數(shù)字電子部分

1、實驗1 基本邏輯門邏輯功能測試及使用,一、實驗目的熟悉數(shù)字電路實驗系統(tǒng)的正確使用。 掌握各種常用門電路的邏輯符號及邏輯功能。 了解TTL、CMOS集成電路外引線排列。 了解TTL、CMOS集成電路的標示識別。 了解 TTL、CMOS集成電路正確的使用方法。 通過驗證掌握常用的TTL、CMOS集成門電路的邏輯功能。 熟悉并掌握OC門、三態(tài)門的典型應用。,數(shù)字電子部分,返回,實驗內容,實驗1 基本邏輯門邏輯功能測試及使用,二、

2、實驗器材 數(shù)字實驗系統(tǒng)一臺。 TTL集成門電路74LS00二輸入端四與非門，74LS32二輸入端四或門， 74LS08二輸入端四與門， 74LS04六反相器，74LS125四三態(tài)門。 74LS86四異或門，CMOS集成門電路CD4002四輸入端二或非門各1塊。 數(shù)字萬用表1塊。三、預習要求 認真復習知識要點所述內容。 查找書后附錄，畫好進行實驗用各芯片管腳圖及實驗接線圖。 畫好實驗用記錄表格。,數(shù)字電子部分,返回,實驗內容

3、,實驗1 基本邏輯門邏輯功能測試及使用,四、實驗內容及要求 在實驗系統(tǒng)（箱）上找到相應的門電路。并把輸入端接實驗箱的邏輯開關，輸出接發(fā)光二極管，接線見圖2-23a。 驗證與門，或門，與或非門，異或門及反相器的邏輯功能。若實驗系統(tǒng)（箱）上無門電路集成元件，可把相應型號的集成電路插入實驗箱集成塊空插座上。注意必須再接上電源正，負極，輸入端接邏輯開關，輸出端接發(fā)光二極管LED，即可進行驗證。見圖2-23b。按門電路邏輯功能表2-16中“與

4、門”一欄輸入A,B（0，1）信號，觀察輸出結果（看發(fā)光二極管，如燈亮為1，燈滅為0）填入表2-16中。按同樣方法驗證“或門”74LS32，“與非門”74LS20，“異或門”74LS86，反相器74LS04的邏輯功能，并把結果填入表2-16中。,數(shù)字電子部分,返回,實驗內容,實驗1 基本邏輯門邏輯功能測試及使用,驗證CMOS或非門CD4002邏輯功能: CD4002邏輯圖見圖2-24a，接線圖見圖2-24b。記錄測試數(shù)據(jù)并填入自己設計的記

5、錄表格。三態(tài)門74LS125應用測試：74LS125三態(tài)門外引腳排列見圖2-25。利用74LS125三態(tài)門“線與”連接，實驗電路見圖2-26。三個三態(tài)門的輸入分別接高電平、地、連續(xù)脈沖。根據(jù)三個開關不同狀態(tài)觀察指示燈的變化，體會三態(tài)門的功能。自行設計記錄表格進行記錄。,數(shù)字電子部分,返回,實驗內容,實驗1 基本邏輯門邏輯功能測試及使用,五、實驗報告要求 畫出實驗用邏輯門的邏輯符號，并寫出邏輯表達式。 整理實驗表格和結果。 總結三

6、態(tài)門功能及正確的使用方法。 通過本次實驗總結TTL及CMOS器件的特點及使用的收獲和體會。 回答思考題。 六、思考題 欲使1只異或門實現(xiàn)非邏輯，電路將如何連接，為什么說異或門是可控反相器? 對于TTL電路為什么說懸空相當于高電平?而CMOS集成門電路多余端為什么不能懸空？,數(shù)字電子部分,返回,實驗內容,實驗2 TTL74系列與非門器件參數(shù)測試,一、實驗目的掌握TTL集成與非門的主要參數(shù)的測試方法。 掌握TTL器件的使用規(guī)則

7、。 進一步熟悉數(shù)字電路實驗箱的結構、基本功能和使用方法。 加深對與非門邏輯功能的認識。二、實驗器材 數(shù)字實驗系統(tǒng)。數(shù)字萬用表。 74LS00集成電路、1kΩ電位器、200Ω電阻各1個。,數(shù)字電子部分,返回,實驗內容,實驗2 TTL74系列與非門器件參數(shù)測試,三、預習要求 復習TTL與非門各參數(shù)定義、意義與測試方法。 熟悉與非門靜態(tài)傳輸特性及測試方法。 四、實驗內容及要求 74LS00技術參數(shù)的測試 Iil測試線路見

8、圖2-29a，Iih測試線路見圖2-29b,UOH、UOL測試線路見圖2-29c。將測試結果記入表2-17中。 電壓傳輸特性的測試 按圖2-29d接線，調節(jié)電位器Rw，使Ui從0V向高電平變化，逐點測量Ui和對應于Ui的Uo值，記入表2-18中。,數(shù)字電子部分,返回,實驗內容,實驗2 TTL74系列與非門器件參數(shù)測試,五、實驗報告要求 記錄、整理實驗結果，并對結果進行分析。 畫出實測的電壓傳輸特性曲線，并從中讀出有關參數(shù)值。

9、六、思考題 TTL與非門輸入端懸空相當于輸入何種邏輯？為什么？ 如何處理各種門電路的多余輸入端？,數(shù)字電子部分,返回,實驗內容,實驗3 中小規(guī)模集成電路組合邏輯設計,一、實驗目的掌握用SSI及MSI實現(xiàn)組合電路的設計方法。 掌握實現(xiàn)組合電路的連接及調試方法。通過功能驗證鍛煉解決實際問題的能力。 二、實驗器材 數(shù)字實驗系統(tǒng)。TTL型集成電路與非門74LS00、或非門74LS02、異或門74LS86、4-16線譯碼器74LS1

10、54，其他自選或相應CMOS器件皆可。,數(shù)字電子部分,返回,實驗內容,實驗3 中小規(guī)模集成電路組合邏輯設計,三、預習要求 根據(jù)所指定的設計題目按正規(guī)設計步驟寫出真值表、輸出函數(shù)表達式、卡諾圖化簡過程，得到簡化表達式并按指定邏輯寫出表達式。 根據(jù)實驗要求應畫出總體實驗接線圖。 四、設計性實驗 設計內容要求,數(shù)字電子部分,返回,實驗內容,實驗3 中小規(guī)模集成電路組合邏輯設計,1） 題目A: 血型合格鑒定電路的設計及驗證 人

11、類有四種基本血型：A，B，AB，和O。要求輸血者和受血者的血型必需符合下述原則：O型血可以輸給任意血型的人，但O型血的人只能接受O型的血；AB型血只能輸給AB血型的人，但AB型血的人能接受所有血型的血；A型血能輸給A型血和AB型血的人，而A型血的人只能接受A型血和O型血；B型血能輸給B型血和AB型血的人，而B型血的人只能接受B型血和O型血。血型關系的示意見圖2-34。 要求寫出真值表、邏輯表達式（如何化簡自己決定）。①試用與非門

12、設計該邏輯電路，選擇盡可能少的器件。②試用4-16譯碼器中規(guī)模集成電路設計該邏輯電路。,數(shù)字電子部分,返回,實驗內容,實驗3 中小規(guī)模集成電路組合邏輯設計,2） 題目B: 碼制轉換電路設計及驗證 設計一個如表2-22所示的8421碼和2421碼相互轉換的邏輯電路。 要求寫出真值表、邏輯表達式（如何化簡自己決定）。試用最簡邏輯門設計該電路,并在實驗臺上進行調試及驗證。 3） 題目C：四人表決電路設計及驗證 要求

13、寫出真值表、邏輯表達式（如何化簡自己決定）。四人表決時，當多數(shù)人通過時用發(fā)光二極管顯示。試用最簡邏輯門設計該電路，具體電路形式不限，并在實驗臺上進行調試及驗證。,數(shù)字電子部分,返回,實驗內容,實驗3 中小規(guī)模集成電路組合邏輯設計,4） 題目D：2位二進制乘法器設計及驗證（綜合實驗） 輸入A1A0和B1B0兩路二進制信號，輸出為A1A0×B1B0的乘積，通過數(shù)碼管顯示出來。例如A1A0和B1B0兩路二進制信號假若為11和

14、10時，則顯示“6”，具體電路形式不限。 設計實驗要求 寫出真值表、邏輯表達式（如何化簡自己決定）。①試用與非門設計該邏輯電路，選擇盡可能少的器件。②可利用實驗系統(tǒng)上已連接好的BCD/七段譯碼顯示電路和數(shù)碼管，并在實驗臺上進行調試及驗證。 5） 題目E：2位二進制平方電路設計及驗證（綜合實驗） 輸入A2A1A0三位二進制數(shù)，用兩位數(shù)碼管顯示其平方數(shù)。例如A2A1A0==111時，則應顯示“49”。(具體電路形式不限

15、),數(shù)字電子部分,返回,實驗內容,實驗3 中小規(guī)模集成電路組合邏輯設計,6） 題目F：代碼轉換電路設計及驗證 用4位全加器（74LS283）和門電路設計一個電路，將余三碼轉換為8421碼。 設計實驗要求 寫出真值表，邏輯表達式（如何化簡自己決定）①試用與非門設計該邏輯電路，選擇盡可能少的器件）。②如用中規(guī)模電路設計，請寫明設計步驟。（如需顯示，可利用實驗系統(tǒng)上以連接好的BCD/七段譯碼顯示電路和數(shù)碼管）。并在實驗臺上進

16、行調試及驗證。 7） 題目G：數(shù)據(jù)范圍指示器的設計及驗證 設A、B、C、D是4位二進制數(shù)碼，可用來表示16個十進制數(shù)。設計一個組合邏輯電路，使之能夠區(qū)分下列三種情況：①0≤X≤4 ②5≤X≤9 ③10≤X≤15，要求用與非門及數(shù)據(jù)選擇器兩種方法實現(xiàn)。,數(shù)字電子部分,返回,實驗內容,實驗3 中小規(guī)模集成電路組合邏輯設計,8） 題目H：奇校驗器設計及驗證 對十六進制代碼A4A3A2A1完成奇校驗。 2. 實驗內容

17、對以上設計題目在實驗系統(tǒng)上進行連接調試。 五、實驗報告要求 按正規(guī)設計要求寫出真值表，化簡得到簡化邏輯表達式,選擇器件,畫出邏輯圖。總結設計實驗心得體會。,數(shù)字電子部分,返回,實驗內容,實驗4 觸發(fā)器、鎖存器功能測試及應用,一、實驗目的掌握基本RS觸發(fā)器的原理及應用。 掌握集成D、JK觸發(fā)器的邏輯功能及其應用。 熟悉D鎖存器的功能及其應用。 二、實驗器材 數(shù)字實驗系統(tǒng)。雙蹤示波器1臺。 集成電路芯片74LS74、74

18、LS112、74LS00、74LS75、74LS86各1塊，3kΩ電阻2只。,數(shù)字電子部分,返回,實驗內容,實驗4 觸發(fā)器、鎖存器功能測試及應用,三、預習要求 認真復習觸發(fā)器章節(jié)知識相關內容。 了解本次實驗所用器件管腳功能及測試方法。 四、實驗內容及要求 用基本RS觸發(fā)器做消機械抖動開關。 1） 驗證如圖2-37中基本RS觸發(fā)器的邏輯功能。2） 連接圖2-37中的-A及-B線，每撥動一次開關K，用萬用表或發(fā)光二極管

19、監(jiān)測Q和的狀態(tài)如何變化。,數(shù)字電子部分,返回,實驗內容,實驗4 觸發(fā)器、鎖存器功能測試及應用,2.   JK觸發(fā)器1） JK觸發(fā)器功能測試 本實驗選用74LS112。連接好測試電路并請根據(jù)表2-23中條件觀察JK觸發(fā)器74LS112輸出端Qn+1的變化情況，填入表2-23。2） 用74LS112 JK觸發(fā)器接成T 觸發(fā)器按圖2-38接線用邏輯箱上的連續(xù)脈沖做CP時鐘，用示波器觀測并記錄CP，Q的同步波形。認真體

20、會觸發(fā)器的分頻作用。D觸發(fā)器邏輯功能測試 1） 本實驗選用74LS74。連接好測試電路并請根據(jù)表2-24中條件觀察D觸發(fā)器輸出端Qn+1的變化情況，填入表2-24 。 2） 用74LS74 D觸發(fā)器接成T觸發(fā)器按圖2-39接線用邏輯箱上的連續(xù)脈沖做CP時鐘，用示波器觀測并記錄CP，Q的同步波形。同樣體會一下觸發(fā)器的分頻作用。如果在圖2-39接線基礎上加上如圖2-40連接的反饋回路再用示波器觀測并記錄ui 與uo的同步波形，體會一

21、下觸發(fā)器的倍頻作用。,數(shù)字電子部分,返回,實驗內容,實驗4 觸發(fā)器、鎖存器功能測試及應用,4.  D鎖存器 本實驗選用74LS75。按圖2-41連接好測試電路D4D3D2D1=1001，當G從0變?yōu)楦唠娖綍r觀察D鎖存器輸出端的變化情況。五、實驗報告要求 畫出各部分實驗接線圖，整理實驗結果，說明基本RS觸發(fā)器、D觸發(fā)器、JK觸發(fā)器、D鎖存器的邏輯功能。 認真總結本次實驗的收獲和體會。 七、思考題,數(shù)字電子部分,返回,實

22、驗內容,1. 異步置位端 和 為什么不允許出現(xiàn) 情況?正常工作情況下 、 應為何種態(tài)？,2. 請分析一下消振顫電路的工作原理。,實驗5 集成計數(shù)器及應用,一、實驗目的掌握中規(guī)模集成計數(shù)器（CMOS型 CC40161）的使用及功能測試方法。 掌握用中規(guī)模集成計數(shù)器構成N進制計數(shù)器。二、實驗器材 數(shù)字實驗臺一臺。 CMOS集成同步計數(shù)器 CC40161一塊，及74LS00與非門一塊。,數(shù)字電子部分,返回

23、,實驗內容,實驗5 集成計數(shù)器及應用,三、預習要求 認真理解CMOS集成同步計數(shù)器 CC40161的功能及使用方法，設計出測試電路。 認真理解用中規(guī)模電路設計N進制計數(shù)器的方法并根據(jù)實驗內容畫出實驗線路。 四、實驗內容及要求 CMOS集成同步計數(shù)器CC40161功能測試 根據(jù)預習中設計好的測試電路連接，按表2-25真值表要求驗證。 用CMOS集成同步計數(shù)器CC40161分別采用復位法及置位法設計成6進制計數(shù)器并進行驗證。,數(shù)

24、字電子部分,返回,實驗內容,實驗5 集成計數(shù)器及應用,五、實驗報告要求 總結集成計數(shù)器 CC40161的使用體會。 總結利用集成計數(shù)器實現(xiàn)N進制計數(shù)器的使用體會。 回答思考題。 六、思考題 如果用 CC40161設計一個N=60的計數(shù)器，試問電路應該如何連接?請畫出電路圖。 如果需要設計一個十進制減法計數(shù)器，試問該選用何種電路?使能端如何設置？（見參考文獻）,數(shù)字電子部分,返回,實驗內容,實驗6 555定時電路及應用,一

25、、實驗目的加深對555定時器電路工作原理的理解與認識；熟悉基本定時電路的工作原理及定時元件對振蕩周期和脈沖寬度的影響。 掌握555定時器的應用設計和調試方法；并掌握用555集成定時器構成單穩(wěn)觸發(fā)器，自激多諧振蕩器的方法。 二、預備知識 熟悉555定時器的工作原理，含引腳功能型號參數(shù)意義。 掌握555定時器的基本應用電路的工作原理（多諧振蕩器，單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器，施密特觸發(fā)器）。 復習示波器的使用方法，特別是用示波器測量波形幅度，周

26、期，時間，頻率的方法；根據(jù)實驗內容設計好實驗線路并計算出相關元件參數(shù)。 完成預習報告。,數(shù)字電子部分,返回,實驗內容,實驗6 555定時電路及應用,三、實驗項目自激多諧振蕩器 單穩(wěn)觸發(fā)器 設計性實驗 1） 題目A： 設計一個施密特觸發(fā)器 要求回差電壓可調。 2） 題目B： 設計一個警笛電路 用兩塊555（7555）或一塊556（7556）（及其他器件）設計一個電路， 可以發(fā)出類似于救護車聲音。即：

27、高頻 → 低頻 → 高頻 →-------交替時間為1～2s。頻率應明顯有所區(qū)別。 3） 題目C： 設計一個占空比可變的多諧振蕩器 用555（7555）定時器（及其他器件）設計一個占空比可變的多諧振蕩器，其振蕩頻率為1HZ，占空比為1/2-2/3（連續(xù)可調）。,數(shù)字電子部分,返回,實驗內容,實驗6 555定時電路及應用,4） 題目D： 設計一個電燈延時開關控制電路 用555（7555）定時器（及其他

28、器件）設計一個電燈延時開關控制電路，當開關觸動后，電燈點亮1分鐘后自動熄滅。 5） 題目E： 設計一個“叮咚”門鈴電路四、實驗報告要求畫出實驗設計電路，記錄各被測波形。 討論定時元件對于輸出波形的影響。 完成實驗報告，總結實驗心得體會。,數(shù)字電子部分,返回,實驗內容,精品課件！,精品課件！,實驗6 555定時電路及應用,五、思考題 555定時器5腳CO的作用是什么?不用時為什么要對地加一個0.01μF電容，作用何在？