《电子设计理论与实践》课程报告要求.docx
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《电子设计理论与实践》课程报告要求
1、设计题目：
中小规模集成电路构成的数字电子钟
2、
设计任务：
要求设计一个由中小规模集成电路构成的数字电子钟，其电路框图如下图所示：
Forpersonaluseonlyinstudyandresearch;notforcommercialuse
具体要求如下：
（1）要求电子钟具有“时”、“分”、“秒”显示的电子钟（23小时59分59秒），应具有分钟和小时的校时功能。
（2）可进行功能扩展（比如增加整点报时：
比如59分钟到灯闪烁功能），要求选用中小规模集成电路设计（不用单片机系统）。
（3）要求利用multisim软件对所设计电路进行仿真，提交报告时需要上交仿真文件。
（4）要求利用课程报告中的电路图为protel99se软件所画，并提交电路原理图DDB文件。
3、要求提交课程设计报告一份，可交打印稿，报告内容应包括：
（1）课题名称
（2）内容摘要
（3）设计内容及要求
（4）比较和选定设计的系统方案，画出系统框图
（5）单元电路设计、参数计算和器件选择
（6）画出完整的电路图，并说明电路的工作原理
（7）利用Multisim软件对电路进行必要的仿真分析，根据仿真结果总结设计电路的特点和方案的优缺点并提出改进意见和展望。
（8）列出参考文献
（9）收获、体会
3、说明：
（1）附录1列出了常用中小规模数字逻辑电路的型号和用途，大家在作方案设计时可根据电路功能自行在网站上下载芯片的PDF英文资料，根据各引脚功能进行线路连接的仿真。
（请注意设计时CMOS门和TTL门不要混合）
（2）附录2列出了一份仅供参考的设计报告。
（请按设计任务所列要求写报告）
附1常用集成逻辑电路功能简介
74系列芯片功能大全
7400TTL2输入端四与非门
7401TTL集电极开路2输入端四与非门
7402TTL2输入端四或非门
7403TTL集电极开路2输入端四与非门
7404TTL六反相器
7405TTL集电极开路六反相器
7406TTL集电极开路六反相高压驱动器
7407TTL集电极开路六正相高压驱动器
7408TTL2输入端四与门
7409TTL集电极开路2输入端四与门
7410TTL3输入端3与非门
74107TTL带清除主从双J-K触发器
74109TTL带预置清除正触发双J-K触发器
7411TTL3输入端3与门
74112TTL带预置清除负触发双J-K触发器
7412TTL开路输出3输入端三与非门
74121TTL单稳态多谐振荡器
74122TTL可再触发单稳态多谐振荡器
74123TTL双可再触发单稳态多谐振荡器
74125TTL三态输出高有效四总线缓冲门
74126TTL三态输出低有效四总线缓冲门
7413TTL4输入端双与非施密特触发器
74132TTL2输入端四与非施密特触发器
74133TTL13输入端与非门
74136TTL四异或门
74138TTL3-8线译码器/复工器
74139TTL双2-4线译码器/复工器
7414TTL六反相施密特触发器
74145TTLBCD—十进制译码/驱动器
7415TTL开路输出3输入端三与门
74150TTL16选1数据选择/多路开关
74151TTL8选1数据选择器
74153TTL双4选1数据选择器
74154TTL4线—16线译码器
74155TTL图腾柱输出译码器/分配器
74156TTL开路输出译码器/分配器
74157TTL同相输出四2选1数据选择器
74158TTL反相输出四2选1数据选择器
7416TTL开路输出六反相缓冲/驱动器
74160TTL可预置BCD异步清除计数器
74161TTL可予制四位二进制异步清除计数器
74162TTL可预置BCD同步清除计数器
74163TTL可予制四位二进制同步清除计数器
74164TTL八位串行入/并行输出移位寄存器
74165TTL八位并行入/串行输出移位寄存器
74166TTL八位并入/串出移位寄存器
74169TTL二进制四位加/减同步计数器
7417TTL开路输出六同相缓冲/驱动器
74170TTL开路输出4×4寄存器堆
74173TTL三态输出四位D型寄存器
74174TTL带公共时钟和复位六D触发器
74175TTL带公共时钟和复位四D触发器
74180TTL9位奇数/偶数发生器/校验器
74181TTL算术逻辑单元/函数发生器
74185TTL二进制—BCD代码转换器
74190TTLBCD同步加/减计数器
74191TTL二进制同步可逆计数器
74192TTL可预置BCD双时钟可逆计数器
74193TTL可预置四位二进制双时钟可逆计数器
74194TTL四位双向通用移位寄存器
74195TTL四位并行通道移位寄存器
74196TTL十进制/二-十进制可预置计数锁存器
74197TTL二进制可预置锁存器/计数器
7420TTL4输入端双与非门
7421TTL4输入端双与门
7422TTL开路输出4输入端双与非门
74221TTL双/单稳态多谐振荡器
74240TTL八反相三态缓冲器/线驱动器
74241TTL八同相三态缓冲器/线驱动器
74243TTL四同相三态总线收发器
74244TTL八同相三态缓冲器/线驱动器
74245TTL八同相三态总线收发器
74247TTLBCD—7段15V输出译码/驱动器
74248TTLBCD—7段译码/升压输出驱动器
74249TTLBCD—7段译码/开路输出驱动器
74251TTL三态输出8选1数据选择器/复工器
74253TTL三态输出双4选1数据选择器/复工器
74256TTL双四位可寻址锁存器
74257TTL三态原码四2选1数据选择器/复工器
74258TTL三态反码四2选1数据选择器/复工器
74259TTL八位可寻址锁存器/3-8线译码器
7426TTL2输入端高压接口四与非门
74260TTL5输入端双或非门
74266TTL2输入端四异或非门
7427TTL3输入端三或非门
74273TTL带公共时钟复位八D触发器
74279TTL四图腾柱输出S-R锁存器
7428TTL2输入端四或非门缓冲器
74283TTL4位二进制全加器
74290TTL二/五分频十进制计数器
74293TTL二/八分频四位二进制计数器
74295TTL四位双向通用移位寄存器
74298TTL四2输入多路带存贮开关
74299TTL三态输出八位通用移位寄存器
7430TTL8输入端与非门
7432TTL2输入端四或门
74322TTL带符号扩展端八位移位寄存器
74323TTL三态输出八位双向移位/存贮寄存器
7433TTL开路输出2输入端四或非缓冲器
74347TTLBCD—7段译码器/驱动器
74352TTL双4选1数据选择器/复工器
74353TTL三态输出双4选1数据选择器/复工器
74365TTL门使能输入三态输出六同相线驱动器
74365TTL门使能输入三态输出六同相线驱动器
74366TTL门使能输入三态输出六反相线驱动器
74367TTL4/2线使能输入三态六同相线驱动器
74368TTL4/2线使能输入三态六反相线驱动器
7437TTL开路输出2输入端四与非缓冲器
74373TTL三态同相八D锁存器
74374TTL三态反相八D锁存器
74375TTL4位双稳态锁存器
74377TTL单边输出公共使能八D锁存器
74378TTL单边输出公共使能六D锁存器
74379TTL双边输出公共使能四D锁存器
7438TTL开路输出2输入端四与非缓冲器
74380TTL多功能八进制寄存器
7439TTL开路输出2输入端四与非缓冲器
74390TTL双十进制计数器
74393TTL双四位二进制计数器
7440TTL4输入端双与非缓冲器
7442TTLBCD—十进制代码转换器
74352TTL双4选1数据选择器/复工器
74353TTL三态输出双4选1数据选择器/复工器
74365TTL门使能输入三态输出六同相线驱动器
74366TTL门使能输入三态输出六反相线驱动器
74367TTL4/2线使能输入三态六同相线驱动器
74368TTL4/2线使能输入三态六反相线驱动器
7437TTL开路输出2输入端四与非缓冲器
74373TTL三态同相八D锁存器
74374TTL三态反相八D锁存器
74375TTL4位双稳态锁存器
74377TTL单边输出公共使能八D锁存器
74378TTL单边输出公共使能六D锁存器
74379TTL双边输出公共使能四D锁存器
7438TTL开路输出2输入端四与非缓冲器
74380TTL多功能八进制寄存器
7439TTL开路输出2输入端四与非缓冲器
74390TTL双十进制计数器
74393TTL双四位二进制计数器
7440TTL4输入端双与非缓冲器
7442TTLBCD—十进制代码转换器
74447TTLBCD—7段译码器/驱动器
7445TTLBCD—十进制代码转换/驱动器
74450TTL16:
1多路转接复用器多工器
74451TTL双8:
1多路转接复用器多工器
74453TTL四4:
1多路转接复用器多工器
7446TTLBCD—7段低有效译码/驱动器
74460TTL十位比较器
74461TTL八进制计数器
74465TTL三态同相2与使能端八总线缓冲器
74466TTL三态反相2与使能八总线缓冲器
74467TTL三态同相2使能端八总线缓冲器
74468TTL三态反相2使能端八总线缓冲器
74469TTL八位双向计数器
7447TTLBCD—7段高有效译码/驱动器
7448TTLBCD—7段译码器/内部上拉输出驱动
74490TTL双十进制计数器74491TTL十位计数器
74498TTL八进制移位寄存器
7450TTL2-3/2-2输入端双与或非门
74502TTL八位逐次逼近寄存器
74503TTL八位逐次逼近寄存器
7451TTL2-3/2-2输入端双与或非门
74533TTL三态反相八D锁存器
74534TTL三态反相八D锁存器
7454TTL四路输入与或非门
74540TTL八位三态反相输出总线缓冲器
7455TTL4输入端二路输入与或非门
74563TTL八位三态反相输出触发器
74564TTL八位三态反相输出D触发器
74573TTL八位三态输出触发器
74574TTL八位三态输出D触发器
74645TTL三态输出八同相总线传送接收器
74670TTL三态输出4×4寄存器堆
7473TTL带清除负触发双J-K触发器
7474TTL带置位复位正触发双D触发器
7476TTL带预置清除双J-K触发器
7483TTL四位二进制快速进位全加器
7485TTL四位数字比较器
7486TTL2输入端四异或门
7490TTL可二/五分频十进制计数器
7493TTL可二/八分频二进制计数器
7495TTL四位并行输入\输出移位寄存器
7497TTL6位同步二进制乘法器
**********************************************************************
CD系列门电路
CD4000双3输入端或非门
CD4001四2输入端或非门
CD4002双4输入端或非门
CD4007双互补对加反向器
CD4009六反向缓冲／变换器
CD4011四2输入端与非门
CD4012双4输入端与非门
CD4023三2输入端与非门
CD4025三2输入端与非门
CD4030四2输入端异或门
CD4041四同相／反向缓冲器
CD40488输入端可扩展多功能门
CD4049六反相缓冲/变换器
CD4050六同相缓冲／变换器
CD40688输入端与门／与非门
CD4069六反相器
CD4070四2输入异或门
CD4071四2输入端或门
CD4072双4输入端或门
CD4073三3输入端与门
CD4075三3输入端或门
CD4077四异或非门
CD40788输入端与非门／或门
CD4081四2输入端与门
CD4082双4输入端与非门
CD4085双2路2输入端与或非门
CD4086四2输入端可扩展与或非门
CD40104TTL至高电平CMOS转换器
CD40106六施密特触发器
CD40107双2输入端与非缓冲／驱动器
CD40109四低-高电平位移器
CD4501三多输入门
CD4052六反向缓冲器（三态输出）
CD4503六同相缓冲器（三态输出）
CD45046TTL或CMOS同级移相器
CD4506双可扩展AIO门
CD4507四异或门
CD45194位与／或选择器
CD4530双5输入多数逻辑门
CD4572四反向器加二输入或非门加二输入与非门
CD45998位可寻址锁存器
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触发器
CD4013双D触发器
CD4027双JK触发器
CD4042四锁存D型触发器
CD4043四三态R-S锁存触发器（“1”触发）
CD4044四三态R-S锁存触发器（“0”触发）
CD4047单稳态触发／无稳多谐振荡器
CD4093四2输入端施密特触发器
CD4098双单稳态触发器
CD40998位可寻址锁存器
CD4508双4位锁存触发器
CD4528双单稳态触发器（与CD4098管脚相同，只是3、13脚复位开关为高电平有效）
CD4538精密单稳多谐振荡器
CD4583双施密特触发器
CD4584六施密特触发器
CD45998位可寻址锁存器
**********************************************************************
计数器
CD4017十进制计数/分配器
CD402014位二进制串行计数器/分频器
CD4022八进制计数/分配器
CD40247位二进制串行计数器/分频器
CD4029可预置数可逆计数器（4位二进制或BCD码）
CD404012二进制串行计数器/分频器
CD404512位计数／缓冲器
CD4059四十进制N分频器
CD406014二进制串行计数器/分频器和振荡器
CD40953输入端J-K触发器（相同J-K输入端）
CD40963输入端J-K触发器（相反和相同J-K输入端）
CD40110十进制加／减计数／锁存／7端译码／驱动器
CD40160可预置数BCD加计数器（异步复位）
CD40161可预置数4位二进制加计数器（R非＝0时，CP上脉冲复位）（异步复位）
CD40162可预置数BCD加计数器（同步复位）
CD40163可预置数4位二进制加计数器（R非＝0时，CP上脉冲复位）（同步复位）
CD40192可预置数BCD加/减计数器
CD40193可预置数4位二进制加/减计数器
CD4510可预置BCD加/减计数器
CD4516可预置4位二进制加/减计数器
CD4518双BCD同步加计数器
CD4520双同步4位二进制加计数器
CD452124级频率分频器
CD4522可预置数BCD同步1/N加计数器
CD4526可预置数4位二进制同步1/N加计数器
CD4534实时与译码计数器
CD4536可编程定时器
CD4541可编程定时器
CD45533数字BCD计数器
CD4568相位比较器／可编程计数器
CD4569双可预置BCD／二进制计数器
CD45978位总线相容计数／锁存器
CD45988位总线相容可建地址锁存器
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译码器
CD4511BCD锁存/7段译码器/驱动器
CD45144位锁存/4-16线译码器
CD45154位锁存/4-16线译码器（负逻辑输出）
CD4026十进制计数/7段译码器（适用于时钟计时电路，利用C端的功能可方便的实现60或12分频）
CD4028BCD-十进制译码器
CD4033十进制计数/7段译码器
CD40544位液晶显示驱动
CD4055BCD-7段码／液晶驱动
CD4056BCD-7段码／驱动
CD401028位可预置同步减法计时器（BCD）
CD401038位可预置同步减法计时器（二进制）
CD4513BCD-锁存／7端译码／驱动器（无效“0”不显）
CD45144位锁存／4线—16线译码器（输出“1”）
CD45154位锁存／4线—16线译码器（输出“0”）
CD4543BCD-锁存／7段译码／驱动器
CD4544BCD-锁存／7段译码／驱动器——波动闭锁
CD4547BCD-锁存／7段译码／大电流驱动器
CD4555双二进制4选1译码器／分离器（输出“1”）
CD4556双二进制4选1译码器／分离器（输出“0”）
CD4558BCD-7段译码
CD4555双二进制4选1译码器/分离器
CD4556双二进制4选1译码器/分离器（负逻辑输出）
**********************************************************************
移位寄存器
CD400618位串入—串出移位寄存器
CD40148位串入/并入—串出移位寄存器
CD4015双4位串入—并出移位寄存器
CD40218位串入/并入—串出移位寄存器
CD403164位移位寄存器
CD40348位通用总线寄存器
CD40354位串入/并入—串出/并出移位寄存器
CD40764线D型寄存器
CD40948位移位／存储总线寄存器
CD4010032位左移／右移
CD40105先进先出寄存器
CD401084×4多端口寄存器阵列
CD401944位并入／串入—并出／串出移位寄存器（左移／右移）
CD401954位并入／串入—并出／串出移位寄存器
CD451764位移位寄存器
CD45490连续的近似值寄存器
CD4562128位静态移位寄存器
CD45804×4多端寄存器
**********************************************************************
模拟开关和数据选择器
CD4016四联双向开关
CD4019四与或选择器【Qn=（An*Ka）+（Bn*Kb）】
CD4051单八路模拟开关
CD4052双4路模拟开关
CD4053三2路模拟开关
CD4066四双向模拟开关
CD4067单十六路模拟开关
CD4097双八路模拟开关
CD40257四2选1数据选择器
CD4512八路数据选择器
CD4529双四路／单八路模拟开关
CD4539双四路数据选择器
CD4551四2通道模拟多路传输
**********************************************************************
运算电路
CD40084位超前进位全加器
CD4019四与或选择器【Qn=（An*Ka）+（Bn*Kb）】
CD4527BCD比例乘法器
CD4032三路串联加法器
CD4038三路串联加法器（负逻辑）
CD4063四位量级比较器
CD4070四2输入异或门
CD45854位数值比较器
CD40894位二进制比例乘法器
CD401019位奇偶发生器／校验器
CD4527BCD比例乘法器
CD453112位奇偶数
CD4559逐次近似值码器
CD4560“N”BCD加法器
CD4561“9”求补器
CD45814位算术逻辑单元
CD4582超前进位发生器
CD45854位数值比较器
**********************************************************************
存储器
CD40494字×8位随机存取存储器
CD450564×1位RAM
CD4537256×1静态随机存取存储器
CD4552256位RAM
**********************************************************************
特殊电路
CD4046锁相环集成电路
CD45328位优先编码器
CD4500工业控制单元
CD4566工业时基发生器
CD4573可预置运算放大器
CD4574比较器、线性、双对双运放
CD4575双／双预置运放／比较器
CD45978位总线相容计数／锁存器
CD45988位总线相容可建地址锁存器
附2设计报告参考
简易心电图仪
黄小娜刘全才孙红梅指导老师：
陈锟
摘要：
本设计是由以下几个功能模块组成：
直流稳压电源、前置放大电路、双T陷波电路、主放大电路、单片机最小系统等组成，实现了对心电弱信号的提取和放大，在示波器上能比较清晰的显示其波形。
通过单片机最小系统对波形进行存储和回放，并提供简单的人机交互界面，方便用户操作。
关键词：
心电图仪双T陷波
一.方案比较与论证
1.微小信号放大
方案一采用低噪声，高精度的运算放大器来构建放大电路。
但是从人体表提取的信号除了人体心脏的电信号外，还包括人体自身通过各种渠道从环境中拾取工频50Hz交流电压，还包含肌电、呼吸等信号带来的干扰。
其中共模干扰引起的共模信号是主要的，从而影响系统对心电信号的分析。
因此，CMR（共模抑制比）是衡量心电图仪性能的主要指标之一。
心电图仪要求运算放大器的CMR≥80dB。
使用基本的差分放大电路可以抑制共模干扰，但是难以达到比较高的共模抑制比。
电路原理图如图1所示。
图1三运放组成的差动电路
方案二采用常见的同相放大电路，对信号进行放大。
电路原理
图如图2所示。
根据理论公式进行计算可得电路的放倍数为
Av=Vo/Vi=
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