数字电路实验范文第1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
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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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数字电路实验范文第2篇
数字钟实际上是一个对标准频率(1Hz)进行计数的计数电路。振荡器产生的时钟信号经过分频器形成秒脉冲信号，秒脉冲信号输入计数器进行计数，并把累计结果以“时”、“分”、“秒”的数字显示出来。秒计数器电路计满60后触发分计数器电路，分计数器电路计满60后触发时计数器电路，当计满24小时后又开始下一轮的循环计数。一般由振荡器、分频器、计数器、译码器、数码显示器等几部分组成。
振荡电路：主要用来产生时间标准信号，因为时钟的精度主要取决于时间标准信号的频率及稳定度，所以采用石英晶体振荡器。
分频器：因为振荡器产生的标准信号频率很高，要是要得到“秒”信号，需一定级数的分频器进行分频。
计数器：有了“秒”信号，则可以根据60秒为1分，24小时为1天的进制，分别设定“时”、“分”、“秒”的计数器，分别为60进制，60进制,24进制计数器，并输出一分，一小时，一天的进位信号。
译码显示：将“时”“分”“秒”显示出来。将计数器输入状态，输入到译码器，产生驱动数码显示器信号，呈现出对应的进位数字字型。
由于计数的起始时间不可能与标准时间(如北京时间)一致，故需要在电路上加一个校时电路可以对分和时进行校时。另外，计时过程要具有报时功能，当时间到达整点前10秒开始，蜂鸣器1秒响1秒停地响5次。
为了使数字钟使用方便，在设计上使用了一个变压器和一个整流桥来实现数字钟电能的输入，使得可以方便地直接插入220V的交流电就可以正常地使用了。 关键词 数字钟 振荡 计数 校正 报时
目 录
1 设计目的...........................................................4 2 设计任务...........................................................4 3数字电子钟的组成和工作原理..........................................4 3.1数字钟的构成......................................................4 3.2原理分析..........................................................4 3.3数字点钟的基本逻辑功能框图........................................5 4.数字钟的电路设计.................................................. 5 4.1 秒信号发生器的设计............................................... 6 4.2时间计数电路的设计................................................8 4.3译码显示电路..................................................... 10 4.4正点报时电路的设计................................................12 4.5校时电路的设计....................................................13 5设计心得 .................................................... . . . .14 6参考文献.............................................................15
1设计目的
在学完了《数字电子技术基础》课程的基本理论，基本知识后，能够综合运用所学理论知识、拓宽知识面，系统地进行电子电路的工程实践训练，锻炼动手能力，培养工程师的基本技能，提高分析问题和解决问题的能力。
2设计任务
2.1设计指标
1.时间计数电路采用24进制，从00开始到23后再回到00; 2.各用2位数码管显示时、分、秒;
3.具有手动校时、校分功能，可以分别对时及分进行单独校时，使其校正到标准时间; 4.计时过程具有报时功能，当时间到达整点前10秒开始，蜂鸣器1秒响1秒停地响5次。 5.为了保证计时的稳定及准确，须由晶体振荡器提供时间基准信号。 2.2设计要求
根据选定方案确定实现设计要求的基本电路和扩展电路，画出电路原理图。
3数字电子钟的组成和工作原理
3.1数字钟的构成
数字钟一般由振荡器、分频器、计数器、译码器、显示器、校时电路、报时电路等部分组成，这些都是数字电路中应用最广的基本电路。 3.2原理分析
数字钟实际上是一个对标准频率(1Hz)进行计数的计数电路。振荡器产生的时钟信号经过分频器形成秒脉冲信号，秒脉冲信号输入计数器进行计数，并把累计结果以“时”、“分”、“秒”的数字显示出来。秒计数器电路计满60后触发分计数器电路，分计数器电路计满60后触发时计数器电路，当计满24小时后又开始下一轮的循环计数。由于计数的起始时间不可能与标准时间(如北京时间)一致，故需要在电路上加一个校时电路可以对分和时进行校时。另外，计时过程要具有报时功能，当时间到达整点前10秒开始，蜂鸣器1秒响1秒停地响5次。 3.3数字点钟的基本逻辑功能框图
图1 数字钟的基本逻辑框图
4数字钟的电路设计
下面将介绍设计电路具体方案：其中包括电源电路的设计、秒信号发生器的设计、时间计数电路的设计、译码驱动显示电路的设计、正点报时电路的设计、校时电路的设计几个部分。
4.1 秒信号发生器的设计
晶体振荡分频电路石英晶体振荡电路 1.采用频率fs=32768Hz的石英晶体。
D
1、D2是反相器，D1用于振荡，D2用于缓冲整形。Rf为反馈电阻(10~100MΩ)，反馈电阻的作用是为CMOS反相器提供偏置，使其工作在放大状态。C1是频率微调电容，改变C1可对振荡器频率作微量调整，C1一般取5~35pF。C2是温度特性校正用的电容，一般取20~405pF，电容C
1、C2与晶体共同构成Ⅱ型网络，完成对振荡器频率的控制，并提供必要的1800相移，最后输出fs=32768Hz。
图4 石英晶体振荡电路
2.多级分频电路
将32 768Hz脉冲信号输入到CD4060(内部结构如图4-4)组成的脉冲振荡的14位二进制计数器，所以从最后一级Q14输出的脉冲信号频率为：32768/214 = 32768/16384 = 2Hz 如图6。再经过二次分频，得到1Hz的标准信号脉冲，即秒脉冲如图7。
图5 CD4060内部结构
图6 脉冲分频电路
图7 秒信号原理图
图8 晶体振荡及分频电路
4.2时间计数电路的设计
秒信号经秒计数器、分计数器、时计数器之后，分别得到“秒”个位、十位、“分”个位、十位以及“时”个位、十位的计时输出信号，然后送至译码显示电路，以便实现用数字显示时、分、秒的要求。“秒”和“分”计数器应为六十进制，而“时”计数器应为二十四进制。采用10进制计数器74LS162来实现时间计数单元的计数功能，其为双2-5-10异步计数器，并且每一计数器均有异步清零端(高电平有效)。 4.2.1“分”、“秒”六十进制计数器
选用两块74LS162采用异步清零的方法完成60进制。以“秒”计数为例：计秒时，将秒个位计数单元的QA与CP(下降沿有效)相连，将74LS162连接成10进制计数器，BCPA(下降沿有效)与1HZ秒输入信号相连，QD可作为向上的进位信号与十位计数单元的CPA相连。秒十位计数单元为6进制计数器，需要进制转换。将10进制计数器转换为6(0110)进制计数器，当十位计数器计到QD QC QB QA为0110时，同时对秒的个位和十位进行清0，另外QC可作为向上的进位信号与分个位的计数单元的CPA相连。其具体连接图如图9CPA相连，其具体连接图如图9。 7
图9 六十进制计数器
4.2.2二十四进制计数器
同样可以选用两块74LS162采用异步清零的方法完成24进制计数 如图10。
图10二十四进制计数器
4.3译码显示电路
译码显示电路是将计数器输出的8421 BCD码译成数码管显示所需要的高低电平，我们采用阴极七段数码管，引脚如图11。
其则译码电路就应选接与它配套的共阴极七段数码驱动器。译码显示电路可采用CD4511BC-7段译码驱动器，其芯片引脚如图12。译码器A、B、C、D与十进制计数器的四个输出端相连接，a、b、c、d、e、f、g即为驱动七段数码显示器的信号。根据A、B、C、D所得的计数信号，数码管显示的相对应的字型。其具体电路图如图13。
图11 阴极七段数码管
图12 芯片CD4511BC-7段译码驱动器引脚
图13 译码显示电路
4.4正点报时电路的设计
要求当时间到达整点前10秒开始，蜂鸣器1秒响1秒停地响5次。即当时间达到xx时59分50秒时蜂鸣器开始响第一次，并持续一秒钟，然后停鸣一秒，这样响五次。在59分50秒到59分59秒之间，只有秒的个位计数，分的十位QD QC QB QA输出0101,个位QD QC QB QA 输出1001，秒的十位QD QC QB QA 输出0101均不变，而秒的个位QA计数过程中输出在0和1之间转。所以可以利用与非门的相与功能，把分十位的QC 、QA ,分个位的QD、QA，秒十位的QC、QA 和秒个位的QA相“与非”作为控制信号控制与非门的开断，从而控制蜂鸣器的响和停。如图14。
图14 整点报时电路
4.5校时电路的设计
时钟出现误差时，需校准。校对时间总是在标准时间到来之前进行，分四个步骤：首先把小时计数器置到所需的数字;然后再将分计数器置到所需数字;在此同时或之后，将秒计数器在零时停计数，处于等待启动;当选定的标准时刻到达的瞬间，按起动按钮，电路则从所预置时间开始计数。由此可知，校时电路应具有预置小时，预置分、等待启动、计时四个阶段，因此，我们设计的校时电路，方便、可靠地实现这四个阶段所要求的功能。。
图15数字电子钟的计数校正电路
5设计心得
本次实验培养了我的团队合作精神，两人分工明确，我们一起处理实验过程中遇到的难题，在每连接好一个模块后，我们认真地检查电路，这样大大减少了实验出错的机率，为最后成功完成实验节省了不少的时间。
本次数字钟电路设计实验还做到理论联系实际，刚刚学过了数电这门课程，还没完全弄懂某些门电路的原理和用途，而此次课程设计恰恰提供了一个好机会，让我们从实践中加深了对所学知识的理解。
6 参考文献
数字电路实验范文第3篇
数字钟实际上是一个对标准频率(1Hz)进行计数的计数电路。振荡器产生的时钟信号经过分频器形成秒脉冲信号，秒脉冲信号输入计数器进行计数，并把累计结果以“时”、“分”、“秒”的数字显示出来。秒计数器电路计满60后触发分计数器电路，分计数器电路计满60后触发时计数器电路，当计满24小时后又开始下一轮的循环计数。一般由振荡器、分频器、计数器、译码器、数码显示器等几部分组成。
振荡电路：主要用来产生时间标准信号，因为时钟的精度主要取决于时间标准信号的频率及稳定度，所以采用石英晶体振荡器。
分频器：因为振荡器产生的标准信号频率很高，要是要得到“秒”信号，需一定级数的分频器进行分频。
计数器：有了“秒”信号，则可以根据60秒为1分，24小时为1天的进制，分别设定“时”、“分”、“秒”的计数器，分别为60进制，60进制,24进制计数器，并输出一分，一小时，一天的进位信号。
译码显示：将“时”“分”“秒”显示出来。将计数器输入状态，输入到译码器，产生驱动数码显示器信号，呈现出对应的进位数字字型。
由于计数的起始时间不可能与标准时间(如北京时间)一致，故需要在电路上加一个校时电路可以对分和时进行校时。另外，计时过程要具有报时功能，当时间到达整点前10秒开始，蜂鸣器1秒响1秒停地响5次。
为了使数字钟使用方便，在设计上使用了一个变压器和一个整流桥来实现数字钟电能的输入，使得可以方便地直接插入220V的交流电就可以正常地使用了。 关键词 数字钟 振荡 计数 校正 报时
目 录
1 设计目的...........................................................4 2 设计任务...........................................................4 3数字电子钟的组成和工作原理..........................................4 3.1数字钟的构成......................................................4 3.2原理分析..........................................................4 3.3数字点钟的基本逻辑功能框图........................................5 4.数字钟的电路设计.................................................. 5 4.1 秒信号发生器的设计............................................... 6 4.2时间计数电路的设计................................................8 4.3译码显示电路..................................................... 10 4.4正点报时电路的设计................................................12 4.5校时电路的设计....................................................13 5设计心得 .................................................... . . . .14 6参考文献.............................................................15
1设计目的
在学完了《数字电子技术基础》课程的基本理论，基本知识后，能够综合运用所学理论知识、拓宽知识面，系统地进行电子电路的工程实践训练，锻炼动手能力，培养工程师的基本技能，提高分析问题和解决问题的能力。
2设计任务
2.1设计指标
1.时间计数电路采用24进制，从00开始到23后再回到00; 2.各用2位数码管显示时、分、秒;
3.具有手动校时、校分功能，可以分别对时及分进行单独校时，使其校正到标准时间; 4.计时过程具有报时功能，当时间到达整点前10秒开始，蜂鸣器1秒响1秒停地响5次。 5.为了保证计时的稳定及准确，须由晶体振荡器提供时间基准信号。 2.2设计要求
根据选定方案确定实现设计要求的基本电路和扩展电路，画出电路原理图。
3数字电子钟的组成和工作原理
3.1数字钟的构成
数字钟一般由振荡器、分频器、计数器、译码器、显示器、校时电路、报时电路等部分组成，这些都是数字电路中应用最广的基本电路。 3.2原理分析
数字钟实际上是一个对标准频率(1Hz)进行计数的计数电路。振荡器产生的时钟信号经过分频器形成秒脉冲信号，秒脉冲信号输入计数器进行计数，并把累计结果以“时”、“分”、“秒”的数字显示出来。秒计数器电路计满60后触发分计数器电路，分计数器电路计满60后触发时计数器电路，当计满24小时后又开始下一轮的循环计数。由于计数的起始时间不可能与标准时间(如北京时间)一致，故需要在电路上加一个校时电路可以对分和时进行校时。另外，计时过程要具有报时功能，当时间到达整点前10秒开始，蜂鸣器1秒响1秒停地响5次。 3.3数字点钟的基本逻辑功能框图
图1 数字钟的基本逻辑框图
4数字钟的电路设计
下面将介绍设计电路具体方案：其中包括电源电路的设计、秒信号发生器的设计、时间计数电路的设计、译码驱动显示电路的设计、正点报时电路的设计、校时电路的设计几个部分。
4.1 秒信号发生器的设计
晶体振荡分频电路石英晶体振荡电路 1.采用频率fs=32768Hz的石英晶体。
D
1、D2是反相器，D1用于振荡，D2用于缓冲整形。Rf为反馈电阻(10~100MΩ)，反馈电阻的作用是为CMOS反相器提供偏置，使其工作在放大状态。C1是频率微调电容，改变C1可对振荡器频率作微量调整，C1一般取5~35pF。C2是温度特性校正用的电容，一般取20~405pF，电容C
1、C2与晶体共同构成Ⅱ型网络，完成对振荡器频率的控制，并提供必要的1800相移，最后输出fs=32768Hz。
图4 石英晶体振荡电路
2.多级分频电路
将32 768Hz脉冲信号输入到CD4060(内部结构如图4-4)组成的脉冲振荡的14位二进制计数器，所以从最后一级Q14输出的脉冲信号频率为：32768/214 = 32768/16384 = 2Hz 如图6。再经过二次分频，得到1Hz的标准信号脉冲，即秒脉冲如图7。
图5 CD4060内部结构
图6 脉冲分频电路
图7 秒信号原理图
图8 晶体振荡及分频电路
4.2时间计数电路的设计
秒信号经秒计数器、分计数器、时计数器之后，分别得到“秒”个位、十位、“分”个位、十位以及“时”个位、十位的计时输出信号，然后送至译码显示电路，以便实现用数字显示时、分、秒的要求。“秒”和“分”计数器应为六十进制，而“时”计数器应为二十四进制。采用10进制计数器74LS162来实现时间计数单元的计数功能，其为双2-5-10异步计数器，并且每一计数器均有异步清零端(高电平有效)。 4.2.1“分”、“秒”六十进制计数器
选用两块74LS162采用异步清零的方法完成60进制。以“秒”计数为例：计秒时，将秒个位计数单元的QA与CP(下降沿有效)相连，将74LS162连接成10进制计数器，BCPA(下降沿有效)与1HZ秒输入信号相连，QD可作为向上的进位信号与十位计数单元的CPA相连。秒十位计数单元为6进制计数器，需要进制转换。将10进制计数器转换为6(0110)进制计数器，当十位计数器计到QD QC QB QA为0110时，同时对秒的个位和十位进行清0，另外QC可作为向上的进位信号与分个位的计数单元的CPA相连。其具体连接图如图9CPA相连，其具体连接图如图9。 7
图9 六十进制计数器
4.2.2二十四进制计数器
同样可以选用两块74LS162采用异步清零的方法完成24进制计数 如图10。
图10二十四进制计数器
4.3译码显示电路
译码显示电路是将计数器输出的8421 BCD码译成数码管显示所需要的高低电平，我们采用阴极七段数码管，引脚如图11。
其则译码电路就应选接与它配套的共阴极七段数码驱动器。译码显示电路可采用CD4511BC-7段译码驱动器，其芯片引脚如图12。译码器A、B、C、D与十进制计数器的四个输出端相连接，a、b、c、d、e、f、g即为驱动七段数码显示器的信号。根据A、B、C、D所得的计数信号，数码管显示的相对应的字型。其具体电路图如图13。
图11 阴极七段数码管
图12 芯片CD4511BC-7段译码驱动器引脚
图13 译码显示电路
4.4正点报时电路的设计
要求当时间到达整点前10秒开始，蜂鸣器1秒响1秒停地响5次。即当时间达到xx时59分50秒时蜂鸣器开始响第一次，并持续一秒钟，然后停鸣一秒，这样响五次。在59分50秒到59分59秒之间，只有秒的个位计数，分的十位QD QC QB QA输出0101,个位QD QC QB QA 输出1001，秒的十位QD QC QB QA 输出0101均不变，而秒的个位QA计数过程中输出在0和1之间转。所以可以利用与非门的相与功能，把分十位的QC 、QA ,分个位的QD、QA，秒十位的QC、QA 和秒个位的QA相“与非”作为控制信号控制与非门的开断，从而控制蜂鸣器的响和停。如图14。
图14 整点报时电路
4.5校时电路的设计
时钟出现误差时，需校准。校对时间总是在标准时间到来之前进行，分四个步骤：首先把小时计数器置到所需的数字;然后再将分计数器置到所需数字;在此同时或之后，将秒计数器在零时停计数，处于等待启动;当选定的标准时刻到达的瞬间，按起动按钮，电路则从所预置时间开始计数。由此可知，校时电路应具有预置小时，预置分、等待启动、计时四个阶段，因此，我们设计的校时电路，方便、可靠地实现这四个阶段所要求的功能。。
图15数字电子钟的计数校正电路
5设计心得
本次实验培养了我的团队合作精神，两人分工明确，我们一起处理实验过程中遇到的难题，在每连接好一个模块后，我们认真地检查电路，这样大大减少了实验出错的机率，为最后成功完成实验节省了不少的时间。
本次数字钟电路设计实验还做到理论联系实际，刚刚学过了数电这门课程，还没完全弄懂某些门电路的原理和用途，而此次课程设计恰恰提供了一个好机会，让我们从实践中加深了对所学知识的理解。
6 参考文献
数字电路实验范文第4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）
数字电路实验范文第5篇
1 正确定位课程性质与学习对象, 有的放矢的开展教学活动
高职高专培养人才定位于生产一线的高技能应用型人才, 即“应用”能力是培养高职学生的重中之重。它既区别于综合性本科院校研究型学生的培养模式, 也不同于中等职业学校操作型学生的培养模式。我们认为, 归纳起来, 即在培养高职学生的过程中, 其课程的理论体系与实践体系应体现自身特色, 以求在激烈的就业竞争中谋得一席之地。所以只有在授课过程中有所侧重, 做到重基础、应用、体现技能、锻炼能力, 培养素质。
2 理论教学结合实际应用
单纯的理论教学难以达到最佳效果, 理论联系实际, 在实践中学生可以根据已学的理论知识对问题进行全方位的理解认识, 自己动手, 既发散思维, 又灵活对问题进行了处理。数字电路的授课可以结合生活中的应用举例, 如目前多媒体PC机里的显卡、声卡是用数电中的数模 (D/A) 转换实现图像显示和声音播放的;制造业中的数控机床, 交通信号灯转向时间显示, 家电产品中CD、VCD、DVD等也都应用了数电技术。通过这些实例的介绍, 可以使学生真正了解数字电路课程的重要性, 从而能更加主动的去掌握所学知识。
2.1 认真组织教学内容, 有所侧重, 真正使理论知识的学习做到够用即可
数字电路课程的教学过程经历了由以介绍分立元器件为主组成的电路到集成电路为主的发展过程。随着社会的进步与科技的发展, 数字电路课程教学内容如分立元件组成的各种脉冲波形的产生及变换电路、RC和RL电路等内容已经大范围删减;对数字集成电路的掌握也以掌握集成电路外特性为主。这些变化要求我们及时调整教学内容, 使学生明确各章节应掌握、熟悉、了解的内容。将组合逻辑电路、时序逻辑电路、集成电路构成的脉冲波形产生与变换电路、D/A与A/D转换等内容作为重点内容进行介绍;而门电路、触发器、存储器与可编程逻辑器件作为一般知识进行介绍了解。由于数字电路知识相对独立, 先导课程如电路、低频电子线路等, 只要掌握其基础知识, 一般不会对学生学习数字电路课程产生消极影响。后面的专业课程如单片机、电子测量等相关内容的学习也会变得得心应手。
2.2 变革教学方法, 调节课堂气氛, 循序渐进, 培养学生学习的兴趣
教学的过程实际上是师生互动的一个过程。以往的教学往往都是教师教, 学生在下面听, 时间长了, 学生的主体地位是失去了作用, 学生就会因此变得懒惰, 感觉学习枯燥, 从而对学习没有积极的太多。作为教师, 应该改变这种现象, 课堂气氛很重要, 要时刻注意学生的主体地位。
在课堂中, 教师应该改变一下教学的先后顺序。以往都是先理论后实践, 学生在接受起来形成了这样一种模式:枯燥, 乏味的理论知识, 使得学生本身听起来困难, 兴趣丧失, 积极性丧失, 在实践环节, 效果达不到预期。但是如果改变一些这种方法, 先从实践开始, 学生的求知欲望会随着实践的过程提高, 再从理论讲起会是课堂变得活跃。
引入学习岛的学习模式, 部分内容采用项目教学与任务驱动教学的方法, 真正实现以学生为教学过程的主体。在多年的教学过程中, 我们发现一种现象:对该门课程有学习兴趣或学习成绩相对较好的学生一般集中在教室的前半部分, 而对该课程的学习无学习兴趣或成绩课堂相对较差的学生一般愿意坐在教室的后面, 即自发的形成了两个团体, 这种现象的形成不利于学生整体学习成绩的提高。为解决这种现象, 可以尝试构建学习岛的学习模式。学习岛是模仿实际生产环境中的一个工作区域, 无论从空间上还是组织上它都是真实生产过程中的一个组成部分, 即与真实的生产环境有着相同的工作条件及工作和问题解决程序。在学习岛中, 学生以小组或一个团队的形式来共同完成一项工作。与此同时, 教师可以给他们提供帮助, 帮助他们解决实际当中遇到的难题。根据学生的兴趣爱好, 将他们分为若干个小组, 再加以新的教学改革模式, 这样分组, 有利于他们之间的合作交流, 以及沟通的能力, 最终可以提高他们的成绩。在数字电路课程的教学过程中, 要把原来陈旧的满堂灌的教学模式彻底清除, 让学生成为学习的主导者, 让他们全身心的投入到学习中来, 充分发挥他们的主观能动性。先从小的问题开始, 这样依次渐进, 掌握其中的学习方法, 最终能解决较复杂的问题。
教学过程中的部分内容我们要将理论和实践结合一起教学, 这种教学方式, 将原本理论难度大, 理解相对抽象, 单纯的靠描述难易解决的这些知识, 把它们具体化, 实物化, 通过学生的亲身实践来将其完成, 这样更加巩固抽象的概念和知识, 使学生记忆更牢固。
最后还要培养学生举一反三的能力, 教师应当积极创设问题情境, 由学生自主地利用已学的知识, 积极思考、探索, 以获得更多的知识。
3 引入先进的教学手段, 制作多媒体课件
数字电路是一门很复杂的理论课程, 它将计算机作为辅助教学, 带入了课堂中, 在教学方式上是一个创新, 所以它也是一门应用型的课程。利用计算机辅助教学, 可以大大提高课堂的教学效率, 更使得课程通俗易懂, 教学效果得到了显著的提高, 同时也有效的激发了学生的学习兴趣, 使学生的主观能动性得到了提高。具体表现在:第一, 通过包含文本、图形、动画、视频、音频等多媒体信息的课件, 给学生以全新的视听感受, 丰富学生的想象力, 激发学生的学习兴趣。第二, 增加教学内容的直观性。如TTL与非门电路在输入端电压变化时内部各BJT的饱和与截止的互补变换, 利用CAI或EWB课件可以将抽象的内容形象化, 使画面变得生动、形象。第三, 可以节约大量的板书、绘图时间, 增加教学信息量。电子技术中有很多复杂且重要的电路需要上课时绘制, 利用CAI或EWB课件可以通过计算机和大屏幕投影仪展示在学生面前, 能够增加教学信息量, 拓宽学生的知识面。
4 加强实验教学, 培养学生自学能力、动手能力及应用能力
现在所开设的实验, 基本上都是以验证性实验为主, 例如:逻辑门电路、组合逻辑电路的分析、触发器、寄存器、计数器、译码器等。不可否认, 对这些实验进行验证或设计是十分必要的, 它能加深学生对电路的认识和掌握集成电路的使用方法, 但从培养目标考虑, 应适当减少验证性实验, 增加综合性、设计性实验。实验与实际应用紧密结合, 更能激发学生的学习兴趣, 培养学生的综合能力。如设计智力竞赛中常用的抢答器, 需要综合运用多方面的知识, 培养学生多方面的能力。能学以致用, 活学活用。同学们对这类实验的兴趣也远远高于验证性实验。此外, 在实验中应尽可能采用一些新器件。数电技术发展迅猛, 新技术、新器件不断出现, 在实验中使用新器件如GAL、CPLD、FPGA等, 能使学生了解科技发展前沿。但这类实验要求的课时数通常较大, 而总课时数又有限, 因此, 可将部分实验室作为开放式实验室, 成绩优秀的同学可以利用课余时间来提高动手能力, 培养其创新意识。
以具体的实训项目为背景, 在一周的课程设计期间, 不时的加强工程应用意识。学生可以根据自己的爱好, 来对实验室的一些实训项目进行有选择性的开发, 或者是根据教师科研项目中的一些小的项目来进行选择。为此, 根据多年的教学实践和科研经验, 我们提供了下列综合课题以供学生选择:数字频率计、七层电梯控制保护系统、自动售货机控制、多路数据采集系统、音乐发生器、数控插补算法软件硬化、步进电动机环形分配器、光电编码器倍频电路、电动机综合保护器、自动生产线简易控制系统。
5 在教学过程中培养训练识图能力
图表是一类特殊的描述语言, 适当的引入图表, 能够将复杂的问题简单化、明了化, 一目了然, 在教学过程中收到事半功倍的效果。在数字电路教学过程中, 我们认为:其中包含了大量的数字集成电路的图形信息, 训练学生识图的能力, 对于学生走上工作岗位后有着深远的实际意义。现在的数字电路教材中, 广泛采用数字电路工程技术语言 (GB4728.12—85) 《电气图用图形符号·二进制逻辑单元》的规定, 具有通用性、可读性、符号多, 示例少、可派生图形符号的特点, 包含了从关联类型到存储器和其他图形符号等共六大部分内容, 涉及了TTL、CMOS、ECL、HTL等四大类电路。通过逻辑符号所隐含的内容, 可以较为轻松的了解该电路的基本外特性。所以, 在实际教学过程中, 应有意识的引导学生加强这方面的学习。
6 结语
教学改革对教育工作者来说, 是一个永恒的话题。在就业压力增大、人才竞争激烈的情况下, 课程改革作为教学改革非常重要的内容应进行认真的思考、完善。只有在各方共同努力下, 形成一个良性循环链才能将教学改革不断引向深入。
摘要：数字电路是电子信息等专业重要的专业基础课程, 本文从教学内容、教学方法等多个方面对该课程的改革进行了论述。
关键词：数字电路,教学改革
参考文献
[1] 姚本先.高等教育心理学[M].合肥:合肥工业大学, 2006.
[2] 王玫.电子技术技能训练[M].北京:高等教育出版社, 2006.
数字电路实验范文第6篇
1 举例说明
现设计一个A、B、C三人的投票装置,要求是当A、B、C三人中有两个或两个以上投赞成票(即为1)时,显示通过(即Y=1);否则,示为不通过(即Y=0)。
设计思路:
(1)依设计要求,首先列出真值表如下
(2)由真值表写出逻辑表达式
(3)画出函数卡诺图
(4)由卡诺图写出化简后的逻辑表达式
(5)由逻辑表达式画出数字逻辑电路原理图
(6)由逻辑表达式画出开关逻辑控制原理图
(7)由开关逻辑控制原理图画出PLC梯形图
2 结语
从上述例子可见,在实现逻辑控制的应用领域,数字电路是PLC编程的基础,PLC是实现逻辑控制的部件,数字电路与PLC梯形图设计具有融通性,只有学好数字逻辑电路才能触类旁通,才能在自动化控制中使PLC运用自如。两者是紧密联系的整体,不可分离。
摘要：在工程设计与应用中,PLC梯形图的设计与数字电路是不可分割的整体,它们之间存在着内在联系,数字电路的设计方法是PLC梯形图设计的基础,但许多人体会不到,甚至错误认为数字电路是纯理论性的东西,就好似学的高等数学在实际运用中不知哪里用到。因此增加了PLC梯形图设计的工作量和难度,这必须引起我们工程技术人员的重视,调整和改进设计方法,下面利用一个简单易懂例子加以分析论证,说明数字电路与PLC梯形图设计是共融共通的。
关键词：数字逻辑电路,PLC,控制
参考文献
[1] 欧阳星明.数字逻辑[J].华中科技大学,2005,3(2).
[1] 刘明,段盛开,刘小明.PLC技术及应用[M].世界图书出版广东有限公司:2013,7.