《數(shù)字電子技術(shù)》課程設(shè)計(jì)教學(xué)指導(dǎo)方案

1、 數(shù)字電子技術(shù) 課程設(shè)計(jì)教學(xué)指導(dǎo)方案設(shè)計(jì)題目： 智力競(jìng)賽搶答器 電氣信息學(xué)院 2012年09月第一部分 設(shè)計(jì)指導(dǎo)方案一、設(shè)計(jì)題目題目：競(jìng)賽搶答器二、課題要求1、設(shè)計(jì)的目的與要求：數(shù)字電子技術(shù)的課程設(shè)計(jì)是數(shù)字電子技術(shù)課程的一個(gè)重要教學(xué)環(huán)節(jié)。它將理論教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)相配合，培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)的理論知識(shí)及掌握的基本技能來(lái)解決實(shí)際問(wèn)題的能力。2、課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容：（1）設(shè)計(jì)一個(gè)三人參賽搶答器，每人各自控制一個(gè)單脈沖開(kāi)關(guān)作為搶答鍵，主持人控制一個(gè)單脈沖開(kāi)關(guān)做為計(jì)時(shí)開(kāi)始和清除鍵；（2）主持人給出“開(kāi)始搶答”提示后，顯示器顯示倒計(jì)時(shí)，選手需在十秒鐘內(nèi)進(jìn)行搶答，主持人給出“開(kāi)始”信號(hào)前搶答無(wú)效；（3）十秒鐘時(shí)間

2、結(jié)束則不能再進(jìn)行搶答；（4）如其中一人搶答成功，則其他人再進(jìn)行搶答為無(wú)效；（5）數(shù)碼管顯示三人中搶答者的相應(yīng)號(hào)碼。提示：搶答裝置可應(yīng)用觸發(fā)器具有置、置和保持的功能三、課程設(shè)計(jì)成果的要求及評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)1.預(yù)設(shè)計(jì)，根據(jù)要求設(shè)計(jì)電路，畫(huà)出電路邏輯圖（30%）2.電路安裝調(diào)試及改進(jìn)（40%）3.課程設(shè)計(jì)報(bào)告書(shū)（10%）4.答辯（20%）四、課時(shí)安排星期時(shí)數(shù)形式教學(xué)地點(diǎn)一上午學(xué)生分組，布置課程設(shè)計(jì)任務(wù)，分析提示講解任務(wù)內(nèi)容，答疑講授數(shù)字電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)室下午查找資料，設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)任務(wù)電路，方案對(duì)比，畫(huà)出邏輯電路圖，完成預(yù)設(shè)計(jì)報(bào)告自習(xí)圖書(shū)館二上午檢查預(yù)設(shè)計(jì)報(bào)告，分模塊連接電路實(shí)踐數(shù)字電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)室下午分模塊連接電

3、路實(shí)踐數(shù)字電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)室三上午調(diào)試并改進(jìn)電路實(shí)踐數(shù)字電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)室下午調(diào)試并改進(jìn)電路實(shí)踐數(shù)字電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)室四上午調(diào)試，完成整體電路實(shí)踐數(shù)字電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)室下午撰寫(xiě)課程設(shè)計(jì)報(bào)告書(shū)實(shí)踐數(shù)字電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)室五上午答辯答辯數(shù)字電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)室第二部分 設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)數(shù)字電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)基本要求一、課程設(shè)計(jì)的基本教學(xué)要求：1 鞏固加深對(duì)數(shù)字電子技術(shù)課程基本知識(shí)的理解，提高學(xué)生綜合利用所學(xué)知識(shí)的能力；2 培養(yǎng)學(xué)生依據(jù)設(shè)計(jì)課題的需求，選用參考書(shū)、查閱有關(guān)工程手冊(cè)的技術(shù)數(shù)據(jù)、圖表和文獻(xiàn)資料的能力，提高學(xué)生獨(dú)立解決工程實(shí)際問(wèn)題的能力；3 通過(guò)設(shè)計(jì)方案的分析比較、設(shè)計(jì)計(jì)算、元器件選擇及電路調(diào)試等環(huán)節(jié)，初步掌握對(duì)有一定應(yīng)用價(jià)

4、值的小規(guī)模數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)能力；4 掌握常用儀器設(shè)備的正確使用方法，學(xué)會(huì)對(duì)簡(jiǎn)單實(shí)用電路的實(shí)驗(yàn)調(diào)試和對(duì)整機(jī)指標(biāo)的測(cè)試方法，提高學(xué)生的動(dòng)手能力；5 了解與課題有關(guān)的電路元器件的工程設(shè)計(jì)規(guī)范，整理相關(guān)技術(shù)資料，按設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)的要求編寫(xiě)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)和設(shè)計(jì)報(bào)告，正確反映設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)結(jié)果，正確繪制電氣原理圖和印刷電路版圖；6 通過(guò)課程設(shè)計(jì)實(shí)踐，幫助學(xué)生逐漸建立正確的生產(chǎn)觀念、經(jīng)濟(jì)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(guān)工程設(shè)計(jì)的方法、步驟，逐步熟悉開(kāi)展技術(shù)設(shè)計(jì)的基本程序，為以后參與設(shè)計(jì)及研制新產(chǎn)品打下初步基礎(chǔ)。數(shù)字電子電路設(shè)計(jì)基本方法隨著數(shù)字電子技術(shù)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(cè)量

5、系統(tǒng)、數(shù)字通訊系統(tǒng)以及數(shù)字電子計(jì)算機(jī)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于各領(lǐng)域。因此，數(shù)字邏輯電路設(shè)計(jì)越來(lái)越顯得重要，已經(jīng)成為高等院校相關(guān)專(zhuān)業(yè)學(xué)生必須掌握的基本技能。一、 數(shù)字邏輯電路設(shè)計(jì)的基本步驟1方案設(shè)計(jì)依據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)給定的技術(shù)指標(biāo)和使用條件設(shè)計(jì)出完整的電路，通常稱(chēng)這一階段為“預(yù)設(shè)計(jì)”，它的主要任務(wù)是畫(huà)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(hào)的概貌框圖，畫(huà)出各單元電路詳細(xì)邏輯圖，給出進(jìn)行方案實(shí)驗(yàn)的具體裝配圖（應(yīng)給出組件的數(shù)量、管腳號(hào)及器件所處的實(shí)際位置等），并配以文字說(shuō)明。這一階段設(shè)計(jì)者要進(jìn)行廣泛的調(diào)查研究。查閱文獻(xiàn)和資料，反復(fù)進(jìn)行比較和可行性論證后最終確定下來(lái)。2方案試驗(yàn)對(duì)選定的方案進(jìn)行組裝調(diào)試，由

6、于生產(chǎn)實(shí)際的復(fù)雜性和電子元器件參數(shù)的分散性，一個(gè)僅從理論上設(shè)計(jì)出的電路往往是不成熟的。通過(guò)實(shí)驗(yàn)把存在的問(wèn)題檢查出來(lái)，并加以解決。常常在實(shí)際過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)預(yù)先估計(jì)不到的許多現(xiàn)象，這就需要從理論到實(shí)際的結(jié)合去分析原理，找出解決問(wèn)題的途徑，這時(shí)免不了要更換元器件、修改參數(shù)、甚至修改方案。近年來(lái)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(shè)計(jì)已經(jīng)基本擺脫了過(guò)去那種根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)要求先畫(huà)出狀態(tài)圖，列狀態(tài)表化簡(jiǎn)，求出最簡(jiǎn)邏輯表達(dá)式，畫(huà)出邏輯圖，最后完成數(shù)字邏輯電路設(shè)計(jì)的路子，而直接利用廠家提供的標(biāo)準(zhǔn)功能的集成電路組件。因此，現(xiàn)在數(shù)字邏輯電路設(shè)計(jì)方法主要考慮的問(wèn)題是根據(jù)方案對(duì)各部分電路的要求選擇合適的集成電

7、路類(lèi)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(shè)計(jì)文件的標(biāo)準(zhǔn)格式在設(shè)計(jì)過(guò)程中，學(xué)生要完成三個(gè)文件，即預(yù)設(shè)計(jì)報(bào)告、方案實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)報(bào)告和設(shè)計(jì)總結(jié)報(bào)告。1預(yù)設(shè)計(jì)報(bào)告要求畫(huà)出框圖和邏輯圖并交指導(dǎo)教師審閱畫(huà)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(shè)計(jì)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(gè)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(huà)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(huà)在上邊，次要

8、的部分畫(huà)在下邊；Ø 所有通道應(yīng)盡量連接，連接線可以交叉，但連接處要用圓點(diǎn)標(biāo)出，圖分開(kāi)畫(huà)時(shí)，斷口處要有標(biāo)記；Ø 所有器件應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)邏輯符號(hào)，中規(guī)模集成電路規(guī)定畫(huà)出一個(gè)方框并標(biāo)出器件型號(hào)。2方案預(yù)習(xí)報(bào)告要求學(xué)生自擬，內(nèi)容包括：調(diào)試指標(biāo)、測(cè)試內(nèi)容、方法和步驟、測(cè)試線路圖、所用儀器及記錄結(jié)果的表格等。3課程設(shè)計(jì)總結(jié)報(bào)告按指導(dǎo)教師限定期限完成報(bào)告書(shū)包含內(nèi)容及書(shū)寫(xiě)順序：（1）設(shè)計(jì)題目（2）設(shè)計(jì)任務(wù)和要求（3）設(shè)計(jì)方案及簡(jiǎn)述工作原理（簡(jiǎn)單敘述設(shè)計(jì)思路，畫(huà)出框圖）（4）使用元器件清單（包括元器件型號(hào)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(shè)計(jì)過(guò)程，幾種設(shè)

9、計(jì)方案的比較）（6）總體電路邏輯圖（7）安裝調(diào)試結(jié)果分析、改進(jìn)意見(jiàn)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)一、設(shè)計(jì)題目題目：三人競(jìng)賽搶答器設(shè)計(jì)任務(wù)1.設(shè)計(jì)一個(gè)三人參賽搶答器，每人各自控制一個(gè)單脈沖開(kāi)關(guān)作為搶答鍵，主持人控制一個(gè)單脈沖開(kāi)關(guān)做為計(jì)時(shí)開(kāi)始和清除鍵；2.主持人給出“開(kāi)始搶答”提示后，顯示器顯示倒計(jì)時(shí)，選手需在十秒鐘內(nèi)進(jìn)行搶答，主持人給出“開(kāi)始”信號(hào)前搶答無(wú)效；3.十秒鐘時(shí)間結(jié)束則不能再進(jìn)行搶答；4.如其中一人搶答成功，則其他人再進(jìn)行搶答為無(wú)效；5.數(shù)碼管顯示三人中搶答者的相應(yīng)號(hào)碼。二、設(shè)計(jì)要求1設(shè)計(jì)分為理論設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)調(diào)試兩部分。2理論設(shè)計(jì)要求寫(xiě)出設(shè)計(jì)總結(jié)報(bào)告。3實(shí)驗(yàn)調(diào)試可分模塊進(jìn)行。三、可選用元器件：8421B

10、CD碼計(jì)數(shù)器74LS160/1624位二進(jìn)制計(jì)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(mén)74LS002四輸入與非門(mén)74LS204二輸入異或門(mén)74LS864232與或非門(mén)74LS64六反相器74LS04555定時(shí)器電阻、電容等四、部分元器件引腳圖：1、四二輸入與非門(mén)74LS001 2 3 4 5 6 714 13 12 11 10 9 82、四二輸入或非門(mén)74LS281 2 3 4 5 6 714 13 12 11 10 9 83、四二輸入異或門(mén)74LS861 2 3 4 5 6 714 13 12 11 10 9 84、六反相器（非門(mén)）74LS041 2 3 4 5 6 714 13 12 11 10 9 85、二四與非門(mén)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