数字电子设计课程设计10

1、课程设计任务书学院信息科学与技术专业自动化学生姓名刘世波学号0903010610设计题目数字电子设计题目：1、三位二进制减法计数器无效项 000 011 2、串行序列信号检测器检测序列1010模拟电子设计题目：运算电路Multisim仿真实例内容及要求：1 数字电子部分1 利用触发器和逻辑门电路，设计实现三位二进制减法计数器以及串行序列信号检测器2 根据设计电路图进行连线进行验证3 完成课程设计报告2 模拟电子部分4 采用multisim 仿真软件建立电路模型；5 对电路进行理论分析、计算；在multisim环境下分析仿真结果，给出仿真波形图。进度安排：第一周：数字电子设计第1天： 1.指导教

2、师布置课程设计题目及任务 2.课程设计指导教师就相关问题单独进行指导 3.查找相关资料并且进行电路的初步设计第24天： 1.根据具体设计题目进行最后总体设计2.课程设计指导教师就相关问题单独进行指导 3.利用实验平台进行课程设计的具体实验4.指导教师进行验收第5天： 1.完成课程设计报告2.指导教师针对课程设计进行答辩第二周：模拟电子设计第1天：1. 布置课程设计题目及任务。2. 查找文献、资料，确立设计方案。第23天：1. 安装multisim软件，熟悉multisim软件仿真环境。2. 在multisim环境下建立电路模型，学会建立元件库。第4天：1. 对设计电路进行理论分析、计算。2.

3、在multisim环境下仿真电路功能，修改相应参数，分析结果的变化情况。第5天：1. 课程设计结果验收。2. 针对课程设计题目进行答辩。3. 完成课程设计报告。 指导教师（签字）： 年 月 日分院院长（签字）：年 月 日目录1 数字电子设计部分21.1课程设计的目的21.2设计的总体框图2三位二进制减法计数器的总体框图串行序列信号检测器21.2.2 串行序列信号检测器的总体框图21.3设计过程21.3.1 三位二进制同步减法计数器2串行序列信号检测器41.4设计的逻辑电路图61.5设计的电路原理图71.6实验仪器81.7实验结论81.8参考文献82 模拟电子设计部分82.1 课程设计的目的与作

4、用82.2 设计任务、及所用multisim软件环境介绍92.3 电路模型的建立9电压并联负反馈放大电路Multisim仿真9电压串联负反馈放大电路Multisim仿真102.4 理论分析及计算11电压并联负反馈放大电路的分析设计112.4.2 电压串联负反馈放大电路的分析设计112.5 仿真结果分析14电压并联负反馈放大电路的 Multisim结果仿真分析14电压串联负反馈放大电路Multisim结果仿真分析152.6 设计总结和体会202.7 参考文献211 数字电子设计部分1.1课程设计的目的1、了解同步减法计数器工作原理和逻辑功能。2、掌握计数器电路的分析，设计方法及应用。3、学会正确

5、使用JK触发器。1.2设计的总体框图1.2.1三位二进制减法计数器的总体框图串行序列信号检测器三位二进制同步减法计数器CP Y输入脉冲 串行序列输出1.2.2 串行序列信号检测器的总体框图串行序列信号检测器CP Y输入脉冲 串行序列输出1.3设计过程1.3.1 三位二进制同步减法计数器 （1）状态图 001 010 100 101 110 111 （2）选择的触发器名称:选用三个CP下降沿触发的边沿JK触发 （3）状态方程三位二进制同步减法计数器次态卡诺图如图1.3.1.1所示： Q1nQ0n Q2n 00 01 11 10XXX 111XXX001010100110101 1.3.1.1 三

6、位二进制同步减法计数器次态卡诺图 Q2n+1的卡诺图： Q2n Q1nQ0n 00 01 11 10X1X0 0 111 0 1 图1.3.1.2 Q2n+1 的卡诺图 Q1n+1的卡诺图：Q1nQ0n Q2n 00 01 11 10X1X0 1 010 图1.3.1.3 Q1n+1的卡诺图Q0n+1的卡诺图：Q1nQ0n Q2n 00 01 11 10X1X10 001 图1.3.1.4 Q0n+1的卡诺图由卡诺图得出状态方程为： =+ =(+)+ （4）驱动方程 J0 =; J1=; J2= K0=; K1=; K2= （5）时钟方程 CP= （6）检查能否自启动 /0 /0001 000

7、 111(有效状态) 可以自启动 （7）实验结果：111（灯：亮亮亮） 110（灯：亮亮灭） 101（灯：亮灭亮）100（灯：亮灭灭） 010（灯：灭亮灭） 001（灯：灭灭亮） 1.3.2串行序列信号检测器（1）最简状态图 10 00 10 00 00 01 11 10 10 1/0 0/1（3）选择的触发器名称:选用三个CP下降沿触发的边沿JK触发器（4）输出方程: Y= （5）状态方程三位二进制同次态卡诺图： Q1nQ0n Q2n 00 01 11 1000 11000001011001 图1.3.1.7 三位二进制同步减法计数器次态卡诺图 Y的卡诺图： Q1nQ0n X 00 01 1

8、1 100001 0 000 图 1.3.1.8 Y 的卡诺图 Q1n+1的卡诺图：Q1nQ0n X 00 01 11 1001000 010 图1.3.1.9 Q1n+1的卡诺图 Q0n+1的卡诺图：Q1nQ0n X 00 01 11 100100 1 101 图1.3.1.10 Q0n+1的卡诺图 由卡诺图得出状态方程为： （6）驱动方程 （7）时钟方程 CP=（8）实验结果 ：按1010顺序加输入信号并在每个输入信号来时都给一个脉冲时实验结果分别为（按Y顺序）：000（灯：灭灭灭）010（灯：灭亮灭）110（灯：亮亮灭）101（灯：亮灭亮）1.4设计的逻辑电路图1.4.1三位二进制同步减

9、法计数器（二）串行序列信号检测器1.4.2串行序列检测器1.6实验仪器 （1）数字原理实验系统一台（2）集成电路芯片：74LS112芯片,74LS00芯片,74LS08芯片, 74LS04芯片74LS11芯片1.7实验结论经过实验可知，满足时序图的变化，且可以进行自启动。实验过程中很顺利，没有出现问题。1.8参考文献1 余孟尝数字电子技术基础简明教程高等教育出版社2007年12月2 吴翔，苏建峰Multisim10&Ultiboard原理图仿真与PCB设计电子工业出版社2008年1月3 黄培根 奚慧平 主编 浙江大学出版社 2005年2月第一版Multisim 7&电子技术实验4 杨志忠主编

10、机械工业出版社 2008年7月第一版电子技术课程设计2 模拟电子设计部分2.1 课程设计的目的与作用（1）学会理论分析和实际设计电压串，并联负反馈放大电路；（2）会使用multisim软件设计电路图并进行仿真；（3）掌握电压串，并联负反馈放大电路multisim仿真；（4）训练对电路进行故障分析及排错的能力2.2 设计任务、及所用multisim软件环境介绍（1）设计任务：在multisim中分别构建电压并联负反馈，和电压串联负反馈放大电路。（2）Multisim软件环境介绍：multisim软件有一个强大的元件库和拥有各种虚拟仪器，犹如一个大型的虚拟实验室。它采用交互式的界面，比较直观，操作

11、方便，具有丰富的元器件库和品种繁多的虚拟仪器，既可以进行电路设计也可以对所设计的电路进行各种功能模拟仿真实验，Multisim软件因具有如此强大的功能在模拟电路设计等领域得到了广泛的运用。在此次数字电路课程设计中用到数字电流表，四踪示波器和数字电压表等各种虚拟元件。2.3 电路模型的建立 2.3.1电压并联负反馈放大电路Multisim仿真 在Multisim中建立由集成运放组成的电压并联负反馈放大电路，如图2.3.1所示图2.3.1 电压并联负反馈放大电路仿真电路2.3.2电压串联负反馈放大电路Multisim仿真在Multisim中构建两级电压串联负反馈放大电路，如图2.3.2所示，其中两

12、个三极管=1002.3.2电压串联负反馈放大电路仿真电路2.4 理论分析及计算 2.4.1电压并联负反馈放大电路的分析设计电压并联负反馈使电路的输入电阻减小: 。使输出电阻减小。2.4.2 电压串联负反馈放大电路的分析设计(1)电压串联负反馈放大电路使输入电阻提高，。使输出电阻减小，使放大倍数减小，(2) 无极间反馈时 静态工作点的计算 直流通路图： 动态分析： 该多级放大电路内部两级之间的连接方式是阻容耦合。（3） 引入负反馈后2.5 仿真结果分析2.5.1电压并联负反馈放大电路的 Multisim结果仿真分析加上正弦输入电压，由虚拟示波器观察到输出电压的波形无明显的非线性失真，且输入电压与

13、输出电压的波形反相。利用虚拟仪表测得，输入电压为999.848mV,输出电压为4.999V，则闭环电压放大倍数为 虚拟仪表测试结果如图2.5.1.1所示：图2.5.1.1 虚拟仪表测试结果 示波器波形显示结果如图2.5.1.2所示： 图2.5.1.2 示波器波形图2.5.2电压串联负反馈放大电路Multisim结果仿真分析 （1）将开关K断开，电路中暂不引入极间反馈。 利用Multisim的直流工作点分析功能，测量无极间反馈时的两级放大电路的静态工作点，分析结果如图2.5.2.1所示： 图2.5.2.1 静态工作点分析 从表格中可以看出,。 加上正弦输入电压，利用虚拟仪表可测得，。如图2.5.

14、2.2所示： 图2.5.2.2 虚拟仪表测量值可见无极间反馈时，电路的电压放大倍数为 由虚拟表测得，,结果如图2.5.2.3所示： 图2.5.2.3 虚拟仪表测量结果则无极间反馈时放大电路的输入电阻为： 将负载电阻开路，测得,测量结果如图2.5.2.4所示： 图2.5.2.4 输出电压测量值则放大电路的输出电阻为(2) 将图中开关K合上，引入电压串联负反馈。 加上正弦输入电压，在同样的输入电压之下，输出电压明显下降，由虚拟仪器测得，当，, ，如图2.5.2.5所示： 图2.5.2.5 输入电压与输出电压测量结果则引入电压串联负反馈后，电压放大倍数为 说明引入负反馈后电压放大倍数减小了。 由虚拟

15、仪表测得，当，,则。如图2.5.2.6所示： 图2.5.2.6 输入电压与输入电流测量结果则输入电阻 。可见引入电压串联负反馈后输入电阻提高了。 将负载电阻开路，测得。 如图2.5.2.7 所示：图2.5.2.7 输出电压测量结果则。波形图如图2.5.2.8所示： 图2.5.2.8 示波器波形图2.6 设计总结和体会 1、设计总结在进行仿真后，对负反馈对放大电路性能的影响有了进一步的理解，并且对书上总结出的规律和公式有了更深层次的掌握。为符合书上的要求，需要对一些元器件进行调试，比如，我把两个三极管的级间电容改到书上所要求的数值，否则会影响到测试的结果，在对其进行频率响应测试无上限频率，因此电路的调试是非常重要的。并且在进行设计后，达到了设计任务的要求和目的。2、心得体会通过自己动手操作Multisim软件，我对此软件有了透彻的了解，能够熟练的操作和使用此软件进行仿真，画电路图等功能。并且通过这次课程设计，加强了我们动手、思考和解决问题的能力。在设计过程中，经常会遇到这样那样的情况，就是心里想老着这样的接法可以行得通，但实际接上电路，总是实现不了，因此在这上面耗费了大量的时间。平时看课本时，有时问题老是弄不懂