息，方便教师随时随地对实验室进行管理。同时可以建立一个资源共享库上传云端，学生可以随时查看自己的实验数据、实验报告和实验成绩。甚至学校可以将不同的实验室实现云端互联，避免资源浪费提高实验室的利用率，这些都是今后要做的改进和尝试。

三、结束语

4.数字电路课程设计 篇四

1)设计题目

简易数字频率计

2)设计任务和要求

要求设计一个简易的数字频率计，测量给定信号的频率，并用十进制数字显示，具体指标为：

1)测量范围：1HZ—9.999KHZ，闸门时间1s；

HZ—99.99KHZ，闸门时间0.1s；

HZ—999.9KHZ，闸门时间10ms；

KHZ—9999KHZ，闸门时间1ms；

2)显示方式：四位十进制数

3)当被测信号的频率超出测量范围时,报警.3)原理电路和程序设计：

（1）整体电路

数显式频率计电路

（2）单元电路设计；

（a）时基电路

(b)放大逻辑电路

(c)计数、译码、驱动电路

（3）说明电路工作原理;

四位数字式频率计是由一个CD4017（包含一个计数器和一个译码器）组成逻辑电路，一个555组成时基电路，一个9014形成放大电路，四个CD40110（在图中是由四个74LS48、四个74LS194、四个74LS90组成）及数码管组成。

两个CD40110串联成一个四位数的十进制计数器，与非门U1A、U1B构成计数脉冲输入电路。当被测信号从U1A输入，经过U1A、U1B两级反相和整形后加至计数器U13的CP+，通过计数器的运算转换，将输入脉冲数转换为相应的数码显示笔段，通过数码管显示出来，范围是1—9。当输入第十个脉冲，就通过CO输入下一个CD40110的CP+，所以此四位计数器范围为1—9999。

其中U1A与非门是一个能够控制信号是否输入的计数电路闸门，当一个输入端输入的时基信号为高电平的时候，闸门打开，信号能够通过；否则不能通过。

时基电路555与R2、R3，R4、C3组成低频多谐振荡器，产生1HZ的秒时基脉冲，作为闸门控制信号。计数公式：来确定。

与非门U2A与CD4017组成门控电路，在测量时，当时基电路输出第一个时基脉冲并通过U2A反相后加至CD4017的CP，CD4017的2脚输出高电平从而使得闸门打开。1s后，时基电路送来第二个脉冲信号，CD4017的2脚变为低电平，闸门关闭，测量结束。数码管显示即为所测频率。当555第三个脉冲送过来的时候，电路保持间歇1S，第四个脉冲后高电平加至R，使计数器复位。为下一次计算准备。

（4）元件选择。

资

料

元

件

标号

封装

数量

芯片

CD40110

GK7491AG

陶瓷熔扁平

CD4017

62F2X6KE4

陶瓷熔扁平

74LS00

陶瓷熔扁平

74LS10

陶瓷熔扁平

NE555

K104G4

双列直插型号

显示器

七段共阴数码管

电阻

300Ω

1KΩ

5.1KΩ

10KΩ

100KΩ

1MΩ

10KΩ(滑动)

电容

1000PF

0.1μF

100μF

二极管

1N4148

发光LED

开关

单刀双掷

导线

导线

若干

三极管

9014

电源

12V直流电源

4)电路和程序调试过程与结果：

a)、设计逻辑流程：

b)、理论波形图：

c)、仿真波形图：

1)、时基电路

2）、未、已经过施密特的波形：

d)、误差分析：

本实验的误差来自多方面的原因：一、时基电路NE555的滑动变阻器调节导致误差；二、闸门开放时间与信号输入时间的冲突导致测量不准确；三、整体电路的阻抗、容抗对电路信号的影响。

对于第一点，先计算相关的滑动变阻器的相应阻值大小，然后可以在关闭电源的情况下用万用表测量后才进行测量；第二点有点系统的偶然性；第三点可以尽量减少电路布局，从而减少相应的影响。

5)总结

这个电路多处使用了集成IC芯片，让电路更加简洁明了，并且提高了电路的安全性、可行性，减少了整个电路的功耗和整个电路的布线。但是此电路没有完全地符合实验要求：首先，整个电路没有施密特触发器，输入信号放大电路，数码管的小数点驱动，满位报警电路。因此我首先加入以三极管9014为核心的放大电路；然后用74LS00两个双输入与非门构成施密特触发器，对输入信号进行整形；对于报警电路，由于集成IC没有译码电路引脚，所以选择了一个8输入与非门和一个74LS00结成，这样可以充分考虑到唯一性；还有就是它的计数不是直接显示频率，而是显示一个数字，再与闸门的时候计算才可以得出真正的频率。

总体来说，电路还是存在一点小问题没有得到很好的解决，因为74LS00组成的施密特触发器没有很好地整形波，在示波器上出现脉冲波，还得于计算，可以改为以NE555组成的施密特电路。改用其他的数码管驱动，从而驱动小数点。

通过这次实验，让我认识到数字电路的万千变化，集成IC的推出，大大提高安全性和可行性。理解了科学就是力量。最主要是学习到设计电路的思想以为加强自己的焊接能力。让自己的电子技术更上一层楼。

附录：完整的电路PCB图，完整的源程序名列表（不需要把源程序打印出来，作为电子文档提交）。

附录一：

5.数字电路课程设计之循环移位器 篇五

循环移位器

2012019120008江明杰

一、设计要求

设计一个8位的循环移位器：输入8位二进制数据X[7:0]，在控制输入N[2:0]和D的控制下进行向左或向右循环移位，N和D分别表示移位的位数和方向。例如：输入字为abcdefgh，若N=011, D=0，则表示向左移动3位，则输出字为defghabc。

要求：分别用’151和’157两种方式实现，并比较两种实现方式的优劣；完成设计输入和仿真验证。

二、设计分析

根据功能表，当 S1和S0取不同的二进制数时，输出F就选择A和B组成的不同的表达式。解决方案：

利用74LS151多路复用器的特点，S1和S0作为数据选择端。A和B通过不同的门电路组成不同的表达式，再将其结果输入至74LS151的数据输入端。因此，S1和S0就可以选择A与B不同的表达式进行输出。原理图：

三、设计结果

功能仿真：

6.数字电路课程设计 篇六

数字电路课程设计（论文）

题 目

姓名

学号

专业班级 11通信工程2班 指导教师

学 院 信息科学与工程学院

完成日期 2013年6月6日

I

Proteus仿真下载：http://pan.baidu.com/share/link?shareid=3269742360&uk=1662325156

摘 要

八路抢答器由抢答启动电路、启动报警电路、选手编号译码显示电路、复位电路组成。

抢答器主要器件有74LS148、74LS74、555定时器。

抢答器的输入为八路抢答按钮及主持人控制的抢答“开始”和“复位”二个按钮。抢答器的输出有一个发光二极管、一个数码显示管和一个蜂鸣器。

八路抢答器电路是基于七路抢答电路的一个改装。相比七路抢答电路可以供更多一人抢答，虽然其中有个小问题存在，但不影响抢答器的使用。

基于proteus，经过元器件的选取，电路的连接，参数的设置，最终仿真等工作，最终实现了蜂鸣提示数码显示八路抢答功能。关键词：竞赛抢答器；74LS148；74LS74；555定时器

第一章

电路器件介绍

（1）74LS148编码器

74LS148 为 8 线－3 线优先编码器，共有 54/74148 和 54/74LS148 两种线路结构型式，将 8 条数据线（0－7）进行 3 线(4-2-1)二进制（八进制）优先编码，即对最高位数据线进行译码。利用选通端（EI）和输出选通端（EO）可进行八进制扩展。

0－7

编码输入端(低电平有效)EI

选通输入端(低电平有效)A0、A1、A2

三位二进制编码输出信号即编码输出端(低电平有效)GS

片优先编码输出端即宽展端(低电平有效)EO

选通输出端，即使能输出端

II

（2）74LS74集成D触发器

74LS74是双D触发器（内部集成二个D触发器），上升沿触发，互补输出

III

（3）555定时器

555定时器内部包括两个电压比较器，三个等值串联电阻，一个 RS 触发器，一个放电管 T 及功率输出级。它提供两个基准电压VCC /3 和 2VCC /3 1脚：外接电源负端VSS或接地，一般情况下接地。2脚：低触发端 3脚：输出端Vo 4脚：是直接清零端。当此端接低电平，则时基电路不工作，此时不论TR、TH处于何电平，时基电路输出为“0”，该端不用时应接高电平。

5脚：VC为控制电压端。若此端外接电压，则可改变内部两个比较器的基准电压，当该端不用时，应将该端串入一只0.01μF电容接地，以防引入干扰。

6脚：TH高触发端。

7脚：放电端。该端与放电管集电极相连，用做定时器时电容的放电。

8脚：外接电源VCC，双极型时基电路VCC的范围是4.5 ~ 16V，CMOS型时基电路VCC的范围为3 ~ 18V。一般用5V。

IV 第二章 竞赛抢答电路分析

1、仿真运行初始状态

刚运行时，74LS148的各个输入0~7应为高电平，E1=0，A1A2A0=111.GS=1，EO=0

2、复位按钮作用后

产生一个短暂的低电平，应使电路状态产生如下变化：74LS148的E1=1，即先封锁各路抢答信号，其他状态不变。

3、开始按钮作用后

产生一个短暂的低电平，应使电路状态产生如下变化：74LS148的E1=0允许各路抢答，同是，喇叭发出嘀的声响。

4、比七路多一路的抢答改装

（1）74LS47有个测灯输入端LT，当此信号输入低电平时，显示8。把U6:C输出连接到74LS47的LT端，复位后由于U6：C的一路输出为0，另一路来自U5:A，使其在第8路抢答时为0，即把第8路抢答时低电平输入接至U5:A的异步置位端。

（2）第八路强大成功后对1~7路的封锁。U6:C输出的低电平一方面直接给74LS47的LT，使其显示8，另一方面经反相器U9后变高送给或门U6:D，使其为高，接入E1，封锁74LS148的输入。

V

5、蜂鸣电路

555接单稳态电路，触发端TR接开始按钮，当开始按钮按下时产生一个短暂的低电平，触发单稳态电路，输出3端产生一个固定高度的高电平，此信号给蜂鸣器，使之产生一个嘀的声响。改变555电路的R2和C1参数，可以改变声音的长短。

VI

6、总电路图

第3章 总结与展望

本课题设计是“八人抢答器”。主要是通过本次课程设计掌握八人抢答器电路的设计流程和设计原理图。并学会用proteus做出八人抢答器电路的仿真与分析。且通过这次课程设计学会用不同的芯片设计简单的抢答器电路。

VII 此次课程设计，从最初的只准备做个简单的四路抢答器，到后来的较难的带有显示的七路抢答器，最终经过连夜的改装变成具有自己小创意的实用的八路电子抢答器。期间经过重重困但，但在同学的帮助下网络资源的辅助下也都一一解决了。

最终此次课程设计完成了，但是依然有小的瑕疵。比如在未按压抢答开始按钮时，第8路的抢答按钮依旧可以点亮LED。

Proteus:http://pan.baidu.com/share/link?shareid=3144568258&uk=1662325156

7.《数字逻辑电路》课程的教改探索 篇七

更新观念, 优化教学内容

更新观念教师必须首先更新观念, 实现由传统教育观念向创新教育观念的转变, 逐步形成真正以学生为中心, 以掌握知识为基础, 以能力培养为主线, 以素质提高为目标的新教学方法。教学中要将传统的以教师为主的教学模式改变为以学生为主体, 采用启发式、讨论式和研究式等教学方法, 切忌死守课本, 从头到尾按大纲“满堂灌”。要把考试作为促进教学的手段, 而不是学习的目的, 使我们培养的技能人才在掌握基本理论、基本知识的同时, 能够在独立分析和解决问题的能力、创新能力等综合素质方面得到提高。

教师应站在本学科的前沿创新教育对教师的要求已不再只是“传道、授业、解惑”的传统功能和作用, 而是要在学生创新教育过程中起引导和示范作用, 即以自身的创新意识、思维和能力等因素去感染、带动学生, 使其创新能力得以形成和发展。笔者认为, 只有创新型的教师才能实施创新教育, 才能培养出创新型的学生。因此, 任课教师对本课程的新知识和新发展都应给予高度关注, 了解新技术和最新成果, 自觉学习新知识, 提高自身的综合素质, 开阔视野, 提高应用新知识的能力。在教学过程中, 自觉地将知识传授与创新思维相结合, 发掘学生的创新潜能, 捕捉学生创新思维的闪光点, 使教与学融为一体, 取得好的教学效果。

优化、调整教学内容新概念、新器件和新方法的出现, 必然引起课程内容的调整、优化。根据电子技术发展的客观实际和“厚基础、宽口径、大专业”及多层次人才培养的要求, 教学内容的改革要符合“打好基础, 精选内容, 逐步更新, 利于教学”的要求。在此基础上, 笔者确立了加强集成、削弱分立;重视外部特性, 淡化内部分析;强化基本功能, 突出应用设计的教学内容优化、调整的原则。为此, 笔者在教案上结合考试要求做了如下调整: (1) 削减集成电路内部结构及详细工作过程的内容, 着重于集成电路的逻辑功能、外部特性和典型应用。如对三态门、传输门、异或门等, 只介绍其功能、符号及应用, 删去内部结构及工作过程的分析。将原触发器一章内容压缩为二节, 介绍集成触发器的功能、符号及应用。 (2) 增强大规模集成电路的内容, 在数字电路第六章, 以及增加了可编程阵列PAL、通用阵列逻辑GAL、高密度可编程器件CPLD中及现场可编程门阵列FPGA、数字系统设计等反映数字电子技术新成果的内容。在实施过程中, 笔者深感优化课程内容符合课程发展和学生素质能力培养的需要。

大胆创新, 改革教学方法

采用启发式教学方法所谓启发式教学就是在教师主导下, 为学生创造一个好的环境, 调动学习的主动性、积极性、创造性, 引导学生举一反三, 激励他们的内在动机, 促进学生自学能力、创造能力和组织能力的发展。为此, 每一节课教师都要精心设计教案, 注重知识点的引入和综合运用, 使课堂教学有声有色、教与学互相激励。具体做法如下: (1) 知识点的引入是一个新知识点的起点, 是课堂教学中的首要环节。笔者在教学中逐渐意识到:知识点的恰当引入, 可以激发学生的学习热情, 启迪思维, 引发求知欲。好的开始是成功的一半, 教师要善于提出问题, 揭示矛盾, 激发学生的强烈求知欲望, 加强学生的联系能力、发散思维能力, 特别是培养学生发现问题的能力。因此, 在讲课中, 可根据知识点的特点,

采用不同的引入方式。如在讲计数器一节时, 笔者选用一个生活中常用的数字钟作为实例引入, 提出“如何实现计时”, 引出计数的概念, 进入计数器的逻辑功能的学习, 再通过“如何实现计时所需的60进制”, 引出集成计数器的扩展应用——反馈预置和反馈清零法。 (2) 挖掘知识的内在联系, 注意知识点的综合运用是教学中重要的一环。当讲完一章时, 除了本章内容小结外, 笔者常用一两道典型例题融合一章内容, 使概念和分析、设计方法具体化。如在讲完组合逻辑电路一章后, 笔者举了一个血型配对电路的例子, 先用小规模门电路设计, 再分别用中规模器件译码器、选择器、比较器 (附加少量门电路) 设计, 不但使知识系统和深化, 而且达到了举一反三, 触类旁通的作用, 使学生对这一章中的几个重点、难点容易掌握, 印象深刻。 (3) 对教学内容精讲、少讲, 给学生留出充分的思维空间, 留出一些问题让学生去想, 去自学, 去研究, 去讨论。引导、训练学生思维, 而不要代替他们思维, 更不要制约他们的思维。 (4) 针对学生的不同情况, 实行个性化教学, 做到因人施教, 尤其是对于学习能力较差的学生, 应加强他们的知识积累, 通过分析例题的思路, 训练学生的思维能力, 使这类学生在解决类似问题时, 能在理解的基础上逐渐形成自己的思考方式, 提高其自学的能力。

发挥考试的导向作用应抓住考试这一教学环节, 引导和教育学生, 端正考试动机, 巩固课程教学质量。笔者始终坚持“提高学生素质, 巩固知识结构”的原则, 在拟制测验题中, 除了考查基本知识和能力外, 有意出一些扩展、超纲的题目, 考查学生的综合分析和应用能力。根据做题情况分类进行分析、辅导讲解。通过复习, 不仅巩固了学生所学的知识, 而且提高了学生的学习能力和创新意识。

加强理论与应用的结合《数字逻辑电路》课程是一门实践性和应用性都很强的课程。在教学中, 教师如果只注重从理论到理论, 而忽视应用, 学生就会感到枯燥无味, 听课情绪低落。笔者在教学中十分注重理论与实际应用的结合。例如, 在讲组合逻辑电路的设计时, 尽量举一些实际中常见的报警电路、密码锁电路、控制电路 (如怎样实现三个卧室分别控制客厅灯的亮灭) 等例子, 激发了学生的学习兴趣, 提高了课堂效率, 收到了较好的效果。

合理安排各个教学环节在教学过程中, 笔者始终坚持“工夫花在平时, 注重打牢基础, 不留知识死角”的施教原则。通过合理安排自学、重点讲解、课内外辅导答疑、作业讲评、单元测验等各个教学环节, 加强教学效果。

综上所述, 优化教学内容, 精心设计教学方案是提高课程教学质量的重要基础;激发和调动教师、学生双方积极性是提高课程教学质量的不竭动力;注重创新教育是从根本上提高教学质量的力量源泉。

摘要：计算机技术和微电子技术迅速发展以及数字技术的广泛应用, 对《数字逻辑电路》课程教学提出了新的要求。作为电类专业一门重要的专业基础理论课程, 《数字逻辑电路》教学还存在许多问题, 必须在教学内容、教学方法等方面进行改进。

关键词：数字逻辑电路,教学改革

参考文献

[1]钟肇新, 范建东.可编程序控制器原理及应用 (第三版) [M].广州:华南理工大学出版社, 2004.

[2]劳动和社会保障部教材办公室.电子技术基础 (第三版) [M].北京:劳动社会保障出版社, 2001.

8.数字电路课程设计 篇八

关键词：分层教学 数字电路与系统 横向分层 纵向分层

中图分类号：G424 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2014）04（a）-0139-02

目前，国内很多高校都尝试在不同课程中实施分层教学，并收到了良好的教学效果。大连理工大学城市学院面向三本招生，生源层次不一，学生学习水平不一，若仍采用传统“一刀切“的课堂集体授课的方法，必将无法区分学生层次，严重影响学生的培养质量。因此，我院自2009级学生开始实施分层教学。该文以大连理工大学城市学院为例，重点研究了在数字电路与系统课程中实施分层教学的探索和实践。

1 横向分层

横向分层，是指同一门课程在不同层次学生之间分层，在我院，学生以A、B班的形式分层上课。横向分层的主要实施如下。

1.1 教材分层

由于A、B班学生的学情不同，若采用同样的教材，则不能充分体现分层教学的思想，故在我院数字电路与系统课程中，A班同学前后采用过王毓银主编的《数字电路逻辑设计》一书（高等教育出版社）、康华光主编的《电子技术基础-数字部分》（第五版，高等教育出版社），这两部教材都是国内数字电子技术领域的经典教材，也是国内多数高校，尤其是重点高校研究生招生考试的指定教材。B班同学采用北京邮电大学出版社唐志宏主编的《数字电路与系统》一书，概述内容简练，理论和实践结合较为密切，适合应用型人才的培养。

1.2 大纲分层

A、B班数字电路与系统课程采取不同的教学大纲，A班教学大纲充分体现研究型人才培养的特点，B班教学大纲则体现了应用型人才培养的特点。以本课程第三章集成逻辑门为例，A班要求掌握CMOS基本逻辑门和TTL基本逻辑门的电路结构、工作原理和特性参数，以达到培养学生自行分析、设计和应用类似电路的目的，B班对这些内容仅要求达到“了解”的程度，而在集成逻辑门的实际应用方面（如CMOS电路和TTL电路的接口问题）提出了更高的要求。

2 纵向分层

纵向分层，是指同一个教学班内再将学生和教学内容划分为不同层次，根據实际情况实施教学。

2.1 同一教学班中学生的再分层

即便在同一个教学班，学生的学情也不尽相同，学生的学习能力、理解能力也是参差不齐的，故需要任课教师通过各种途径，充分了解学生的基本状况，这也是能否有效实施分层教学的基本。以我院2012级数字电路与系统课程A班来讲，本班共98名学生，来自于电子、自动化、电气工程、通信工程等4个专业，并不均匀地分布在14个班级，涉及到14个班导师和4个辅导教师。因此，任课教师在课外花了大量时间，与班导师、辅导教师以及前续模拟电子电路课程任课教师展开调查和交流，争取做到对绝大多数学生的基本学情掌握第一手的资料，在正式开课之前做到心中有数。由于本文作者除了担任数字电路与系统A班的教学任务之外，还担任了数字电路实验、数字电路课程实践、电路理论及实验、模拟电子电路理论及实验、模拟电子电路课程设计等课程教学任务，与学生在不同学期、不同课程之间经常“不期而遇”，有着广泛的学生基础，与学生之间建立了互相信任的和谐师生关系，故在数字电路与系统课程开课之前，就已经很好地掌握了该教学班的基本情况，学生的层次水平已然做到心中有数。

2.2 教学内容的分层

同一门课程的教学内容要自成体系，又要区分层次，这也是分层教学理论提出的基本要求。在确定数字电路与系统教学内容的同时，也要清晰地区分教学内容的层次，并将这些信息准确地传达给学生。以本课程第五章“锁存器和触发器”为例，将教学内容区分为基本概念、原理、方法及应用三个层面，基本概念中，又按照教学要求区分为掌握、理解和了解三个层次，例如基本概念里将“锁存器、触发器、现态、次态”等划分为需要掌握的内容，将“双稳态、触发方式、空翻”等划分为需要理解的内容，将“介稳态”划分为需要了解的内容。

2.3 授课策略上的分层

课堂授课的分层策略对教师提出了更高的要求，要想达到课堂分层教学的良好效果，教师可以从以下几个方面实施：

（1）在授课过程中，将教学内容之间的层次关系，准确无误地传递给学生。教师可以通过讲解时间的长短、是否有配套实例、是否有提问和讨论环节、语音语调的变换等方式达到这一目的，万万不可采用“这些内容是重点，考试一定会考”、“这些内容不重要，考试不考，不讲了”等等此类生硬的话语。

（2）精心设计提问环节。课堂提问是提高师生互动的有效方法，教师在提问之前，一定要准备好需要提问的问题、准备提问哪个层次的学生，甚至要想好如果学生回答不上来应该怎么应对等。

（3）采用多媒体课件和板书有效结合的授课方式，基本内容和重点内容要精讲，提高和创新内容根据学生的理解和接受程度选择性讲解。在教学内容讲解时间的安排和授课时的语音语调来向学生传达不同层次的信息。

2.4 作业的分层

课后作业的选取也要恰当分层，数字电路与系统课程的作业选取分为三个层次：基本题目、提高题目和创新题目。基本题目帮助学生复习和巩固基本知识点，提高题目帮助学生自我检查学习效果，创新题目帮助学生激发学习热情。以数字电路与系统第六章“时序逻辑电路”为例，基本作业为时序逻辑电路的基本概念题，提高作业为同步时序逻辑电路的分析题目，创新作业为“任务驱动型”作业：利用D触发器设计一个四路抢答器，要求学生在课后自己查阅相关资料、选择器件、确定电路结构、到实验室搭建测试电路。实践证明：恰当选取分层作业，既可以帮助学生梳理知识结构，又能帮助学生将理论和实践很好地结合起来，最终达到学以致用的目的。

2.5 考核的分层

考核是考察学生学习效果的重要环节，如何做到科学考核也是分层教学中需要重视的问题。2013年秋季学期数字电路与系统A班学生中分层考核主要分为两个环节：平时测验和期末考试，分层考核主要体现在考察内容的分层上，教师在选取考察内容时，要遵循“基础-提高-选拨”的原则，确保既能保证大部分学生通过，又能将学习优等生区分出来，这三部分内容的比例掌握在8∶1∶1或者7∶2∶1均可。

3 结语

综上所述，在大连理工大学城市学院数字电路与系统分层教学的研究和实践中，主要探索了横向分层和纵向分层的实施方法，通过与学生进行各种形式的沟通和交流以及期末考试卷面成绩分析，分层教学在本课程的教学中收到了良好的教学效果。

参考文献

[1]周光明，彭红军.尊重差异，因材施教，构建“和谐”教学新模式[J].中国大学教学，2007（6）.

[2]王旭明.分层教学模式的实验研究[J].学科教育，2002（2）.

[3]曹骥.独立学院分层教学的实践与探讨[J].中国成人教育，2007（4）.

9.数字集成电路设计简历 篇九

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个人工作经历：	公司名称： 起止年月：-07 ～ -09台湾强茂电子(无锡)有限公司 公司性质： 外商独资所属行业：电子技术/半导体/集成电路 担任职务： FAE 现场应用工程师 工作描述： 根据客户要求,针对于客户在产品设计以及应用等方面给出合理化建议或者解决方案。   对于客户投诉，第一时间去实地了解掌握情况，并协调业务，QA等部门对客户给出合理的.解释报告和解决方案   离职原因：

公司名称：	起止年月：-07 ～ -09台湾强茂电子(无锡)有限公司
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离职原因：

教育背景

毕业院校：	北京航空航天大学
最高学历：	硕士	毕业日期：	-03-01
所学专业一：	数字集成电路设计	所学专业二：
受教育培训经历：	起始年月 终止年月 学校（机构） 专 业 获得证书 证书编号 -09 2007-07 湖北大学 电子科学与技术

起始年月	终止年月	学校（机构）	专 业	获得证书	证书编号
-09	2007-07	湖北大学	电子科学与技术

语言能力

外语：	英语 良好
国语水平：	优秀	粤语水平：

工作能力及其他专长

	熟悉电路、FPGA架构，以及相关开发工具。   能用verilog进行编码和验证。 工作积极主动，有责任心。具有良好的沟通协能力和团队精神。 热爱体育和音乐，在校期间是院篮球队主力队员。 国家二级裁判员（篮球项目） 全国乐器演奏等级考试（手风琴） 七级

详细个人自传

	可全职实习，实习期可以长达1.5——2年

10.数字电路课程设计 篇十

摘要：三电平整流器由于其独特的优点，受到了越来越多的重视。介绍了三电平桥式整流器的工作原理，并用数字信号处理器对其控制系统进行了实现，说明了全数字控制系统的硬件设计和软件设计的方法。仿真和实验结果验证了理论研究的结果。

关键词：数字信号处理器;三电平;PWM整流器;功率因数校正

引言

三电平(ThreeLevel，TL)整流器是一种可用于高压大功率的PWM整流器，具有功率因数接近1，且开关电压应力比两电平减小一半的优点。文献[1]及[2]提到一种三电平Boost电路，用于对整流桥进行功率因数校正，但由于二极管整流电路的不可逆性，无法实现功率流的双向流动。文献[3]，[4]及[5]提到了几种三电平PWM整流器，尽管实现了三电平，但开关管上电压应力减少一半的优点没有实现。三电平整流器尽管比两电平整流器开关数量多，控制复杂，但?具有两电平整流器所不具备的特点：

1)电平数的增加使之具有更小的直流侧电压脉动和更佳的动态性能，在开关频率很低时，如300～500Hz就能满足对电流谐波的要求;

2)电平数的增加也使电源侧电流比两电平中的电流更接近正弦，且随着电平数的增加，正弦性越好，功率因数更高;

3)开关的增加也有利于降低开关管上的电压压应力，提高装置工作的稳定性，适用于对电压要求较高的场合。

(本网网收集整理)

1 TL整流器工作原理

TL整流器主电路如图1所示，由8个开关管V11～V42组成三电平桥式电路。假定u1=u2=ud/2，则每只开关管将承担直流侧电压的一半。

以左半桥臂为例，1态时，当电流is为正值时，电流从A点流经VD11及VD12到输出端;当is为负值时，电流从A点流经V11及V12到输出端，因此，无论is为何值，均有uAG=uCG=+ud/2，D1防止了电容C1被V11(VD11)短接。同理，在0态时，有uAG=0;在-1态时，有uAG=uDG=-ud/2，D2防止了电容C2被V22(VD22)短接。

右半桥臂原理类似，因此A及B端电压波形如图2所示，从而在交流侧电压uAB上产生五个电平：+ud，+ud/2，0，-ud/2，-ud。

每个半桥均有三种工作状态，整个TL桥共有32=9个状态。分别如下：

状态0(1,1)开关管V11，V12，V31，V32开通，变换器交流侧电压uAB等于0，电容通过直流侧负载放电，线路电流is的大小随主电路电压us的变化而增加或减小。

状态1(1,0)开关管V11，V12，V32，V41开通，交流侧输入电压uAB等于ud/2，输入端电感电压等于us-u1。电容C1电压被正向(或反向)电流充电(u1

状态2(1,-1)开关管V11，V12，V41，V42开通，输入电压uAB=ud，正向(或反向)电流对电容C1及C2充电(或放电)，由于输入电感电压反向，电流is逐渐减小。

状态3(0,1)开关管V12，V21，V31，V32开通，交流侧输入电压uAB等于-ud/2，输入电感上电压等于us+u1。电容电压被正向(或反向)电流充电(或放电)。

状态4(0,0)开关管V12，V21，V32，V41开通，输入端电压为0，电容通过直流侧负载放电，线路电流is的大小随主电路电压us的变化而增加或减小。

状态5(0,-1)开关管V12，V21，V41，V42开通，交流侧电压为ud/2，正向(或反向)电流对电容C2充电(或放电)，电容C1通过负载电流放电。

状态6(-1,1)开关管V21，V22，V31，V32开通，uAB=-ud，正向(或反向)线电流对两个电容C1及C2充电(或放电)，由于升压电感电压正向，线电流将逐渐增加。

状态7(-1,0)开关管V21，V22，V32，V41开通，交流侧电压电平为-ud/2，正向(或反向)电流对电容C2充电(或放电)，电容C1通过负载电流放电。

状态8(-1,-1)开关管V21，V22，V41，V42开通，输入端电压为0，升压电感电压等于us，两个电容C1及C2均通过负载电流放电。电流is根据电压us的变化而增加(或减小)。

2 硬件电路设计

从图2可以看出，在输入电压频率恒定的情况下，要在变换器交流侧产生一个三电平电压波形，输入电压一个周期内应定义两个操作范围：区域1和区域2，如图3所示。

在区域1，电压大于-ud/2，并且小于ud/2，在电压uAB上产生三个电平：-ud/2，0，ud/2。同理，在区域2，电压绝对值大于ud/2，并小于直流侧电压ud，在电压正半周期(或负半周期)上产生两个电平：ud/2和ud(或-ud/2和-ud)。相应电平的工作区域如表1所列。

表1 相应电平的工作区域

工作区域

1

2

1

2

us>0

us<0

us>0

us<0

高电平

ud/2

0

ud

-ud/2

低电平

0

-ud/2

ud/2

-ud

为方便控制，这里定义两个控制变量SA及SB，其中

根据表1可以设计一个开关查询表，如表2所列，将其存储在DSP中，当进行实时控制时，便可根据输入电压、电流信号，从表中查询所需采取的开关策略。

表2 查询表

SA

SB

V11

V12

V21

V22

V31

V32

V41

V42

uAB

1

1

1

1

0

0

1

1

0

0

0

1

0

1

1

0

0

0

1

1

0

ud/2

1

-1

1

1

0

0

0

0

1

1

ud

0

1

0

1

1

0

1

1

0

0

-ud/2

0

0

0

1

1

0

0

1

1

0

0

0

-1

0

1

1

0

0

0

1

1

ud/2

-1

1

0

0

1

1

1

1

0

0

-ud

-1

0

0

0

1

1

0

1

1

0

-ud/2

-1

-1

0

0

1

1

0

0

1

1

0

整个控制系统以一片DSP为核心，控制框图如图4所示。

锁相环电路产生一个与电源电压同相位的单位正弦波形，ud的采样信号通过低速电压外环调节器进行调节，电流is的采样信号通过高速电流内环G1进行调节，电容C1端直流电压u1与电容C2端直流电压u2分别通过两个PI调节器进行调节，补偿环G2用于补偿两只电容电压的不平衡。

检测的.线电流命令is与参考电流is*比较，产生的电流误差信号送至电流内环G1，以跟踪电源电流变化，产生的线电流波形将与主电压同相位。

3 软件设计

系统采用两个通用定时器GPT1及GPT2来产生周期性的CPU中断，其中GPT1用于PWM信号产生、ADC采样和高频电流环控制(20kHz)，GPT2用于低频电压环的控制(10kHz)，两者均采用连续升/降计数模式。低速电压环的采样时间为100μs，高速电流环采样时间为50μs。中断屏蔽寄存器IMR，EVIMRA和EVIMRB使GPT1在下降沿和特定周期产生中断，GPT2则仅在下降沿产生中断。

整个程序分为主程序模块、初始化模块、电流控制环计算模块、电压控制环计算模块、PWM信号产生模块等五大部份。程序流程如图5所示。

4 仿真结果及实验

仿真参数如下：输入电压us交流220V，50Hz，输出功率1kW，开关管GTO，开关频率500Hz。整流状态和逆变状态下电源电压us、电源电流is、交流侧电压uAB波形分别如图6及图7所示。实验结果也证实了设计的正确性，在采用GTO管、开关频率较低(500Hz)时，输入侧电流波形仍然非常接近正弦，装置得到了接近1的功率因数，同时开关上的电压应力减少了一半。

5 结语

11.数字集成电路测试仪硬件的设计 篇十一

数字集成电路在仪器中的使用非常广泛，由于其本身的体积小，在数字电路实验室中的性能优劣的判断难度较大，因而，数字集成电路的测试工作一直困扰着业内的研究人员。论文中针对此类问题，提出运用C语言、数字电路、低频电路、单片机原理等知识内容，设计了一台数字集成电路测试仪，并且测试的范围较广，实用性强。文中在集成电路测试仪硬件的设计环节中融入了设计理念、设计要求、设计方法和软硬件的配套等措施，其中涉及到14管脚、16管脚的74LS数字集成优劣的测试，测试仪主要通过发光二极管的对照灯和实测灯的发光情况进行比照，分析数字集成电路的好坏。数字集成电路在日常的应用中非常广泛，因而，涉及出一种简单易用、检测效果好的测试硬件对数字集成电路的分析研究工作具有现实的意义。

一、设计的思路

在常用的数字集成电路的参数测量中，万用表通过测量管脚的电压来判断其好坏具有一定的准确度，但是其测量过程比较复杂，而且准确性难以得到有效的保证。而要对数字集成电路的各项指标进行详细准确的测量，并且还要保证其测量的效率，如果能有一种数字集成电路测量仪器可以共用，即测量的兼容性高，则可以取得良好的效果。数字集成电路通用性的测试仪器为了满足多项内容的测量，结合了通信原理、C语言、汇编语言和数字电路等方面的知识，将测试采集到的数据转换为发光二极管的显示状态来表明情况，发光二极管的显示经过对照灯和实测灯的比较来判断集成电路的好坏，这种测试仪器既可以单个测量，也可以连续性的测量。由于此类测试仪器的通用性强、操作简单、判断迅速，因而在实际应用中极大的节约了测量时间和简化了操作流程，可行性和可靠性都得到了很大的提升。

二、总体设计

2.1测试指标的参考

在数字集成电路测试仪器的设计中设计的主要指标集中在三个方面：其一是测试管脚数，一般管脚的测量针数是小于16；其二测试品种的多样化，即可以测量多种数字集成电路，兼容性强；其三是测量的效率，一般测试中的时间要控制在1s/块以内。

2.2测试要求设计

同样，测试要求也要满足一定条件才能投入到实际应用当中，一般测试要求的设计主要集中在四个方面：其一，测试其一上的发光二极管的显示要正常，尤其是实测发光和对照发光具有可比性，才能发现测量电路的好坏；其二，既可以满足单个测量的要求，又可以满足连续测量的要求，并且每按一次按钮，能够在PC上显示测量的结果，结果必须直观明了；其三，测量的数字集成电路的功能性要求，即针对各种数字集成电路的不同功能块进行测量；最后，测试仪器的测量程序可以人工的修改、调动、擦除，以便在实际应用中进行调整，满足测量的情况，并且要保证测试程序在仪器中无运行障碍，测试的数据经过处理后能通过串口传输到PC机上，显示实际测量的效果图。

2.3芯片选择

芯片的参数资料是硬件设计的重要参考，常用的芯片有89C51、RS-232、164等，芯片中的参数主要考虑I/O线、总线标准、计时器、计数器、串行接口、数据寄存方式等，论文中用到的是第一种芯片89C51，其特点是性能好、功耗低，并且可以通过常规的编程器进行编程，实用性非常好。

2.4软件设计

软件的设计综合了多种技术和理论，如C语言、汇编语言、通信原理等方面的内容，本论文中讨论的主要是运用C语言和LCAW软件技术来进行编程，由于基于PC的数字集成电路测试仪器的原理图比较复杂，安装调试中需要非常细心谨慎，一般采用PROTEL软件进行绘图，再根据原理图设计所用到了元器件。

2.5硬件设计

软件设计给测量带来了巨大的方便，尤其是测量的种类、效率和准确率上来说都有很大的提高，但单纯的依靠软件并不能完成测试工作，必须依靠硬件的支撑，硬件设计中运用到的高频电路，低频电路、电子设计自动化和数字原理图等多方面的知识。

软硬件的相互结合是测试仪器工作的基础，其中软件的设计主要是各种工作程序的汇编与调试，寻求最佳的软件程序；硬件系统主要由单片机、I/O接口、存储器、运算器等组成，和计算机系统又非常大的相似性，只有软硬件的工作协调、相互共融，测试系统的工作才能准确、稳定、可靠的运行。硬件电路的设计的基础是在选择型号确定的情况下，对工作中的电路运行进行验证，选取工艺加工的方式、印制板和组装的流程，此外，某些硬件中的重要部件还要经过测量对比，以确定其对系统运行的影响情况，以便在设计中可以以其为调节的参考，进行修正工作，是测试硬件电路更加符合实际要求。其中硬件设计中需要注意几个方面的事项：其一，硬件设计的电路尽量要简化清晰，以便了解设计的意图和工作机理；其二，硬件设计不仅是要满足当前的工作环境，而且还要为以后的升级或改造留出余地，功能性的改造升级并不能完全依靠软件来达到，尤其是涉及到测试仪器的运算、测试功能扩展、接口的增加等需要硬件的支撑；其三，能用软件代替的尽量减少硬件的投入，不但可以减少成本，而且软件的修改、擦除更加容易，此外，软件相对于硬件而言，一旦固定，其运行的稳定性也更高；其四，硬件的设计工艺包含多項内容，如插接件、配线、面板、机箱等，然后是对部件的安装调试，以满足工作的需要；最后，硬件运行中的维修保障也必须到位，以减少硬件更换的频率，延长其使用寿命，另一方面也是减少成本支出的有效途径。

三、结束语

数字集成电路的测试具有一定的困难，在实际工作中不但测试的效率低，而且测试的专用型比较强，限制了测试功能的发挥，因而，进行数字集成电路测试仪硬件的设计分析和尝试，以满足多功能、快速、准确的测试要求，可以极大的提升工作效率，相关研究值得深入开展。

参考文献

[1]张友德，赵志英，涂时亮.单片微型机原理/应用与实验[M].上海：复旦大学出版社，1996.

[2]周仲.国内外常用集成电路互换手册[M].上海：上海科学技术文献出版社，2001.

[3]白中英.数字逻辑与数字系统[M].科学出版社，1999.

12.数字电路课程的任务驱动教学初探 篇十二

关键词：数字电路课程教学,任务驱动教学,应用探索

数字电路是电子、通信、电气和计算机等专业学生的必修课,具有很强的实践性。根据数字电路学科特点,在课程教学中合理运用任务驱动教学有利于激发学生的学习兴趣,培养分析、解决问题的能力,提高其自主学习能力。

一、任务驱动教学的内涵

任务驱动是以“以任务为主线、教师为主导、学生为主体”的互动式教学模式,对学习者来说是一种学习方法,主要适用于实作类知识和技能的学习。所谓任务驱动就是教师的学和学生的习都是围绕任务展开的,着重培养学生自学能力、独立分析和解决实际问题的能力。这种教学法改变了以往“教师讲,学生听”的被动教学模式,真正实现了学生主动参与、自主协作、探索创新,将以传授知识为主的传统教学理念转变为以解决问题为主的互动式教学理念,在教学过程中突出了学生的主体地位,能够积极调动学习的积极性和创造性,达到锻炼实践动手能力、培养创新精神和创新意识的目的。

二、数字电路课程教学现状

目前的数字电路课程教学主要以理论知识的课堂讲授为主,辅以少量学时的实践教学环节。这种将理论教学与实践教学剥离开来的教学模式,直接导致了学生学习、消化了理论知识后,还要二度学习将理论知识应用到数字电路的分析、设计、制作等实作环节中,无形中增加了学习成本,降低了学习效率。

多数院校的实践教学环节以单纯的验证性实验为主,比如基本门电路的功能测试、各种集成器件的功能测试、触发器功能的测试等,更是制约了学生的创造性发挥。值得一提的是,现在许多院校购置了各类集成的实验箱。这些“先进”的教具使用起来十分方便,学生甚至不用做任何准备工作,只需对照书本接插几根导线就可以完成电路的搭建。但是学生从这样的实践教学中根本无法锻炼实践动手能力,更谈不上运用理论知识解决实际问题了。

由于数字电路的学科特点,引入任务驱动教学具有较强的可操作性,比较容易做到,效果比较明显。课程以综合任务为纲领,以目标任务引导理论教学,可取得很好的效果。

三、任务驱动教学法的应用探索

1. 精心设计任务

任务驱动是一种有效的学习方法,确立合适的任务是任务驱动教学法实施效果良好的关键。

首先,教师要将数字电路课程总体目标模块化,并把每一个学习模块的内容细化为一个个容易掌握的任务,通过这些任务体现总的学习目标。其次,根据数字电路的学科特点,将任务分为理论问题任务、实验任务及项目任务三种形式,确定每个任务的形式后,教师应根据专业、学生的情况,适时根据课程进度和课程内容,选择与当前学习主题相关的任务内容和相匹配的任务形式。最后,在设计任务时应因材施教,针对学生的实际水平确定任务的难易度,使其具有一定的容量和梯度,除要求所有学生都要完成的基础任务外,对学有余力的学生可提出更深层的任务。

2. 科学组织实施

(1)营造和谐教学环境。教学是师生互动的一个动态过程,积极主动的教学氛围和融洽和谐的师生关系有助于和谐教学环境的营造。在教学过程中,教师要努力营造民主和谐的学习氛围,构建平等的师生关系,使学生对课堂产生安全感和愉悦感,从而调动学习的主动性和积极性,敢于和善于在教师面前提出问题和发表看法,使师生、生生保持某种对话式的、互动式的、学生自主的学习环境,为“任务”的实施提供软环境。

(2)注重师生角色。从建构主义教学理论来看,任务驱动教学法最本质的特征就是在教师的指导下,学生寻找结果的途径,关注的重点在于学习的过程而并不是学习的结果。让学生带着明确的实际任务学习,学生拥有学习的主动权。教师既可以是任务的参与者,又可以是任务的监控者和指导者。所以,当学生在实施的过程中遇到实际困难时,不是由教师直接告诉学生应当如何去解决面临的问题,而是由教师向学生提供解决该问题的有关线索。教师要帮助学生学会如何通过查阅书籍、计算机网络、图书馆等途径收集信息,以及教会学生如何运用某些计算机软件对数据处理,通过什么途径寻找相关任务的解决方法,等等。

(3)培养团队精神。由于数字电路的学科特点,同一任务的提出往往会有多种解决方案。在任务驱动教学过程中,一些目标任务需要多人合作完成。因此,在教学过程中,视情况可建立若干个学习团队。在学习团队工作中,成员可以互相交流、彼此争论、互教互学、资源共享、共同提高。在团队中,每个人都可以发表自己的观点与思路,展示搜集的信息资料,提出思考的解决方案。当学生在一起讨论时,他们不仅可以获取更多的信息资料,获得更多的解决思路,还可以从更多的解决方案中优选,以获取最佳方案,学到的知识也会更多。当学生在融洽合作、和谐工作时,有利于培养良好的人际技能和团队精神。

(4)完善评价体系。评价是教学过程中不可或缺的基本环节,通过评价能够不断促进学生探究水平的持续发展和提高。从评价的内容看,任务驱动法的评价可包含两部分,一是对学生实施任务、解决方案的过程和结果作评价;二是对学生自主学习、团队协作评价。评价的重心应从结果转向过程,强调形成性评价,重视学习过程评价与非智力因素的评价。考核内容不仅仅是技能考核,还包括学生在实践过程中,表现出自我管理、沟通合作、解决问题和完成任务时的设计和创新等方面的能力等。从评价的形式看,应采用多元化评价,坚持将阶段性评价和终结性评价相结合、团队评价和个体评价相结合、自我评价和教师评价相结合的原则,全方位评价学生。