数字电子技术课程设计

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1、数字电子技术课程设计 1 目录 前言. 2 第一章 设计目的和原理 . 3 1.1 设计目的 3 1.2 基本原理. 3 第二章 电路的各个部分及系统原理图 4 2.1 信号转换电路 4 2.2 脉冲整形电路 . 4 2.3 计数器连接电路 5 2.4 系统原理图 . 8 第三章 系统的调试 9 总结. 10 参考文献 10 2 前言前言 课程设计做为模拟电子技术课程及数字电子技术课程的重要组 成部分， 在学完模拟电子技术和数字电子技术课程后，应进行课程设 计，其目的是使学生更好的巩固和加深对基础知识的理解， 更好的在 实际问题中更好的应用所学的知识。 学会设计各种模拟电路和数字电 路，比如温

2、度报警器的设计、波形发生器、数字时钟等。独立完成调 试过程， 增强学生理论联系实际的能力，提高学生电路分析和设计能 力。通过实践教学引导学生在理论指导下有所创新， 为专业课的学习 和日后工程实践奠定基础。 数字电子技术课程设计 3 第一章第一章 设计目的和原理设计目的和原理 1.1 设计目的设计目的 (1)进一步熟悉和掌握常用数字电路元器件的应用。 (2)学习和练习在面加深理解数字电路的基本理论知识， 学习基本 理论在实践中综合运用的初步经验， 掌握数字电路系统设计的基本方 法包括板上接线的方法、技术、要注意的问题。 (3)学习数字电路实物制作、 调试、 测试、 故障查找和排除的方法。 (4)

3、学习仔细的做实验的习惯，积极的查找资料。 (5)提高分析和解决实际问题的能力。 1.2 基本原理基本原理 当成品从流过，通过光源和光电三极管组成的特殊计数轨道时， 造成瞬时遮光， 使发射极的电流随光的强弱而变化， 进而把光信号能 够用电压来表示， 使用 555 定时器改装成的施密特触发器对电压信号 整形获得比较理想的矩形脉冲波形， 送入 4 个 74160 并联计数器的计 数输入口， 计数器能够从 0000-9999 计数， 每个计数器连接一个 7448 译 7448 驱动 BS201 半导体数码管，显示计数，即流过产品的个数。 设计方案方框图: 成 品 通 过 光 电 转 换 电 路 脉 冲

4、 整 形 电 路 4 位 十 进 制 计 数 电 路 数 码 管 显 示 电 路 4 第二章第二章 电路的各个部分电路的各个部分及系统原理图及系统原理图 2.1 信号转换电路信号转换电路 使 用光电 三极管 作为信 号转换 元件，其 基本电 路图如 下： 信号转换电路 当光电三极管受光源照射时，流过射极的电流 ie 增大，因为电 阻的值不变，从而导致电压 vi 增大，产生高电平；当成品通过时， 遮住光源，导致射极的电流 ie 减小，产生低电平。由于产生的高低 电平不规则， 所以需要整形电路， 此次设计选用 555 定时器组成的施 密特触发器用做整形电路。 2.2 脉冲整形电路脉冲整形电路 把

5、555 定时器改接成施密特触发器，它工作原理如下： A：当 vi=0V 时，由于 VTH=VTR=vi=0V 时，电压比较器 C1输出高 电平，C2输出低电平；基本 RS 触发器被置“1”态；放电三极管 VTD 截止；555 定时器 vo 端和 vo1 端的输出均为高电平，即 vo=vo1=1。 vi 继续升高，但在未上升到达 2/3Vcc以前，vo=vo1=1 的状态不会改 变。 B：当 vi 升高到 2/3Vcc时，电压比较器 C1输出低电平，C2输出高 电平，基本 RS 触发器被置“0”态；放电三极管 VTD饱和导通；555 定时器 vo 端和 vo1 端的输出均为低电平，即 vo=vo

6、1=0。此后，vi 数字电子技术课程设计 5 继续上升到 Vcc， 然后再降低， 但在降低未达到 1/3Vcc以前， vo=vo1=0 的状态同样也不会改变。 C：当 vi 下降到 1/3Vcc时，电压比较器 C1输出高电平，C2输出低 电平；基本 RS 触发器被置“1”态；放电三极管 VTD截止；555 定时 器 vo 端和 vo1 端的输出均为高电平，即 vo=vo1=1。此后 vi 继续下 降到 0，然后再上升到达 2/3Vcc以前，vo=vo1=1 的状态不会改变。 施 密 特 触 发 器 的 结 构 图 和 波 形 转 换 图 如 下 ： 施密特触发器 波形转换图 2.3 计数器连接电路计数器连接电路 选用十位计数器 74LS160 ， 其 Rd 端为 0 时所有触发器将同时被 置零，而且置零操作不受其他输入端状态的影响。当 Rd 端为 1、Ld 端为 0 时，电路工作在预置数状态。当 Rd 和 Ld 端同时为 1而 EP为 0、ET 为 1 时，这时计数器工作在保持状态。如果 ET 为 0，则 EP不 6 论为何状态，计数器的状态也将保持不变，但这时进位输出 CO 等于