一、 课程设计的目的:
课程设计是继《数字电子技术基础》理论学习和实验教学之后开出的
实践环节课程。其目的是训练学生综合运用学过的数字电子技术基础的基本知识，基本掌握数字系统设计和调试的方法，增加集成电路应用知识，培养学生分析、解决问题的能力。通过课程设计使学生更好地巩固和加深对基础知识的理解，学会设计中小型数字系统的方法，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。
二、课程设计的要求：
要求学生独立完成选题设计，掌握数字系统设计方法；完成系统的组装
配及调试工作；在课程设计中要注重培养工程质量意识，并写出课程设计报告。
1、通过查阅手册和有关文献资料培养学生独立分析和解决实际问题的能力。
2、通过实际电路方案的分析比校、设计计算、元件选取、安装调试等环节，掌握简单实用电路的分析方法和工程设计方法。
3、掌握常用仪器设备的使用方法，学会简单的实验调试，提高动手能力。
4、综合应用课程中学到的理论知识去独立完成一个设计任务。
5、培养严肃认真的工作作风和严谨的科学态度。
三、课程设计内容：
学生按给定的题目进行设计，题目的难度要保证中等水平的学生在教师
的指导下在1周内能独立完成设计任务。题目要综合运用所学的数字电子技术基础设计的基本知识。
在设计一个电子电路系统时，首先必须明确系统的设计任务，根据任务
进行方案选择，然后对方案中的各部分进行电路的设计、器件选择，最后将各部分连接在一起，画出一个符合设计要求的完整的系统电路图。
⑴明确系统的设计任务要求
对系统的设计任务进行具体分析，充分了解系统的性能、指标、内容及要求，以便明确系统应完成的任务。
⑵方案选择
这一步的工作要求是，把系统要完成的任务分配给若干个单元电路，并画出一个能表示各单元功能的整机原理框图。
⑶单元电路的设计、器件选择
根据系统的指标和功能框图，明确各部分任务，进行各单元电路的设计、器件选择。
⑷电路图的绘制
设计题目1：电子秒表
1. 实验目的
(1).学习数字电路中基本RS触发器、单稳态触发器、时钟发生器以及计数、译码显示等基本单元的综合设计。
(2).学习电子秒表的调试方法。
(3).学习仿真软件的使用。
2．实验内容
(1)测试基本RS触发器
(2)测试单稳态触发器
(3)测试时钟发生器
(4)测试计数器
(5)电子秒表的整体测试
(6)测试电子秒表的准确度
由于实验电路中使用器件较多，实验前必须合理安排各器件在实验装置上的位置，使电路逻辑清楚，接线较短。
实验时，应按照实验任务的次序，将各单元电路逐个进行接线和调试，即分别测试基本RS 触发器、单稳态触发器、时钟发生器及计数器的逻辑功能，待各单元电路工作正常后，再将有关电路逐级连接起来进行测试……，直到测试电子秒表整个电路的功能。 这样的测试方法有利于检查和排除故障，保证实验顺利进行。
3. 仿真实验器件
74LS00 *2，555，74LS90 *3，电位器，电阻，电容若干。
4. 实验原理
下图为电子秒表的电原理图，
按功能分成四个单元电路下图为电子秒表的电原理图，
上图中单元I为用集成与非门构成的基本RS触发器。属于低电平直接触发的触发器，有直接复位、置位功能。
它的一路输出Q’作为单稳态触发器的输入，另一路输出Q作为与非门5的输入控制信号。按动按钮开关SB2（接地），则门1输出Q’=1；门2输出Q=0，SB2复位后Q和Q’的状态保持不变。再按动按钮开关SB1，则Q由0变为1，门5启动，为计数器启动做好准备。Q’由1变为0，送出负脉冲，启动单稳态触发器。
基本RS触发器在电子秒表中的职能是启动和停止秒表的工作。
5. 实验步骤
实验中，应按照实验任务的次序，将各单元电路逐个进行连接和调试，即分别测试基本RS触发器、单稳态触发器、时钟发生器以及计数器的逻辑功能，待各个单元电路工作正常后，再将有关电路逐级连接进行测试……，直到测试电子秒表整个电路的功能。这样的测试方法有利于检查和排除故障，保证实验顺利进行。
6. 实验报告
(1). 总结电子秒表整个调试过程。
此电路从可显示0.1~0.9秒，1~9.9秒的计时。先按下按钮开关S2，此时电子秒表不工作，再按下按钮开关S1，则计数器清零后便开始计时。如要计数或停止时按下S2，计数立即停止。其中的4个数码管，从左到右。分别记为1,2,3,4.号。1,2,3号的数码管从1到9进行逐一的变化。第4号数码管从2变换成4再变换成6再到8然后向3号数码管进一位后再重新变为2，进行计数。而1,2,3号数码管是从1变到9再变到1进行计数。
(2). 分析调试中发现的问题及故障排除方法。
不能正确计数。检查线路，少接线路或多接线路。
不能在正确的环境下运行。连线错误，检查线路。
设计题目2、八路抢答器
抢答器的应用非常普遍，可用在各种竞赛中。本题目的设计要求如下：
（1）当主持人按下抢答开始按钮，同时喇叭发出嘀的一声，八路抢答开始。
（2）八路抢答按钮的编号分别为1~8，一次只能有一人抢答成功。
（3）当某一路抢答成功时，发光二极管立即点亮，并在数码管上显示该路的号码。直到主持人按复位开关为止，其他人再抢答无效。
（4）当主持人按复位按钮后，必须下次重新按开始按钮才能抢答。
1、核心器件
仔细分析直到，抢答器的输入为八路抢答按钮及主持人控制的抢答开始和清零两个按钮。抢答器的输出为一个发光二极管、一个数码管和一个蜂鸣器。
因为要把八路的开关量转变为对应的数字来显示，而显示译码器接受的是BCD码，所以这里要用到8-3线编码器。而74LS148是一个中规模且具有优先编码权限的集成器件，它的优先权按输入端编号从高到底。74LS148的引脚图如下图所示：
EI是使能端，低电平有效。EO和GS都为输出，且互反。当EI有效，且正常编码时，即八路输入中有任一个输入有效，则EO为高电平，GS为低电平；如果没有一路输入为低电平，则EO为低电平，GS为高电平。这两个引脚通常用于芯片的扩展。
2、题目分析与设计
为了使数码管正确显示每一路输入对应的编号，还必须把74LS148的反码再正过来。加反相器使不行的，因为编码器是组合逻辑电路，信号不能呢个保持，一旦某一路的抢答按钮抢答结束，输入的编码就不复存在了，数字无法持续显示，所以必须使用锁存器电路，对74LS148的输出进行取反的同时并锁存，直到复位信号到来。
八路抢答器的原理图如下图所示 ：
下面分块来介绍设计原理。
1、编码部分
由八路电阻与按钮串联再电源和地之间，中间点引出接到优先编码器74LS148的八个输入端，S1-S7分别接到输入1-7，而S8接到输入0上，当s8动作时显示8.这样使抢答者的编号1-7正好与编码器的输入和输出对应上。
六个D触发器用来锁存信号，只使用异步输入端，相当于低电平输入有效的RS锁存器。中间三个D触发器的异步置位S端接编码器的三个输出，经过反相保持后接到显示译码器的输入端，异步清零端R接到另一个D触发器U5：B的Q’端，由复位按钮来控制。
输入s8按钮接到了74LS148的输入0上，而它的优先权是最低的，也就是只要没有其他输入有效就会编0的编码，造成次开关按下或不按下都显示0.这样的话，我们可以直接把这s8经锁存器U3：A接到74LS48显示译码器的测灯输入端LT，只要s8按下就显示8，这样s8的优先权就变成最高的了。而8位抢答者之间没有优先权之分的，所以无论谁先抢答，此时会使74LS148的GS信号为高电平，把此信号经过D触发器U5：A锁存再与置位、复位信号相或产生74LS148的使能信号。当开始按下后，U5：B异步置位，此信号作为U5：A的时钟使其输出高电平与U5：Ｂ的输出相或，来封锁74LS148的使能信号EI，达到s1-s8中任一个开关按下后其他开关不起作用。
2、复位部分
复位部分是由两河电阻串联两个按钮以及一个D触发器u5：B组成。按下复位按钮，使u5：B的异步置位S有效，Q’端为低电平，使电路图中上排的五个锁存器及U5：A全清零。
这时显示译码器接受到输入为0的信号，而从U6：A的Q端送来的低电平信号接在74LS48的灭零输入端RBI，即当输入ABCD皆为低而5端又为低时，输出什么也不显示。
复位按钮按下后，由于处于灭零显示状态，使EI为高电平，故抢答器不起作用。只有开始按钮按下后才起作用。
3、显示部分
显示部分电路一是数码管显示，二是发光二极管显示。
数码管显示主要注意两点：
显示8时使用测灯输入端LT为低来实现，而该显示0时则采用灭零输入端RBI为低来转换。
复位时采用灭零显示。
发光二极管显示比较简单，只要有抢答就开始亮，直到复位。它是两部分信号的或逻辑产生的高电平来点亮发光二极管。一是S8抢答有效，二是s1-S7抢答有效。
4、调试过程 ：
开始后，8位的其中一位若按下抢答器后，则显示在数码管上。
若输入s8按钮接到了74LS148的输入0上，而它的优先权是最低的，也就是只要没有其他输入有效就会编0的编码，造成次开关按下或不按下都显示0.这样的话，我们可以直接把这s8经锁存器U3：A接到74LS48显示译码器的测灯输入端LT，只要s8按下就显示8，这样s8的优先权就变成最高的了。而8位抢答者之间没有优先权之分的，所以无论谁先抢答，此时会使74LS148的GS信号为高电平，把此信号经过D触发器U5：A锁存再与置位、复位信号相或产生
74LS148的使能信号。当开始按下后，U5：B异步置位，此信号作为U5：A的时钟使其输出高电平与U5：Ｂ的输出相或，来封锁74LS148的使能信号EI，达到s1-s8中任一个开关按下后其他开关不起作用。
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