《數(shù)字電子技術課程設計》教學大綱

PAGEPAGE6《數(shù)字電子技術課程設計》教學大綱1課程設計的目的與要求1.1教學目的本課程設計的目的是通過指導學生循序漸進地獨立完成數(shù)字電路的設計任務，加深學生對理論知識的理解，有效地提高了學生的動手能力，獨立分析問題、解決問題能力，協(xié)調(diào)能力和創(chuàng)造性思維能力。著重提高學生在數(shù)字電路應用方面的實踐技能，樹立嚴謹?shù)目茖W作風，培養(yǎng)學生綜合運用理論知識解決實際問題的能力。學生通過電路的設計、安裝、調(diào)試、整理資料等環(huán)節(jié)，初步掌握工程設計方法和組織實踐的基本技能，逐步熟悉開展科學實踐的程序和方法。1.2教學要求從課程設計的目的出發(fā)，通過設計工作的各個環(huán)節(jié)，達到以下教學要求：（1）讓學生初步掌握典型數(shù)字電路的試驗、設計方法。根據(jù)設計任務、技術指標、對課題進行分析；通過查閱資料、理論計算，得到設計方案；選擇元器件，搭接線路，實現(xiàn)方案；分析實驗結(jié)果，寫出設計總結(jié)報告。（2）通過對典型數(shù)字電路的設計和仿真，掌握利用EWB軟件的分析和設計電路；（3）培養(yǎng)學生一定的自學能力和獨立分析問題、解決問題能力。通過獨立思考問題、查閱工具書、參考文獻、尋找解決問題的途徑；掌握常用基本電路的調(diào)試、測試的一般規(guī)律、常用測試儀器儀表的使用；對設計結(jié)果獨立進行分析、評價。（4）讓學生樹立嚴肅認真、一絲不茍、實事求是的科學作風。具有一定生產(chǎn)觀、經(jīng)濟觀和全局觀。2課程設計的內(nèi)容2.1課程設計題目的選擇學生可根據(jù)自己的興趣、愛好、能力等實際情況選擇一道題目進行設計。2.2課程設計的題目及要求2.2.1題目一：智力競賽搶答裝置（1）基本功能①4名選手編號為：1，2，3，4。各有一個搶答按鈕，按鈕的編號與選手的編號對應。②給主持人設置一個控制按鈕，用來控制系統(tǒng)清零（搶答顯示數(shù)碼管滅燈）和搶答的開始。③搶答器具有數(shù)據(jù)鎖存和顯示的功能。搶答開始后，若有選手按動搶答按鈕，該選手編號立即鎖存，并在搶答顯示器上顯示該編號，同時給出音響提示，封鎖輸入編碼電路，禁止其他選手搶答。搶答選手的編號一直保持到主持人將系統(tǒng)清零為止。④搶答器具有定時（9秒）搶答的功能。當主持人按下開始按鈕后，定時器開始倒計時，定時顯示器顯示倒計時間，若無人搶答，倒計時結(jié)束時，揚聲器響，音響持續(xù)0.5秒。參賽選手在設定時間（9秒）內(nèi)搶答有效，搶答成功，揚聲器響，音響持續(xù)0.5秒，同時定時器停止倒計時，搶答顯示器上顯示選手的編號，定時顯示器上顯示剩余搶答時間，并保持到主持人將系統(tǒng)清零為止。⑤如果搶答定時已到，卻沒有選手搶答時，本次搶答無效。系統(tǒng)揚聲器報警（音響持續(xù)0.5秒），并封鎖輸入編碼電路，禁止選手超時后搶答，時間顯示器顯示0。（2）設計成果要求①利用集成芯片、分立元件制作線路板，實現(xiàn)有關電路功能。②設計報告一份。（3）主要器件74LS175、74LS20、74LS00、CC40192、CC4511、七段LED數(shù)碼管、蜂鳴器2.2.2題目二：多功能數(shù)字鐘（1）基本功能①用七段LED數(shù)碼管以十進制顯示“時”、“分”、“秒”；②計時計數(shù)器用24進制計時電路；③可手動校時，能分別進行時、分的校正；④整點報時。（2）設計成果要求①利用集成芯片、分立元件制作線路板，實現(xiàn)有關電路功能。②設計報告一份。（3）主要器件74LS00、555、74LS90、CC4511、CC40192、七段LED數(shù)碼管2.2.3題目三：位直流數(shù)字電壓表（1）基本功能①量程：一檔：+1.999V～0～－1.999V二檔:+19.99V～0～－19.99V②用七段LED數(shù)碼管顯示讀數(shù)，做到顯示穩(wěn)定、不跳變。③保持/測量開關：能保持某一時刻的讀數(shù)。④指示值與標準電壓表示值誤差最低位在5之內(nèi)。（2）設計成果要求①利用集成芯片、分立元件制作線路板，實現(xiàn)有關電路功能。②設計報告一份。（3）主要器件CC14433、MC1413、MC1403、CC4511、七段LED數(shù)碼管器2.2.4題目四：數(shù)字頻率計（1）基本功能①測量的頻率范圍0～999999Hz，分辯率為1Hz。②用七段LED數(shù)碼管顯示讀數(shù)，做到顯示穩(wěn)定、不跳變。③被測信號為方波信號。（2）設計成果要求①利用集成芯片、分立元件制作線路板，實現(xiàn)有關電路功能。②設計報告一份。（3）主要器件CC4553、CC4013、CC40106、CC4551、七段LED數(shù)碼管2.2.5題目五：拔河游戲機（1）基本功能①拔河游戲機需用9個發(fā)光二極管排列成一行，開機后只有中間一個點亮，以此作為拔河的中心線，游戲雙方各持一個按鍵，迅速地、不斷地按動產(chǎn)生脈沖，誰按得快，亮點向誰方向移動，每按一次，亮點移動一次。移到任一方終端二極管點亮，這一方就得勝，此時雙方按鍵均無作用，輸出保持。只有經(jīng)復位后才使亮點恢復到中心線，比賽才可重新開始。②用七段LED數(shù)碼管顯示勝者的盤數(shù)（2）設計成果要求①利用集成芯片、分立元件制作線路板，實現(xiàn)有關電路功能。②設計報告一份。（3）主要器件CC4514、CC40193、CC4518、CC4081、CC4030、CC4011、CC4511、七段LED數(shù)碼管2.2.6題目六：（1）基本功能①用紅、綠、黃三色發(fā)光二極管作信號燈。②當主干道允許通行亮綠燈時，支干道亮紅燈，而支干道允許亮綠燈時，主干道亮紅燈。③主干道在支干道無車時放行；如支干道有車則主干道每次放行60s，支干道放行30s。④在每次由亮綠燈變成亮紅燈的轉(zhuǎn)換過程中間，要亮5s的黃燈作為過渡，以使行駛中的車輛有時間停到禁止線以外。（2）設計成果要求①利用集成芯片、分立元件制作線路板，實現(xiàn)有關電路功能。②設計報告一份。（3）主要器件74LS138、74LS153、74LS00、555、74LS161、CC40202.2.7題目七：（1）基本功能①采用倒計時方式定時，最大定時范圍60分鐘。時鐘信號源要精度較高。②定時時間可以快速對分、秒分別預置。③數(shù)字式顯示剩余時間的分、秒。④定時時間到，能提前十秒提供類似“的、的、的、的、的、的、的、的、的、答”聲響提示。（2）設計成果要求①利用集成芯片、分立元件制作線路板，實現(xiàn)有關電路功能。②設計報告一份。（3）主要器件CC40106、CC40192、CC4020、CC4511、CC4068、74LS20、七段LED數(shù)碼管2.2.8題目八：（1）基本功能由電子電路實現(xiàn)一個自動日歷，完成大月31天，小月30天，二月28天的自動調(diào)節(jié)功能：①用兩片十進制計數(shù)器級聯(lián)構(gòu)成日計數(shù)器。再用兩片十進制計數(shù)器級聯(lián)構(gòu)成月計數(shù)器。②日計數(shù)器置數(shù)（復位）后應為1。月計數(shù)器應為12循環(huán)計數(shù)。③設計一個1Hz的脈沖作CP。（2）設計成果要求①利用集成芯片、分立元件制作線路板，實現(xiàn)有關電路功能。②設計報告一份。（3）主要器件CC40192、555、74LS20、CC4030、74LS153、CC4511、CC40106、CC4020、LED數(shù)碼管2.2.9題目九：（1）基本功能設計一個彩燈控制器，控制綠黃紅三個燈，按一定規(guī)律依次點亮：①綠黃紅三個彩燈循環(huán)閃亮，變化規(guī)律是：全滅－紅－黃紅－黃－綠黃－綠－綠紅－全亮－全滅－…，如此循環(huán)。②設計一個1Hz的脈沖電路，控制各狀態(tài)轉(zhuǎn)換時間間隔為1秒。（2）設計成果要求①利用集成芯片、分立元件制作線路板，實現(xiàn)有關電路功能。②設計報告一份。（3）主要器件74LS74、74LS00、74LS90、555、發(fā)光二極管2.2.10題目十：彩燈控制器（1）基本功能①控制圍成矩形的8盞彩燈；②點亮方式既可以順時針移動，也可逆時針移動，還可逆順時針交替移動；③起始狀態(tài)可以預置；④移動速度和交替速度可調(diào)節(jié)。（2）設計成果要求①利用集成芯片、分立元件制作線路板，實現(xiàn)有關電路功能。②設計報告一份。（3）主要器件CC4020、CC40194、555、74LS002.2.11題目十一：彩燈控制器（1）基本功能8個彩燈一字排開，彩燈的亮滅圖案及順序按下列8種花樣循環(huán)進行。設計一個1Hz的脈沖作CP。L1L2L3L4L5L6L7L8滅滅滅滅滅滅滅滅滅亮滅亮滅亮滅亮滅滅亮亮滅滅亮亮滅滅滅滅亮亮亮亮亮亮亮亮亮亮亮亮亮亮亮亮滅滅滅滅亮亮滅滅亮亮滅滅亮滅亮滅亮滅亮滅（2）設計成果要求①利用集成芯片、分立元件制作線路板，實現(xiàn)有關電路功能。②設計報告一份。（3）主要器件CC4020、CC40193、555、74LS20、74LS1383教學安排利用2周時間完成該課題。建議安排如下：（1）理論設計，確定預設計方案——3天。要求畫出框圖，總體邏輯電路圖，提出元器件清單。（2）安裝調(diào)試，改進完善——6天。要求在規(guī)定時間內(nèi)安裝調(diào)試完畢并達到技術指標，布線要求可靠并盡可能整齊。集成塊數(shù)量要求盡量少。（3）驗收電路——0.5天。各組裝調(diào)好的電路經(jīng)老師、組長驗收其完成情況，包括功能、布線工藝、集成塊數(shù)量。（4）總結(jié)交流——0.5天。在分組總結(jié)交流的基礎上寫出課程設計總結(jié)報告（1周后交），必要時可以組織一次全班性的交流。4課程設計的成績評定（1）設計成果質(zhì)量，占總成績60％；（2）課程設計期間的表現(xiàn)，占總成績20％；（3）設計總結(jié)報告，占總成績20％。根據(jù)系統(tǒng)的任務，完成所要達到的技術性能、精度指標、設計說明書的內(nèi)容以及方案的論證、工作原理的說明，以及最終電路的實現(xiàn)設定評分辦法和評分標準，等級分為優(yōu)、良、中、及格和不及格5級記分制。優(yōu)秀：電路原理正確，能獨立分析、設計