数字电路论文题目范文

2024-03-10

数字电路论文题目范文第1篇

摘要:针对卓越工程师计划下对“电工电子技术”这门工科课程的任务要求,提出了结合不同专业做出相适应的课程调整改革思路,实施切实可行的课程设计、教学组织、教学模式、教学实验研究、教学方法改革、网络教学平台建设等,力争增强学生面向工程的软件应用能力、实际动手能力、电工电子电路设计能力、理论结合实际的实验能力和小系统设计调试能力,进一步加深学生对书本知识的理解和应用,促进学生自主学习,提高发现问题、分析问题和解决问题的综合能力,为培养适应国家发展战略和经济建设需要的卓越工程技术人才奠定一定基础。

关键词:卓越工程师;创新设计;能力培养;教学手段

作者简介:任立红(1966-),女,内蒙古赤峰人,东华大学信息科学与技术学院电工电子中心,副教授;李晓丽(1980-),女,河南焦作人,东华大学信息科学与技术学院电工电子中心,讲师。(上海 201620)

基金资助:本文系上海市教委重点课程项目和东华大学“卓越工程师课程项目”的研究成果。

“卓越工程师培养计划”是列入中国高等教育中长期发展规划的一个重要计划,[1]是通过教育和行业、高校和企业的密切合作,以实际工程为背景,以工程技术为主线,着力提高学生的工程意识、工程素质和工程实践能力,培养出一大批创新型工程师,为我国走新型工业化道路和建设创新型国家提供坚实的人才支撑和智力保证。[2,3]为适应东华大学(以下简称“我校”)着力打造“卓越工程师培养计划”的目标和面向未来的纺织类、化工类、材料类、设计类等工程行业对高技术创新型复合人才的需求,我们针对学校卓越工程师计划对“电工电子技术”这门工科课程的任务要求,结合不同专业做出相适应的课程创新教学改革,帮助学生掌握有关电路、模拟电子技术、数字电子技术方面的基本理论、知识和技能,培养学生发现、分析和解决问题的能力,为以后学习和应用更深、更新、更多的信息技术专业知识和实用技能打好基础。

一、课程设计思路及目标

“电工电子技术”是高校非电类理工专业一门重要的技术基础课,是大多数非电类专业学生学习电类基础知识的唯一窗口。它包含强电、弱电的各个学科及其应用的基础知识。同时,与各行各业的生产及管理、与人们的日常生活联系紧密。随着科学技术及工业的发展,特别是电子技术日新月异,使得该课程具有新知识多、新产品多、新技术多、新工艺多的特点。因此,它是一门覆盖面广、知识面广、实践性强、适用性强、知识更新快的课程。它的目的和任务是使学生获得电工和电子技术方面的基本理论、基本知识和基本技能,同时,有利于学生的动手能力和创造能力的培养,为培养学生独立的工作能力、实事求是的科学态度和细致踏实的工作作风、后续实践性课程的学习、生产实践打下坚实的基础。

我校非电类不同专业(含纺织工程、纺织外贸、针织工程及服装、纺织检测、服装设计与工程、环境科学与工程、工程设计、高分子材料、生物工程、应用化学等专业),学生基础差异很大,各专业培养方案不同,对“电工电子技术”教学内容的要求不尽相同,如何根据专业培养方案做出与之相应的课程设计值得探讨。目前,学校纺织品设计、轻化工程、高分子材料、环境工程等专业是第一批加入卓越工程师计划的相关专业。

面向卓越工程师培养计划,我们结合不同专业做出相适应的课程调整改革思路,对电工电子技术课程进行了教学与实验的创新设计研究,力求在满足教学基本要求前提下,选择相应教学内容,组织课程,制定各自切实可行的教学大纲、课程设计、实验方案,改善课堂教学措施,提高课堂效率,创新教学手段。同时,最大限度利用现代科学技术手段,不仅重视理论基础传授,更要加强实验素质和综合实践能力训练,增强学生面向工程的现代化软件应用能力、实际电工电子电路设计能力、理论结合实际的实验能力、小系统设计调试能力,提高学生发现问题、分析问题、解决问题的能力、创新应用能力,着力提高工科类专业学生的工程意识、工程素质和工程实践能力。

二、教学手段的创新改革

“电工电子技术”的教学难点主要在于三个方面:知识面广、学时少、学生基础参差不齐。就教学内容而言,64学时的课程涉及面广,电路、模拟电子技术、数字电子技术课程中普遍存在一些知识内容方法复杂、过程繁琐、依赖经验的现象,对于初学电路、缺乏经验的低年级学生而言,学习难度较大,有不少学生中学就很少学习物理,更有很多学生仍存在严重的应试教育带来的弊端,学习方法有问题,不能从系统概念和应用角度理解电工电子的基本概念定律,而是依旧依附于教师手把手教给一些解题技巧、埋头在细节问题的分析计算上。因此对于上课教师来说,如何把控教学很有难度。如何处理学时有限与知识内容广的矛盾、传授知识与培养能力的矛盾等,都是在本课程教学实施中必须充分重视和努力解决的重要问题。

“电工电子技术”课程力争培养学生分析和解决问题的能力。从“广而博”的知识中选择、重构合理的教学内容,同时顺应时代潮流,紧跟相关行业的技术发展状况,可以使学生获得有关电学的基本概念理论、知识和技能,培养学生电路分析和电路设计的能力、学生的实践能力,将理论知识与实际应用相融合的能力,提高接受新技术的能力,为后续其他工程类课程的学习打下基础,对学生动手能力的培养、提升学科知识融合能力和创新能力以及成为复合型人才有着重要的作用。

同时“电工电子技术”的特点是实践性强,加强实验室建设,重视实践环节始终是“电工电子技术”课程建设的一个重要方面,针对卓越工程师计划,我们尝试改革实验教学内容体系、实验条件和实验模式,增加虚拟实验、开放性实验、综合实验、小系统制作等,力图大力提高学生的学习兴趣、实验技能、电工电子技术的应用能力和创新精神。

1.凸显绪论课教学与章节概述的重要性

“绪论”教学是学科教学的开端,是学生接触电工电子知识的第一堂课,有其独特功能。这功能表现在“启动”、“启发”和“激发”等3个方面,具有创意的新课导入,可以吸引学生的注意力,激发学生学习这门课的兴趣和动力。利用多媒体的优势,在绪论部分引入尽可能多的与本课程相关的知识内容;结合新器件、新产品、新软件的不断涌现,介绍与本课程有关的产品的最新发展;阐述清楚本课程与学生所学工科专业相关课题的关系,告诉学生本课程在其工科专业学习中的地位,引发学生从思想上对学习的重视,启发学习动力;通过图片、小产品、实际应用小电路、视频等丰富多彩的展示,体现课程与生活的关联,激发学习兴趣和求知欲望。

章节概述尽可能体现前后章节不同内容的内在衔接,比如交直流衔接、单相三相交流电的衔接、模电数电技术的衔接,使学生的学习一直处于逻辑连接状态而不至于发散,更能使学习的知识尽可能系统化。

2.创新讲课手段

在课堂教学中,学生是活动的主题,要用生动精练的语言、灵活的思维和循序渐进的诱导把学生的积极性调动起来,理论和实际充分结合,激发学生的学习兴趣。采用板书、多媒体演示、EWB虚拟实验设计演示、课堂小测试、重点问题课堂讨论等丰富多样的课堂教学模式,能够增强学生在课堂上的任务感、责任意识,大大地提高课堂效率。实践证明,教学手段从单一满堂灌形式向多样化传授方式发展,可提高学生出勤率,调动学习兴趣,提高教学效果,在一定程度上也缓解了学时少而内容多的矛盾。

3.不断修正丰富多媒体课件

通过多媒体手段、EDA技术等来化解课时少内容多而学生基础差异明显等矛盾。把文字、图形、图像、动画、声音、视频等信息完美结合,调动学生的积极性与主动性,提高教学质量效率,最大化地提高学生的学习热情。合理使用课件,将板书和课件有机结合,顺理成章。综述性内容,提供丰富的信息及连接,便于预习、复习、整理;对推导性、图形转换等环节,板书必不可少,首先使用板书讲清电路分析思路,对电路转换则让学生跟着老师一步一步地将电路分析透彻,之后再借助多媒体生动演示一遍,不仅再次为学生梳理思路,同时也对分析推导过程中出现的重点、难点、结论性陈述加以整理和总结,方便以后的复习。

4.将EDA仿真软件引入课堂

针对学时缩减与内容剧增的矛盾,我们的解决思路是改进教学方法,充分运用多媒体教学等先进教学手段。将EDA仿真软件引入课堂,提升学习兴趣,直观感受基础理论和概念。在教学中使用仿真技术,有助于提高教学质量和教学效率。仿真虚拟实验的过程,从构思、建设调试到出结果,使理论知识与计算机实践能力完美结合,也是工程师的必备技能。诸如交流放大电路的非线性失真波形的产生过程,通过虚拟实验,设计生动、逼真的教学情境,引导学生进入自主学习状态,提高分析问题、解决问题的能力和创新能力。这样的实验效果,同样丰富到教学课件中,使理论和实际相结合的情景快捷地在学生的头脑中建立起来。

除了EWB虚拟电子实验台,还可以丰富MATLAB在电路分析中的使用、FPGA在数字电路设计分析中的使用,大大丰富学生们的学习经验。

5.增加电工实验

在处理“传授知识”与“培养能力”二者关系时,我们明确教学的最终目标是培养学生的学习、实践和创新能力,为此不仅增加实验室虚拟实验的机会,多开放实验室鼓励学生自主设计实验,加大实验力度,还增设小系统设计环节,加强学生的系统设计能力,提高学生的工科设计素养。

6.逐步完善模块化教学

为提高效率,在有限的课时完成相应的理论讲述、实际应用分析,努力完善一些模块化教学实验,整合、优化教学内容,在理论教学环节的学时分配、考核强度和实践教学环节的实验内容、实验条件等方面予以倾斜。根据不同专业的学生基础差异,可以适当增减教学内容、难易度,并通过自学、课堂讨论、网上互动答疑环节、实验室实验验证等不同授课方式完成教学,进而引导和帮助学生进行主动性和研究性的学习。

三、教学实践的改进措施

在教学实践中,我们主要采取以下措施来切实保证课程目标的具体实现。

一是修订教学大纲,优化教学内容:精选基础内容;删减细节问题的定量分析计算;加强应用系统概念和电路、器件的外部特性及其应用;增加实际应用型内容。

二是为了配合实验教学,编写出版了课程教材《电工电子学实验》,并将实验拍成录像存放在网站上,便于学生实验前的预习和学习。

三是建设网上教学平台,增加教师与学生沟通渠道。建立电工电子技术的教学网站,其功能有:承载上课的教案,供学生下载和复习用,把学生从上课抄笔记的重压下解脱出来,让他们上课更能集中注意力听讲和积极思考;开辟讨论角,鼓励学生网上讨论问题,相互讨论、与教师讨论,提高学生的学习热情和主动性。这种学生自学、复习、自测、讨论、教师答疑等多种形式的教学活动,大大激发了学生学习电工电子技术的热情,提高了教学效果和质量。

四是逐步完善教学资料,授课中引入与课程相关的各类图片、动画演示、电教片等,以实例展开教学,增加学生兴趣,提升课堂实际效果,缩短理论与实际应用的距离,提高学生设计能力和综合应用能力。

五是加强课堂互动。对于教学难点,并不刻意强调其难度、深度和要求学生掌握复杂的方法,而是着重讲清基本概念和基本原理,配合简洁明了的例题、习题,帮助学生理解和掌握基本的分析、设计流程和方法。

六是改进考核制度。学习的目的不是为了考试,而考试是促进学习的方法之一。将过去单一的闭卷考试改为闭卷与开卷相结合、集中与分散相结合、设计与实验相结合的多元考试方法。这样既防止了学生平时不注重学习,期末突击的弊端,又全面考查了其综合应用能力。我们对考试的定位是:引导学生掌握知识脉络和重点,激发学生积极思考和学习的热情。因此,采取了多元化考核方法:课堂小测试;用PowerPoint制作一个课件;作业加分;课程结束后的相关总结小论文、小电路设计;期末考试。主要考核学生是否建立起一个扎实的电工与电子技术知识体系。

四、结语

在卓越工程师计划的教学实验实践中,卓越的效果从实践中得以体现,同时要求理论内容能够很好地服从实践。“电工电子技术”课程对于非电类学生来说,学习起来有些难度,毕竟非电类学生的基础知识相对薄弱、重视程度又不高。而在理论学时进一步缩减的前提下,如何增加实验要求、提高实验效果、增强学生小系统实际设计能力,还需要学生和教师之间积极配合。

我们力争在不断试验中重新定位“电工电子技术”课程的性质、任务、教学特点、教学模式和考核方式,探寻教学效果的突破手段,突出实验、实践环节的作用,从实验数量、内容、方法上有所突破,注重与工程实践的联系,采用“理论与实际相结合的做中学、练中学”的教学模式,提高学生对该课程的认识和学习兴趣。同时努力依据专业组对我们的需求提升课程效果,并进一步总结修订完善。为切实提高大学生的工程实践能力,还要不断完善并建立科学的实践教学体系。

参考文献:

[1]教育部.教育部关于开展高等学校实验教学示范中心建设和评审工作的通知(教高[2005]8号文件)[Z].

[2]林健.注重卓越工程教育本质创新工程人才培养模式[J].中国高等教育,2011,(6):19-21.

[3]李惠,廖炼忠,郭磊.地方综合性大学本科实践教学规范的建立与实践[J].实验技术与管理,2009,26(4):117-120.

(责任编辑:刘辉)

数字电路论文题目范文第2篇

摘 要:随着科学技术不断发展,我国广播电视事业取得了进一步发展,数字化逐渐成为广播发展的必然趋势。接收机前端作为数字音频广播的在重要组成部分,是连接射频与基带的桥梁,其设计合理与否直接影响接收机性能,如何更好地设计广播接收机前端受到越来越多的关注。本文将对数字音频广播概念及前端接收机结构进行分析和研究,并阐述数字音频广播接收机前端设计模式,旨在推动我国广播电视事业可持续发展。

关键词:数字音频广播;接收机;前端设计

前言:近年来,广播已经成为了人们信息获取和娱乐的重要媒介,然而,受到互联网等因素的影响,传统模拟广播已经难以满足现代人们的需求,在很大程度上影响广播进一步发展。数字音频广播以其随时、随地的优势,得到了广泛推广和普及。为了提高数字音频广播质量,加强对其接收机前端设计的研究具有现实意义。

一、数字音频广播概念及前端接收机结构

(一)概念

数字音频广播实际上是调幅广播和调频广播之后的第三代广播,主要是将计算机等技术作为基础,利用数字化处理方式实现广播目标和任务。数字音频广播具有真实、噪声小等优势,能够为用户带来全新的听觉体验[1]。

(二)结构

数字音频广播前端接收机结构主要包括以下三种:

首先,高中频超外差。高中频超外差结构是一种应用范围比较广泛的结构,能够获得大而稳定的增益和良好的频率选择,但是,其中频滤波器多使用陶瓷等材质,使得难以在芯片上集成,同时还存在镜频干扰的状况,难以确保质量。

其次,零中频。零中频概念提出较早,但是发展较慢,甚至出现了停止发展的情况。在发展的过程中,零中频在很大程度上解决了高中频的弊端,但是又出现了新的问题,混频器与放大器之间的隔离效果不尽人意,且易出现干扰,相对来讲不适合在数字音频广播接收机中应用。

最后,低中频。低中频介于前两者中间,解决了零中频的问题,有具有较高的集成度,但是其镜频抑制能力较差。

综上所述,在选择接收机前端过程中,要综合考虑实际情况,选择合理的结构。

二、数字音频广播接收机前端设计分析

(一)DAB设计

DAB接收机前端主要采用U2731B专用芯片,并围绕着该芯片进行外围电路等内容的设计。在接收机前端设计之前要确定设计方案。将天线接收的射频信号转变到中频,并将中心频率设置到标准值;另外,还需要扩大微弱信号,为了确保A/D变换器稳定运行,要保障AGC输出信号稳定,最后,要完成本振频率的AFC,通过三个环节确定设计方案,为下个环节工作奠定基础。

U2732B作为专用芯片,具有射频前端的主要功能,并由多个模块构成,例如:增益可控射频混频器、中频混频器等,本文主要采用二次变频方案,分别设置两个频率,由于该芯片具有良好的自动增益控制性能,而且电路所有控制参数都由总线接口输入进去,可以人为设置信号幅度、灵敏度等,并经由外部中频带通滤波器滤波,将其作为前端电路输出[2]。

基于此种芯片下外围电路设计的射频和中频滤波器设计,受到输出信号幅度较大等因素的影响,本文采用电感、电容等无源器件进行设计。首先,对前端射频信号进行滤波处理,抑制镜像频率信号对接收效果的影响,提高广播质量。其次,中频主要通过第一、第二两个滤波器进行处理;最后,受到前端与基带相互独立的影响,需要将控制信号通过总线向芯片写入,以此来达到控制信号的目的。

通过对接收机进行实验发现,接收机符合标准,且性能、指标等良好,可以广泛使用。

(二)DRM可编程设计

目前,DRM已经成为了广播领域研究热点,由于数字信号处理器运算速度日渐提升,使得通信系统逐渐渗透其中,通信系统发射机将成为未来发展趋势。数字化无线电接收机具有性能优良、智能化处理等特点,且在一定程度上简化了接收机前端设计,通过对转化后的中频信号进行数字化,并进行编程变频器完成到基带,以此来降低码率输出。

由于存在多种数字音频广播体制,例如:DAB、DRM等,由此,可以设计出多体兼容可行方案。另外,模拟广播接收机将AM和FM两个频段接收机有机结合,而后,由于AM和DRM自身具有多模式等特征,将软件无线电融入其中,便能够设计出可编程数字下变频器。

DAB信号的射频载波频率范围是170MHz~230MHz,信号带宽1.536MHz,需要完成的功能包括将射频型号转变为中频信号、将微弱信号进行放大、完成本振频率AFC等。DRM接收机主要由前端模拟电路、模数转换电路等部分构成,而外围电路则由前端模拟电路、A/D变换电路和PDC电路组成,通过实际应用,这种模式能够实现兼容模拟广播和DAB、DRM数字广播的接收机前端,能够更好地提高广播质量,从而丰富人们的生活。就目前来看,广播主要采用模拟和数字广播并存的形式,吸取二者的精华,且越来越重视兼容的研究,主要是为了实现频率、宽带等之间的融合,为新技术能够推广奠定基础,从而提高广播质量,为研制符合我国标准的数字广播电视设备奠定了坚实的基础[3]。

(三)多制式兼容接收机设计

当前,世界广播发展的状况是模拟与数字广播并存,多种数字广播制式并存,同时这种状况在短时间内难以改变。因此,在对数字广播接收机进行设计的过程中应该对兼容多种体制的问题进行充分考虑。不同的数字广播体制中采用的激素都类似,例如在DAB与DRM中都采用的是OFDM调制,这些都为设计兼容不同标准的数字广播接收机奠定了一定的基础。不同的标准采用的频率、带宽等都存在一定的差异,导致其前端处理模块也不相同,在设计的过程中重视多制式兼容接收机的设计具有非常重要的现实意义。前文已经给出了DAB与DRM接收机前端的设计内容,将其作为多制式兼容接收机设计的基础。通过多制式兼容接收机中的模拟电路对DAB与DRM进行了整合;AD变换器一方面能够满足DRM前端采样率的要求,另一方面能够适应DAB前端4倍中频数字下变频算法;PDC 模块为 DRM 接收机相应模块增加 DAB 接收机数字正交解调的部分。

结论:根据上文所述,数字音频广播作为我国广播电视的重要组成部分,在社会主义精神文明建设等方面占据不可替代的位置。面对现代技术发展新形势,需要更好地进行接收机前端设计,促进广播质量的提高。本文主要从DRM和DAB两种模式入手,对二者接收效果进行分析,从而为我国广播事业可持续、健康发展提供支持。(作者单位:贵州工程应用技术学院)

参考文献:

[1] 陈静,彭安金,刘雨欣.基于余弦调制滤波器组的电力系统谐波分析[J].安徽电气工程职业技术学院学报,2010,18(03):259-261.

[2] 周永行,管华,董在望.DAB接收机中改进的数字下变频算法及实现[J].半导体技术,2012,20(05):12-14.

[3] 陆迎光,仇润鹤,孙晓靖.中频软件无线电接收机中信号传输和处理技术[J].电子技术,2011,10(8):158-159.

数字电路论文题目范文第3篇

当主要道路和分支道路上有车辆时, 两者交替通过, 主要道路每次需要释放30秒, 主要道路每次释放20秒。每次绿灯变红时, 黄灯需要点亮5秒钟 (原始红灯不会改变) 。

二、信号灯设计流程

(一) 时钟脉冲信号

时钟脉冲信号由信号发生器产生。由于电路中所需的脉冲信号周期为1 s, 我们选择1 Hz, 5 V脉冲信号发生器。则正极一端接CLK信号另一端接地, 如图1所示。

(二) 主状态控制模块

主控制电路是系统的核心, 其输入信号来自主道路和次级道路定时系统具有进位输出时产生的脉冲。其输出一方面控制主路的状态和次路的状态, 另一方面控制定时系统的设置。根据信号的状态, 为主要和次要道路计时器设置时间信号, 允许计时器以预定间隔操作。主控制电路属于时序逻辑电路, 即四种状态:主绿灯亮, 支红灯亮, 主干道经过;主黄灯亮和支红灯亮, 主道路停止通行;主道路红灯亮和支道绿灯亮, 次要道路通过;主路红灯亮和支路黄灯亮, 次要道路停止通行。因此, 我们可以用74 LS163 D与74 LS138 D两片连在一起组成四个状态, 通过译码器输出一个进位信号接回74 LS163 D的置数端, 实现四个状态的循环转换。74LS163D与74LS138D两片组成的主控电路的连接如图2所示。

让左163计数器的输入DCBA接地, 并且EP和ET应连接到高电平以在计数状态下工作。同步清除端子CR连接到高电平, 输出端子QA, QB和QC连接到译码器的输入端。右3/8解码器的四个输出是四个状态S0, S1, S2和S3。S3再作为同步置数信号接回163, 则S0、S1、S2和S3的状态变化依次是0111、1011、1101、1110。

(三) 信号灯驱动模块

主控制器的四种状态应分别控制主路和支路红灯和黄灯的开启和关闭。让灯光亮为“1”, 灯光灭为“0”。

(四) 计时器模块

定时器电路是设计的一个非常关键的部分, 它可以分为输入和输出两部分。除了脉冲时钟信号之外, 输入信号还具有由主控制电路输入的设定信号。输出信号有三部分, 它们是主干线和副干线的定时显示电路, 设定端开关控制信号和主控制电路的脉冲控制信号。

1. 计数器电路

在这部分我们使用两个十进制计数器芯片74LS190D级联。74 LS190 D可以实现加法计数和减法计数, 由U^/D控制, 并在输入端为低电平时加计数。否则, 它是减法计数。 (CT) ^是计数控制终端, 当它连接到低电平时才工作, (LD) ^异步置数终端, (RC) ^是行波时钟输出, CO/BO是进位/位移输出。

2. 设定端开关信号和主控制器脉冲信号输出电路

当计数器完成一个状态的计数后, 需要产生一个反馈信号来打开置数开关, 并使主控器切换到新的状态。由于每次计数状态完成, 定时器将具有低电平进位输出经反向后打开置数开关, 同时送往主控器切换状态。

3. 主控端状态控制的置数信号输入

根据设计要求, 当主路灯亮绿灯时, 支路红灯亮, 计数器需要开始计时30s信号, 30s后输出进位信号和主控脉冲信号。主控制电路进入下一个状态, 计数器置5s信号。在5s计数后开始倒计时5s, 输出进位脉冲和主控制脉冲信号。主控制器切换到下一个状态, 同时向计数器输入20s的设定信号, 支道绿灯亮主道为红色。定时器倒计时20s, 20s后, 进位输出发送, 设定的置数开关打开, 主控制器接受脉冲切换状态。并送出新的5s置数信号, 此时, 支路的黄灯亮起, 主路亮红灯。同时, 向计数器输入30s设定信号。此时, 主控制器完成状态循环。

摘要:在当今世界, 科学与技术日新月异, 发明创造比比皆是, 使我们的世界焕然一新。随着计算机技术和嵌入式技术的逐步成熟, 我们的社会生活加便利, 体现在交通、购物等方方面面。如今的智能交通今非昔比, 是一个庞大而有序的交智能网络, 可以时事监控及反馈一个城市的交通状况, 可以同时处理相当庞大的数据量, 仿佛一张巨大的神经网络, 每个交通信号灯是一个神经元。目前, 大部分信号灯采用体积小成本低控制简单的嵌入式技术, 本文将介绍一种利用数字电路设计的简易信号灯。

关键词:交通,数字电路,信号灯,计数器

参考文献

[1] 阎石, 数字电子技术基础[M].北京:高等教育出版社, 2016.

[2] 丁文彦, 电子与电气技术[M].北京:中国水利水电出版社, 2005.

[3] 张虹, 司淑梅, 数字电子技术[M].南京:南京大学出版社, 2008.

数字电路论文题目范文第4篇

2、物理中考易错选择题错因分析及对策

3、新时期电工基础教学的方法

4、一道初中电学题的三种解法

5、浅析线性电路分析中的一题多解

6、通过电工教学培养学生多角度思考问题的能力

7、在物理教学中如何培养学生的创新能力

8、初中科学习题有效设计策略研探

9、一题多解,胜似多解题

10、对物理习题教和学的思考

11、2013年辽宁省高考物理试题分析及2014年备考建议

12、优化课堂教学结构, 提高课堂教学效率

13、物理教学中学生创新能力培养的探究

14、积极利用学科特色提升个人魅力

15、物理图像专题复习策略探索

16、判断串并联电路的教学与分析

17、如何在初中物理教学中培养学生的创新思维

18、“一题多解”在PLC教学中的应用

19、构建网络 理清思路 提升能力

20、创建纪检监察学的意义、现状与建议

21、构建变化电路中的方程组思想

22、欧姆定律教学中解题思维的培养

23、在物理习题教学中培养学生优秀的思维品质

24、初中物理习题教学的优化探究

25、浅析电路课程“网孔电流法”的学习

26、如何搞好《电工基础》总复习

27、浅谈物理教学中动态电路定性分析的方法

28、电路理论课程教学方法探讨

29、加强创新思维训练 提高复习实效

30、浅谈电子专业课堂教学的改革与探索

31、对一道计算题的思考与改编

32、一题多解 有效解决电学问题

33、如何提高电子专业课程教学的实效性

34、对实现“电路”教学目标的初步探索

35、浅谈小学英语教学的生活化

36、提高物理解题能力的四种策略

37、正确理解和应用电磁学中的物理定律分析

38、小学教师职业技能训练实施方案

39、“电路分析基础”中叠加原理的教学思路分析

40、偷走他们的高考点子(续)

41、浅谈《复杂直流电路》解题方法及选择

42、巧用合理方法脱离“题海战术”

43、初中科学试卷讲评课的低效成因及对策

44、浅谈高三物理复习策略

45、巧用“探究式”教学提高物理课堂效率

46、通过中学物理课培养学生的能力

47、谈“一题多变,一题多解”与发散性思维

48、对口单招《电子线路》中的时序逻辑电路分析

49、在“本真探究”中尝试科学的教育方法

数字电路论文题目范文第5篇

《电子技术课程设计报告》

设计题目:数字钟的设计与制作

专业班级:13级《物联网工程》2班 姓名:白雪 王贞 张莹 学号:068 108 131 指导老师:刘烨

时间:2015年5月15日~ 2015年 5 月30日 地点:四教4414实验室

海南大学儋州校区应用科技学院

摘要:

数字时钟是一种用数字电路技术实现秒﹑分﹑时的计时装置,与传统的机械钟相比,它具有更高的准确性和直观性,且无机械装置,具有更长的使用寿命,因而得到了广泛的应用。小到人们的日常生活中的电子手表,大到车站﹑机场等公共场所的大型数显电子钟。数字时钟从原理上讲是一种典型的数字电路,其中包括了组合逻辑电路和时序电路。

本课程设计要用通过简单的逻辑芯片实现数字时钟。要点在于用555芯片连接输出为一秒的多谐振荡器用于时钟的秒脉冲,用14位二进制计数器CC4060芯片、7双BCD同步加计数器CD4518芯片、十进制加计数器/7段译码器CD4033芯片等连接成60和12进制的计数器,再通过七段数码管显示,构成了简单数字时钟。 关键词:数字时钟;555芯片;计数器;数码管

2

海南大学儋州校区应用科技学院

1设计目的 ................................................................................................................................ 4 1.1设计指标 ......................................................................................................................... 4 2课程设计任务及要求 ............................................................................................................ 4 2.1 设计任务 ........................................................................................................................ 4 2.2 设计要求 ........................................................................................................................ 4 3系统设计 ................................................................................................................................ 4 3.1 设计思路 ........................................................................................................................ 4 3.2 系统设计 ........................................................................................................................ 5 3.2.1 原理图及说明 ....................................................................................................... 5 3.2.2 具体设计 ................................................................................................................. 6

3.2.2.1.小时计时电路 ............................................................................................... 6 3.2.2.2.分钟计时电路 ............................................................................................... 6 3.2.2.3.秒钟计时电路 ............................................................................................... 6 3.2.2.4.手动时间校准电路的设计 ........................................................................... 6 3.2.2.5.光敏电阻的设计 ........................................................................................... 6

4 主要元器件的介绍 ............................................................................................................... 7 4.1 40161------4位二进制同步计数器(有预置端,异步清除) ..................................... 7 4.2 CD40106 .......................................................................................................................... 7 4.3 CD4009 ............................................................................................................................ 8 5 电路板的安装与测试 ........................................................................................................... 8

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1设计目的

数字电子钟是一种用数字显示秒﹑分﹑时的记时装置,与传统的机械钟相比,他具有走时准确﹑显示直观﹑无机械传动装置等优点,因而得到了广泛的应用:小到人们的日常生活中的电子手表,大到车站﹑机场等公共场所的大型数显电子钟。

我们此次设计数字钟就是为了了解数字钟的原理,从而学会制作数字钟。而且通过数字钟的制作进一步的了解各种在制作中用到的中小规模集成电路的作用及实用方法。且由于数字钟包括组合逻辑电路和时叙电路。通过它可以进一步学习与掌握各种组合逻辑电路与时序电路的原理与使用方法。

1.1设计指标

1. 时间以12小时为一个周期; 2. 显示时、分、秒; 3. 具有校时功能,可以分别对时及分进行单独校时,使其校正到标准时间;

2课程设计任务及要求

2.1 设计任务

1、设计一个有“时”,“分”,“秒”(11小时59分59秒)显示且有校时功能的数字时钟钟;

2、 用中小规模集成电路组成数字时钟。

2.2 设计要求

1.用555定时器设计一个秒钟脉冲发生器,输入1HZ的时钟;(对已有1kHz频率时钟脉冲进行分频);

2.能显示时、分、秒,12小时制; 3. 设计晶体震荡电路来输入时钟脉冲;

4.用双BCD同步加计数器CD4518芯片设计一个分秒钟计数器,即六十进制计数器.;

5.用十进制加计数器/7段译码器CD4033芯片设计一个12小时计数器, 6. 译码显示电路显示时间。

3系统设计

3.1 设计思路

数字电子钟由信号发生器、“时、分、秒”计数器、LED数码管、校时电路、整点报时电路等组成。工作原理为时钟源用以产生稳定的脉冲信号,作为数字种的时间基准,要求震荡频率为1HZ,为标准秒脉冲。将标准秒脉冲信号送入“秒计数器”,该计数器采用60进制计数器,每累计60秒发出一个“分脉冲”信号,该信号将作为“分计数器”的时钟脉冲。“分计数器”也采用60进制计数器,每 累计60分,发出一个“时脉冲”信号,该信号将被送到“时计数器”。“时计数器”采用12进制计数器,可以实现12小时的累计。LED数码管将“时、分、秒”计数器的输出状态显示。校时电路是来对“时、分、秒”显示数字进行校对调整。

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本设计使用芯片数最少、计时准确、动态显示的节电工作方式(耗电量仅为静态显示模式的1.8%)、调试方便、时间校准方便。电路中的振荡器XT为目前多数石英晶体电子表中使用的频率为215=32768HZ的石英晶体,经IC(2CC4060)组成的14级2分频和IC3A(CD4518)组成的一级2分频后可得到1HZ的“秒”脉冲信号。用6个40161分别控制6个数码管,用逻辑门电路选择各个数码管的最大数字,比如说输出9, 就要对应的输入二进制数1001,输出3对应0011,1对应 0001。逻辑门电路选择好最大数,就接入下一个40161的 CLK 端,来进位。MR端要接入与非门和40106之间,读取最大数。我们设计的是实现0~9,0~5,0~1,0~2的进位方式。从秒开始,0~59,分0~59,时0~11. 3.2 系统设计

3.2.1 原理图及说明

时LED数码管分LED 数码管秒LED数码管时计数(十二进制)分计数(六十进制)秒计数(六十进制)时校准分校准晶体振荡器分频器 (1)电路原理框图

(2)电路原理图

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用555电路构成的1KHz多谐振荡器,调节电阻R3可以改变输出信号频率。74LS160是二,五,十进制同步加法器,用三片74LS90构成三级十分频器,将1KHz矩形波分频得到1Hz基准秒计时信号。由于74LS160是十进制计数器,分别将个位接成十进制计数器,十位接成六进制计数器,分别将个位的RCO输出端接十位的9脚端,就构成60进制计数器,用两个相同的60进制计数器分别做作为秒,分计时,并在个位和十位输出端接上数码显示管显示小时计数器直接采用整体反馈清零法构成24进制计数器。 工作原理:振荡电路产生的1KHZ脉冲信号经三级十分频电路分频后产生的1HZ脉冲信号输入74LS90N连成的60进制秒计数器,再由秒计数器每60秒进位输出给60进制分钟计数器,分钟计数器满60后产生进位信号输入给24进制小时计数器,从而实现12小时制电子钟的功能。

3.2.2 具体设计

3.2.2.1.小时计时电路

小时计时电路由两块4033B和4081芯片7段译码器组成12进制计数电路。该电路译码器能识别数字00到11的计数,当接收到从“分”传来信号到芯片4033的第1个管脚时,使得在小时的计数模块进行加1,每接收到一次信号,即进行一次计数,计一次为一小时,同时将信号反馈回“分”,使得将计数清零。即可可以将小时从“00”到“11”后,在继续计时时,计数器计数将会被置回“00”。使整个计数器在小时的计数模块成为从“00”到“11”到清零循环回“00”到“11”这样的12进制的12个稳定状态的计时方法。 3.2.2.2.分钟计时电路

与小时计时模块相比,分钟计时模块相对简单些。它的电路原理是由于两块4033B芯片组成的60进制的分钟计数方式,该译码器电路能识别信号59,整个计数计时方式是从“00”到“01”“02”.....“59”在到“00”的共60个稳定状态的自动连续循环模式。 3.2.2.3.秒钟计时电路

秒钟的计数又有些相同与不同。它同样是由4033B两块芯片进行构成60进制计数。该译码器识别信号至59,然后清零循环计数。计数方式与分钟计数方式一样。但除了4033B芯片外,外加了4060和4518两块芯片。外加了两块芯片使得在秒钟计数模块有了自动的计数方法。而不是通过外来校准不停的进行调整计数。

3.2.2.4.手动时间校准电路的设计

S1和S2分别为“小时”与“分”的手动校准电路。S1按动一次,在小时计时部位计数加1,S2按动一次,在分钟计时计数数码管显示上显示加1,。滤波电路C

3、R10和C

4、R13分别用来吸收S1和S2的动作产生的电压抖动。二极管D

1、D2分别为“小时”与“分”校准电路与相邻下一级计数器“清零”端R之间的单向隔离文件。R

11、R12为手动校准电路的限流范围。 3.2.2.5.光敏电阻的设计

光敏电阻R1~R6分别为数码管DS1~DS6夜间工作在节电模式时的亮度自动控制电路。光敏电阻可选用MG41-22或MG45-

12、或560

6、6106型(亮电阻≤2KΩ,暗电阻≥900KΩ)。每只数码管的公共端第3(8)脚通过一光敏电阻串联晶体开关管9013接地。当夜晚室内光线较暗时,数码管自动降低亮度。数码管DS1~DS6采用超高亮度的数码管5011型,这种LED数码管耗电为普通数码管的十分之一,每个段码的驱动电流仅为1mA,就可以发出普通数码管20mA

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工作电流时相同的亮度。当其工作电流达20mA时,发出光亮足以保证在室外阳光下正常显示。该控制电路可使数码管显示的供电电流降低到原来的1/30,即为10~15 mA的水平。开关管Q1~Q3选用9013(40V、0.5A、0.625W、低频)可满足控制两个数码管阴极电流通断的要求。本设计还充分利用芯片CD4033的“零”数字消隐功能,即当十位上海数字为零时,该数码管不亮。例如,当时间为9时8分5秒,不是显示“09”时“08”分“05”秒,而是显示“9”时“8”分“5”秒,该设计方案可使数码管显示的供电电流降低到原来的1.8%,即为5~9 mA的水平,可大大降低电源的能耗。

4 主要元器件的介绍

4.1 40161------4位二进制同步计数器(有预置端,异步清除)

40161是4位可编程计数器,复位采用异步方式,当CLEAR为低电平时,使四个输出端均置为低电平,而与CLOCK、/LOAD或PE、TE输入的状态无关,/LOAD为低电平时,计数器无效,使输出端在下一时钟脉冲与设置的数据一致,并与PE、TE输入端的状态无关。

N位同步级联计数器可由超前进位电路实现,不需要外加控制,此功能由两个计数控制输入端和进位输出端完成。PE、TE输入端均为高电平时,计数有效,当计数超过“15”时,进位输出端CARRY OUT(CO)即产生一正向输出脉冲,其脉冲宽度约等于Q1输出正向宽度,此正向溢出进位脉冲可使下一级联电路有效,时钟无论为高电平或低电平,均可实现PE或TE输出的逻辑转换。

4.2 CD40106 CD40106由六个施密特触发器电路组成。每个电路均为在两输入端具有施密特触发器功能的反相器。触发器在信号的上升和下降沿的不同点开、关。上升电压(V T+)和下降电压(V T-)之差定义为滞后电压。它的2 4 6 8 10 12引脚是数据输出端,1 3 5 9 11 13是数据输入端,14是电源正,7接地。

CD4016引脚图

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4.3 CD4009 CD4009是十六进制的CMOS缓冲器/变换器

5 电路板的安装与测试

为了方便检测,电路有6位数码管安装在CD4033的上方,分别显示出时“00~11”分“00~59”秒“00~59”的时钟显示。根据电路的设计特点,在安装过程中,基于测试同时进行。在安装测试顺序是①1HZ脉冲信号的产生电路,运用逻辑笔测试芯片IC34的Q0端的“1HZ”的脉冲输出信号;②“秒钟”计数/译码/显示电路,显示0秒钟~59秒钟,运用逻辑笔测试芯片IC5A第3期的“满60秒进一”的进位脉冲输出信号;③“分”钟计数/译码/显示电路,显示0分钟~59分钟,运用逻辑笔测试芯片IC58第四脚的“满60进一”的进位脉冲输出信号;④“小时”计数/译码/显示电路,显示0小时~12小时,运用逻辑笔测试芯片IC5C第10脚的“清零”脉冲输出信号;⑤分别按动开关S

1、S2,测试时间校准电路的功能及可靠性;⑥用厚纸片遮蔽敏光电阻的上方,观测数码管亮度显示接受控制前后的响应情况。6个单元电路组装合格后,电路可以显示12小时内的任一时间。时间校准电路组装完成后,可以校准当前时间,并验证一昼夜

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24小时的计时误差是否在一定范围内;然后在一定电源内测量整机最大工作电流是否也在一定范围之间。

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数字电路论文题目范文第6篇

2004.11 1. 以下选项中不是EDA工具(括号内为开发公司)的是

A.Star-Hspice (Avanti)

B.Star-Craft (Blizzard) C.Silicon-Ensemble (Cadence)

D.Design-Compiler (Synopsys)

2. 请写出图1所示的两种组合逻辑电路实现的功能,请问哪一种电路更好,为什么?

图1 组合逻辑电路

3. 如图2所示的动态电路中,第一级的输出直接接第二级的栅,会有什么问题,请问改进的方法(改进后实现的功能不变)?

VDDCLKCLKOUTInVDDCLKCLK图2 动态组合逻辑

4. 说明CMOS电路的Latch Up效应,请画出示意图并简要说明其产生原因。

5. 图3所示为2输入选择器。该电路由完全互补的静态CMOS构成,电源电压为VDD=5V,图中的三个电容都为0.5pF,不考虑其他电容的影响。 (1) 设输入信号(S,A,B)相互独立,且它们为“1”的概率均为50%,

求输出节点X,Y,Z发生0→1转换的概率(P0→1)。 (2) 如果输入信号的频率为50MHZ,求该电路的动态功耗。

图3 选择器

6.请画出图4所示版图对应的电路图 a. 试问NMOS与PMOS的尺寸,λ=0.6μm。

b. 画出电压转移曲线,标出VOH,VOL,VM,VIH,VIL的位置并计算其值。

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