数字电子闹钟课程设计

数字电子闹钟课程设计（精选8篇）

数字电子闹钟课程设计 篇1

数字闹钟的设计与制作

一、设计任务与要求

设计并制作一个带有可定时起闹的数字钟

1.有“时”、“分”十进制显示，“秒”使用发光二极管闪烁表示

2.以24小时为一个计时周期

3.走时过程中能按预设的定时时间（精确到小时）启动闹钟，以发光二极管闪烁表示，启闹时间为3s～10s

二、实验仪器及主要器件

5V电源

1台 面包板

1块 74LS163

6片 74LS00

5片 74LS138

2片 CD4511

4片 LM555

1片 74LS123

1片 LED共阴极显示器

4片 电阻

若干 电容

3个 导线

15米

三、设计原理方案

系统构成

1、标准时间源

l）标准时间源即秒信号发生器）可采用LM555构成多谐振荡器，调整电阻可改变频率，使之产生1Hz的脉冲信号（即T=1S）

LM555管脚排列及电路

T=0.7（RA+2RB)C

T=1S,C=220uF

计算得RA+2RB≈6.5K

取RA=1.5K,RB=2.4K

2.计时部分：时计数单元一般为24进制计数器，其输出为两位8421BCD码形式；分计数和秒计数单元为60进制计数器，其输出也为8421BCD码。

模60计数器采用异步方式

如秒计数器：分成个位和十位，个位模十，十位模六。个位从0000计数到1001，利用置数端将个位从0000重新开始计数，同时将1001信号作为一个CP脉冲信号传给十位，让十位开始从0000开始计数。以此规律开始计数，直到十位计数到5，个位计数到9时，通过十位的置数端将十位清零，重新开始计数，并将此信号作为一个CP脉冲信号传给分计数器。

模24计数器电路

模24计数器采用同步方式, 使用两片74LS163芯片,cp脉冲均由分计数器提供．第一片制成模10计数器，将1001信号提取出来后给与清零端。第二片芯片制成模为3的计数器，原数据ＡＢＣＤ给予0000信号．将第一片芯片的0011信号与第二片芯片的0010信号提取出来给与第一片芯片的置数端与第二片芯片的清零端，上升沿过来之后，两片芯片同时清零

3、定时起闹部分

l）正点起闹，不要求分）使用2片74LS138，分别选出小时的十位和个位）小时十位为0～2，3-8译码器只使用前2个输入端，小时个位为0～9，3-8译码器只有3个输入端，会丢失几个时间点：8点、9点、18点、19点。）还应控制起闹时间的长短，用74LS123构成单稳态触发器

起闹部分框图

控制起闹时间长短：T=0.28RC(1+0.7k/R)采用2片74LS138，将控制十位的3-8译码器的A2端作为控制个位3-8译码器的最高位，这样就可以满足小时个位为0-9。控制十位的3-8译码器的A1，A0一起控制十位从0-2变化。

4、完整的闹钟电路图（ewb设计图）

电路安装要求

1.布局合理

2.导线横平竖直，且不要从集成块上跳线

3.导线紧贴面包板，连接可靠

4.交叉线尽可能少

调试方法：

（1）采用逐级调试的方法

1.确保秒信号正常

2.调试秒计数器

3.调试分计数器，可将秒信号作为分计数器的CP脉冲

4.调试小时计数器，可将秒信号作为小时计数器的CP脉冲

5.调试闹钟电路

（2）将秒信号发生电路中的电容换成比较小的电容，这样使得分信号的脉冲周期比较短

五、设计和调试过程中出现的问题及解决方法

1）将秒信号接入示波器，与标准信号对比，出现误差，但在允许范围之内。

2）插上电源后发现秒信号和分信号的信号紊乱，分信号和秒信号同步计数。于是我们对秒的模六十进行单脉冲及示波器的检测，在检查秒信号个位（模十计数器）时发现，14脚信号正确，而13，12，11脚信号紊乱。后进行接线检查，发现有线是虚接，再修改后，13脚信号恢复正常，而12，11脚依旧紊乱。因查不出原因，而后对分信号进行检查。由于分秒计数器所采用的模六十一致，而分信号正常，故排除模六十计数器设计有误。将分信号的器件替换控制秒信号的器件，秒信号依旧有误，故排出器件问题。最后进行检测面包板状况，出现了让人崩溃的状况，面包板上控制秒信号个位的163芯片2脚所在的一纵列5个孔全部与地相连。我们不得不改变布局，进行避让。修改后，分秒模六十计数器正常。

3）刚接通电源时，小时计数器十位显示7，后给予清零信号后显示恢复正常。将秒脉冲接到小时计数器的个位CP端，在进位时发现23：00时不能同时清零。对模二十四的设计进行分析发现采用的清零端为异步，后经过改造改成同步清零，清零正常。

4）在检测CD4511驱动电路的过程中发现数码管不能正常显示的状况，经检验发现主要是由于接触不良的问题，其中包括线的接触不良和芯片的接触不良，在实验过程中，数码管有几段二极管时隐时现，有时会消失。用5V电源对数码管进行检测，一端接地，另一端接触每一段二极管，发现二极管能正常显示的，在检测过程中发现有几根线有时能接通，有时不能接通，把接触不好的线重新接过后发现能正常显示了。其次是由于芯片接触不良的问题，当检查到线路完全正确，并且确保导线没有问题时，我们推测器件有问题，其解决方法为把CD4511的芯片拔出，根据面包板孔的的状况重新调整其引脚，使其正对于孔，再用力均匀地将芯片插入面包板中，此后发现能正常显示。

5）在检查分信号到小时信号的进位是否正常时发现有时显示正常，有时显示不稳定。一时找不到问题，经过讨论发现CP脉冲重叠造成显示不稳定。

6）在制作起闹部分电路的过程中，发现闹钟能完成基本功能，但无法在8，9，18，19点起闹。通过分析和设计，我们采用卡诺图化简将输入信号接到功能脚的方法，到达在特殊时间起闹的目的。

至此，数字闹钟的调试全部结束并达到要求。

六、心得体会

本次数字钟设计要求我们将理论付诸实践，在实践中进一步巩固理论知识，最终当我们看到自己设计好的数字闹钟时，我们激动万分。

首先，我们从没有将以前学的各种知识整合到一起，所以这种有点综合性的课设就要求我们在熟悉每个工作部分的同时，能把他们有机的结合起来。

第二，在模六十和模二十四的计数器的设计中，要求我们对各个芯片的各引脚的功能很熟悉。在这个过程中，我们进一步的熟悉的每个器件的用途和功能，尤其是4511和74LS123，这两种芯片之前我们都没有接触过。

第三，我们在设计的过程中使用了EWB软件，由于电路复杂，交叉线较多，所以就要求我们在连接过程中细心的完成接线，并巧妙的布局使得面包板上的线不交叉。

第四，当我们连接好线路以后，在调试的过程中我们借助于示波器，借助于低频信号发生器的单脉冲，一步步的排查错误，在此过程中更深一步的熟悉的了解了示波器和低频信号发生器的使用方法。

第五，在整个课设中要求我们有良好的心理状态，尤其是面对连线复杂的面包板。我们必须冷静分析问题，解决问题。

第六，本次课设是一个团体的活动，我们在这次课设中体会了团队精神。

数字电子闹钟课程设计 篇2

情境教学模式是基于工作的学习环境, 模仿从业者真实活动, 或借助信息技术设计的逼真、仿真环境和虚拟实境来提高学习的有效性, 并保证知识向真实情境迁移的一种教学方法。以职业竞争力 (设计与建构能力) 培养为导向, 提出基于工作过程的职业教育课程设计理念———情境教育模式, 目的在于提高教学质量。基于工作过程的课程设计方法应按照现代职业教育指导思想, 赋予职业能力全新的内涵意义, 打破传统学科系统化的束缚, 将学习过程、工作过程与学生的能力和个性发展联系起来, 在培养目标中强调创造能力的培养, 而不仅仅是被动地适应能力的训练。该方法体现了创造能力在职业能力构成要素中的重要作用, 适用于创新型国家和市场经济对职业人才的要求, 成为本世纪初最先进的职业教育思想和教学设计方法。

基于工作过程的课程开发方法强调工作过程的整体性。工作过程系统化课程的核心理念是:学习的内容是工作, 通过工作实现学习。工作过程的核心包括工作者、工作对象、劳动工具、劳动方法和工作产品, 这些因素相互作用, 并且按照工作要求在特定的工作环境中完成工作任务。由于现代企业和社会已经进入以过程为导向的综合化运作时代, 在工作中所需要的知识技能, 要解决的实际问题, 都是综合性的, 因此, 教学必须与整体化的实际工作过程相联系。

基于工作过程的课程设计方法以职业工作作为一个整体化的行为过程进行分析, 而不是具体分析“点状”的、缺乏有机联系的知识和技能。它是将职业特点、工作过程、企业生产过程、个人发展目标与教学设计结合起来进行整体化的分析, 找出具有职业特征的典型工作任务, 构建“工作过程完整”而不是“学科完整”的职业教育学习领域课程。

二、基于学习情境教学模式的数字电子技术课程设计

学习情境要以真实的工作环境和真实的工作任务为载体。根据教学大纲把数字电子技术分成以下9个学习情境:

学习情境1:信号灯的逻辑控制的验证。

学习情境的设计往往要围绕着教学大纲的要求, 根据对象由浅入深、由易到难。数字电子技术和模拟电子技术的课程性质不能说完全不同, 但从学生接受情况来看, 不管是本科的学生, 还是高职的学生, 不同的个体是不一样的。刚踏进数字电子技术的学生, 必须弄清楚数字电路的一些基本逻辑关系。从学习情境“信号灯的逻辑控制的验证”着手, 学生完全可以从情境中理解逻辑事件、逻辑控制概念, 领会生活中的逻辑关系和数字电路中的逻辑表达方法和意义, 很自然地过渡到数字电路这门课的“氛围”中, 踏入数字电子技术这个门槛。至于后面要学习的逻辑函数的化简, 类似高中数理题, 教师稍加引导学生即可学会。而按照以前以“漫灌”的教法, 教师教得无奈, 学生又听不懂, 教与学就断了层, 究其原因, 主要是学生还没有适应数字电路这门课的“氛围”, 教师以为很简单, 但学生却很难接受。

学习情境2:简单抢答器的电路设计。

本情境的主要目的是为了让学生了解集成逻辑门电路的结构特点。因为学生初次接触集成芯片和实物, 所以老师在这一环节要花一点的时间, 给学生有认识新事物的过程。学生应仔细体会由基本门电路构成复杂逻辑电路的基本方法;学会集成门电路的使用与测试方法, 进一步建立组合逻辑电路的基本概念。本情境主要涉及到逻辑门电路和门电路综合应用, 特别是一般门应用电路的设计。虽然在以往课堂上教师对设计步骤的分析和实训的真实步骤相类似, 且教师在课堂上也一直在强调设计步骤的重要性, 但学生还是不能学好这门课。而在简单抢答器的电路设计中, 学生就很容易掌握到这些要领。值得一提的是:通过软件仿真, 很容易得到所要的结果, 但通过数字实验箱的实验, 如果是用引线连接起来的电路, 会出现许许多多的故障, 这就给了学生学习排除故障技能的机会。而要排除故障, 并不是简单地按一下和摸一下, 虽然按一下和摸一下有时也会有效果, 但那是盲目的, 其成功率并不高。如果清楚芯片结构、理解电路的原理、熟悉信号的通路, 那排除故障就能够得心应手, 教师要点出掌握原理的重要性, 学生就很愿意采纳和接受了, 同时这也能培养学生对类似技能学习的兴趣, 解除高职电子通信类学生对设备维修的恐惧感。

学习情境3:用触发器做成抢答器电路设计。

本情境的主要目的是让学生初步了解触发器的作用;了解触发器具有接收、保持、输出功能电路的基本分析与测试方法。本学习情境主要涉及数字电子技术时序逻辑组合电路, 情境的设计必须考虑到大纲主要内容, 而没有涉及到的内容, 可以通过其它方式, 传授给学生, 以达到知识的系统性和完整性。

例如, 本章的学习情境只是基本RS触发器的应用, 而JK触发器、555定时器都没有涉及到, 其实, 以上触发器都是基本RS触发器的延伸, 搞清楚基本RS触发器后, 其它的也就好办了。

学习情境4:编/译码及数码显示的设计。

本情境的主要目的是让学生了解编码器、译码器的作用和数码管LED的用法;熟悉74LS147、74LS48/74LS47和数码管各管脚功能;进一步掌握数字电路逻辑关系的检测方法。学习情境设置有并列关系、递进关系和包含关系 (图1) 。编/译码及数码显示的设计学习情境和前面的学习情境1、2、3有递进关系, 而且还有包含关系。其实不管是编码器或译码器, 都是在前面基础上的延伸和递进, 从芯片的复杂度, 还是知识结构来说都符合这种关系, 数码管是另外补充的。

学习情境5:计数显示器的实训。

本情境的主要目的是让学生了解计数器的逻辑功能;熟悉74LS161各管脚功能;学会使用计数器;再次熟悉译码显示电路的使用。计数器的这一情境有两个问题需要解决:一是不同芯片功能和外部引脚的处理;二是不同模的计数器设计方法。上面两个问题的有效解决方法是先仿真。利用仿真可以把在课堂很难说得清的问题, 剖析得淋漓精致, 然后去实验室亲手接触实物, 效果更好。

学习情境6:寄存器74LS194功能验证。

本情境的主要目的是为了让学生了解寄存器的基本功能;学会使用74LS194寄存器。本情境和学习情境5有点类似, 但原理不同, 如同样可以以计数器为例, 一般计数器有顺序或逆序的, 而移位寄存器是无序的, 根据反馈方式不同有不同组合序列。在这个学习情境中实训环节, 虽然方法比较简单, 却能清楚地说明问题, 学生的兴趣也很高, 而且有很多的模式供学生去思考和设计, 提高学生的设计能力。

学习情境7:存储器EPROM的。

本情境的主要目的是让学生掌握存储芯片中数据的存储过程, 即写入和读出过程;理解由74LS161的作用引入地址的产生和地址与存储单元的关系;了解讨论如何将单元内容取出, 引入地址线与数据线的关系;学会计算地址与单元个数, 即容量的关系, 根据地址线的数量来确定存储器的容量;学会把数据写入各单元中, 引入多功能编程器的使用方法, 完成编程与调试, 自然而然过渡到以后的单片机的学习。本情境以“霓虹灯“的控制过程中如何实现控制模式的变换为例, 引入存储器的应用, 不但把存储器的一些基本功能解剖的非常清楚, 而且存储器控制的“霓虹灯”的样式复杂而灵活, 为学生提供了自由发挥的机会。本节内容, 以往学生学得很吃力, 而利用学习情境进行教学, 学生很容易接受。

学习情境8:A/D、D/A转换的实训。

本情境的主要目的让学生熟悉DAC0832芯片各使能端 (控制端) 的作用和使用。数字化的今天, A/D、D/A转换是非常重要的知识点, 要结合数字电子技术的相关知识, 利用仿真和实操的方法, 这部分知识在以前课堂上很难教与学, 而采取情境教学就可以直观地传授给学生。

学习情境9:数字钟的设计。

数字钟的设计的学习情境是综合性的实训, 需要较多的课时, 一般安排一周28学时, 通过数字钟的设计, 不但可以把前面所学知识进一步巩固, 而且可以利用数字电子技术的综合知识, 设计生活中实实在在的实物, 学生会感到很有意义, 兴趣也很高。这样的综合实训, 从最简单的门电路, 到信号发生器、计数器、显示器等, 把整个课程形成一个有机的整体, 达到知识结构的系统化, 而从设计、仿真、元件的选择、实物的制作与调试, 最后产品说明书的撰写和实训的总结, 整个过程和企业产品研发到产品出厂的程序相一致, 也就是当今所谓的学习领域教学模式——以一个职业的典型工作任务为基础的专业教学。

三、总结

教师利用学习情境进行教学, 可以激发学生的学习兴趣。苏霍姆林斯基说过:“所有智力方面的工作都要依赖于兴趣”。爱因斯坦也曾说:“兴趣是最好的老师”。高职学生普遍很难接受高深的理论知识, 而基于工作过程的的学习与实践, 往往可以避开其短处。实践证明, 学生在工作过程中遇到问题, 会主动去查书、去问老师, 学习从被动变为主动, 这是非常难得的, 是我们追求的目标, 它使教与学的过程发生了质的变化。

当今竞争激烈的就业形势下, 高职学生除了要具备扎实的专业基础知识和熟练的操作技能外, 还要有团队合作精神。设立学习情境教学, 可以组织学生进行合作学习。合作学习的目的是切磋学问, 砥砺思想, 共同完成学习任务。三个臭皮匠赛过诸葛亮, 学习情境教学可以把一个教师变成全班都是“教师”, 当学生碰到问题后, 教师要给学生作出具体分析, 帮助学生解决问题。

总之, 孔子有句名言:“给我讲, 我会忘记;给我看, 我会记住;让我做, 我会理解。”这是人类认知的规律, “学习情境”的教学模式正是遵循了这种认知规律。

参考文献

[1]闫宁.关于高职教育体验式情境课程的教学研究[J].职业教育研究, 2008 (5) .

[2]高林, 鲍洁.高等职业教育专业课程体系改革与创新[M].北京:人民邮电出版社, 2009.

[3]姜大源.教育层次提升与教育内容扩展[J].北京联合大学学报, 2004, 18 (1) :l5.

[4]刘守义.数字电子技术[M].西安:西安电子科技大学出版社, 2004 (1) .

数字电子闹钟课程设计 篇3

【关键词】数字电子技术 教学设计 探讨

0引言

教学设计也称教学系统设计。它是运用系统方法分析教学问题和确定教学目标，建立解决教学问题的策略方案、试行解决方案、评价试行结果和对方案进行修改的过程。教学系统是由教师、学生、教学条件三个基本要素构成的，因此教学设计是一个系统化的过程，包括如何定位教学目标、如何进行任务分析、如何制定教学策略和正确选择教学媒体、如何编制教学评价标准等。具体来讲它主要包括教学内容、教学方法、教学策略、教学模式、教学媒体、教学评价等内容。传统的教学设计通常注重于教学过程的设计，具体体现为以教师为中心的教育模式，知识的传输方式是“教师→学生”的单向传递方式，学生是被动的知识接受者，称为“以教学过程为中心的教学系统设计。”而现代教学设计吸收了先进的教育教学理念，教学过程围绕各个实际问题展开，这些问题可以由教师提出，也可以由学生提出，学生主动参与教学过程的各个环节，体现为既发挥教师主导作用又充分体现学生认知主体作用的“主导—主体”教育模式，既注意教又注重学，称为“以教学问题为中心的教学系统设计”。如何把现代教学设计的思想应用到《数字电子技术》课程教学中，笔者做了初步的探索和尝试。旨在抛砖引玉，相互启发。

1.从课程的教学目标出发，选择教学内容，把握理论上的度。

《数字电子技术》是应用电子技术、信息工程、电子设备运行与管理等电子类专业的主干技术基础课程，其教学目标是通过本课程的学习使学生掌握数字电子技术的基础知识、基本理论、基本分析和设计方法，训练学生数字应用电路制作与调试的基本技能；培养学生严谨的科学态度、科学思维方式以及创新意识和创新能力。为学习后续课程提供必要的理论基础知识和实践技能，为今后可能从事的职业打好基础。因此，基于本课程的教学目标和中职教育的培养目标，我们在教学内容的选择上突出了基本理论，基本分析方法和知识的应用，回避了繁锁的集成电路内部分析和数学推导。着重外部逻辑功能的描述、分析和应用。强调外特性和主要参数。如在逻辑门电路一章中，改变了以74标准系列门作为典型电路分析逻辑功能和电气特性的传统，改用实际工作中运用的较多的CT74S系列门作为典型电路进行分析，进而介绍了CT74LS系列，还对TTL集成门电路各系列的主要电气参数进行了比较，使学生对各系列TTL集成门电路的特性都有一定了解。同时，还将TTL系列和CMOS4000系列门电路的主要电气参数进行了对比，使学生能根据实际工作要求正确选用数字集成电路。在时序逻辑电路一章中，在介绍计数器、寄存器和移位寄存器基本电路工作原理的基础上，直接介绍中规模集成计数器、移位寄存器功能表和使用。而没有讨论它们的内部逻辑电路。对于组合逻辑电路等中规模集成电路也采用了类似的处理方法。这不断突出了中规模集成电路的应用，同时也为增加技能训练时间创造了有利条件。

2.从培养能力出发，将理论教学与实践教学融为一体

由于《数字电子技术》是一门应用性很强的技术基础课，其基本理论与实践技能是许多后续课程的基础，理论与实践的密切结合，在本门课程中显得尤为重要。因此，我们在各章都设置了相应的实践训练环节——技能训练。它包括基本性技能训练和设计性技能训练两部分。“基本性技能训练”所涉及的内容与课堂教学内容紧密相关，充分体现课程的实践性。“设计性技能训练”是根据给出的实际问题，由学生自己设计实现逻辑功能的电路、选用芯片、进行安装调试、排除故障。同时还设置了理论与实践综合课程——课程设计内容，将理论教学与实践教学紧密结合。通过理论课程的学习和实训课程的实践，使学生基本掌握电子技术基础知识和基本技能，再通过相应的课程设计将理论用于实践，将设计和实现融为一体，使学生在课程设计中即能提高运用所学知识进行设计的能力，又能在这一过程中体会到理论设计与实际实现中的距离。从工程角度出发培养学生的工程思维方法、工作方法和应用所学知识解决实际问题的能力。使能力培养贯穿于教学的全过程。

为了培养学生分析和排队故障的能力，在教学内容提要的安排上，还先后介绍了《技能训练中故障的检查与排除》和《数字系统一般故障的检查和排除》等内容。使学生得到较为系统的故障诊断与排除的训练，从而提高学生解决实际问题的能力。

通过以上几种形式对教学内容的组合整编，使学生易学易懂，教师便于组织教学，有利于激发学生的学习积极性，培养学生的工程观念，训练学生工程实用技能。

3.结束语

从现代教学设计理念出发，我们对《数字电子技术》课程的教学内容，教学方法和教学媒体的设计进行了探索，积累了一些实践经验，也取得了一些成效。但是，探索和尝试是初步的，教学设计还有一些方面我们还没有涉猎到，通过教学设计如何来解决《数字电子技术》课程与工程实际相脱节，与职业资格证书考试相脱节的问题，我们也未涉及到。上述未解决的问题，我们期待与大家共同一道探索。

【参考文献】

[1]. 黄荣怀 宋文官 编《架设桥梁》高等职业教育现代教育技术的应用 [M]北京高等教育出版社 2005.1 11

[2]. 梁俊 编 《关于中职教育应用型人才培养的思考》[J]四川技术学院学报2005.2第1期 97

数字电子技术课程设计（模版） 篇4

一、设计题目

1、多功能数字钟的设计

设计要求：设计一个多功能数字钟，要求能准确计时，并以数字形式显示时、分、秒的时间，能校正时间。

2、数字频率计的设计

设计要求：设计一个数字频率计，要求可以测量方波、正弦波、三角波的频率，并以四位十进制数字表示。

3、多路数字式竞赛抢答器的设计

设计要求：设计一个可供六组参赛的数字式竞赛抢答器，每组设计一个抢答按钮，要求具有第一抢答信号的鉴别和锁存功能，具有计分及计时功能，设置犯规报警。

4、病房呼叫系统

设计要求：用1~5个开关模拟5个病房的呼叫输入信号，1号优先级最高；1~5优先级依次降低； 用一个数码管显示呼叫信号的号码；没信号呼叫时显示0；有多个信号呼叫时，显示优先级最高的呼叫号（其它呼叫号用指示灯显示）；凡有呼叫发出的呼叫声；对低优先级的呼叫进行存储，处理完高优先级的呼叫，再进行低优先级呼叫的处理。

5、篮球24S倒计时

设计要求：具有显示24S计时功能；设置外部操作开关，控制计时器的直接清零、启动和暂停连续功能计时器为24S递减计时器，其计时时间间隔为1S，计时器减计时到零时，发出报警信号。

6、16路数显报警器

设计要求：设计16路数显报警器，16路中某一路断开时（可用高低电平表示断开和接通），用十进制数显示该路编号，并发出声音信号；报警时间持续10秒钟；当多路报警时，要有优先级，并将低优先级的报警存储，处理完高优先级报警后，再处理之。

7、六十进制计数器。

设计要求：能实现六十进制计数，采用数码显示数字，有暂停功能，方波产生电路可不必设计。

8、电子门铃

设计要求：设计一个电子门铃，响声为“嘀嘀”声，或者叮咚声等；响声持续20S9、故障指示电路

设计要求：

1、一台设备出故障，黄灯亮；两台设备出故障，红灯亮；三台设备出故障，黄灯和红灯都亮。

2、设备工作或故障可用开关来模拟

二、课程设计说明书与图纸要求

课程设计说明书包括内容：

1．设计任务及主要技术指标和要求；

2．选定方案的论证及整体电路的工作原理；

3．单元电路的设计计算，元器件选择，电路图；

4． 按国家有关标准画出整体电路图，列出元件、器件明细表；

电子技术课程设计 数字钟的设计 篇5

《数字钟的设计》

专业：自动化

班级：14级自动化品牌一班

学号：20140632

姓名：付岩

指导教师：邬祥忠李振声

完成日期：2016年6月9日

一、设计题目 “数字钟的设计”

二、技术要求

1、设计一台能显示“秒”“分”“时”的数字钟，要求24小时为一计时周期。

2、当电路发生走时误差时，要求电路具有校时功能。

三、使用的元器件和电源 元器件：

1、七段显示译码器7448

2、数码管7SEG-DIGITAL

3、定时器NE555

4、十进制计数器74LS160

5、二输入与非门74LS00

6、非门74LS04

7、电阻100k 9C08052A1003JLHFT

8、电容10n CERAMIC10N

9、电容4u7 AUDI04U7

10、单刀双掷开关SW-SPDT 电源：+5V

四、设计内容

1、电路各部分组成及工作原理（1）振荡电路

振荡电路选用555定时器构成的多谐振荡器，如图1所示。多谐振荡器的振荡频率可由下式估算：

f=1/T=1.43/(R1+2R2)C 若选R1=R2=100k，要在输出端得到频率为1Hz的时钟信号，则C应选47UF。

图1

（2）计数器

主要使用6片74LS160十进制加法计数器实现，数字钟的“秒”“分”信号产生电路都由六十进制计数器构成，“时”信号产生电路为二十四进制计数器。采用反馈清零法的六十进制和二十四进制加法计数器电路分别如图2和图3表示。

图2

图3（3）译码显示电路

译码显示电路选用七段显示译码器7448和数码管7SEG-DIGITAL，以六十进制“秒”计时电路为例，将计数器、译码显示器和显示数码管连在一起，其电路示意图如图4所示。

图4（4）校时电路

通过单刀双掷开关SW-SPDT控制“分”“时”的进位信号，使其可以按照秒的速度快速计时，如图5所示。

图5

2、数字钟电路图

3、电路各部分的安装和调试方法（1）振荡器的安装与调试

按图1所示电路在试验箱上连线，输出接发光二极管，观察发光二极管的显示情况。（2）计数器的安装与调试

分别按图2与图3所示电路在试验箱上连线，CP为1HZ，可直接由试验箱连续脉冲输出端提供，观察在CP脉冲作用下，输出端发光二极管的状态变化情况，验证是否为六十进制和二十四进制计数器。

（3）译码显示电路的安装与调试

按图4所示电路在试验箱上连线，观察在CP脉冲作用下数码管的显示情况。

（4）校时电路

通过单刀双掷开关控制“时”“分”计时器的进位信号，使其按照“秒”计时器的速度校时

4、在整机电路的设计、调试过程中的心得体会

通过数天的设计与思索，我发现自己并不是真的全部掌握所学内容，虽然基本上已经掌握课上老师所讲的内容，可是一到把所用内容整合在一起具体应用时，还是出了很多问题。

比如关于计数器方面的学习，因为所学的是如何将两片74LS160连接构成几十几进制的计数器，感觉很简单，而事实也如此，因此忽略了如何进位的问题。在这次设计开始前，我想当然就以为秒分时各计数器全由一个CP脉冲作用就好了，而各计数器之间的连接也按每个计数器间的接法照旧。结果发现根本不对，秒计数器倒是正常走了，走到59时，下一秒时分计数器根本不动，想了半天却还在钻牛角尖。最后经过查书重新地仔细地看了这部分知识，才发现其中的错误，开始用秒计时器的清零端MR取非给分计时器进位，可突然却发现又出现问题：各计时器之间能正常进位，可是分、时计数器的数码管却全显示1，于是再想是不是还有控制CP信号的端口，于是发现把上一计时器的进位端接入下一计时器的CP段就可以了，电路可以正常进位。想了一两天的问题解决了，打算看看效果，于是更改振荡器中电阻的数值，将100k改换成100欧姆，变换速度瞬间提高一千倍，很快地走了一个周期，从而验证了自己的想法。

当然还有其他的问题，比如关于译码显示电路，选用实验书中的4511译码器，结果发现除QA到QG没有变换其他各端都挺正常的变化（仿真过程中显示红蓝灰点，QA到QG一直不变），后来还是选用数电书上的7448译码器，因为书上的有相关的解释，相关知识也能弄清楚，不用费多少脑力。

不过，关于校时电路的部分，我自己实在是没弄懂，找别人问问发现没人看懂，结果有个同学说使用单刀双掷开关，觉得这想法可以，就用上了。

数字电子闹钟课程设计 篇6

【摘要】《数字电子技术》课程作为电子类专业的主干技术基础课之一，其陈旧的教学内容，传统的教学方法和教学手段，已不适应现代中职教育培养目标的需要。在现代教学设计思想的指导下，对《数字电子技术》课程的教学内容、教学方法和教学媒体进行了精心设计和探讨，从该课程教学目标和中职教育教学基本原则的要求出发，正确把握教学内容的量与度；将理论教学与实践教学融为一体；积极采用多媒体教学技术，注重现代教学媒体与传统媒体的有机结合，从而激发了学生学习的积极性，调动了学生学习的主动性和创造性，培养了学生分析问题、解决问题的能力。改进提高了该课程的教育教学质量。

【关键词】数字电子技术 教学设计 探讨

0引言

教学设计也称教学系统设计。它是运用系统方法分析教学问题和确定教学目标，建立解决教学问题的策略方案、试行解决方案、评价试行结果和对方案进行修改的过程。教学系统是由教师、学生、教学条件三个基本要素构成的，因此教学设计是一个系统化的过程，包括如何定位教学目标、如何进行任务分析、如何制定教学策略和正确选择教学媒体、如何编制教学评价标准等。具体来讲它主要包括教学内容、教学方法、教学策略、教学模式、教学媒体、教学评价等内容。传统的教学设计通常注重于教学过程的设计，具体体现为以教师为中心的教育模式，知识的传输方式是“教师→学生”的单向传递方式，学生是被动的知识接受者，称为“以教学过程为中心的教学系统设计。”而现代教学设计吸收了先进的教育教学理念，教学过程围绕各个实际问题展开，这些问题可以由教师提出，也可以由学生提出，学生主动参与教学过程的各个环节，体现为既发挥教师主导作用又充分体现学生认知主体作用的“主导―主体”教育模式，既注意教又注重学，称为“以教学问题为中心的教学系统设计”。如何把现代教学设计的思想应用到《数字电子技术》课程教学中，笔者做了初步的探索和尝试。旨在抛砖引玉，相互启发。

1.从课程的教学目标出发，选择教学内容，把握理论上的度。

《数字电子技术》是应用电子技术、信息工程、电子设备运行与管理等电子类专业的主干技术基础课程，其教学目标是通过本课程的学习使学生掌握数字电子技术的基础知识、基本理论、基本分析和设计方法，训练学生数字应用电路制作与调试的基本技能；培养学生严谨的科学态度、科学思维方式以及创新意识和创新能力。为学习后续课程提供必要的理论基础知识和实践技能，为今后可能从事的职业打好基础。因此，基于本课程的教学目标和中职教育的培养目标，我们在教学内容的选择上突出了基本理论，基本分析方法和知识的应用，回避了繁锁的集成电路内部分析和数学推导。着重外部逻辑功能的描述、分析和应用。强调外特性和主要参数。如在逻辑门电路一章中，改变了以74标准系列门作为典型电路分析逻辑功能和电气特性的传统，改用实际工作中运用的较多的CT74S系列门作为典型电路进行分析，进而介绍了CT74LS系列，还对TTL集成门电路各系列的主要电气参数进行了比较，使学生对各系列TTL集成门电路的特性都有一定了解。同时，还将TTL系列和CMOS4000系列门电路的主要电气参数进行了对比，使学生能根据实际工作要求正确选用数字集成电路。在时序逻辑电路一章中，在介绍计数器、寄存器和移位寄存器基本电路工作原理的基础上，直接介绍中规模集成计数器、移位寄存器功能表和使用。而没有讨论它们的内部逻辑电路。对于组合逻辑电路等中规模集成电路也采用了类似的处理方法。这不断突出了中规模集成电路的应用，同时也为增加技能训练时间创造了有利条件。

2.从培养能力出发，将理论教学与实践教学融为一体

由于《数字电子技术》是一门应用性很强的技术基础课，其基本理论与实践技能是许多后续课程的基础，理论与实践的密切结合，在本门课程中显得尤为重要。因此，我们在各章都设置了相应的实践训练环节――技能训练。它包括基本性技能训练和设计性技能训练两部分。“基本性技能训练”所涉及的内容与课堂教学内容紧密相关，充分体现课程的实践性。“设计性技能训练”是根据给出的实际问题，由学生自己设计实现逻辑功能的电路、选用芯片、进行安装调试、排除故障。同时还设置了理论与实践综合课程――课程设计内容，将理论教学与实践教学紧密结合。通过理论课程的学习和实训课程的实践，使学生基本掌握电子技术基础知识和基本技能，再通过相应的课程设计将理论用于实践，将设计和实现融为一体，使学生在课程设计中即能提高运用所学知识进行设计的能力，又能在这一过程中体会到理论设计与实际实现中的距离。从工程角度出发培养学生的工程思维方法、工作方法和应用所学知识解决实际问题的能力。使能力培养贯穿于教学的全过程。

为了培养学生分析和排队故障的能力，在教学内容提要的安排上，还先后介绍了《技能训练中故障的检查与排除》和《数字系统一般故障的检查和排除》等内容。使学生得到较为系统的故障诊断与排除的训练，从而提高学生解决实际问题的能力。

通过以上几种形式对教学内容的组合整编，使学生易学易懂，教师便于组织教学，有利于激发学生的学习积极性，培养学生的工程观念，训练学生工程实用技能。

3.结束语

从现代教学设计理念出发，我们对《数字电子技术》课程的教学内容，教学方法和教学媒体的设计进行了探索，积累了一些实践经验，也取得了一些成效。但是，探索和尝试是初步的，教学设计还有一些方面我们还没有涉猎到，通过教学设计如何来解决《数字电子技术》课程与工程实际相脱节，与职业资格证书考试相脱节的问题，我们也未涉及到。上述未解决的问题，我们期待与大家共同一道探索。

【参考文献】

[1].黄荣怀 宋文官 编《架设桥梁》高等职业教育现代教育技术的应用 [M]北京高等教育出版社 2005.1 11

[2].梁俊 编 《关于中职教育应用型人才培养的思考》[J]四川技术学院学报2005.2第1期 97

数字电子技术课程改革探讨 篇7

关键词：数字电子技术,双语教学,硬件描述语言

1 引言

近年来数字电子技术迅速发展, 知识更新周期大大缩短, 数字器件不断更新换代, 新一轮的数字革命正在影响着人们日常生活的方方面面。作为介绍数字设计基础知识的课程《数字电子技术》是我校自动化和计算机等专业的主要专业技术基础课程, 在这场数字革命的浪潮中面临着巨大的挑战。我们在分析了当前数字系统设计的趋势变化后, 借鉴国内外知名院校的精品课程, 确定了这门课程教学的改革思路, 结合本校具体情况, 进行了一系列建设性、可操作性强的改革, 收到了较好的效果。

2 数字电子技术课程的改革实践

笔者教授数字电子技术已有多年, 在认识到上述当前电子技术发展的新趋势对高等学校数字电子技术课程带来的影响的同时也在不断探索课程教学的改革思路, 并且配合学校对计算机专业、自动化专业学生人才培养计划的调整, 在课程内容, 授课方式, 实践教学等方面作了一些改革, 并且在自动化本科2005级率先进行了双语教学的尝试, 实践证明, 这些改革措施收到了良好的效果。

2.1 教学内容教学手段的改革

在教学内容上, 根据不同专业的学科特点和各专业学生的特点对教学内容进行了适当的调整。例如:对计算机专业的学生, 考虑到近年来硬件设计“软件化”的趋势, 而计算机专业学生的软件基础好, 特别增加了HDL (硬件描述语言) 的知识, 实践证明只需要为数不多的几个学时, 就可具备一定HDL的基础知识, 在后续的课程设计中同学们的学习热情和求知欲望都有极大的提高, 对数字电子技术的现代设计方法有了充分的认识。对自动化专业的学生, 根据我院制定的要培养应用型本科人才的培养计划, 不但要增加EWB (Electronic Design Automation) 、HDL等现代的教学内容, 更要把教学的重点放在对学生实践能力的培养上。设立导师辅导制, 鼓励学生参加各类竞赛, 积极引导学生的实践创新活动, 让他们参与教师的课题组。在完成教学大纲要求的前提下, 多介绍电子技术最新的成果;强调加强实践环节的重要性, 除传统的验证性实验外, 开设综合性、设计性实验, 并增加了实践课在总成绩中所占的比例。另外在教学中注意到这几年电子技术发展很快, 尤其是高质量、高性能集成电路不断涌现, 因此在教学中要求必须融合电子技术的前沿知识, 各单元电路的教学必须以集成电路为背景和落脚点。

教学手段上积极引进新的教学理念和设施, 保证该课程教学的先进性。提倡教学方法的改革, 组织教研活动让教师相互讨论教学方法, 集体学习各种教学方法的理论, 将案例教学法、比较教学法、以学生为中心的教学法应用到教学当中。鼓励教师相互听课和参加各类教学竞赛, 提高教学水平。自2005年以来, 已有3位教师在学校举办的教学竞赛中分别获一、二、三等奖。提出将现代教学手段引入教学中, 以提高教学效率和教学质量。注重采用多媒体等现代化教学手段的使用, 自己设计制作电子课件, 将深奥难懂的理论知识用浅显的办法制作成课件展示给同学, 激发了学生的学习兴趣, 提高了教学质量和教学效果。教师在教学中将所用到的具体电路的工作过程与结果用EWB仿真出来展示给学生, 学生在课后及实验前能用EWB仿真电路的工作情况, 达到快速、高效地掌握所学知识, 以加强动手能力的锻炼。

2.2 实践教学的改进

实践教学方面的改进主要体现在以经典电子技术为基础, 注重现代电子技术的发展与应用, 采取多类别、多层次教学模式, 走普及教学与个性教学相结合的道路, 改革、重组实验教学内容, 以改善实验教学技术、手段、环境为依托, 充分保证实验教学理念的实现。

我们在2006年以建设示范实验室为契机建设了一个校级的电工电子实验示范中心, 该中心以全新的理念为学生营造了一个自主实验、全面开放、实现自我创新能力的传统与现代电子技术相结合的功能齐全的实验环境。电子基础实验室配备有48套网络型电子技术实验设备, 同时配备了48台电脑, 可以利用电子仿真软件, 进行数字电子技术的仿真实验。实验室构建开放式信息化平台, 实现了对电专业本科学生全面开放。只要提前预约, 实验室就可以对申请进行实验的学生提供条件, 准备好相关器材, 在预约的时间段内进入实验室。这样就解决了传统实验时间受限, 次数受限的问题, 学生在实验中如果遇到问题, 还可以利用远程帮助系统得到教师的指导。

在满足基本即传统实验的基础上, 引入了EDA技术, 适量介绍VHDL语言, 为后续的EDA技术选修课打下基础。课程组教师积极参加实践教学改革, 分别完成了《基于EDA技术的电子电路综合性、设计性实验的研究与实践》、《改革电子课程设计实践教学》等教改课题的研究, 极大地促进了学生学习的积极性和主动性, 为学生参加各类国家级、市级竞赛打下了坚实的基础。2007年我校学生在全国大学生电子竞赛中取得了全国一等奖的好成绩。

为了进一步提高学生的工程实践能力, 从2007年开始, 实验室教师和教研室全体教师共同讨论一起制定了综合性、设计性试验的教学大纲, 重新调整了课程考核的比例, 明确指出

综合性、设计性实验在整个考核中所占的比例为30%, 要求学生养成独立思考的学习习惯, 掌握独立工作和撰写总结报告的能力, 为今后独立承担相应的工作打下坚实的基础。

2.3 积极开展双语教学

为了能紧密配合国家的经济建设和社会发展, 教育部高教司颁布了迅速推动双语教学的文件 (2001年4号文件) 要求各高校积极推动使用英语进行公共课和专业课的双语教学, 特别是在信息技术、生物技术、新材料技术及国家发展急需的专业领域开展双语教学。国家重点建设学校要力争在3年内开发5%～10%的双语课程。电子技术课程属于信息技术范畴, 对电子技术课程进行双语教学自然成为了高校教学改革的必然趋势[1]。

我校的双语教学起步较晚, 2006年我院系领导就开始重视双语教学师资的培养, 特别聘请了重庆大学的外语专业教师对全系选拔出来的教师进行专门培训, 从双语教学的定义、双语教学的实施方案以及工科专业双语教学课堂常用的教学课堂用语、教学展开等方面进行了专门指导, 同时派专业教师到四川外语学院脱产进修外语, 保证了双语教学师资的质量。2007年, 自动化本科专业的数字电子技术课程首先试点了双语教学。制定了双语教学大纲, 制作了完整的多媒体课件 (全英文) , 编制了全英文的考试试卷。通过一个学期的学习, 学生的专业英语水平大大提高, 外文的专业术语词汇量比没有使用双语教学的班级大大增加。由于EDA设计的专业软件基本上都是英文的, 学生学习软件的效率也大大提高, 更增加了他们学习的热情。虽然, 双语教学在实施过程中也遇到了一些问题, 如有的同学英语基础太差, 无法阅读原版教材, 造成学习障碍, 今后要采取分层教学的办法即要规定选修双语课程的学生的英语成绩, 没有达到要求的同学只能选择中文讲授的班级上课。

4 结论

数字电子技术具有较强的理论性、应用性和工程实践性。电子技术发展的日新月异给大学教师讲授该门课程提出了挑战和更新的要求, 如何让课程内容紧跟时代发展, 如何让学生尽快掌握先进的知识, 具备过硬的实践能力是我们每一个教育工作者应该思考的问题。我们结合本校具体情况, 分别从授课内容、教学手段、授课形式 (采用双语教学) 等方面进行了一系列建设性、可操作性强的改革, 收到了较好的效果。

参考文献

[1]李萍.计算机学科开展双语教学的思考[J].盐湖工学院学报 (自然科学版) , 2005.2:76-77.

数字电子闹钟课程设计 篇8

关键词：数字电子技术?项目课程?教学改革

中图分类号：G421 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2012）09（c）-0175-01

《数字电子技术》是高职电子信息、电气自动化等电子类专业的一门重要的专业基础课程，理论与技能的紧密结合是本课程的重要特点。传统的教学把理论学习和技能训练隔离开来，理论课以教师在课堂上讲授为主，技能训练则由专职的实验教师在实验室里进行，基本上也是以传授知识为目的，实验的内容主要是验证理论知识，强化对理论知识的理解，学生处于被动学习的地位，动手机会少，实验目的不明确，从而造成学生缺乏学习兴趣和主动性，因此必须对《数字电子技术》课程的教学方式进行教学改革，实施项目课程开发。

1　项目课程设计

项目课程是以工作任务为中心选择、组织课程内容，并以完成工作任务为主要学习方式的课程模式，其核心是“基于工作过程”，在工作中学习，在学习中工作，教师在整个过程中充当导演的角色，充分发挥学生的主体性，调动学生学习的主动性。这样不但提高了学生的基本操作能力，又可以提高学生的创新思维能力和创新技能。根据我们多年来对《数字电子技术》课程教学的实践，结合高职学生知识储备和人才培养方案的要求，我们把该课程分成表决器、抢答器、数字时钟、烟雾报警器、数控电源等五个电子器件的制作，构成五个教学项目，具体的教学设计如表1所示。

2　项目课程设计的特点

2.1　项目内容简单，涵盖知识点全面

精选的五个工作项目，学生制作起来难度不大，在规定的学时内较容易完成。同时完成五个项目需要的理论知识各有侧重，涵盖了《数字电子技术》课程逻辑代数基础、集成逻辑门电路、组合逻辑电路、集成触发器、时序逻辑电路、脉冲波形的产生与整形、数模、模数转换器等所有内容，保证了课程理论知识结构的完整。

2.2　用较少的课时完成规定的教学任务

在高职的人才培养方案中，《数字电子技术》的课时一般在72学时左右，用传统的教学模式在这么少的课时内完成所有的教学任务是不可能的，大都采取减少教学内容、降低教学难度等方式。采用项目化教学，教学活动由于在一体化教室中进行，理论和技能都由一个教师指导，减少讲授内容的重复，有利于所有教学任务的完成。

3　项目课程的实施

为了保证教学设计顺利应用于教學实践，还需要在教学设施、教学组织、教学评价等方面制定相应的保障措施。

3.1　建设“教学做一体化”教室

项目课程设计把理论学习和技能训练整合成一个项目，相应的教学场地也必须把原来分离的教室和实验室合二为一，形成“教学做一体化”教室。《数字电子技术》需要的一体化教室内可分成理论教学区和实训操作区。理论教学区要有多媒体教学设备及相应的仿真软体，实训操作区有电子仪器仪表、数字实训平台等。在环境的布置上可以参照实际生产企业生产的需要，张贴安全生产宣传标语、生产操作流程、安全操作流程等，场地允许的话还可以安排学生作品展台。

3.2　编写项目课程教材或讲义

传统的教材是显然不适合项目课程教学的需要，必须按照要求编写相应的教材或讲义。教材要以设计的项目为单元，打破原来的理论体系框架，把理论知识和技能整合一起。

3.3 组织教学项目实施，规范教学过程

五个教学项目的教学过程要统一规范，一般按照下面几个环节来进行：一是下达工作任务。也就是要明确制作什么产品，该产品的功能是什么。同时提供给学生产品的制作步骤和电气原理图。二是学习与本任务相关的理论知识。学生可根据提供的知识点清单，利用图书馆、互联网等自学，教师也可以集中重点讲授、总结，使学生掌握较系统的理论知识。三是制定制作计划。围绕工作任务的要求，同学之间相互讨论，共同制定制作产品的具体步骤、需要的电子元器件、仪器仪表等，形成具体的制作方案。四是选择制作方案。根据讨论的几个方案，同学们可根据元器件的性能、可操作性、产品的功能、简洁性等原则，选择确定最佳的方案。五是具体的制作实施。同学要分成几个小组，小组成员分工合作，共同完成产品的制作。六是检查评价。根据每个小组制作的产品，可分别在元器件的选择、元器件的安装、电路的焊接、仪器仪表的使用、产品功能实现、故障排除与调试、工具的使用、原材料的用量等方面作出评价。

4 建立多元课程评价体系

为全面考查学生掌握理论知识和实践技能，《数字电子技术》项目课程的考核分理论和实践两方面来进行。理论考试以笔试的形式进行，重点考核学生对理论知识的掌握。实践考核由指导教师根据各个教学环节设计考核内容，参考制作过程的考察记录和最终作品，在基本的专业能力、任务完成情况、作品质量、工作态度和团队合作等方面给予评价。

《数字电子技术》项目化教学改革，整合了理论学习和实践技能训练，解决了教学过程中理论和实践的脱节问题，在教学过程中能做到“教、学、做”相结合。在项目化教学中，给学生明确的工作任务，提供参考电路图，这样不限制学生的思维，学生可根据要达到的功能自行设计多个方案，不仅激发了学生的学习兴趣，还强化了知识的掌握程度，培养了学生的综合技能，锻炼和提高了学生的思维能力、分析问题及解决问题的能力。教学的实践证明，在《数字电子技术》课程教学中采用项目教学法是一种实用有效的好方法。

参考文献

[1]　冯志军.项目课程课例开发的实践与思考[J].中国职业技术教育，2010（35）.