第一篇：數(shù)字電路與邏輯設(shè)計課程設(shè)計指導書

數(shù)字邏輯設(shè)計 課程設(shè)計指導書

適用專業(yè)：計算機大類

目

錄

一、課程設(shè)計目的...........................................................................................................................2

二、課程設(shè)計要求...........................................................................................................................2

三、課程設(shè)計內(nèi)容...........................................................................................................................2

四、設(shè)計報告的內(nèi)容和要求...........................................................................................................4 附錄一 自選課題參考題目.............................................................................................................5

一、數(shù)碼管顯示控制器...........................................................................................................5

二、乒乓球游戲機...................................................................................................................5

三、智力競賽搶答器...............................................................................................................5

四、數(shù)字鐘...............................................................................................................................5

五、交通燈控制器...................................................................................................................6

六、雙鈕電子鎖.......................................................................................................................6

七、彩燈控制器.......................................................................................................................6

八、速度表...............................................................................................................................6

九、出租車計價器...................................................................................................................7

十、自動奏樂器一...................................................................................................................7

十一、自動奏樂器二...............................................................................................................7

十二、自動打鈴器...................................................................................................................7

十三、算術(shù)運算單元ALU的設(shè)計.........................................................................................8

十四、游戲機...........................................................................................................................8

十五、16路數(shù)顯報警器..........................................................................................................8

十六、脈沖按鍵電話按鍵顯示器...........................................................................................8

十七、病房呼叫系統(tǒng)...............................................................................................................9

十八、自動電子鐘...................................................................................................................9

十九、具有數(shù)字顯示的洗衣機時控電路...............................................................................9

二十、籃球比賽數(shù)字計分牌...................................................................................................9 二

十一、電子日歷.................................................................................................................10 二

十二、設(shè)計模擬中央人民廣播電臺報時電路.................................................................10 二

十三、數(shù)字跑表.................................................................................................................10 二

十四、汽車尾燈控制器.....................................................................................................10 二

十五、籃球競賽30秒計時器...........................................................................................10 二

十六、拔河游戲機控制器.................................................................................................11 附錄二 TTL集成電路型號命名規(guī)則..........................................................................................12 附錄三 部分TTL集成電路管腳排列圖......................................................................................15

一、課程設(shè)計目的

《數(shù)字邏輯課程設(shè)計》是計算機大類學生的必修課之一，是《數(shù)字邏輯》課程的一個重要的實踐教學環(huán)節(jié)，它與理論教學和實驗教學相結(jié)合，培養(yǎng)學生綜合運用所學的基礎(chǔ)理論和掌握的基本技能來解決實際問題的能力。

課程設(shè)計通過完成一個課題的理論設(shè)計和實際調(diào)試工作，即能加深對所學知識的理解，又能培養(yǎng)綜合的實踐技能，從而提高分析問題和解決問題的能力。訓練學生綜合運用學過的數(shù)字邏輯的基本知識，獨立設(shè)計比較復雜的數(shù)字電路的能力。通過實踐教學引導學生在理論指導下有所創(chuàng)新，為專業(yè)課的學習和日后工程實踐奠定基礎(chǔ)。

二、課程設(shè)計要求

（一）教學要求

1．鞏固和加深對數(shù)字邏輯各類型電路的設(shè)計方法及電子器件所構(gòu)成電路的理解，并適當拓寬學生在電子線路領(lǐng)域的知識面。

2．初步掌握數(shù)字電路的設(shè)計、計算方法。能根據(jù)系統(tǒng)的技術(shù)指標，論證、擬訂設(shè)計方案；選用合適的電路形式并進行工程計算及選擇電路的元器件。

3．培養(yǎng)獨立組織實驗方案、正確選擇使用實驗儀器的能力，提高對功能電路和系統(tǒng)的安裝調(diào)整、測試技術(shù)，以及綜合運用所學理論知識解決實際問題的能力。

（二）能力培養(yǎng)要求

1．通過查閱手冊和有關(guān)文獻資料培養(yǎng)學生獨立分析和解決實際問題的能力。2．通過實際電路方案的比較分析、設(shè)計計算、元件選取、安裝調(diào)試等環(huán)節(jié)，掌握簡單實用電路的分析方法和工程設(shè)計方法。

3．掌握常用儀器設(shè)備的使用方法，學會簡單的實驗調(diào)試，提高動手能力。4．綜合應用課程中學到的理論知識去獨立完成一個設(shè)計任務。5．培養(yǎng)嚴肅認真的工作作風和嚴謹?shù)目茖W態(tài)度。

三、課程設(shè)計內(nèi)容

從參考題目中自選1題進行資料查找和設(shè)計，具體課題實現(xiàn)內(nèi)容及要求見附件1。1． 數(shù)碼管顯示控制器 2． 乒乓球游戲機 3． 智力競賽搶答器 4． 數(shù)字鐘 5． 交通燈控制器 6． 雙鈕電子鎖 7． 彩燈控制器 8． 速度表 9． 出租車計價器 10.自動奏樂器一 11.自動奏樂器二 12.自動打鈴器

13.算術(shù)運算單元ALU的設(shè)計 14.游戲機的設(shè)計 15.16路數(shù)顯報警器 16.脈沖按鍵電話按鍵顯示器 17.病房呼叫系統(tǒng) 18.自動電子鐘

19.具有數(shù)字顯示的洗衣機時控電路 20.籃球比賽數(shù)字記分牌 21.電子日歷

22.設(shè)計模擬中央人民廣播電臺報時電路 23.數(shù)字跑表 24.數(shù)字溫度計

25.籃球競賽30秒計時器 26.拔河游戲機控制器

（三）設(shè)計課題選擇的原則

1．課題內(nèi)容綜合教學要求。應與數(shù)字邏輯設(shè)計的理論教學內(nèi)容相符，在此基礎(chǔ)上，可進行適當?shù)纳罨c拓寬。

2．課題內(nèi)容的難度應適當。以便學生通過努力在規(guī)定時間內(nèi)得以完成設(shè)計。同時，課題內(nèi)容也應多樣化，以便不同層次、不同水平、不同興趣的學生有選擇的余地。

3．課題內(nèi)容應具有的實踐性。讓學生有較多的機會進行調(diào)整、測試，從面鍛煉動手能力，同時，也應有一定的實用性，以利于調(diào)動學生對課程設(shè)計的積極性。

四、設(shè)計報告的內(nèi)容和要求

報告的內(nèi)容包括以下幾個方面：

1、課程設(shè)計題目：自選題目名稱

2、設(shè)計任務及主要性能指標和要求

3、電路的設(shè)計

（1）根據(jù)功能要求構(gòu)建總體設(shè)計方案，比較和選定設(shè)計的系統(tǒng)方案，確定整個電路的組成及各單元電路完成的功能，畫出系統(tǒng)框圖。

（2）單元電路的設(shè)計、參數(shù)計算、器件選擇及介紹。

（3）畫出完整的總體電路設(shè)計圖（器件型號、元件參數(shù)應標出）和必要的波形圖，并說明電路的工作原理。

4、畫出基本電路圖并經(jīng)理論驗證無錯誤后在實驗室完成電路元器件的安裝、調(diào)試工作或仿真軟件（如multisim或其他）進行模擬仿真。整理測試數(shù)據(jù)，分析是否滿足設(shè)計要求。

5、在設(shè)計、實現(xiàn)、調(diào)試中的方法技巧，遇到的問題、原因及解決方法。

6、元器件清單。

7、總結(jié)設(shè)計電路的特點和方案的優(yōu)缺點。

8、設(shè)計收獲體會

9、參考文獻。

設(shè)計實驗部分根據(jù)實際完成的實驗內(nèi)容，按照上面自選題目包括的各部分內(nèi)容提交課程設(shè)計袋，內(nèi)附課程設(shè)計報告書。

報告要求根據(jù)課程設(shè)計報告的內(nèi)容要求認真書寫，所有的內(nèi)容一律用課程設(shè)計報告書手寫，總頁數(shù)不得少于15頁。

每位學生上交一份課程設(shè)計報告。

提交時間：第17周周五（12月25日）下午3:00，由學習委員統(tǒng)一收齊后交至科技樓604室，不接收補交，謝謝！進行編寫。

附錄一 自選課題參考題目

一、數(shù)碼管顯示控制器

要求：

1．能自動一次顯示出數(shù)字0、1、2、3、4、5、6、7、8、9（自然數(shù)列），1、3、5、7、9（奇數(shù)列），0、2、4、6、8（偶數(shù)列），1、2、3、4、5、6、7、1（音樂符號序列）；然后再從頭循環(huán)；

2．打開電源自動復位，從自然數(shù)列開始顯示。

二、乒乓球游戲機

要求：

1．用8個發(fā)光二極管表示球；用兩個按鈕分別表示甲乙兩個球員的球拍； 2．一方發(fā)球后，球以固定速度向另一方運動（發(fā)光二極管依次點亮），當球達到最后一個發(fā)光二極管時，對方擊球（按下按鈕）球?qū)⑾蛳喾捶较蜻\動，在其他時候擊球視為犯規(guī)，給對方加1分；雙方都犯規(guī)時，各自加1分；

3．甲、乙各有一數(shù)碼管計分；

4、裁判有一個按鈕，是系統(tǒng)初始化，每次得分后，按下一次。

三、智力競賽搶答器

要求：

1．五人參賽每人一個按鈕，主持人一個按鈕，按下就開始； 2．每人一個發(fā)光二極管，搶中者燈亮； 3．有人搶答時，喇叭響兩秒鐘；

4．答題時限為10秒鐘，從有人搶答開始，用數(shù)碼管倒計時間，0、9、8…

1、0；倒計時至0的時候，喇叭發(fā)出兩秒聲響。

四、數(shù)字鐘

要求：

1．輸入10Hz的時鐘；（提示：對已經(jīng)有的kHz頻率時鐘進行分頻）2．能顯示時、分、秒，24小時制； 3．時和分有校正功能； 4．整點報時，喇叭響兩秒； 5．可設(shè)定夜間某個時段不報時； 注意：硬件資源的節(jié)約。

五、交通燈控制器

要求：

1．東西方向為主干道，南北方向為副干道；

2．主干道通行40秒后，若副干道無車，仍主干道通行，否則轉(zhuǎn)換； 3．換向時要有4秒的黃燈期；

4．南北通行時間為20秒，到時間則轉(zhuǎn)換，若未到時，但是南北方向已經(jīng)無車，也要轉(zhuǎn)換。

5．附加：用數(shù)碼管顯示計時。

六、雙鈕電子鎖

要求：

1．有兩個按鈕A和B，開鎖密碼可自設(shè)，如（3、5、7、9等）； 2．若按B鈕，則門鈴響：（滴、嗒…）；

3．開鎖過程：按3下A，按一下B，則3579中的“3”即被輸入；接著按5下A，按一下B，則輸入“5”；依此類推，直到輸入完“9”，按B，則鎖被打開――用發(fā)光管KS表示；

4．報警：在輸入3、5、7、9過程后，如果輸入與密碼不同，則報警；用發(fā)光管BJ表示，同時發(fā)出“嘟、嘟…”的報警聲音；

5．用一個開關(guān)表示關(guān)門（即閉鎖）。

七、彩燈控制器

要求：

1．有十只LED，L0……L9 2．顯示方式

（1）先奇數(shù)燈依次滅（2）再偶數(shù)燈依次滅（3）再由L0到L9依次滅 3．顯示間隔0.5S，1S可調(diào)

八、速度表

要求： 1．顯示汽車Km/h數(shù)；

2．車輪每轉(zhuǎn)一圈，有一傳感脈沖，每個脈沖代表1m的距離； 3．采樣周期設(shè)為10S；

4．要求顯示到小數(shù)點后邊兩位； 5．用數(shù)碼管顯示；

6．最高時速小于300Km/h。

九、出租車計價器

要求：

1．5Km開始計價，起始價為5元，每公里1.2元； 2．傳感器輸出脈沖為0.5m/個；

3．每0.5km改變一次顯示，且提前顯示（只顯示錢數(shù)）

十、自動奏樂器一

要求：

1．開機能自動奏一個樂曲，可以反復演奏； 2．速度可變。1 5 5 6 6 55 5 4 4 3 3 23．附加：顯示樂譜。

十一、自動奏樂器二

要求：

1．開機能自動奏一個樂曲，可以反復演奏； 2．速度可變。

?6 51 3 1 3 6 5--6 6 13．附加：顯示樂譜

十二、自動打鈴器

要求：

1．有數(shù)字鐘功能：（不包括校時等功能）2．要設(shè)置六個時間，定時打鈴； 3．響鈴5秒鐘。

十三、算術(shù)運算單元ALU的設(shè)計

要求：

1．進行兩個四位二進制數(shù)的運算； 2．算術(shù)運算：A＋B，A－B，A＋1，A－1 3．邏輯運算：A and B，A or B，A not，A xor B 注意：從整體考慮設(shè)計方案，優(yōu)化資源的利用

十四、游戲機

有三位數(shù)碼管顯示0-7之間的數(shù)碼，按下按鈕，三個數(shù)碼管循環(huán)顯示，抬起按鈕，顯示停止，當顯示內(nèi)容相同時為贏。

要求：

1．三個數(shù)碼管循環(huán)顯示的速度不同 2．停止時的延遲時間也要不同

3．如果贏了游戲時，要有數(shù)碼管或LED的花樣顯示或聲音提示。

十五、16路數(shù)顯報警器

要求：

1．設(shè)計16路數(shù)顯報警器，16路中某一路斷開時（可用高低電平表示斷開和接通），用十進制數(shù)顯示該編號，并發(fā)出聲音信號；

2．報警時間持續(xù)10秒鐘；

3．當多路報警時，要有優(yōu)先級，并將低優(yōu)先級的報警存儲，處理完高優(yōu)先級報警后，再處理之（附加）。

十六、脈沖按鍵電話按鍵顯示器

要求：

1．設(shè)計一個具有八位顯示的電話按鍵顯示器； 2．能準確反映按鍵數(shù)字；

3、顯示器顯示從低位向高位前移，逐位顯示，最低位為當前輸入位； 4．重按鍵時，能首先消除顯示；

5．摘下電話后才能撥號有效，掛機后熄滅顯示。

十七、病房呼叫系統(tǒng)

要求：

1．用1-5個開關(guān)模擬5個病房的呼叫輸入信號，1號優(yōu)先級最高，1－5優(yōu)先級依次降低；

2．用一個數(shù)碼管顯示呼叫信號的號碼，沒信號呼叫時顯示0，有多個信號呼叫時，顯示優(yōu)先級最高的呼叫號（其它呼叫號用指示燈顯示）；

3．凡有呼叫，發(fā)出5秒的呼叫聲；

4．對低優(yōu)先級的呼叫進行存儲，處理完高優(yōu)先級的呼叫，再進行低優(yōu)先級呼叫的處理（附加）。

十八、自動電子鐘

要求：

1．用24小時制進行時間顯示； 2．能夠顯示小時、分鐘； 3．每秒鐘要有閃爍指示； 4．上電后從“00：00”開始顯示。

十九、具有數(shù)字顯示的洗衣機時控電路

要求：

1．洗衣機工作時間可在1~15分鐘內(nèi)任意設(shè)定（整分鐘數(shù)）；

2．規(guī)定電動機運行規(guī)律為正轉(zhuǎn)20s，停10s，反轉(zhuǎn)20s，停10s再正轉(zhuǎn)20s，以后重復運行；

3．要求能顯示洗衣機剩余工作時間，每當電機運行一分鐘，顯示計數(shù)器自動減1，直到顯示器為“0”時，電機停止運轉(zhuǎn)；

4．電機正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)要有指示燈指示。

二十、籃球比賽數(shù)字計分牌

要求：

1．分別記錄兩隊得分情況；

2．進球得分加2分，罰球進球得分加1分； 3．糾正錯判得分減2分或1分；

4．分別用三個數(shù)碼管顯示器記錄兩隊的得分情況。

二

十一、電子日歷

要求：

1．能顯示年、月、日，星期； 2．例如：“01.11.08”，星期日顯示“8”； 3．年月日，星期可調(diào)； 4．不考慮閏年。

二十二、設(shè)計模擬中央人民廣播電臺報時電路

要求：

1．當計時器運行到59分49秒開始報時，每鳴叫1s就停叫1s，共鳴叫6響；前5響為低音，頻率為750Hz，最后1響為高音，頻率為1KHz；

2．至少要有分秒顯示。

二十三、數(shù)字跑表

要求：

1．具有暫停/啟動功能； 2．具有重新開始功能；

3．用6個數(shù)碼管分別顯示百分秒、秒和分鐘。

二十四、汽車尾燈控制器

要求：

1．汽車尾部左右兩側(cè)各有3個指示燈（用發(fā)光二極管模擬），當在汽車正常運行時指示燈全滅；

2．在右轉(zhuǎn)彎時，右側(cè)3個指示燈按右循環(huán)順序點亮； 3．在左轉(zhuǎn)彎時，左側(cè)3個指示燈按左循環(huán)順序點亮； 4．在臨時剎車時，所有指示燈同時點亮。

二十五、籃球競賽30秒計時器

要求：

1．30秒計時器具有顯示30秒的計時功能；

2．系統(tǒng)設(shè)置外部操作開關(guān)，控制計時器的直接清零、啟動和暫停/連續(xù)功能； 3．計時器為30秒遞減計時，其計時間隔為1秒；

4．當計時器遞減計時到零時，數(shù)碼顯示不能滅燈，應發(fā)出光電報警信號。二

十六、拔河游戲機控制器

設(shè)計一個能進行拔河游戲的控制電路。電路使用9個發(fā)光二極管表示拔河的“電子繩”，開機后只有中間一個發(fā)亮，此即拔河的中心店。游戲甲乙雙方各持一個按鈕迅速地、不斷地按動產(chǎn)生脈沖，誰按得快，亮點就向誰方向移動，每按一次，亮點移動一次。亮點移到任一方終端發(fā)光二極管，這一方就獲勝，此時雙方按鈕均無作用，輸出保持，只有復位后才使亮點恢復至中心點，由裁判下達比賽命令后，甲乙雙方才能輸入信號，否則輸入信號無效。附錄二 TTL集成電路型號命名規(guī)則

1．1997年以后，我國生產(chǎn)的TTL集成電路型號與國際54／74系列TTL電路系列完全一致，并采用了統(tǒng)一型號，即CT0000系列。

說明：

①中國TTL集成電路 ②表示系列品種代號，其中： 1.標準系列，同國際54／74系列。2.高速系列，同國際54／74系列。3.肖特基系列，同國際54S／74S系列。4.低功耗肖特基系列，同國際54LS/74LS系列。③表示品種代號，同國際一致 ④表示工作溫度范圍

C：0~+70℃，同國際74系列電路的工作溫度范圍。M：—55~+125℃，同國際54系列電路的工作溫度范圍 ⑤表示封裝形式

B：塑料扁平

D：陶瓷雙列直插

F：全密封扁平

插

P：塑料雙列直插

W：陶瓷扁平

2．部分國際公司TTL集成電路型號命名規(guī)則(1)(美國)德克薩斯公司(TEXAS)

說明：

①表示德克薩斯公司標準電路 ②表示工作溫度范圍

54系列；－55～＋125℃，74系列：0～＋70℃ ③表示系列

J：黑陶瓷雙列直 ALS：先進的低功耗肖特基系列 AS：先進的肖特基系列

＜空白＞：標準系列

H：高速系列

L：低功耗系列

LS：低功耗肖特基系列S：肖特基系列

④表示品種代號 ⑤表示封裝形式

J：陶瓷雙列宣插

N：塑料雙列直插

T：金屬扁平

W：陶瓷扁平(2)(美國)摩托羅拉公司(MOTOROLA)

說明：

①表示摩托羅拉公司封裝的集成電路 ②表示工作溫度范圍

4，20，30，40，72．74，83：0～十75℃ 5，21，31，43，82，54，93：—55～十125℃ ③表示品種代號 ④表示封裝形式

F：陶瓷扁平

L：陶瓷雙列直插

P；塑料雙列直插(注：LS—TTL的型號同德克薩斯公司一致，如：SN74LS194J)(3)(美國)國家半導體公司(NATIONAL SEMICONDUCTOR)

說明：

①表示國家半導體公司單片數(shù)字電路 ②表示工作溫度

74，80，8l，82．85，87，88；0～十70℃

54，70，71．72，75，77，78，93，96：一55～＋125℃ 83，96：0～十75℃ ③表示系列

＜空白＞：標準系列

H：高速系列

L；低功耗系列

LS：低功耗肖特基系列 S：肖特基系列

④表示品種代號 ⑤表示封裝形式

D：玻璃—金屬雙列直插

F：玻璃一金屬扁平

J：低溫陶瓷雙列直插

N：塑料雙列直插

W：低溫陶瓷扁平

(4)(日本)日立公司(HITACHI)

說明：

①表示日立公司數(shù)字集成電路 ②表示工作溫度范圍 74：—20～十75℃ ③表示系列

＜空白＞：標準系列

LS：低功耗肖特基系列

S：肖特基系列 ④表示品種代號 ⑤表示封裝形式

＜空白＞：玻璃一陶瓷雙列直插

P：塑料雙列直插

附錄三 部分TTL集成電路管腳排列圖、邏輯門 1

2）觸發(fā)器與鎖存器（）計數(shù)器、譯碼器、數(shù)據(jù)選擇器（3

第二篇：數(shù)字電路與邏輯設(shè)計實驗報告

實驗 報告書

課程名稱

數(shù)字電路與邏輯設(shè)計

專

業(yè)

計算機科學與技術(shù)

班

級

姓

名

劉

騰

飛

學

號

09030234

指導教師

王

丹

志

成績

2010年 年 11月 月 10 日

實驗題目：

譯碼器、數(shù)據(jù)選擇器及其應用

一、實驗目的 1、掌握中規(guī)模集成譯碼器與數(shù)據(jù)選擇器的邏輯功能與使用方法

2、熟悉數(shù)碼管的使用 3、學習用數(shù)據(jù)選擇器構(gòu)成組合邏輯電路的方法 二、實驗原理 1 1、中規(guī)模集成譯碼器 74 LS 138

74LS138是集成3線－8線譯碼器，在數(shù)字系統(tǒng)中應用比較廣泛。圖-1是其引腳排列。其中 A2、A1、A0為地址輸入端，0Y～ 7Y為譯碼輸出端，S1、2S、3S為使能端。

圖-1 74LS138真值表圖-2如下：

圖-2 74HC138工作原理為：當S1=1，S— 2+S — 3=0時，器件使能，電路完成譯碼功能，輸出低電平有效。當S=0，S— 2+S — 3=X時，或S1=1, S— 2+S — 3=1,譯碼器被禁止，所有輸出同時為1 2 2、雙4 4 選1 1 數(shù)據(jù)選擇器

74LS153 ?

所謂雙4選1數(shù)據(jù)選擇器就是在一塊集成芯片上有兩個4選1數(shù)據(jù)選擇器。引腳排列如圖-3所示，功能表如圖-4所示。

圖-3

輸入 輸出 S—

A1 A0 Q 1 0 0 0 0 X 0 0 1 1 X 0 1 0 1 0 D0 D1 D2 D3 圖-4

1S—、2S — 為兩個獨立的使能端；A1、A0為兩個公用的地址輸入端；1D0~1D3和2D0~2D3分別為兩個4選1數(shù)據(jù)選擇器的數(shù)據(jù)輸入端；Q1、Q2為兩個輸出端。

當使能端1S—（2S —）=1時，多路開關(guān)被禁止，無輸出，Q=0。

當使能端1S—（2S —）=0時，多路開關(guān)正常工作，根據(jù)地址碼A1、A0的狀態(tài)，將相應的數(shù)據(jù)D0~D3送到輸出端Q。3、8 8 選1 1 數(shù)據(jù)選擇器 74LS151

74LS151為互補輸出的8選1數(shù)據(jù)選擇器，引腳排列如圖-5所示，功能表如圖-6所示。

圖-5

圖-6 選擇控制端（地址端）為A2~A0，按二進制譯碼，從8個輸入數(shù)據(jù)D0~D7中，選擇一個需要的數(shù)據(jù)送到輸出端Q，S— 為使能端，低電平有效。

使能端S— =1時，不論A2~A0狀態(tài)如何，均無輸出，多路開關(guān)被禁止。

使能端S— =0時，多路開關(guān)正常工作，根據(jù)地址碼A2、A1、A0的狀態(tài)選擇D0~D7中某一個通道的數(shù)據(jù)輸送到輸出端Q。

三、實驗設(shè)備及器件 ●

硬件：PC機一臺 ●

軟件：QuartusⅡ5.0集成開發(fā)環(huán)境 四、實驗內(nèi)容 1.使用74LS138實現(xiàn)邏輯函數(shù) F=A’B’C’+AB’C’+ABC 2.使用74LS151實現(xiàn)邏輯函數(shù) F=AB’+A’B+AB 3.使用74LS153實現(xiàn)邏輯函數(shù) F=A’BC+AB’C+ABC’+ABC

五、實 驗過程 1、使用74LS138實現(xiàn)邏輯函數(shù) F=A’B’C’+AB’C’+ABC ① 由74LS138功能表（圖-1）可知電路圖連接如圖-7所示

圖-7 ② 經(jīng)編譯檢查無錯（圖-8）

圖-8

③ 對其進行仿真，設(shè)置好一定仿真時間區(qū)域與輸入波形后啟動仿真器得仿真結(jié)果如圖-9

圖-9 2、使用74LS151實現(xiàn)邏輯函數(shù)F=AB’+A’B+AB

①將輸入變量C、B、A作為8選1數(shù)據(jù)選擇器的地址碼A2、A1、A0。使8選1數(shù)據(jù)選擇器的各個數(shù)據(jù)輸入D0~D7分別與函數(shù)F的輸出值一一對應，即A2A1A0=CBA、D0=D2=D3=0、D0=D4=D5=D6=D7=1則輸出Q便實現(xiàn)了函數(shù)AB’+A’B+AB接線圖如圖-10

圖-10 ②經(jīng)編譯檢查無錯（圖-11）

圖-11 ③對其進行仿真，設(shè)置好一定仿真時間區(qū)域與輸入波形后啟動仿真器得仿真結(jié)果如圖-12

圖-12 3、使用74LS153實現(xiàn)邏輯函數(shù) F=A’BC+AB’C+ABC’+ABC

①函數(shù)F有3個輸入變量A、B、C，而數(shù)據(jù)選擇器有2個地址端A1、A0少于數(shù)據(jù)函數(shù)輸入變量個數(shù)，在設(shè)計時可任選A接A1，B接A0。接線如圖-13

圖-13

②經(jīng)編譯檢查無錯如圖-14

圖-14 ③對其進行仿真，設(shè)置好一定仿真時間區(qū)域與輸入波形后啟動仿真器得仿真結(jié)果如圖-15

圖-15 六、實驗心得 通過這次試驗，我熟練掌握了74LS138譯碼器、74LS151和74LS153數(shù)據(jù)選擇器的使用特點和方法。加強了對這些知識的了解，熟練掌握了QuartusⅡ5.0集成開發(fā)環(huán)境的使用。

第三篇：數(shù)字電路與邏輯設(shè)計教學大綱

《數(shù)字電路與邏輯設(shè)計》教學大綱

適用專業(yè)：通信工程、信息工程、自動化、測控技術(shù)與儀器、電氣工程及其自動化 課程類別：專業(yè)基礎(chǔ)課 先修課程：電路原理 總 學 時：66 學

分：3 考核方式：考試

一、課程的性質(zhì)與任務

本課程是信息工程、通信工程、自動化、測控技術(shù)與儀器和電氣工程及其自動化專業(yè)學生必修的技術(shù)基礎(chǔ)課程，是一門實踐性很強的課程。通過本課程的學習，使學生掌握數(shù)字邏輯和數(shù)字系統(tǒng)的基礎(chǔ)知識、基本分析方法和設(shè)計方法，培養(yǎng)使用標準邏輯器件的能力，初步了解可編程器件的知識，為深入學習后續(xù)課程和從事數(shù)字技術(shù)實際工作打下良好基礎(chǔ)。

二、課程內(nèi)容、基本要求與學時分配

1、緒論（2學時）

了解數(shù)字信號與模擬信號的定義與區(qū)別； 掌握各種數(shù)制間的轉(zhuǎn)換； 了解常用的各種碼制； 了解數(shù)字電路的分類；

2、邏輯函數(shù)及其化簡（6學時）掌握布爾代數(shù)的運算規(guī)則；

掌握邏輯變量與邏輯函數(shù)的表示方法； 掌握邏輯函數(shù)的公式法化簡法；

掌握卡諾圖的繪制方法和用圖解法化簡邏輯函數(shù)；

3、集成邏輯門（6學時）

了解晶體管的開關(guān)特性；

了解TTL集成邏輯門的外部特性； 了解CMOS集成邏輯門的外部特性；

4、組合邏輯電路（8學時）掌握組合邏輯電路的分析方法；

掌握用邏輯門電路設(shè)計組合邏輯電路的方法； 掌握用中規(guī)模集成電路設(shè)計組合邏輯電路的方法； 了解組合邏輯電路的冒險現(xiàn)象；

5、觸發(fā)器（8學時）

掌握各類觸發(fā)器的特征方程和功能描述方法； 掌握基本觸發(fā)器和鐘控觸發(fā)器的工作原理； 了解主從觸發(fā)器和邊沿觸發(fā)器的工作原理；

6、時序邏輯電路（8學時）

掌握同步、異步時序邏輯電路的分析方法； 了解常用集成時序邏輯器件的使用方法；

掌握用小規(guī)模IC器件和中規(guī)模IC器件設(shè)計同步時序邏輯電路的方法； 了解異步時序邏輯電路的設(shè)計方法。

7、半導體存儲器（2學時）

了解隨機存取存儲器和只讀存儲器的工作原理； 掌握隨機存儲器的擴展方法；

了解用只讀存儲器設(shè)計組合邏輯函數(shù)的方法；

8、可編程邏輯器件及其應用（2學時）

初步了解可編程邏輯陣列、通用陣列邏輯（GAL）、復雜可編程邏輯器件（CPLD）、現(xiàn)場可編程門陣列（FPGA）的結(jié)構(gòu)特點和工作原理

9、脈沖單元電路（2學時）了解自激多諧振蕩器的工作原理； 了解單穩(wěn)觸發(fā)器的功能；

了解555時基電路的結(jié)構(gòu)特點和應用；

10、模數(shù)轉(zhuǎn)換器和數(shù)模轉(zhuǎn)換器（4學時）了解數(shù)模轉(zhuǎn)換器和模數(shù)轉(zhuǎn)換器的基本原理； 了解常用數(shù)模轉(zhuǎn)換器和模數(shù)轉(zhuǎn)換器的特性

本課程的理論教學時數(shù)為48學時，2.5學分。

三、課程的其他教學環(huán)節(jié)

本課程安排有實驗教學環(huán)節(jié)18學時，0.5學分。

四、參考教材

1、《數(shù)字電子技術(shù)》龐學民主編 清華大學出版社 2005年

2、《數(shù)字電路邏輯設(shè)計》王毓銀主編 高等教育出版社 1999年

3、《電子技術(shù)基礎(chǔ)》數(shù)字部分（第四版）康華光主編 高等教育出版社 2000年

4、《數(shù)字邏輯與數(shù)字系統(tǒng)》白中英、岳怡、鄭巖編著 科學出版社 1998年

五、說明

本課程在教學方法上采用講授理論與實驗動手相結(jié)合的形式進行，以便學生更好的理解所學的理論知識。在理論教學過程中，要注重方法的講解，以提高學生分析問題、解決問題的能力。

大綱執(zhí)筆人：劉煒

大綱審定人：張廣忠 2006年3月31日

第四篇：《數(shù)字電路與邏輯設(shè)計》考試大綱

《數(shù)字電路與邏輯設(shè)計》考試大綱

（一）基本要求

1.掌握二進制、八進制、十進制、十六進制及其轉(zhuǎn)換方法，掌握常用編碼及其表示十進制數(shù)的方法，掌握邏輯代數(shù)的邏輯運算、公式和規(guī)則，掌握邏輯函數(shù)及其表示方法，掌握邏輯函數(shù)的化簡方法；

2.掌握TTL、CMOS邏輯門的邏輯功能、電氣特性、應用和使用注意事項；

3.掌握組合邏輯電路的特點，掌握用傳統(tǒng)方法分析和設(shè)計組合邏輯電路，重點掌握常見中規(guī)模組合邏輯器件（MSI）（譯碼器、數(shù)據(jù)選擇器、運算電路）的邏輯功能和應用，了解組合邏輯電路中的冒險現(xiàn)象；

4.掌握觸發(fā)器的分類和邏輯功能，重點掌握主從型、邊沿型觸發(fā)器的特點和應用；

5.掌握時序邏輯電路的特點，掌握時序邏輯電路的分析方法和設(shè)計方法，重點掌握常見中規(guī)模時序邏輯器件（MSI）（CT74160、CT74161、CT74163、CT7490、CT74194）的邏輯功能和用SSI、MSI器件構(gòu)成任意模值計數(shù)分頻器的方法；

6.熟悉半導體存儲器（SAM、ROM、RAM）的結(jié)構(gòu)特點、工作原理和擴展方法，掌握ROM、PROM陣列在組合邏輯設(shè)計中的應用；了解可編程邏輯陣列（PLA）實現(xiàn)組合和時序邏輯的方法；

7.掌握脈沖信號和脈沖電路的特點，掌握施密特觸發(fā)器，單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器和多諧振蕩器等脈沖電路的應用，掌握用555定時器構(gòu)成的施密特觸發(fā)器，單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器和多諧振蕩器等脈沖電路的工作原理、波形分析及主要參數(shù)的估算。

（二）指定參考書：

《數(shù)字電路與邏輯設(shè)計》 鄒虹主編 人民郵電出版社 2008

第五篇：《數(shù)字電路與邏輯設(shè)計》(網(wǎng)絡)教學大綱

《脈沖與數(shù)字電路》教學大綱（計算機類）

一、課程性質(zhì)、地位和作用

《脈沖與數(shù)字電路》是通信專業(yè)、電子工程專業(yè)的一門重要專業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)課，屬核心必修課。本課程理論嚴謹、實踐性和應用性強。其任務在于研究數(shù)字邏輯電路和脈沖電路的基本概念、基本理論和電路的分析與設(shè)計方法，為后續(xù)課程提供必要的理論基礎(chǔ)，并為學生畢業(yè)后從事日新月異發(fā)展的數(shù)字電子科學技術(shù)提供一定的適應能力與基礎(chǔ)。

二、課程教學對象、目的和要求

計算機類專業(yè)課程教學目的及要求：

（一）從內(nèi)容上，應使學生牢固掌握各種進制數(shù)的相互轉(zhuǎn)換；數(shù)字系統(tǒng)中常用的編碼；邏輯代數(shù)的基本公式、定理及運算規(guī)則；邏輯函數(shù)的公式法和卡諾圖法化簡；中小規(guī)模組合邏輯電路、時序邏輯電路的分析與設(shè)計方法。了解常用集成邏輯器件、可編程邏輯器件、存儲器及模數(shù)與數(shù)模轉(zhuǎn)換器的功能及其應用等內(nèi)容。

（二）從能力方面，應使學生在學習本課程理論知識的同時，重視和加強實踐訓練，注重應用能力的培養(yǎng)，使理論和實踐緊密結(jié)合，在實踐訓練中逐步學會分析、查尋和排除故障的方法，培養(yǎng)正確選用集成器件進行邏輯設(shè)計和解決實際問題的能力。

（三）從教學方法上，著重基本概念的解釋，引導學生正確應用所學知識，分析和解決實際問題。

三、相關(guān)課程及關(guān)系

本課程的先修課程包括“電路分析基礎(chǔ)”、“電子線路”等，本課程的學習應在學生掌握一定電子電路知識的基礎(chǔ)上進行。與此同時，本課程為后續(xù)的“單片機”、“EDA”、“微機接口技術(shù)”、“數(shù)字信號處理”等課程打下了必要的理論基礎(chǔ)。

四、課程內(nèi)容及學時分配（*表示不作主要要求）

總學時：56學時

（一）數(shù)制與編碼：3學時

1、數(shù)的各種進制及相互轉(zhuǎn)換

2、數(shù)子系統(tǒng)中的常用編碼

—1—

3、二進制數(shù)的負數(shù)表示法（原碼、反碼、補碼）

要求學生掌握：不同數(shù)制間的相互轉(zhuǎn)換、常用編碼及二進制數(shù)的負數(shù)表示法。

（二）邏輯代數(shù)基礎(chǔ)：10學時

1、邏輯代數(shù)的基本公式和運算規(guī)則

2、邏輯函數(shù)及其表示方法

3、邏輯函數(shù)的公式化簡法

4、邏輯函數(shù)的卡洛圖化簡法

要求學生理解：最小項和相鄰項的意義；最大項與最小項關(guān)系及性質(zhì)；任意項、約束項、無關(guān)項的概念。掌握：邏輯代數(shù)中的基本邏輯運算、基本定律、基本公式和用卡諾圖。重點掌握：邏輯函數(shù)的公式法和卡洛圖法化簡。

（三）集成邏輯門：4學時

1、基本邏輯門電路

2、TTL集成邏輯門

3、*CMOS集成邏輯門

4、*TTL電路與CMOS電路的接口

要求學生了解：二極管、三極管的開關(guān)特性及分立元件門電路；各類集成邏輯門電路使用中應注意的問題。掌握：TTL集成邏輯門的邏輯功能、外特性及相關(guān)參數(shù)；CMOS集成門邏輯門的邏輯功能及特點。

（四）組合邏輯電路：10學時

1、組合邏輯電路分析（SSI、MSI）

2、組合邏輯電路設(shè)計（SSI、MSI）

3、常用集成組合邏輯器件

4、*組合電路的競爭冒險

要求學生了解：組合邏輯電路的競爭冒險產(chǎn)生的原因和消除的方法；掌握：組合邏輯電路分析（SSI、MSI）；常用集成組合邏輯器件的功能、應用及函數(shù)表達式；SSI設(shè)計組合邏輯電路的方法（輸入端只允許有原變量，器件數(shù)最少（補充））。重點掌握：MSI設(shè)計組合邏輯電路的方法（比較法、擴展法、降維圖法（補充））。

（五）集成觸發(fā)器：：8學時

1、基本觸發(fā)器（同步R-S、D、J-K、T、T?）

—2—

2、主從觸發(fā)器（R-S、J-K）

3、邊沿觸發(fā)器（R-S、D；J-K；傳輸門構(gòu)成的邊沿觸發(fā)器）

4、不同類型觸發(fā)器的相互轉(zhuǎn)換

要求學生深刻理解：同步觸發(fā)器的空翻現(xiàn)象；同步清零與異步清零；主從JK觸發(fā)器的一次翻轉(zhuǎn)現(xiàn)象；不同類型觸發(fā)器的工作原理及各自的特點。牢固掌握：同步、主從、邊沿觸發(fā)器的邏輯功能、特性表、特性方程、狀態(tài)圖及時序波形的畫法。

（六）時序邏輯電路：12學時

1、時序邏輯電路概述

2、時序邏輯電路分析（同步、異步）

3、同步時序邏輯電路設(shè)計

4、*異步時序邏輯電路設(shè)計

5、*序列信號發(fā)生器

要求學生深刻理解：數(shù)碼寄存器、移位寄存器、加法計數(shù)器、減法計數(shù)器、移存型計數(shù)器的定義及工作原理。牢固掌握：同步、異步時序電路的特點、功能描述和分析方法；同步時序電路的設(shè)計，中規(guī)模集成器件實現(xiàn)任意模值計數(shù)（分頻）器）。

（七）數(shù)模和模數(shù)轉(zhuǎn)換器：4學時

1、D/A轉(zhuǎn)換器

2、A/D轉(zhuǎn)換器

要求學生了解：D/A、A／D轉(zhuǎn)換器的電路結(jié)構(gòu)、工作原理及性能指標。

（八）半導體存儲器：4學時

1、順序存取存貯器（SAM）

2、隨機存取存儲器（RAM）

3、只讀存儲器（ROM）

要求學生了解：各類存儲器的電路結(jié)構(gòu)和工作原理；用ROM 實現(xiàn)組合邏輯函數(shù)的方法。掌握：存儲器容量的字擴展和位擴展方法。

（九）可編程邏輯器件：2學時

1、可編程邏輯器件（PAL）

2、通用陣列邏輯(GAL)

3、*現(xiàn)場可編程門陣列（FPGA）

—3—

4、*在系統(tǒng)可編程邏輯器件（ISP-PLD）

要求學生了解：可編程邏輯器件的基本結(jié)構(gòu)和工作原理。

五、實踐教學環(huán)節(jié)

《脈沖與數(shù)字電路》單獨開設(shè)實驗課，本大綱僅適用于理論課程。

六、作業(yè)（習題）要求

要求每章節(jié)結(jié)束后布置相應的作業(yè)，作業(yè)量以中等程度學生在二小時左右完成為宜。

七、考核

本科課程采用閉卷考試，內(nèi)容包括教學大綱所列全部內(nèi)容，以大綱所列重點為主。

八、教材與主要參考書

（一）推薦使用教材： 楊志忠主編

《數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)》

高等教育出版社

（二）主要參考書目： 閻石主編

《數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)》

高等教育出版社

王毓銀編

《數(shù)字電路邏輯設(shè)計》

高等教育出版社 劉寶琴編

《數(shù)字電路與系統(tǒng)》

清華大學出版社

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