數(shù)字電子設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)10

1、課程設(shè)計(jì)任務(wù)書學(xué)院信息科學(xué)與技術(shù)專業(yè)自動(dòng)化學(xué)生姓名劉世波學(xué)號(hào)0903010610設(shè)計(jì)題目數(shù)字電子設(shè)計(jì)題目：1、三位二進(jìn)制減法計(jì)數(shù)器無(wú)效項(xiàng) 000 011 2、串行序列信號(hào)檢測(cè)器檢測(cè)序列1010模擬電子設(shè)計(jì)題目：運(yùn)算電路Multisim仿真實(shí)例內(nèi)容及要求：1 數(shù)字電子部分1 利用觸發(fā)器和邏輯門電路，設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)三位二進(jìn)制減法計(jì)數(shù)器以及串行序列信號(hào)檢測(cè)器2 根據(jù)設(shè)計(jì)電路圖進(jìn)行連線進(jìn)行驗(yàn)證3 完成課程設(shè)計(jì)報(bào)告2 模擬電子部分4 采用multisim 仿真軟件建立電路模型；5 對(duì)電路進(jìn)行理論分析、計(jì)算；在multisim環(huán)境下分析仿真結(jié)果，給出仿真波形圖。進(jìn)度安排：第一周：數(shù)字電子設(shè)計(jì)第1天： 1.指導(dǎo)教

2、師布置課程設(shè)計(jì)題目及任務(wù) 2.課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)教師就相關(guān)問(wèn)題單獨(dú)進(jìn)行指導(dǎo) 3.查找相關(guān)資料并且進(jìn)行電路的初步設(shè)計(jì)第24天： 1.根據(jù)具體設(shè)計(jì)題目進(jìn)行最后總體設(shè)計(jì)2.課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)教師就相關(guān)問(wèn)題單獨(dú)進(jìn)行指導(dǎo) 3.利用實(shí)驗(yàn)平臺(tái)進(jìn)行課程設(shè)計(jì)的具體實(shí)驗(yàn)4.指導(dǎo)教師進(jìn)行驗(yàn)收第5天： 1.完成課程設(shè)計(jì)報(bào)告2.指導(dǎo)教師針對(duì)課程設(shè)計(jì)進(jìn)行答辯第二周：模擬電子設(shè)計(jì)第1天：1. 布置課程設(shè)計(jì)題目及任務(wù)。2. 查找文獻(xiàn)、資料，確立設(shè)計(jì)方案。第23天：1. 安裝multisim軟件，熟悉multisim軟件仿真環(huán)境。2. 在multisim環(huán)境下建立電路模型，學(xué)會(huì)建立元件庫(kù)。第4天：1. 對(duì)設(shè)計(jì)電路進(jìn)行理論分析、計(jì)算。2.

3、在multisim環(huán)境下仿真電路功能，修改相應(yīng)參數(shù)，分析結(jié)果的變化情況。第5天：1. 課程設(shè)計(jì)結(jié)果驗(yàn)收。2. 針對(duì)課程設(shè)計(jì)題目進(jìn)行答辯。3. 完成課程設(shè)計(jì)報(bào)告。 指導(dǎo)教師（簽字）： 年 月 日分院院長(zhǎng)（簽字）：年 月 日目錄1 數(shù)字電子設(shè)計(jì)部分21.1課程設(shè)計(jì)的目的21.2設(shè)計(jì)的總體框圖2三位二進(jìn)制減法計(jì)數(shù)器的總體框圖串行序列信號(hào)檢測(cè)器21.2.2 串行序列信號(hào)檢測(cè)器的總體框圖21.3設(shè)計(jì)過(guò)程21.3.1 三位二進(jìn)制同步減法計(jì)數(shù)器2串行序列信號(hào)檢測(cè)器41.4設(shè)計(jì)的邏輯電路圖61.5設(shè)計(jì)的電路原理圖71.6實(shí)驗(yàn)儀器81.7實(shí)驗(yàn)結(jié)論81.8參考文獻(xiàn)82 模擬電子設(shè)計(jì)部分82.1 課程設(shè)計(jì)的目的與作

4、用82.2 設(shè)計(jì)任務(wù)、及所用multisim軟件環(huán)境介紹92.3 電路模型的建立9電壓并聯(lián)負(fù)反饋放大電路Multisim仿真9電壓串聯(lián)負(fù)反饋放大電路Multisim仿真102.4 理論分析及計(jì)算11電壓并聯(lián)負(fù)反饋放大電路的分析設(shè)計(jì)112.4.2 電壓串聯(lián)負(fù)反饋放大電路的分析設(shè)計(jì)112.5 仿真結(jié)果分析14電壓并聯(lián)負(fù)反饋放大電路的 Multisim結(jié)果仿真分析14電壓串聯(lián)負(fù)反饋放大電路Multisim結(jié)果仿真分析152.6 設(shè)計(jì)總結(jié)和體會(huì)202.7 參考文獻(xiàn)211 數(shù)字電子設(shè)計(jì)部分1.1課程設(shè)計(jì)的目的1、了解同步減法計(jì)數(shù)器工作原理和邏輯功能。2、掌握計(jì)數(shù)器電路的分析，設(shè)計(jì)方法及應(yīng)用。3、學(xué)會(huì)正確

5、使用JK觸發(fā)器。1.2設(shè)計(jì)的總體框圖1.2.1三位二進(jìn)制減法計(jì)數(shù)器的總體框圖串行序列信號(hào)檢測(cè)器三位二進(jìn)制同步減法計(jì)數(shù)器CP Y輸入脈沖 串行序列輸出1.2.2 串行序列信號(hào)檢測(cè)器的總體框圖串行序列信號(hào)檢測(cè)器CP Y輸入脈沖 串行序列輸出1.3設(shè)計(jì)過(guò)程1.3.1 三位二進(jìn)制同步減法計(jì)數(shù)器 （1）狀態(tài)圖 001 010 100 101 110 111 （2）選擇的觸發(fā)器名稱:選用三個(gè)CP下降沿觸發(fā)的邊沿JK觸發(fā) （3）狀態(tài)方程三位二進(jìn)制同步減法計(jì)數(shù)器次態(tài)卡諾圖如圖1.3.1.1所示： Q1nQ0n Q2n 00 01 11 10XXX 111XXX001010100110101 1.3.1.1 三

6、位二進(jìn)制同步減法計(jì)數(shù)器次態(tài)卡諾圖 Q2n+1的卡諾圖： Q2n Q1nQ0n 00 01 11 10X1X0 0 111 0 1 圖1.3.1.2 Q2n+1 的卡諾圖 Q1n+1的卡諾圖：Q1nQ0n Q2n 00 01 11 10X1X0 1 010 圖1.3.1.3 Q1n+1的卡諾圖Q0n+1的卡諾圖：Q1nQ0n Q2n 00 01 11 10X1X10 001 圖1.3.1.4 Q0n+1的卡諾圖由卡諾圖得出狀態(tài)方程為： =+ =(+)+ （4）驅(qū)動(dòng)方程 J0 =; J1=; J2= K0=; K1=; K2= （5）時(shí)鐘方程 CP= （6）檢查能否自啟動(dòng) /0 /0001 000

7、 111(有效狀態(tài)) 可以自啟動(dòng) （7）實(shí)驗(yàn)結(jié)果：111（燈：亮亮亮） 110（燈：亮亮滅） 101（燈：亮滅亮）100（燈：亮滅滅） 010（燈：滅亮滅） 001（燈：滅滅亮） 1.3.2串行序列信號(hào)檢測(cè)器（1）最簡(jiǎn)狀態(tài)圖 10 00 10 00 00 01 11 10 10 1/0 0/1（3）選擇的觸發(fā)器名稱:選用三個(gè)CP下降沿觸發(fā)的邊沿JK觸發(fā)器（4）輸出方程: Y= （5）狀態(tài)方程三位二進(jìn)制同次態(tài)卡諾圖： Q1nQ0n Q2n 00 01 11 1000 11000001011001 圖1.3.1.7 三位二進(jìn)制同步減法計(jì)數(shù)器次態(tài)卡諾圖 Y的卡諾圖： Q1nQ0n X 00 01 1

8、1 100001 0 000 圖 1.3.1.8 Y 的卡諾圖 Q1n+1的卡諾圖：Q1nQ0n X 00 01 11 1001000 010 圖1.3.1.9 Q1n+1的卡諾圖 Q0n+1的卡諾圖：Q1nQ0n X 00 01 11 100100 1 101 圖1.3.1.10 Q0n+1的卡諾圖 由卡諾圖得出狀態(tài)方程為： （6）驅(qū)動(dòng)方程 （7）時(shí)鐘方程 CP=（8）實(shí)驗(yàn)結(jié)果 ：按1010順序加輸入信號(hào)并在每個(gè)輸入信號(hào)來(lái)時(shí)都給一個(gè)脈沖時(shí)實(shí)驗(yàn)結(jié)果分別為（按Y順序）：000（燈：滅滅滅）010（燈：滅亮滅）110（燈：亮亮滅）101（燈：亮滅亮）1.4設(shè)計(jì)的邏輯電路圖1.4.1三位二進(jìn)制同步減

9、法計(jì)數(shù)器（二）串行序列信號(hào)檢測(cè)器1.4.2串行序列檢測(cè)器1.6實(shí)驗(yàn)儀器 （1）數(shù)字原理實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)一臺(tái)（2）集成電路芯片：74LS112芯片,74LS00芯片,74LS08芯片, 74LS04芯片74LS11芯片1.7實(shí)驗(yàn)結(jié)論經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)可知，滿足時(shí)序圖的變化，且可以進(jìn)行自啟動(dòng)。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中很順利，沒(méi)有出現(xiàn)問(wèn)題。1.8參考文獻(xiàn)1 余孟嘗數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)簡(jiǎn)明教程高等教育出版社2007年12月2 吳翔，蘇建峰Multisim10&Ultiboard原理圖仿真與PCB設(shè)計(jì)電子工業(yè)出版社2008年1月3 黃培根 奚慧平 主編 浙江大學(xué)出版社 2005年2月第一版Multisim 7&電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)4 楊志忠主編

10、機(jī)械工業(yè)出版社 2008年7月第一版電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)2 模擬電子設(shè)計(jì)部分2.1 課程設(shè)計(jì)的目的與作用（1）學(xué)會(huì)理論分析和實(shí)際設(shè)計(jì)電壓串，并聯(lián)負(fù)反饋放大電路；（2）會(huì)使用multisim軟件設(shè)計(jì)電路圖并進(jìn)行仿真；（3）掌握電壓串，并聯(lián)負(fù)反饋放大電路multisim仿真；（4）訓(xùn)練對(duì)電路進(jìn)行故障分析及排錯(cuò)的能力2.2 設(shè)計(jì)任務(wù)、及所用multisim軟件環(huán)境介紹（1）設(shè)計(jì)任務(wù)：在multisim中分別構(gòu)建電壓并聯(lián)負(fù)反饋，和電壓串聯(lián)負(fù)反饋放大電路。（2）Multisim軟件環(huán)境介紹：multisim軟件有一個(gè)強(qiáng)大的元件庫(kù)和擁有各種虛擬儀器，猶如一個(gè)大型的虛擬實(shí)驗(yàn)室。它采用交互式的界面，比較直觀，操作

11、方便，具有豐富的元器件庫(kù)和品種繁多的虛擬儀器，既可以進(jìn)行電路設(shè)計(jì)也可以對(duì)所設(shè)計(jì)的電路進(jìn)行各種功能模擬仿真實(shí)驗(yàn)，Multisim軟件因具有如此強(qiáng)大的功能在模擬電路設(shè)計(jì)等領(lǐng)域得到了廣泛的運(yùn)用。在此次數(shù)字電路課程設(shè)計(jì)中用到數(shù)字電流表，四蹤示波器和數(shù)字電壓表等各種虛擬元件。2.3 電路模型的建立 2.3.1電壓并聯(lián)負(fù)反饋放大電路Multisim仿真 在Multisim中建立由集成運(yùn)放組成的電壓并聯(lián)負(fù)反饋放大電路，如圖2.3.1所示圖2.3.1 電壓并聯(lián)負(fù)反饋放大電路仿真電路2.3.2電壓串聯(lián)負(fù)反饋放大電路Multisim仿真在Multisim中構(gòu)建兩級(jí)電壓串聯(lián)負(fù)反饋放大電路，如圖2.3.2所示，其中兩

12、個(gè)三極管=1002.3.2電壓串聯(lián)負(fù)反饋放大電路仿真電路2.4 理論分析及計(jì)算 2.4.1電壓并聯(lián)負(fù)反饋放大電路的分析設(shè)計(jì)電壓并聯(lián)負(fù)反饋使電路的輸入電阻減小: 。使輸出電阻減小。2.4.2 電壓串聯(lián)負(fù)反饋放大電路的分析設(shè)計(jì)(1)電壓串聯(lián)負(fù)反饋放大電路使輸入電阻提高，。使輸出電阻減小，使放大倍數(shù)減小，(2) 無(wú)極間反饋時(shí) 靜態(tài)工作點(diǎn)的計(jì)算 直流通路圖： 動(dòng)態(tài)分析： 該多級(jí)放大電路內(nèi)部?jī)杉?jí)之間的連接方式是阻容耦合。（3） 引入負(fù)反饋后2.5 仿真結(jié)果分析2.5.1電壓并聯(lián)負(fù)反饋放大電路的 Multisim結(jié)果仿真分析加上正弦輸入電壓，由虛擬示波器觀察到輸出電壓的波形無(wú)明顯的非線性失真，且輸入電壓與

13、輸出電壓的波形反相。利用虛擬儀表測(cè)得，輸入電壓為999.848mV,輸出電壓為4.999V，則閉環(huán)電壓放大倍數(shù)為 虛擬儀表測(cè)試結(jié)果如圖2.5.1.1所示：圖2.5.1.1 虛擬儀表測(cè)試結(jié)果 示波器波形顯示結(jié)果如圖2.5.1.2所示： 圖2.5.1.2 示波器波形圖2.5.2電壓串聯(lián)負(fù)反饋放大電路Multisim結(jié)果仿真分析 （1）將開(kāi)關(guān)K斷開(kāi)，電路中暫不引入極間反饋。 利用Multisim的直流工作點(diǎn)分析功能，測(cè)量無(wú)極間反饋時(shí)的兩級(jí)放大電路的靜態(tài)工作點(diǎn)，分析結(jié)果如圖2.5.2.1所示： 圖2.5.2.1 靜態(tài)工作點(diǎn)分析 從表格中可以看出,。 加上正弦輸入電壓，利用虛擬儀表可測(cè)得，。如圖2.5.

14、2.2所示： 圖2.5.2.2 虛擬儀表測(cè)量值可見(jiàn)無(wú)極間反饋時(shí)，電路的電壓放大倍數(shù)為 由虛擬表測(cè)得，,結(jié)果如圖2.5.2.3所示： 圖2.5.2.3 虛擬儀表測(cè)量結(jié)果則無(wú)極間反饋時(shí)放大電路的輸入電阻為： 將負(fù)載電阻開(kāi)路，測(cè)得,測(cè)量結(jié)果如圖2.5.2.4所示： 圖2.5.2.4 輸出電壓測(cè)量值則放大電路的輸出電阻為(2) 將圖中開(kāi)關(guān)K合上，引入電壓串聯(lián)負(fù)反饋。 加上正弦輸入電壓，在同樣的輸入電壓之下，輸出電壓明顯下降，由虛擬儀器測(cè)得，當(dāng)，, ，如圖2.5.2.5所示： 圖2.5.2.5 輸入電壓與輸出電壓測(cè)量結(jié)果則引入電壓串聯(lián)負(fù)反饋后，電壓放大倍數(shù)為 說(shuō)明引入負(fù)反饋后電壓放大倍數(shù)減小了。 由虛擬

15、儀表測(cè)得，當(dāng)，,則。如圖2.5.2.6所示： 圖2.5.2.6 輸入電壓與輸入電流測(cè)量結(jié)果則輸入電阻 ?？梢?jiàn)引入電壓串聯(lián)負(fù)反饋后輸入電阻提高了。 將負(fù)載電阻開(kāi)路，測(cè)得。 如圖2.5.2.7 所示：圖2.5.2.7 輸出電壓測(cè)量結(jié)果則。波形圖如圖2.5.2.8所示： 圖2.5.2.8 示波器波形圖2.6 設(shè)計(jì)總結(jié)和體會(huì) 1、設(shè)計(jì)總結(jié)在進(jìn)行仿真后，對(duì)負(fù)反饋對(duì)放大電路性能的影響有了進(jìn)一步的理解，并且對(duì)書上總結(jié)出的規(guī)律和公式有了更深層次的掌握。為符合書上的要求，需要對(duì)一些元器件進(jìn)行調(diào)試，比如，我把兩個(gè)三極管的級(jí)間電容改到書上所要求的數(shù)值，否則會(huì)影響到測(cè)試的結(jié)果，在對(duì)其進(jìn)行頻率響應(yīng)測(cè)試無(wú)上限頻率，因此電路的調(diào)試是非常重要的。并且在進(jìn)行設(shè)計(jì)后，達(dá)到了設(shè)計(jì)任務(wù)的要求和目的。2、心得體會(huì)通過(guò)自己動(dòng)手操作Multisim軟件，我對(duì)此軟件有了透徹的了解，能夠熟練的操作和使用此軟件進(jìn)行仿真，畫電路圖等功能。并且通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)，加強(qiáng)了我們動(dòng)手、思考和解決問(wèn)題的能力。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，經(jīng)常會(huì)遇到這樣那樣的情況，就是心里想老著這樣的接法可以行得通，但實(shí)際接上電路，總是實(shí)現(xiàn)不了，因此在這上面耗費(fèi)了大量的時(shí)間。平時(shí)看課本時(shí)，有時(shí)問(wèn)題老是弄不懂