《數(shù)字電子技術》課程設計教學指導方案

1、 數(shù)字電子技術 課程設計教學指導方案設計題目： 智力競賽搶答器 電氣信息學院 2012年09月第一部分 設計指導方案一、設計題目題目：競賽搶答器二、課題要求1、設計的目的與要求：數(shù)字電子技術的課程設計是數(shù)字電子技術課程的一個重要教學環(huán)節(jié)。它將理論教學和實踐教學相配合，培養(yǎng)學生綜合運用所學的理論知識及掌握的基本技能來解決實際問題的能力。2、課程設計的內(nèi)容：（1）設計一個三人參賽搶答器，每人各自控制一個單脈沖開關作為搶答鍵，主持人控制一個單脈沖開關做為計時開始和清除鍵；（2）主持人給出“開始搶答”提示后，顯示器顯示倒計時，選手需在十秒鐘內(nèi)進行搶答，主持人給出“開始”信號前搶答無效；（3）十秒鐘時間

2、結束則不能再進行搶答；（4）如其中一人搶答成功，則其他人再進行搶答為無效；（5）數(shù)碼管顯示三人中搶答者的相應號碼。提示：搶答裝置可應用觸發(fā)器具有置、置和保持的功能三、課程設計成果的要求及評分標準1.預設計，根據(jù)要求設計電路，畫出電路邏輯圖（30%）2.電路安裝調(diào)試及改進（40%）3.課程設計報告書（10%）4.答辯（20%）四、課時安排星期時數(shù)形式教學地點一上午學生分組，布置課程設計任務，分析提示講解任務內(nèi)容，答疑講授數(shù)字電子技術實驗室下午查找資料，設計課程設計任務電路，方案對比，畫出邏輯電路圖，完成預設計報告自習圖書館二上午檢查預設計報告，分模塊連接電路實踐數(shù)字電子技術實驗室下午分模塊連接電

3、路實踐數(shù)字電子技術實驗室三上午調(diào)試并改進電路實踐數(shù)字電子技術實驗室下午調(diào)試并改進電路實踐數(shù)字電子技術實驗室四上午調(diào)試，完成整體電路實踐數(shù)字電子技術實驗室下午撰寫課程設計報告書實踐數(shù)字電子技術實驗室五上午答辯答辯數(shù)字電子技術實驗室第二部分 設計指導書數(shù)字電子技術課程設計基本要求一、課程設計的基本教學要求：1 鞏固加深對數(shù)字電子技術課程基本知識的理解，提高學生綜合利用所學知識的能力；2 培養(yǎng)學生依據(jù)設計課題的需求，選用參考書、查閱有關工程手冊的技術數(shù)據(jù)、圖表和文獻資料的能力，提高學生獨立解決工程實際問題的能力；3 通過設計方案的分析比較、設計計算、元器件選擇及電路調(diào)試等環(huán)節(jié)，初步掌握對有一定應用價

4、值的小規(guī)模數(shù)字系統(tǒng)設計能力；4 掌握常用儀器設備的正確使用方法，學會對簡單實用電路的實驗調(diào)試和對整機指標的測試方法，提高學生的動手能力；5 了解與課題有關的電路元器件的工程設計規(guī)范，整理相關技術資料，按設計任務書的要求編寫設計說明書和設計報告，正確反映設計和實驗結果，正確繪制電氣原理圖和印刷電路版圖；6 通過課程設計實踐，幫助學生逐漸建立正確的生產(chǎn)觀念、經(jīng)濟觀念、全局觀念和安全用電和節(jié)約用電觀念；7 初步掌握有關工程設計的方法、步驟，逐步熟悉開展技術設計的基本程序，為以后參與設計及研制新產(chǎn)品打下初步基礎。數(shù)字電子電路設計基本方法隨著數(shù)字電子技術的發(fā)展，由數(shù)字邏輯電路組成的數(shù)字控制系統(tǒng)、數(shù)字測量

5、系統(tǒng)、數(shù)字通訊系統(tǒng)以及數(shù)字電子計算機已經(jīng)廣泛應用于各領域。因此，數(shù)字邏輯電路設計越來越顯得重要，已經(jīng)成為高等院校相關專業(yè)學生必須掌握的基本技能。一、 數(shù)字邏輯電路設計的基本步驟1方案設計依據(jù)設計任務書給定的技術指標和使用條件設計出完整的電路，通常稱這一階段為“預設計”，它的主要任務是畫出主要單元電路、數(shù)據(jù)通道、輸入和輸出及重要控制信號的概貌框圖，畫出各單元電路詳細邏輯圖，給出進行方案實驗的具體裝配圖（應給出組件的數(shù)量、管腳號及器件所處的實際位置等），并配以文字說明。這一階段設計者要進行廣泛的調(diào)查研究。查閱文獻和資料，反復進行比較和可行性論證后最終確定下來。2方案試驗對選定的方案進行組裝調(diào)試，由

6、于生產(chǎn)實際的復雜性和電子元器件參數(shù)的分散性，一個僅從理論上設計出的電路往往是不成熟的。通過實驗把存在的問題檢查出來，并加以解決。常常在實際過程中會出現(xiàn)預先估計不到的許多現(xiàn)象，這就需要從理論到實際的結合去分析原理，找出解決問題的途徑，這時免不了要更換元器件、修改參數(shù)、甚至修改方案。近年來由于中、大規(guī)模集成電路的迅猛發(fā)展，數(shù)字邏輯電路的設計已經(jīng)基本擺脫了過去那種根據(jù)設計任務要求先畫出狀態(tài)圖，列狀態(tài)表化簡，求出最簡邏輯表達式，畫出邏輯圖，最后完成數(shù)字邏輯電路設計的路子，而直接利用廠家提供的標準功能的集成電路組件。因此，現(xiàn)在數(shù)字邏輯電路設計方法主要考慮的問題是根據(jù)方案對各部分電路的要求選擇合適的集成電

7、路類型，確定具體器件，將各器件正確連接，組成完整的數(shù)字邏輯電路。二、 設計文件的標準格式在設計過程中，學生要完成三個文件，即預設計報告、方案實驗預習報告和設計總結報告。1預設計報告要求畫出框圖和邏輯圖并交指導教師審閱畫框圖的基本原則：Ø 框圖必須反映邏輯電路的主要單元電路，數(shù)據(jù)通道，輸入和輸出及控制電路的設計思想；Ø 框圖要清晰的表示出控制信息和數(shù)據(jù)信息的流向，通常信息的流向是從左向右，從上向下；Ø 每個方框不必指出功能塊中包含的具體器件；Ø 所有連接清晰整潔。畫邏輯圖的基本原則：Ø 一般將輸入端放在左邊，輸出端放在右邊，重要電路畫在上邊，次要

8、的部分畫在下邊；Ø 所有通道應盡量連接，連接線可以交叉，但連接處要用圓點標出，圖分開畫時，斷口處要有標記；Ø 所有器件應用標準邏輯符號，中規(guī)模集成電路規(guī)定畫出一個方框并標出器件型號。2方案預習報告要求學生自擬，內(nèi)容包括：調(diào)試指標、測試內(nèi)容、方法和步驟、測試線路圖、所用儀器及記錄結果的表格等。3課程設計總結報告按指導教師限定期限完成報告書包含內(nèi)容及書寫順序：（1）設計題目（2）設計任務和要求（3）設計方案及簡述工作原理（簡單敘述設計思路，畫出框圖）（4）使用元器件清單（包括元器件型號和數(shù)量）（5）分部單元電路邏輯圖（包含分部單元電路的邏輯圖及元器件的選取原因、設計過程，幾種設

9、計方案的比較）（6）總體電路邏輯圖（7）安裝調(diào)試結果分析、改進意見課程設計任務書一、設計題目題目：三人競賽搶答器設計任務1.設計一個三人參賽搶答器，每人各自控制一個單脈沖開關作為搶答鍵，主持人控制一個單脈沖開關做為計時開始和清除鍵；2.主持人給出“開始搶答”提示后，顯示器顯示倒計時，選手需在十秒鐘內(nèi)進行搶答，主持人給出“開始”信號前搶答無效；3.十秒鐘時間結束則不能再進行搶答；4.如其中一人搶答成功，則其他人再進行搶答為無效；5.數(shù)碼管顯示三人中搶答者的相應號碼。二、設計要求1設計分為理論設計和實驗調(diào)試兩部分。2理論設計要求寫出設計總結報告。3實驗調(diào)試可分模塊進行。三、可選用元器件：8421B

10、CD碼計數(shù)器74LS160/1624位二進制計數(shù)器74LS161/163雙D觸發(fā)器74LS74雙JK觸發(fā)器74LS734二輸入與非門74LS002四輸入與非門74LS204二輸入異或門74LS864232與或非門74LS64六反相器74LS04555定時器電阻、電容等四、部分元器件引腳圖：1、四二輸入與非門74LS001 2 3 4 5 6 714 13 12 11 10 9 82、四二輸入或非門74LS281 2 3 4 5 6 714 13 12 11 10 9 83、四二輸入異或門74LS861 2 3 4 5 6 714 13 12 11 10 9 84、六反相器（非門）74LS041 2 3 4 5 6 714 13 12 11 10 9 85、二四與非門74LS2014 13 12 11 10 9 81 2 3 4 5 6 76、雙JK觸發(fā)器74LS731 2 3 4 5 6 714 13 12 11 10 9 87、雙D觸發(fā)器74LS741 2 3 4 5 6 714 13 12 11 10 9 88、雙2-4譯碼器74L