《數(shù)字電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)》教學(xué)大綱

PAGEPAGE6《數(shù)字電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)》教學(xué)大綱1課程設(shè)計(jì)的目的與要求1.1教學(xué)目的本課程設(shè)計(jì)的目的是通過(guò)指導(dǎo)學(xué)生循序漸進(jìn)地獨(dú)立完成數(shù)字電路的設(shè)計(jì)任務(wù)，加深學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的理解，有效地提高了學(xué)生的動(dòng)手能力，獨(dú)立分析問(wèn)題、解決問(wèn)題能力，協(xié)調(diào)能力和創(chuàng)造性思維能力。著重提高學(xué)生在數(shù)字電路應(yīng)用方面的實(shí)踐技能，樹(shù)立嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)作風(fēng)，培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用理論知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力。學(xué)生通過(guò)電路的設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試、整理資料等環(huán)節(jié)，初步掌握工程設(shè)計(jì)方法和組織實(shí)踐的基本技能，逐步熟悉開(kāi)展科學(xué)實(shí)踐的程序和方法。1.2教學(xué)要求從課程設(shè)計(jì)的目的出發(fā)，通過(guò)設(shè)計(jì)工作的各個(gè)環(huán)節(jié)，達(dá)到以下教學(xué)要求：（1）讓學(xué)生初步掌握典型數(shù)字電路的試驗(yàn)、設(shè)計(jì)方法。根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)、技術(shù)指標(biāo)、對(duì)課題進(jìn)行分析；通過(guò)查閱資料、理論計(jì)算，得到設(shè)計(jì)方案；選擇元器件，搭接線路，實(shí)現(xiàn)方案；分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果，寫出設(shè)計(jì)總結(jié)報(bào)告。（2）通過(guò)對(duì)典型數(shù)字電路的設(shè)計(jì)和仿真，掌握利用EWB軟件的分析和設(shè)計(jì)電路；（3）培養(yǎng)學(xué)生一定的自學(xué)能力和獨(dú)立分析問(wèn)題、解決問(wèn)題能力。通過(guò)獨(dú)立思考問(wèn)題、查閱工具書(shū)、參考文獻(xiàn)、尋找解決問(wèn)題的途徑；掌握常用基本電路的調(diào)試、測(cè)試的一般規(guī)律、常用測(cè)試儀器儀表的使用；對(duì)設(shè)計(jì)結(jié)果獨(dú)立進(jìn)行分析、評(píng)價(jià)。（4）讓學(xué)生樹(shù)立嚴(yán)肅認(rèn)真、一絲不茍、實(shí)事求是的科學(xué)作風(fēng)。具有一定生產(chǎn)觀、經(jīng)濟(jì)觀和全局觀。2課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容2.1課程設(shè)計(jì)題目的選擇學(xué)生可根據(jù)自己的興趣、愛(ài)好、能力等實(shí)際情況選擇一道題目進(jìn)行設(shè)計(jì)。2.2課程設(shè)計(jì)的題目及要求2.2.1題目一：智力競(jìng)賽搶答裝置（1）基本功能①4名選手編號(hào)為：1，2，3，4。各有一個(gè)搶答按鈕，按鈕的編號(hào)與選手的編號(hào)對(duì)應(yīng)。②給主持人設(shè)置一個(gè)控制按鈕，用來(lái)控制系統(tǒng)清零（搶答顯示數(shù)碼管滅燈）和搶答的開(kāi)始。③搶答器具有數(shù)據(jù)鎖存和顯示的功能。搶答開(kāi)始后，若有選手按動(dòng)搶答按鈕，該選手編號(hào)立即鎖存，并在搶答顯示器上顯示該編號(hào)，同時(shí)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(hào)一直保持到主持人將系統(tǒng)清零為止。④搶答器具有定時(shí)（9秒）搶答的功能。當(dāng)主持人按下開(kāi)始按鈕后，定時(shí)器開(kāi)始倒計(jì)時(shí)，定時(shí)顯示器顯示倒計(jì)時(shí)間，若無(wú)人搶答，倒計(jì)時(shí)結(jié)束時(shí)，揚(yáng)聲器響，音響持續(xù)0.5秒。參賽選手在設(shè)定時(shí)間（9秒）內(nèi)搶答有效，搶答成功，揚(yáng)聲器響，音響持續(xù)0.5秒，同時(shí)定時(shí)器停止倒計(jì)時(shí)，搶答顯示器上顯示選手的編號(hào)，定時(shí)顯示器上顯示剩余搶答時(shí)間，并保持到主持人將系統(tǒng)清零為止。⑤如果搶答定時(shí)已到，卻沒(méi)有選手搶答時(shí)，本次搶答無(wú)效。系統(tǒng)揚(yáng)聲器報(bào)警（音響持續(xù)0.5秒），并封鎖輸入編碼電路，禁止選手超時(shí)后搶答，時(shí)間顯示器顯示0。（2）設(shè)計(jì)成果要求①利用集成芯片、分立元件制作線路板，實(shí)現(xiàn)有關(guān)電路功能。②設(shè)計(jì)報(bào)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(jìn)制顯示“時(shí)”、“分”、“秒”；②計(jì)時(shí)計(jì)數(shù)器用24進(jìn)制計(jì)時(shí)電路；③可手動(dòng)校時(shí)，能分別進(jìn)行時(shí)、分的校正；④整點(diǎn)報(bào)時(shí)。（2）設(shè)計(jì)成果要求①利用集成芯片、分立元件制作線路板，實(shí)現(xiàn)有關(guān)電路功能。②設(shè)計(jì)報(bào)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(cè)量開(kāi)關(guān)：能保持某一時(shí)刻的讀數(shù)。④指示值與標(biāo)準(zhǔn)電壓表示值誤差最低位在5之內(nèi)。（2）設(shè)計(jì)成果要求①利用集成芯片、分立元件制作線路板，實(shí)現(xiàn)有關(guān)電路功能。②設(shè)計(jì)報(bào)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(jì)（1）基本功能①測(cè)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(cè)信號(hào)為方波信號(hào)。（2）設(shè)計(jì)成果要求①利用集成芯片、分立元件制作線路板，實(shí)現(xiàn)有關(guān)電路功能。②設(shè)計(jì)報(bào)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(jī)（1）基本功能①拔河游戲機(jī)需用9個(gè)發(fā)光二極管排列成一行，開(kāi)機(jī)后只有中間一個(gè)點(diǎn)亮，以此作為拔河的中心線，游戲雙方各持一個(gè)按鍵，迅速地、不斷地按動(dòng)產(chǎn)生脈沖，誰(shuí)按得快，亮點(diǎn)向誰(shuí)方向移動(dòng)，每按一次，亮點(diǎn)移動(dòng)一次。移到任一方終端二極管點(diǎn)亮，這一方就得勝，此時(shí)雙方按鍵均無(wú)作用，輸出保持。只有經(jīng)復(fù)位后才使亮點(diǎn)恢復(fù)到中心線，比賽才可重新開(kāi)始。②用七段LED數(shù)碼管顯示勝者的盤數(shù)（2）設(shè)計(jì)成果要求①利用集成芯片、分立元件制作線路板，實(shí)現(xiàn)有關(guān)電路功能。②設(shè)計(jì)報(bào)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(hào)燈。②當(dāng)主干道允許通行亮綠燈時(shí)，支干道亮紅燈，而支干道允許亮綠燈時(shí)，主干道亮紅燈。③主干道在支干道無(wú)車時(shí)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(guò)程中間，要亮5s的黃燈作為過(guò)渡，以使行駛中的車輛有時(shí)間停到禁止線以外。（2）設(shè)計(jì)成果要求①利用集成芯片、分立元件制作線路板，實(shí)現(xiàn)有關(guān)電路功能。②設(shè)計(jì)報(bào)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(jì)時(shí)方式定時(shí)，最大定時(shí)范圍60分鐘。時(shí)鐘信號(hào)源要精度較高。②定時(shí)時(shí)間可以快速對(duì)分、秒分別預(yù)置。③數(shù)字式顯示剩余時(shí)間的分、秒。④定時(shí)時(shí)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(shè)計(jì)成果要求①利用集成芯片、分立元件制作線路板，實(shí)現(xiàn)有關(guān)電路功能。②設(shè)計(jì)報(bào)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(shí)現(xiàn)一個(gè)自動(dòng)日歷，完成大月31天，小月30天，二月28天的自動(dòng)調(diào)節(jié)功能：①用兩片十進(jìn)制計(jì)數(shù)器級(jí)聯(lián)構(gòu)成日計(jì)數(shù)器。再用兩片十進(jìn)制計(jì)數(shù)器級(jí)聯(lián)構(gòu)成月計(jì)數(shù)器。②日計(jì)數(shù)器置數(shù)（復(fù)位）后應(yīng)為1。月計(jì)數(shù)器應(yīng)為12循環(huán)計(jì)數(shù)。③設(shè)計(jì)一個(gè)1Hz的脈沖作CP。（2）設(shè)計(jì)成果要求①利用集成芯片、分立元件制作線路板，實(shí)現(xiàn)有關(guān)電路功能。②設(shè)計(jì)報(bào)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(shè)計(jì)一個(gè)彩燈控制器，控制綠黃紅三個(gè)燈，按一定規(guī)律依次點(diǎn)亮：①綠黃紅三個(gè)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(shè)計(jì)一個(gè)1Hz的脈沖電路，控制各狀態(tài)轉(zhuǎn)換時(shí)間間隔為1秒。（2）設(shè)計(jì)成果要求①利用集成芯片、分立元件制作線路板，實(shí)現(xiàn)有關(guān)電路功能。②設(shè)計(jì)報(bào)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(diǎn)亮方式既可以順時(shí)針移動(dòng)，也可逆時(shí)針移動(dòng)，還可逆順時(shí)針交替移動(dòng)；③起始狀態(tài)可以預(yù)置；④移動(dòng)速度和交替速度可調(diào)節(jié)。（2）設(shè)計(jì)成果要求①利用集成芯片、分立元件制作線路板，實(shí)現(xiàn)有關(guān)電路功能。②設(shè)計(jì)報(bào)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(gè)彩燈一字排開(kāi)，彩燈的亮滅圖案及順序按下列8種花樣循環(huán)進(jìn)行。設(shè)計(jì)一個(gè)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(shè)計(jì)成果要求①利用集成芯片、分立元件制作線路板，實(shí)現(xiàn)有關(guān)電路功能。②設(shè)計(jì)報(bào)告一份。（3）主要器件CC4020、CC40193、555、74LS20、74LS1383教學(xué)安排利用2周時(shí)間完成該課題。建議安排如下：（1）理論設(shè)計(jì)，確定預(yù)設(shè)計(jì)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(jìn)完善——6天。要求在規(guī)定時(shí)間內(nèi)安裝調(diào)試完畢并達(dá)到技術(shù)指標(biāo)，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(yàn)收電路——0.5天。各組裝調(diào)好的電路經(jīng)老師、組長(zhǎng)驗(yàn)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(chǔ)上寫出課程設(shè)計(jì)總結(jié)報(bào)告（1周后交），必要時(shí)可以組織一次全班性的交流。4課程設(shè)計(jì)的成績(jī)?cè)u(píng)定（1）設(shè)計(jì)成果質(zhì)量，占總成績(jī)60％；（2）課程設(shè)計(jì)期間的表現(xiàn)，占總成績(jī)20％；（3）設(shè)計(jì)總結(jié)報(bào)告，占總成績(jī)20％。根據(jù)系統(tǒng)的任務(wù)，完成所要達(dá)到的技術(shù)性能、精度指標(biāo)、設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)的內(nèi)容以及方案的論證、工作原理的說(shuō)明，以及最終電路的實(shí)現(xiàn)設(shè)定評(píng)分辦法和評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)，等級(jí)分為優(yōu)、良、中、及格和不及格5級(jí)記分制。優(yōu)秀：電路原理正確，能獨(dú)立分析、設(shè)計(jì)