任务数电模电课设沈阳理工大学专用Word文档下载推荐.docx

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进度安排：

第一周：

数字电子设计

第1天：

1．指导教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2~4天：

1．根据具体设计题目进行最后总体设计

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

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2~3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.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

6

1.6组合逻辑电路的设计要求……………………………………………10

1.7组合逻辑电路的设计过程………………………………………………10

1.12参考文献…………………………………………………………………15

2.3.1电路模型建立…………………………………………………………………17

2.4.3仿真结果分析……………………………………………………………………………19

2.5.1电路模型建立…………………………………………………………………21

2.5.2理论分析及计算………………………………………………………………22

2.5.3仿真结果分析…………………………………………………………………22

2.6.1电路模型建立…………………………………………………………………23

2.6.2理论分析及计算………………………………………………………………23

2.7矩形波发生电路…………………………………………………………25

2.7.3仿真结果分析…………………………………………………………………26

参考文献

1数字电子设计部分

1.1课程设计的目的

1.加深对教材的理解和思考，并通过实验设计、验证正是理论的正确性。

2.学习自行设计一定难度并有用途的计数器、加法器、寄存器等。

3.检测自己的数字电子技术掌握能力。

1.2设计的总体框图

下图为同步二进制加法计数器示意框图

图

1.3设计过程

十四进制同步减法计数器，无效态为：

0001，0010

①根据题意可画出该计数器状态图：

1111→1110→1101→1100→1011→1010→1001

0000←0011←0100←0101←0110←0111←1000

图

②选择触发器，求时钟方程，画出卡诺图。

a.触发器：

JK边沿触发器四个

b.时钟方程：

由于是同步计数器，故CP0=CP1=CP2=CP3=CP

c.卡诺图如下：

十四进制同步减法计数器次态和输出卡诺图：

图1.3.2

1.1．1次态的卡诺图

图1.3.3

1.1.2次态的卡诺图

图1.3.4

1.1.3次态的卡诺图

图1.3.5

1.1.4次态的卡诺图

图1.3.6

③根据卡诺图写出状态方程、输出方程：

状态方程：

④求驱动方程：

JK触发器特性方程为：

由此可以得出驱动方程：

⑤检查电路能否自启动：

将无效态（0001，0010）代入状态方程、输出方程进行计算，

得：

结果，均为有效态，故能自启动,其状态图为：

⑥下图为十四进制减法计数器（无效态：

0001，0010）的时序图

1.4序列检测器设计的总体框图

下图为序列信号发生器的设计总体框图

1.5序列检测器的设计过程

1.检测序列1110，画出状态图如下：

图1.5.1

2.选择触发器，求时钟方程。

选择触发器：

本次设计选用2个JK边沿触发器。

时钟方程：

由于是同步的，故CP0=CP1=CP

3.求输出方程和状态方程。

下图为序列检测器次态和输出卡诺图：

图1.5.2

Ⅰ.下图为三位二进制加法器次态的卡诺图

图1.5.3

Ⅲ.下图为三位二进制加法器次态的卡诺图

图1.5.4

Ⅳ.下图为三位二进制加法器输出Y的卡诺图

图1.5.5

根据卡诺图写出状态方程、输出方程：

状态方程：

输出方程：

④求驱动方程。

JK触发器特性方程为：

检测能否自启动（无效状态10）

所以，可以看出本题是可以自启动的。

1.6组合逻辑电路的设计要求（3-8译码器）

1.题目要求：

用集成二进制译码器和与非门实现下列逻辑函数，选择合适的电路，画出连线图。

要求如下：

（实现以下输出功能）

1.7组合逻辑电路的设计过程（3-8译码器）

本题有三个输入信号A,B,C,所以选择3-8译码器74LS138芯片。

因此由以上表达式可知：

＝C＝B＝A

1.8设计的逻辑电路图

1.十四进制同步减法计数器

图1.6.1

2.序列检测器

图1.6.2

3.组合逻辑电路（译码器）

图1.6.3

1.9设计的芯片原理图

图中为JK边沿触发器（下降沿）的引脚标号图，脉冲信号从图中1CLK和2CLK输入，PR、CLR分别为异步清零端和异步置数端。

即当PR端输入高电平而CLR端输入低电平时，Q的次态被异步置为0；

当PR端输入低电平而CLR端输入高电平时，Q的次态被异步置为1。

其输出特性为，则J=1，K=0时，输出Q的次态被同步置1；

J=0，K=1时，输出Q的次态被同步置为0；

J=0。

K=0时，Q的次态和现态一致，保持状态；

时，Q的次态和现态状态相反，翻转。

图1.7.1图1.7.2

上图中1,2为集成芯片中的两个与非门

图

图1.7.4两个两输入与门

图1.7.5译码器

1.10实验仪器

集成芯片：

74LS112芯片2个（每个芯片包含2个JK触发器），74LS00芯片1个（每个包含4个与非门电路），74LS08芯片一个（每个包含4个与门电路），74LS11芯片一个，74LS138芯片一个。

数字原理教学系统试验台一台（含导线若干）。

1.11实验结论

经过本次课程设计，不仅使我学到了很多的知识而且大大的提升了我的动手实践能力，使我受益匪浅。

比如，在设计过程中，稍有不慎就会出错，所以，我们一定要高度的重视，细心的去完成设计。

接线过程是反映一个动手能力的平台，只要利用好它，对自己的动手能力很有帮助。

因此，我们一定要本着一丝不苟的精神来完成每次课设，抓住锻炼自己的机会，逐渐提升自己的能力。

1.12参考文献

［1］清华大学电子学教研室组编.余孟尝主编.数字电子技术基础简明教程.3版.北京：

高等教育出版.2006

［2］沈阳理工大学信息科学与技术学院数字逻辑实验室编.张利萍，王向磊主编.数字逻辑实验指导书.1版.沈阳：

沈阳理工大学出版社.2011

2模拟电子设计部分

2.1课程设计的目的与作用

①理解反相输入，同相输入，差分输入比例运算电路的工作原理。

②掌握估算反相输入，同相输入，差分输入比例运算电路输出和输入的关系。

③掌握分析和设计反相输入，同相输入，差分输入比例运算电路。

④掌握Multisim仿真时的错误形式并分析错误原因。

2.2设计任务、及所用multisim软件环境介绍

设计任务：

分别在三种比例运算电路的输出端加上直流电压U1（或UI1和UI2）,利用虚拟仪表测量电路的输出电压U0,结果如表7-2所示。

读者可根据电路参数自行估算其输出输入关系，并与仿真结果进行比较。

软件介绍：

Multisim是InteractiveImageTechnologies（ElectronicsWorkbench）公司推出的以Windows为基础的仿真工具，适用于板级的模拟/数字电路板的设计工作。

它包含了电路原理图的图形输入、电路硬件描述语言输入方式，具有丰富的仿真分析能力。

软件以图形界面为主，采用菜单、工具栏和热键相结合的方式，具有一Windows应用软件的界面风格，界面由多个区域构成：

菜单栏，各种工具栏，电路输入窗口，状态条，列表框等。

通过对各部分的操作可以实现电路图的输入、编辑，并根据需要对电路进行相应的观测和分析。

用户可以通过菜单或工具栏改变主窗口的视图内容。

菜单中有一些与大多数Windows平台上的应用软件一致的功能选项，如File，Edit，View，Options，Help。

此外，还有一些EDA软件专用的选项，如Place，Simulation，Transfer以及Tool等。

Multisim10提供了多种工具栏，并以层次化的模式加以管理，用户可以通过View菜单中的选项方便地将顶层的工具栏打开或关闭，再通过顶层工具栏中的按钮来管理和控制下层的工具栏。

通过工具栏，用户可以方便直接地使用软件的各项功能。

2.3差分比例运算电路

2.3．1电路模型的建立

在Multisim中构建由三个集成运放组成的数据放大器反相输入，同相输入，差分输入比例运算电路

差分比例运算电路

2.3.2理论分析及计算

由虚短、虚断的特点可知：

利用叠加定理可求得反向输入端的电位为：

由，，得：

所以，当﹦2V、﹦4V，=1、﹦1.5时，分别得：

﹦-4V，﹦-1V。

1.当输入为直流4伏和1伏时：

2.当输入为直流1伏和1.5伏时：

分析：

如上图所示，理论值分别为-4V，-1V。

实际值为-3.97V,-0.97V。

理论值与实际值基本一致，说明结论正确。

2.4单相桥式整流电路：

2.4.1电路模型的建立

2.4.2理论分析及计算

整流电路的输出直流电压是输入电压瞬时值在一个周期内平均值，所以，在单相桥式整流电路中，

﹦2√2／∏＝0.9

所以，当等于25V和20V时，电压分别为22.5V,18V。

上式说明，在桥式整流电路中，负载上得到的直流电压约为变压器的0.9倍，这个结果是在理想情况下得到的，如果考虑整流电路内部二极管正向内阻和变压器等效内阻上的压降，输出直流电压的实际数值还要低一些。

2.4.3仿真结果分析

1.当=25V时，仿真结果：

输入电压与输出电压的数值及波形：

2.当=20V时，仿真结果：

2.5反相求