《数字电子技术》课程设计教学指导方案

1、 数字电子技术 课程设计教学指导方案设计题目： 智力竞赛抢答器 电气信息学院 2012年09月第一部分 设计指导方案一、设计题目题目：竞赛抢答器二、课题要求1、设计的目的与要求：数字电子技术的课程设计是数字电子技术课程的一个重要教学环节。它将理论教学和实践教学相配合，培养学生综合运用所学的理论知识及掌握的基本技能来解决实际问题的能力。2、课程设计的内容：（1）设计一个三人参赛抢答器，每人各自控制一个单脉冲开关作为抢答键，主持人控制一个单脉冲开关做为计时开始和清除键；（2）主持人给出“开始抢答”提示后，显示器显示倒计时，选手需在十秒钟内进行抢答，主持人给出“开始”信号前抢答无效；（3）十秒钟时间

2、结束则不能再进行抢答；（4）如其中一人抢答成功，则其他人再进行抢答为无效；（5）数码管显示三人中抢答者的相应号码。提示：抢答装置可应用触发器具有置、置和保持的功能三、课程设计成果的要求及评分标准1.预设计，根据要求设计电路，画出电路逻辑图（30%）2.电路安装调试及改进（40%）3.课程设计报告书（10%）4.答辩（20%）四、课时安排星期时数形式教学地点一上午学生分组，布置课程设计任务，分析提示讲解任务内容，答疑讲授数字电子技术实验室下午查找资料，设计课程设计任务电路，方案对比，画出逻辑电路图，完成预设计报告自习图书馆二上午检查预设计报告，分模块连接电路实践数字电子技术实验室下午分模块连接电

3、路实践数字电子技术实验室三上午调试并改进电路实践数字电子技术实验室下午调试并改进电路实践数字电子技术实验室四上午调试，完成整体电路实践数字电子技术实验室下午撰写课程设计报告书实践数字电子技术实验室五上午答辩答辩数字电子技术实验室第二部分 设计指导书数字电子技术课程设计基本要求一、课程设计的基本教学要求：1 巩固加深对数字电子技术课程基本知识的理解，提高学生综合利用所学知识的能力；2 培养学生依据设计课题的需求，选用参考书、查阅有关工程手册的技术数据、图表和文献资料的能力，提高学生独立解决工程实际问题的能力；3 通过设计方案的分析比较、设计计算、元器件选择及电路调试等环节，初步掌握对有一定应用价

4、值的小规模数字系统设计能力；4 掌握常用仪器设备的正确使用方法，学会对简单实用电路的实验调试和对整机指标的测试方法，提高学生的动手能力；5 了解与课题有关的电路元器件的工程设计规范，整理相关技术资料，按设计任务书的要求编写设计说明书和设计报告，正确反映设计和实验结果，正确绘制电气原理图和印刷电路版图；6 通过课程设计实践，帮助学生逐渐建立正确的生产观念、经济观念、全局观念和安全用电和节约用电观念；7 初步掌握有关工程设计的方法、步骤，逐步熟悉开展技术设计的基本程序，为以后参与设计及研制新产品打下初步基础。数字电子电路设计基本方法随着数字电子技术的发展，由数字逻辑电路组成的数字控制系统、数字测量

5、系统、数字通讯系统以及数字电子计算机已经广泛应用于各领域。因此，数字逻辑电路设计越来越显得重要，已经成为高等院校相关专业学生必须掌握的基本技能。一、 数字逻辑电路设计的基本步骤1方案设计依据设计任务书给定的技术指标和使用条件设计出完整的电路，通常称这一阶段为“预设计”，它的主要任务是画出主要单元电路、数据通道、输入和输出及重要控制信号的概貌框图，画出各单元电路详细逻辑图，给出进行方案实验的具体装配图（应给出组件的数量、管脚号及器件所处的实际位置等），并配以文字说明。这一阶段设计者要进行广泛的调查研究。查阅文献和资料，反复进行比较和可行性论证后最终确定下来。2方案试验对选定的方案进行组装调试，由

6、于生产实际的复杂性和电子元器件参数的分散性，一个仅从理论上设计出的电路往往是不成熟的。通过实验把存在的问题检查出来，并加以解决。常常在实际过程中会出现预先估计不到的许多现象，这就需要从理论到实际的结合去分析原理，找出解决问题的途径，这时免不了要更换元器件、修改参数、甚至修改方案。近年来由于中、大规模集成电路的迅猛发展，数字逻辑电路的设计已经基本摆脱了过去那种根据设计任务要求先画出状态图，列状态表化简，求出最简逻辑表达式，画出逻辑图，最后完成数字逻辑电路设计的路子，而直接利用厂家提供的标准功能的集成电路组件。因此，现在数字逻辑电路设计方法主要考虑的问题是根据方案对各部分电路的要求选择合适的集成电

7、路类型，确定具体器件，将各器件正确连接，组成完整的数字逻辑电路。二、 设计文件的标准格式在设计过程中，学生要完成三个文件，即预设计报告、方案实验预习报告和设计总结报告。1预设计报告要求画出框图和逻辑图并交指导教师审阅画框图的基本原则：Ø 框图必须反映逻辑电路的主要单元电路，数据通道，输入和输出及控制电路的设计思想；Ø 框图要清晰的表示出控制信息和数据信息的流向，通常信息的流向是从左向右，从上向下；Ø 每个方框不必指出功能块中包含的具体器件；Ø 所有连接清晰整洁。画逻辑图的基本原则：Ø 一般将输入端放在左边，输出端放在右边，重要电路画在上边，次要

8、的部分画在下边；Ø 所有通道应尽量连接，连接线可以交叉，但连接处要用圆点标出，图分开画时，断口处要有标记；Ø 所有器件应用标准逻辑符号，中规模集成电路规定画出一个方框并标出器件型号。2方案预习报告要求学生自拟，内容包括：调试指标、测试内容、方法和步骤、测试线路图、所用仪器及记录结果的表格等。3课程设计总结报告按指导教师限定期限完成报告书包含内容及书写顺序：（1）设计题目（2）设计任务和要求（3）设计方案及简述工作原理（简单叙述设计思路，画出框图）（4）使用元器件清单（包括元器件型号和数量）（5）分部单元电路逻辑图（包含分部单元电路的逻辑图及元器件的选取原因、设计过程，几种设

9、计方案的比较）（6）总体电路逻辑图（7）安装调试结果分析、改进意见课程设计任务书一、设计题目题目：三人竞赛抢答器设计任务1.设计一个三人参赛抢答器，每人各自控制一个单脉冲开关作为抢答键，主持人控制一个单脉冲开关做为计时开始和清除键；2.主持人给出“开始抢答”提示后，显示器显示倒计时，选手需在十秒钟内进行抢答，主持人给出“开始”信号前抢答无效；3.十秒钟时间结束则不能再进行抢答；4.如其中一人抢答成功，则其他人再进行抢答为无效；5.数码管显示三人中抢答者的相应号码。二、设计要求1设计分为理论设计和实验调试两部分。2理论设计要求写出设计总结报告。3实验调试可分模块进行。三、可选用元器件：8421B

10、CD码计数器74LS160/1624位二进制计数器74LS161/163双D触发器74LS74双JK触发器74LS734二输入与非门74LS002四输入与非门74LS204二输入异或门74LS864232与或非门74LS64六反相器74LS04555定时器电阻、电容等四、部分元器件引脚图：1、四二输入与非门74LS001 2 3 4 5 6 714 13 12 11 10 9 82、四二输入或非门74LS281 2 3 4 5 6 714 13 12 11 10 9 83、四二输入异或门74LS861 2 3 4 5 6 714 13 12 11 10 9 84、六反相器（非门）74LS041 2 3 4 5 6 714 13 12 11 10 9 85、二四与非门74LS2014 13 12 11 10 9 81 2 3 4 5 6 76、双JK触发器74LS731 2 3 4 5 6 714 13 12 11 10 9 87、双D触发器74LS741 2 3 4 5 6 714 13 12 11 10 9 88、双2-4译码器74L