數(shù)字電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書new

1、數(shù)字電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書目 錄第一部分 實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)知識(shí)一.實(shí)驗(yàn)的基本過程二.實(shí)驗(yàn)操作規(guī)范和故障檢查方法三.數(shù)字集成電路概述、特點(diǎn)及使用須知四.數(shù)字邏輯電路的測試方法第二部分 基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)一 集成邏輯門電路邏輯功能的測試實(shí)驗(yàn)二 集成邏輯門電路的參數(shù)測試實(shí)驗(yàn)三 組合邏輯電路的實(shí)驗(yàn)分析實(shí)驗(yàn)四 數(shù)據(jù)選擇器實(shí)驗(yàn)五 觸發(fā)器實(shí)驗(yàn)六 計(jì)數(shù)器實(shí)驗(yàn)七 中規(guī)模集成電路計(jì)數(shù)器的應(yīng)用實(shí)驗(yàn)八 計(jì)數(shù)、譯碼、顯示綜合實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)九 利用TTL集成邏輯門構(gòu)成脈沖電路實(shí)驗(yàn)十 555時(shí)基電路第三部分 設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)一 簡易數(shù)字控制電路實(shí)驗(yàn)二 簡易數(shù)字計(jì)時(shí)電路實(shí)驗(yàn)三 電梯樓層顯示電路實(shí)驗(yàn)四 循環(huán)燈電路實(shí)驗(yàn)五 數(shù)字電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)數(shù)字鐘的設(shè)

2、計(jì)第一部分 實(shí) 驗(yàn) 基 礎(chǔ) 知 識(shí) 隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，脈沖與數(shù)字技術(shù)在各個(gè)科學(xué)領(lǐng)域中都得到了廣泛的應(yīng)用，它是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的技術(shù)基礎(chǔ)課，在學(xué)習(xí)中不僅要掌握基本原理和基本方法，更重要的是學(xué)會(huì)靈活應(yīng)用。因此，需要配有一定數(shù)量的實(shí)驗(yàn)，才能掌握這門課程的基本內(nèi)容，熟悉各單元電路的工作原理，各集成器件的邏輯功能和使用方法，從而有效地培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際和解決實(shí)際問題的能力，樹立科學(xué)的工作作風(fēng)。一.實(shí)驗(yàn)的基本過程實(shí)驗(yàn)的基本過程，應(yīng)包括確定實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，選定最佳的實(shí)驗(yàn)方法和實(shí)驗(yàn)線路，擬出較好的實(shí)驗(yàn)步驟，合理選擇儀器設(shè)備和元器件，進(jìn)行連接安裝和調(diào)試，最后寫出完整的實(shí)驗(yàn)報(bào)告。在進(jìn)行數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)時(shí)，充分掌握和正確利

3、用集成元件及其構(gòu)成的數(shù)字電路獨(dú)有的特點(diǎn)和規(guī)律，可以收到事半功倍的效果，對于完成每一個(gè)實(shí)驗(yàn)，應(yīng)做好實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)，實(shí)驗(yàn)記錄和實(shí)驗(yàn)報(bào)告等環(huán)節(jié)。（一） 實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)認(rèn)真預(yù)習(xí)是做好實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵，預(yù)習(xí)好壞，不僅關(guān)系到實(shí)驗(yàn)?zāi)芊耥樌M(jìn)行，而且直接影響實(shí)驗(yàn)效果，預(yù)習(xí)應(yīng)按本教材的實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)要求進(jìn)行，在每次實(shí)驗(yàn)前首先要認(rèn)真復(fù)習(xí)有關(guān)實(shí)驗(yàn)的基本原理，掌握有關(guān)器件使用方法，對如何著手實(shí)驗(yàn)做到心中有數(shù)，通過預(yù)習(xí)還應(yīng)做好實(shí)驗(yàn)前的準(zhǔn)備，寫出一份預(yù)習(xí)報(bào)告，其內(nèi)容包括：1 繪出設(shè)計(jì)好的實(shí)驗(yàn)電路圖，該圖應(yīng)該是邏輯圖和連線圖的混合，既便于連接線，又反映電路原理，并在圖上標(biāo)出器件型號(hào)、使用的引腳號(hào)及元件數(shù)值，必要時(shí)還須用文字說明。2擬定實(shí)驗(yàn)方法和步

4、驟。3擬好記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的表格和波形座標(biāo)。4列出元器件單。（二） 實(shí)驗(yàn)記錄實(shí)驗(yàn)記錄是實(shí)驗(yàn)過程中獲得的第一手資料，測試過程中所測試的數(shù)據(jù)和波形必須和理論基本一致，所以記錄必須清楚、合理、正確，若不正確，則要現(xiàn)場及時(shí)重復(fù)測試，找出原因。實(shí)驗(yàn)記錄應(yīng)包括如下內(nèi)容：1 實(shí)驗(yàn)任務(wù)、名稱及內(nèi)容。2 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和波形以及實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的現(xiàn)象，從記錄中應(yīng)能初步判斷實(shí)驗(yàn)的正確性。3 記錄波形時(shí)，應(yīng)注意輸入、輸出波形的時(shí)間相位關(guān)系，在座標(biāo)中上下對齊。4 實(shí)驗(yàn)中實(shí)際使用的儀器型號(hào)和編號(hào)以及元器件使用情況。（三） 實(shí)驗(yàn)報(bào)告實(shí)驗(yàn)報(bào)告是培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)實(shí)驗(yàn)的總結(jié)能力和分析思維能力的有效手段，也是一項(xiàng)重要的基本功訓(xùn)練，它能很好地鞏固實(shí)驗(yàn)

5、成果，加深對基本理論的認(rèn)識(shí)和理解，從而進(jìn)一步擴(kuò)大知識(shí)面。實(shí)驗(yàn)報(bào)告是一份技術(shù)總結(jié)，要求文字簡潔，內(nèi)容清楚，圖表工整。報(bào)告內(nèi)容應(yīng)包括實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?shí)驗(yàn)內(nèi)容和結(jié)果、實(shí)驗(yàn)使用儀器和元器件以及分析討論等，其中實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和結(jié)果是報(bào)告的主要部分，它應(yīng)包括實(shí)際完成的全部實(shí)驗(yàn)，并且要按實(shí)驗(yàn)任務(wù)逐個(gè)書寫，每個(gè)實(shí)驗(yàn)任務(wù)應(yīng)有如下內(nèi)容：1.實(shí)驗(yàn)課題的方框圖、邏輯圖（或測試電路）、狀態(tài)圖，真值表以及文字說明等，對于設(shè)計(jì)性課題，還應(yīng)有整個(gè)設(shè)計(jì)過程和關(guān)鍵的設(shè)計(jì)技巧說明。2.實(shí)驗(yàn)記錄和經(jīng)過整理的數(shù)據(jù)、表格、曲線和波形圖，其中表格、曲線和波形圖應(yīng)充分利用專用實(shí)驗(yàn)報(bào)告簡易座標(biāo)格，并且三角板、曲線板等工具描繪，力求畫得準(zhǔn)確，不得隨手示意畫

6、出。3.實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析、討論及結(jié)論，對討論的范圍，沒有嚴(yán)格要求，一般應(yīng)對重要的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，結(jié)論加以討論，以使進(jìn)一步加深理解，此外，對實(shí)驗(yàn)中的異?，F(xiàn)象，可作一些簡要說明，實(shí)驗(yàn)中有何收獲，可談一些心得體會(huì)。二.實(shí)驗(yàn)中操作規(guī)范和常見故障檢查方法實(shí)驗(yàn)中操作的正確與否對實(shí)驗(yàn)結(jié)果影響甚大。因些，實(shí)驗(yàn)者需要注意按以下規(guī)程進(jìn)行。1.搭接實(shí)驗(yàn)電路前，應(yīng)對儀器設(shè)備進(jìn)行必要的檢查校準(zhǔn)，對所用集成電路進(jìn)行功能測試。2.搭接電路時(shí)，應(yīng)遵循正確的布線原則和操作步驟（即要按照先接線后通電，做完后，先斷電再拆線的步驟）。3.掌握科學(xué)的調(diào)試方法，有效地分析并檢查故障，以確保電路工作穩(wěn)定可靠。4.仔細(xì)觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，完整準(zhǔn)確地記錄實(shí)驗(yàn)

7、數(shù)據(jù)并與理論值進(jìn)行比較分析。5.實(shí)驗(yàn)完畢，經(jīng)指導(dǎo)教師同意后，可關(guān)斷電源拆除連線，整理好放在實(shí)驗(yàn)箱內(nèi)，并將實(shí)驗(yàn)臺(tái)清理干凈、擺放整潔。布線原則和故障檢查時(shí)實(shí)驗(yàn)操作的重要問題。(一).布線原則：應(yīng)便于檢查，排除故障和更換器件。在數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)中，有錯(cuò)誤布線引起的故障，常占很大比例。布線錯(cuò)誤不僅會(huì)引起電路故障，嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)p壞器件，因此，注意布線的合理性和科學(xué)性是十分必要的，正確的布線原則大致有以下幾點(diǎn)：1.接插集成電路時(shí)，先校準(zhǔn)兩排引腳，使之與實(shí)驗(yàn)底板上的插孔對應(yīng)，輕輕用力將電路插上，然后在確定引腳與插孔完全吻合后，再稍用力將其插緊，以免集成電路的引腳彎曲，折斷或者接觸不良。2.不允許將集成電路方向插

8、反，一般IC的方向是缺口（或標(biāo)記）朝左，引腳序號(hào)從左下方的第一個(gè)引腳開始，按逆時(shí)鐘方向依次遞增至左上方的第一個(gè)引腳。3.導(dǎo)線應(yīng)粗細(xì)適當(dāng)，一般選取直徑為0.60.8mm的單股導(dǎo)線，最好采用各種色線以區(qū)別不同用途，如電源線用紅色，地區(qū)用黑色筆。4.布線應(yīng)有秩序地進(jìn)行，隨意亂接容易造成漏接錯(cuò)接，較好的方法是接好固定電平點(diǎn)，如電源線、地線、門電路閑置輸入端、觸發(fā)器異步置位復(fù)位端等，其次，在按信號(hào)源的順序從輸入到輸出依次布線。5.連線應(yīng)避免過長，避免從集成元件上方跨接，避免過多的重疊交錯(cuò)，以利于布線、更換元器件以及故障檢查和排除。6.當(dāng)實(shí)驗(yàn)電路的規(guī)模較大時(shí)，應(yīng)注意集成元器件的合理布局，以便得到最 佳布線

9、，布線時(shí)，順便對單個(gè)集成元件進(jìn)行功能測試。這是一種良好的習(xí)慣，實(shí)際上這樣做不會(huì)增加布線工作量。7.應(yīng)當(dāng)指出，布線和調(diào)試工作是不能截然分開的，往往需要交替進(jìn)行，對大型實(shí)驗(yàn)元器件很多的，可將總電路按其功能劃分為若干相對獨(dú)立的部分，逐個(gè)布線、調(diào)試（分調(diào)），然后將各部分連接起來（聯(lián)調(diào)）。(二).故障檢查實(shí)驗(yàn)中，如果電路不能完成預(yù)定的邏輯功能時(shí)，就稱電路有故障，產(chǎn)生故障的原因大致可以歸納以下四個(gè)方面：1.操作不當(dāng)（如布線錯(cuò)誤等）2.設(shè)計(jì)不當(dāng)（如電路出現(xiàn)險(xiǎn)象等）3.元器件使用不當(dāng)或功能不正常4.儀器（主要指數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)箱）和集成元件本身出現(xiàn)故障。因此，上述四點(diǎn)應(yīng)作為檢查故障的主要線索，以下介紹幾種常見的故

10、障檢查方法：1.查線法：由于在實(shí)驗(yàn)中大部分故障都是由于布線錯(cuò)誤引起的，因此，在故障發(fā)生時(shí)，復(fù)查電路連線為排除故障的有效方法。應(yīng)著重注意：有無漏線、錯(cuò)線，導(dǎo)線與插孔接觸是否可靠，集成電路是否插牢、集成電路是否插反等。2.觀察法：用萬用表直接測量各集成塊的Vcc端是否加上電源電壓；輸入信號(hào)，時(shí)鐘脈沖等是否加到實(shí)驗(yàn)電路上，觀察輸出端有無反應(yīng)。重復(fù)測試觀察故障現(xiàn)象，然后對某一故障狀態(tài)，用萬用表測試各輸入/輸出端的直流電平，從而判斷出是否是插座板、集成塊引腳連接線等原因造成的故障。3.信號(hào)注入法在電路的每一級(jí)輸入端加上特定信號(hào)，觀察該級(jí)輸出響應(yīng)，從而確定該級(jí)是否有故障，必要時(shí)可以切斷周圍連線，避免相互影

11、響。4.信號(hào)尋跡法在電路的輸入端加上特定信號(hào)，按照信號(hào)流向逐線檢查是否有響應(yīng)和是否正確，必要時(shí)可多次輸入不同信號(hào)。5.替換法對于多輸入端器件，如有多余端則可調(diào)換另一輸入端試用。必要時(shí)可更換器件，以檢查器件功能不正常所引起的故障。6.動(dòng)態(tài)逐線跟蹤檢查法對于時(shí)序電路，可輸入時(shí)鐘信號(hào)按信號(hào)流向依次檢查各級(jí)波形，直到找出故障點(diǎn)為止。7.斷開反饋線檢查法對于含有反饋線的閉合電路，應(yīng)該設(shè)法斷開反饋線進(jìn)行檢查，或進(jìn)行狀態(tài)預(yù)置后再進(jìn)行檢查。以上檢查故障的方法，是指在儀器工作正常的前提下進(jìn)行的，如果實(shí)驗(yàn)時(shí)電路功能測不出來，則應(yīng)首先檢查供電情況，若電源電壓已加上，便可把有關(guān)輸出端直接接到01顯示器上檢查，若邏輯開

12、關(guān)無輸出，或單次CP無輸出，則是開關(guān)接觸不好或是內(nèi)部電路壞了，一般就是集成器件壞了。需要強(qiáng)調(diào)指出，實(shí)驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)對于故障檢查是大有幫助的，但只要充分預(yù)習(xí)，掌握基本理論和實(shí)驗(yàn)原理，就不難用邏輯思維的方法較好地判斷和排除故障。三、數(shù)字集成電路概述、特點(diǎn)及使用須知(一).概述：當(dāng)今，數(shù)字電子電路幾乎已完全集成化了。因此，充分掌握和正確使用數(shù)字集成電路，用以構(gòu)成數(shù)字邏輯系統(tǒng)，就成為數(shù)字電子技術(shù)的核心內(nèi)容之一。集成電路按集成度可分為小規(guī)模、中規(guī)模、大規(guī)模和超大規(guī)模等。小規(guī)模集成電路（SSI）是在一塊硅片上制成約110個(gè)門，通常為邏輯單元電路，如邏輯門、觸發(fā)器等。中規(guī)模集成電路（MSI）的集成度約為10100門

13、/片，通常是邏輯功能電路，如譯碼器、數(shù)據(jù)選擇器、計(jì)數(shù)器、寄存器等。大規(guī)模集成電路（LSI）的集成度約為100門/片以上，超大規(guī)模（VLSI）約為1000門/片以上，通常是一個(gè)小的數(shù)字邏輯系統(tǒng)。現(xiàn)已制成規(guī)模更大的極大規(guī)模集成電路。數(shù)字集成電路還可分為雙極型電路和單極型電路兩種。雙極型電路中有代表性的是TTL電路；單極型電路中有代表性的是CMOS電路。國產(chǎn)TTL集成電路的標(biāo)準(zhǔn)系列為CT54/74系列或CT0000系列，其功能和外引線排列與國際54/74系列相同。國產(chǎn)CMOS集成電路主要為CC（CH）4000系列，其功能和外引線排列與國際CD4000系列相對應(yīng)。高速CMOS系列中，74HC和74HC

14、T系列與TTL74系列相對應(yīng)，74HC4000系列與CC4000系列相對應(yīng)。部分?jǐn)?shù)字集成電路的邏輯表達(dá)式、外引線排列圖列于附錄中。邏輯表達(dá)式或功能表描述了集成電路的功能以及輸出與輸入之間的邏輯關(guān)系。為了正確使用集成電路，應(yīng)該對它們進(jìn)行認(rèn)真研究，深入理解，充分掌握。還應(yīng)對使能端的功能和連接方法給以充分的注意。必須正確了解集成電路參數(shù)的意義和數(shù)值，并按規(guī)定使用。特別是必須嚴(yán)格遵守極限參數(shù)的限定，因?yàn)榧词顾查g超出，也會(huì)使器件遭受損壞。下面具體說明集成電路的特點(diǎn)和使用須知。(二).TTL器件的特點(diǎn)：1輸入端一般有鉗位二極管，減少了反射干擾的影響；2輸出電阻低，增強(qiáng)了帶容性負(fù)載的能力；3有較大的噪聲容限

15、；4采用+5V的電源供電。為了正常發(fā)揮器件的功能，應(yīng)使器件在推薦的條件下工作，對CT0000系列（74LS系列）器件，主要有：（1）電源電壓應(yīng)4.755.25V的范圍內(nèi)。（2）環(huán)境溫度在00C700C之間。（3）高電平輸入電壓VIH2V，低電平輸入電壓VSL0.8V。（4）輸出電流應(yīng)小于最大推薦值（查手冊）。（5）工作頻率不能高，一般的門和觸發(fā)器的最高工作頻率約30MHZ左右。 TTL器件使用須知：1電源電壓應(yīng)嚴(yán)格保持在5V10%的范圍內(nèi)，過高易損壞器件，過低則不能正常工作，實(shí)驗(yàn)中一般采用穩(wěn)定性好、內(nèi)阻小的直流穩(wěn)壓電源。使用時(shí)，應(yīng)特別注意電源與地線不能錯(cuò)接，否則會(huì)因過大電流而造成器件損壞。2多

16、余輸入端最好不要懸空，雖然懸空相當(dāng)于高電平，并不能影響與門（與非門）的邏輯功能，但懸空時(shí)易受干擾，為此，與門、與非門多余輸入端可直接接到Vcc上，或通過一個(gè)公用電阻（幾千歐）連到Vcc上。若前級(jí)驅(qū)動(dòng)能力強(qiáng)，則可將多余輸入端與使用端并接，不用的或門、或非門輸入端直接接地，與或非門不用的與門輸入端至少有一個(gè)要直接接地，帶有擴(kuò)展端的門電路，其擴(kuò)展端不允許直接接電源。3輸出端不允許直接接電源或接地（但可以通過電阻與電源相連）；不允許直接并聯(lián)使用（集電極開路門和三態(tài)門除外）。4應(yīng)考慮電路的負(fù)載能力（即扇出系數(shù)）。要留有余地，以免影響電路的正常工作，扇出系數(shù)可通過查閱器件手冊或計(jì)算獲得。5在高頻工作時(shí)，應(yīng)

17、通過縮短引線、屏蔽干擾源等措施，抑制電流的尖峰干擾。（三）.CMOS數(shù)字集成電路的特點(diǎn)1靜態(tài)功耗低：電源電壓VDD=5V的中規(guī)模電路的靜態(tài)功耗小于100W，從而有利于提高集成度和封裝密度，降低成本，減小電源功耗。2電源電壓范圍寬：4000系列CMOS電路的電源電壓范圍為318V，從而使選擇電源的余地大，電源設(shè)計(jì)要求低。3輸入阻抗高：正常工作的CMOS集成電路，其輸入端保護(hù)二極管處于反偏狀態(tài)，直流輸入阻抗可大于100M，在工作頻率較高時(shí)，應(yīng)考慮輸入電容的影響。4 扇出能力強(qiáng)：在低頻工作時(shí)，一個(gè)輸出端可驅(qū)動(dòng)50個(gè)以上的CMOS器件的輸入端，這主要因?yàn)镃MOS器件的輸入電阻高的緣故。5抗干擾能力強(qiáng)：

18、CMOS集成電路的電壓噪聲容限可達(dá)電源電壓的45%，而且高電平和低電平的噪聲容限值基本相等。6邏輯擺幅大：空載時(shí)，輸出高電平VOHVDD-0.05V,輸出低電平VOLVSS+0.05V。CMOS集成電路還有較好的溫度穩(wěn)定性和較強(qiáng)的抗輻射能力。不足之處是，一般CMOS器件的工作速度比TTL集成電路低，功耗隨工作頻率的升高而顯著增大。CMOS器件的輸入端和VSS之間接有保護(hù)二極管，除了電平變換器等一些接口電路外，輸入端和正電源VDD之間也接有保護(hù)二極管，因此，在正常運(yùn)轉(zhuǎn)和焊接CMOS器件時(shí)，一般不會(huì)因感應(yīng)電荷而損壞器件。但是，在使用CMOS數(shù)字集成電路時(shí)，輸入信號(hào)的低電平不能低于（VSS-0.5V

19、），除某些接口電路外，輸入信號(hào)的高電平不得高于（VDD+0.5V），否則可能引起保護(hù)二極管導(dǎo)通，甚至損壞進(jìn)而可能使輸入級(jí)損壞。CMOS器件使用須知：1電源連接和選擇：VDD端接電源正極，VSS端接電源負(fù)極（地）。絕對不許接錯(cuò)，否則器件因電流過大而損壞。對于電源電壓范圍為3V18V系列器件。如CC4000系列，實(shí)驗(yàn)中VDD通常接+5V電源，VDD電壓選在電源變化范圍的中間值，例如電源電壓在812V之間變化，則選擇VDD=10V較恰當(dāng)。CMOS器件在不同的VDD值下工作時(shí)，其輸出阻抗、工作速度和功耗等參數(shù)都有所變化，設(shè)計(jì)中須考慮。2輸入端處理：多余輸入端不能懸空。應(yīng)按邏輯要求接VDD或接VSS，以

20、免受干擾造成邏輯混亂，甚至還會(huì)損壞器件。對于工作速度要求不高，而要求增加帶負(fù)載能力時(shí)，可把輸入端并聯(lián)使用。對于安裝在印刷電路板上的CMOS器件，為了避免輸入端懸空，在電路板的輸入端應(yīng)接入限流電阻RP和保護(hù)電阻R，當(dāng)VDD=+5V時(shí)，RP取5.1K，R一般取100K1M。3輸出端處理：輸出端不允許直接接VDD或VSS，否則將導(dǎo)致器件損壞，除三態(tài)（TS）器件外，不允許兩個(gè)不同芯片輸出端并聯(lián)使用，但有時(shí)為了增加驅(qū)動(dòng)能力，同一芯片上的輸出端可以并聯(lián)。4對輸入信號(hào)VI的要求：VI的高電平VIHVDD，VIL的低電平VIL小于電路系統(tǒng)允許的低電壓；當(dāng)器件VDD端末接通電源時(shí)，不允許信號(hào)輸入，否則將使輸入端

21、保護(hù)電路中的二極管損壞。四、數(shù)字邏輯電路的測試方法(一)組合邏輯電路的測試：組合邏輯電路測試的目的是驗(yàn)證其邏輯功能是否符合設(shè)計(jì)要求，也就是驗(yàn)證其輸出與輸入的關(guān)系是否與真值表相符。1靜態(tài)測試靜態(tài)測試是在電路靜止?fàn)顟B(tài)下測試輸出與輸入的關(guān)系將輸入端分別接到邏輯開關(guān)上。用發(fā)光二極管分別顯示各輸入和輸出端的狀態(tài)。按真值表將輸入信號(hào)一組一組地依次送入被測電路，測出相應(yīng)的輸出狀態(tài)，與真值表相比較，借以判斷此組合邏輯電路靜態(tài)工作是否正常。2動(dòng)態(tài)測試動(dòng)態(tài)測試是測量組合邏輯電路的頻率響應(yīng)。在輸入端加上周期性信號(hào)，用示波器觀察輸入、輸出波形。測出與真值表相符的最高輸入脈沖頻率。(二).時(shí)序邏輯電路的測試時(shí)序邏輯電路

22、測試的目的是驗(yàn)證其狀態(tài)的轉(zhuǎn)換是否與狀態(tài)圖相符合。可用發(fā)光二極管、數(shù)碼管或示波器等觀察輸出狀態(tài)的變化。常用的測試方法有兩種。一種是單拍工作方式：以單脈沖源作為時(shí)鐘脈沖，逐拍進(jìn)行觀測。另一是連續(xù)工作方式：以連續(xù)脈沖源作為時(shí)鐘脈沖，用示波器觀察波形，來判斷輸出狀態(tài)的轉(zhuǎn)換是否與狀態(tài)圖相符。第二部分 基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)一 集成邏輯門電路邏輯功能的測試一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、熟悉數(shù)字邏輯實(shí)驗(yàn)箱的結(jié)構(gòu)、基本功能和使用方法。2、掌握常用非門、與非門、或非門、與或非門、異或門的邏輯功能及其測試方法。二、實(shí)驗(yàn)儀器及設(shè)備1、數(shù)字邏輯實(shí)驗(yàn)箱DSB-3 1臺(tái)2、萬用表 1只3、元器件： 74LS00 74LS04 74LS55 7

23、4LS86 各一塊導(dǎo)線 若干三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1、測試74LS04（六非門）的邏輯功能將74LS04正確接入面包板，注意識(shí)別1腳位置（集成塊正面放置且缺口向左，則左下角為1腳）重點(diǎn)講解，按表1-1要求輸入高、低電平信號(hào)，測出相應(yīng)的輸2、測試74LS00（四2輸入端與非門）邏輯功能將74LS00正確接入面包板，注意識(shí)別1腳位置，按表1-2要求輸入高、低電 3、測試74LS55（二路四輸入與或非門）邏輯功能將74LS55正確接入面包板，注意識(shí)別1腳位置，按表1-3要求輸入信號(hào)，測出相應(yīng)的輸出邏輯電平，填入表中。（表中僅列出供抽驗(yàn)邏輯功能用的部分?jǐn)?shù)據(jù)） 4、測試74LS86（四異或門）邏輯功能將74LS8

24、6正確接入面包板，注意識(shí)別1腳位置，按表1-4要求輸入信號(hào)，測出相應(yīng)的輸出邏輯電平。得表達(dá)式為Y=AB四、實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析（回答問題）若測試74LS55的全部數(shù)據(jù)，所列測試表應(yīng)有256種輸入取值組合。用實(shí)驗(yàn)箱、萬用表作一個(gè)實(shí)驗(yàn)示范，并強(qiáng)調(diào)測試方法及萬用表的用法。實(shí)驗(yàn)二 集成邏輯門電路的參數(shù)測試一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康恼莆誘TL和CMOS與非門主要參數(shù)的意義及測試方法。進(jìn)一步熟悉數(shù)字邏輯實(shí)驗(yàn)箱的基本功能和使用方法。二、實(shí)驗(yàn)儀器及設(shè)備1、數(shù)字邏輯實(shí)驗(yàn)箱DSB-3 1臺(tái)2、萬用表 2只3、元器件：74LS20（T063） CC4012 各一塊2CK11 4只電阻及導(dǎo)線 若干三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容（簡單實(shí)驗(yàn)步驟、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及波形

25、）1、TTL與非門74LS20靜態(tài)參數(shù)測試導(dǎo)通電源電流ICCL和截止電源電流ICCH 。測試電路如圖2-1。74LS20為雙與非門，兩個(gè)門的輸入端作相同處理。測得ICCL=12mA，ICCH=1.6mA圖2-1圖2-2低電平輸入電流IiL 和高電平輸入電流IiH。每一門和每一輸入端都測試一次。測試電路如圖2-2。 2、電壓傳輸特性。調(diào)節(jié)電位器RW，使Vi從0V向5V變化，逐點(diǎn)測試Vi和VO值，將結(jié)果記錄入下表中。測試電路如圖2-3。圖2-33、CMOS雙四輸入與非門CC4012靜態(tài)參數(shù)測試 將CC4012正確插入面包板，測電壓傳輸特性。測試電路和方法同上，輸出端為空載測量。將結(jié)果記錄入下表中。

26、四、實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析（回答問題）1、測量TTL與非門輸出低電平時(shí)要加負(fù)載，因?yàn)橐蠹蓧K有一定帶負(fù)載的能力，而TTL與非門輸出低電平時(shí)會(huì)有較大負(fù)載電流。圖2-3中R選用360是根據(jù)最大允許負(fù)載電流為：扇出系數(shù)（8）低電平輸入電流I iL（1.6mA）得到的。若R很小會(huì)使負(fù)載電流過大，無法得到正常的輸出低電平。2、與非門輸入端懸空可以當(dāng)作輸入為“1”，因?yàn)閼铱障喈?dāng)于Ri=，由輸入端負(fù)載特性可得此結(jié)論。3、TTL或非門閑置輸入端的處置方法：與其它輸入端并聯(lián)；接地。4、實(shí)驗(yàn)中所得ICCL和ICCH為整個(gè)器件值，單個(gè)門電路的ICCL和ICCH 為所測值的一半。5、CC4012的VDD=15V，則其VOH=

27、14.95V、VOL=0.05V、VTH =7.5V。重點(diǎn)講解組合邏輯電路的實(shí)驗(yàn)分析的方法與步驟及在實(shí)驗(yàn)設(shè)備中如何去實(shí)現(xiàn)。實(shí)驗(yàn)三 組合邏輯電路的實(shí)驗(yàn)分析一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、學(xué)會(huì)組合邏輯電路的實(shí)驗(yàn)分析方法。2、驗(yàn)證半加器、全加器的邏輯功能。二、實(shí)驗(yàn)儀器及設(shè)備1、數(shù)字邏輯實(shí)驗(yàn)箱DSB-3 1臺(tái)2、萬用表 2只3、元器件：74LS00 74LS20 各一塊74LS55 74LS86 各一電阻及導(dǎo)線 若干三、實(shí)驗(yàn)線路圖四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1、測試用與非門構(gòu)成的電路的邏輯功能按圖3-1接線。按下表要求輸入信號(hào)，測出相應(yīng)的輸出邏輯電平，并填入表中。分析電路的邏輯功能為半加器，寫出邏輯表達(dá)式為：Y=AB Z=AB2、測

28、試用異或門和與非門組成的電路的邏輯功能按圖3-2接線。按下表要求輸入信號(hào)，測出相應(yīng)的輸出邏輯電平，并填入表中。分析電路的邏輯功能為半加器，寫出邏輯表達(dá)式為3、測試用異或門、非門和與或非門組成的電路的邏輯功能按圖3-3接線。按下表要求輸入信號(hào)，測出相應(yīng)的輸出邏輯電平，并填入表中。分析電路的邏輯功能為半加器，寫出邏輯表達(dá)式為：五、實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析（回答問題）1、總結(jié)用實(shí)驗(yàn)來分析組合邏輯電路功能的方法為：按圖接線，將輸入的所有取值組合對應(yīng)輸出測出來，得到該電路的真值表，進(jìn)而寫出邏輯函數(shù)表達(dá)式，概述電路的邏輯功能 講解74LS138的用法及數(shù)據(jù)選擇器在微機(jī)控制等領(lǐng)域的應(yīng)用。此為學(xué)生自擬實(shí)驗(yàn)由學(xué)生自擬，老師

29、著重是輔導(dǎo)。實(shí)驗(yàn)四 數(shù)據(jù)選擇器一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、進(jìn)一步熟悉用實(shí)驗(yàn)來分析組合邏輯電路功能的方法。2、了解中規(guī)模集成八選一數(shù)據(jù)選擇器74LS151的應(yīng)用。3、了解組合邏輯電路由小規(guī)模集成電路設(shè)計(jì)和由中規(guī)模集成電路設(shè)計(jì)的不同特點(diǎn)二、實(shí)驗(yàn)儀器及設(shè)備1、數(shù)字邏輯實(shí)驗(yàn)箱DSB-3 1臺(tái)2、萬用表 1只3、元器件：74LS00 74LS04 各1塊74LS20 74LS151 各1塊導(dǎo)線 若干三、實(shí)驗(yàn)線路圖四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容（簡單實(shí)驗(yàn)步驟、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及波形）1、利用數(shù)字邏輯實(shí)驗(yàn)箱測試74LS151八選一數(shù)據(jù)選擇器的邏輯功能，按圖5-1接線，將實(shí)驗(yàn)結(jié)果記錄在下表中。2、交通燈紅用R、黃用Y、綠用G表示，亮為1，滅為0。

30、只有當(dāng)其中一只亮?xí)r為正常Z=0，其余狀態(tài)均為故障Z=1。該交通燈故障報(bào)警電路如圖5-2，接線并檢查電路的邏輯功能，將結(jié)果記錄在下表中，可得表達(dá)式為：Z（R，Y，G）=m（0，3，5，6，7）RYGZ000100100100011110001011110111113、有一密碼電子鎖，鎖上有四個(gè)鎖孔A、B、C、D，按下為1，否則為0，當(dāng)按下A和B、或A和D、或B和D時(shí)，再插入鑰匙，鎖即打開。若按錯(cuò)了鍵孔，當(dāng)插入鑰匙時(shí)，鎖打不開，并發(fā)出報(bào)警信號(hào)，有警為1，無警為0。設(shè)計(jì)出電路如圖5-3，按圖接線并檢查電路的邏輯功能，列出表述其功能的真值表，記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表，可得表達(dá)式為： F（A，B，C，D）=m

31、（0，1，2，3，4，6，7，8，10，11，13，14，15）五、實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析（回答問題）1、由以上實(shí)驗(yàn)測試結(jié)果，可知74LS151八選一的功能正常。2、用中規(guī)模集成電路設(shè)計(jì)邏輯函數(shù)的特點(diǎn)為：較小規(guī)模集成電路更便于修改設(shè)計(jì)，且設(shè)計(jì)中多使用最小項(xiàng)表達(dá)式，設(shè)計(jì)思想可以更加清晰。講解74LS151的用法及數(shù)據(jù)選擇器在微機(jī)控制等領(lǐng)域的應(yīng)用。此為學(xué)生自擬實(shí)驗(yàn)由學(xué)生自擬，老師著重是輔導(dǎo)。實(shí)驗(yàn)五 觸發(fā)器一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、學(xué)會(huì)測試觸發(fā)器邏輯功能的方法。2、進(jìn)一步熟悉RS觸發(fā)器、集成JK觸發(fā)器和 D觸發(fā)器的邏輯功能及觸發(fā)方式。3、進(jìn)一步熟悉數(shù)字邏輯實(shí)驗(yàn)箱中單脈沖和連續(xù)脈沖發(fā)生器的使用方法。二、實(shí)驗(yàn)儀器及設(shè)備1、

32、數(shù)字邏輯實(shí)驗(yàn)箱DSB-3 1臺(tái)2、萬用表 1只3、雙蹤示波器XJ4328XJ4318 一臺(tái)4、元器件：74LS00 74LS74 各1塊74LS20 74LS76 各1塊導(dǎo)線 若干三、實(shí)驗(yàn)線路圖四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容（簡單實(shí)驗(yàn)步驟、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及波形）1、基本RS觸發(fā)器邏輯功能測試?yán)脭?shù)字邏輯實(shí)驗(yàn)箱測試由與非門組成的基本RS觸發(fā)器的邏輯功能，R、S接電平開關(guān)，Q、Q接電平顯示，將結(jié)果記錄在下表中。2、集成JK觸發(fā)器邏輯功能測試(1)、直接置0和置1端的功能測試（2）JK邏輯功能的測試按下表測試并記錄JK觸發(fā)器的邏輯功能（表中CP信號(hào)由實(shí)驗(yàn)箱操作板上的單次脈沖發(fā)生器提供）。(3)JK觸發(fā)器計(jì)數(shù)功能測試使觸發(fā)器

33、處于計(jì)數(shù)狀態(tài)（J=K=1），CP信號(hào)由實(shí)驗(yàn)箱操作板中的連續(xù)脈沖（矩形波）發(fā)生器提供，可分別用低頻(f= 110HZ)和高頻（f=20150KHZ）兩檔進(jìn)行輸入，分別用實(shí)驗(yàn)箱上的LED電平顯示器和XJ4328雙蹤示波器觀察工作情況，記錄CP與Q的工作波形，Q狀態(tài)更新發(fā)生在CP的下降沿。Q信號(hào)的周期是CP信號(hào)周期的兩倍。3、集成D觸發(fā)器邏輯功能測試（1）D觸發(fā)器邏輯功能的測試按下表測試并記錄D觸發(fā)器的邏輯功能（表中CP信號(hào)由實(shí)驗(yàn)箱操作板上的單次脈沖發(fā)生器提供）。DCPQn+1Qn=0Qn=1001000100110111011(2) D觸發(fā)器計(jì)數(shù)功能測試使觸發(fā)器處于計(jì)數(shù)狀態(tài)（D= ），CP端由實(shí)驗(yàn)

34、箱操作板中的連續(xù)脈沖（矩形波）發(fā)生器提供，可分別用低頻(f= 1-10HZ)和高頻（f=20-150KHZ）兩檔進(jìn)行輸入，分別用實(shí)驗(yàn)箱上的LED電平顯示器和XJ4318/XJ4328雙蹤示波器觀察工作情況，記錄CP與Q的工作波形， Q狀態(tài)更新發(fā)生在CP的上升沿。Q信號(hào)的周期是CP信號(hào)周期的兩倍。五、實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析（回答問題）1、畫出工作波形圖。2、比較各種觸發(fā)器的邏輯功能及觸發(fā)方式：基本RS觸發(fā)器：置0、置1、保持功能，有不定狀態(tài)；低電平觸發(fā)。JK觸發(fā)器：置0、置1、保持、計(jì)數(shù)功能，有低電平有效的直接置0、置1端；下降沿觸發(fā)。D觸發(fā)器：置0、置1、保持、功能，有低電平有效的直接置0、置1端；上升

35、沿觸發(fā)。六、思考題講解小規(guī)模計(jì)數(shù)器的應(yīng)用及組成原理。 實(shí)驗(yàn)六 計(jì)數(shù)器一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、學(xué)習(xí)計(jì)數(shù)器邏輯功能的測試方法。2、熟悉計(jì)數(shù)器（異步三位二進(jìn)制加/減法及十進(jìn)制加法）的工作原理。二、實(shí)驗(yàn)儀器及設(shè)備1、數(shù)字邏輯實(shí)驗(yàn)箱DSB-3 1臺(tái)2、萬用表 1只3、雙蹤示波器XJ4328XJ4318 一臺(tái)4、元器件：74LS00 74LS76 各1塊導(dǎo)線 若干三、實(shí)驗(yàn)線路圖四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容（簡單實(shí)驗(yàn)步驟、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及波形）1、異步二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器 按圖8-1接線，組成一個(gè)三位異步二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器，CP信號(hào)可利用數(shù)字邏輯實(shí)驗(yàn)箱上的單次脈沖發(fā)生器或低頻連續(xù)脈沖發(fā)生器，清0信號(hào) 由邏輯電平開控制，計(jì)數(shù)器的輸出信號(hào)接LED

36、電平顯示器，按下表進(jìn)行測試并記錄。（2）在CP端加高頻連續(xù)脈沖，用示波器觀察各觸發(fā)器輸出端的波形，并按時(shí)間對應(yīng)關(guān)系畫出CP、Q1、Q2、Q3端的波形。2、異步二進(jìn)制減法計(jì)數(shù)器在預(yù)習(xí)時(shí)畫出用JK觸發(fā)器構(gòu)成的三位異步二進(jìn)制減法計(jì)數(shù)器的邏輯電路如圖8-2。按圖接線，然后按步驟1所述內(nèi)容進(jìn)行測試。3、異步十進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器按圖8-3接線，組成一個(gè)異步十進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器，CP信號(hào)可利用數(shù)字邏輯實(shí)驗(yàn)箱上的單次脈沖或低頻連續(xù)脈沖發(fā)生器，清0信號(hào) 由邏輯電平開關(guān)控制，各觸發(fā)器的輸出端及進(jìn)位輸出端分別接到LED電平顯示插孔，按下表進(jìn)行測試并記錄。（2）在CP端加高頻連續(xù)脈沖，用示波器觀察各觸發(fā)器輸出端的波形，并按時(shí)

37、間對應(yīng)關(guān)系畫出CP、Q1、Q2、Q3、Q4、Z端的波形。十進(jìn)制計(jì)數(shù)器 五、實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析（回答問題）1、畫出工作波形圖。二進(jìn)制加/減法計(jì)數(shù)器的相同點(diǎn)：都為異步計(jì)數(shù)器，進(jìn)位信號(hào)取自低位狀態(tài)的邊沿。相異點(diǎn)：進(jìn)位信號(hào)分別取自低位狀態(tài)的下降沿和上升沿。講解中規(guī)模計(jì)數(shù)器的應(yīng)用及組成原理。實(shí)驗(yàn)七 中規(guī)模集成電路計(jì)數(shù)器的應(yīng)用一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、熟悉中規(guī)模集成電路計(jì)數(shù)器的功能及應(yīng)用。2、進(jìn)一步熟悉數(shù)字邏輯實(shí)驗(yàn)箱中的譯碼顯示功能。二、實(shí)驗(yàn)儀器及設(shè)備1、數(shù)字邏輯實(shí)驗(yàn)箱DSB-3 1臺(tái)2、萬用表 1只3、雙蹤示波器XJ4328/XJ4318 一臺(tái)4、元器件：74LS00 74LS20 74LS161 各1塊導(dǎo)線 若干三、

38、實(shí)驗(yàn)線路圖四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容（簡單實(shí)驗(yàn)步驟、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及波形）(一)用74LS161及輔助門電路實(shí)現(xiàn)一個(gè)10進(jìn)制計(jì)數(shù)器：1、利用異步清0端 。電路圖如圖9-1。2、利用同步置數(shù)端LD，從0000開始計(jì)數(shù)。電路圖如圖9-2。3、利用同步置數(shù)端LD，到1111結(jié)束。電路圖如圖9-3。4、利用同步置數(shù)端LD，從某狀態(tài)DCBA開始，到另一狀態(tài)D1C1B1A1結(jié)束。（例：從0001開始，到1010結(jié)束的10進(jìn)制）電路圖如圖9-4。計(jì)數(shù)器的CP端接低頻連續(xù)脈沖，輸出狀態(tài)接LED電平顯示，邏輯電平開關(guān)作為并行輸入數(shù)據(jù)，觀察計(jì)數(shù)器的功能。列出表述其功能的計(jì)數(shù)狀態(tài)順序表，記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。 電路圖9-4的數(shù)據(jù)為下表：CPQ

39、DQCQBQA代表十進(jìn)制數(shù)00001110010220211330100440101550110660111771000881001991010101000000（二）利用實(shí)驗(yàn)箱上的高頻連續(xù)脈沖作CP，用示波器觀察QD、QC、QB、QA的波形，并按時(shí)間對應(yīng)關(guān)系記錄下來。（略）五、實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析（回答問題）1、74LS161的置0端為異步置0，置數(shù)端為同步置數(shù)。2、若要求計(jì)數(shù)器具有暫停計(jì)數(shù)功能，可以：A 封鎖CP信號(hào)B 令EP=ET=0此為學(xué)生自擬實(shí)驗(yàn)由學(xué)生自擬，老師著重是輔導(dǎo)。實(shí)驗(yàn)八 計(jì)數(shù)、譯碼、顯示綜合實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、熟悉中規(guī)模集成電路計(jì)數(shù)器的功能及應(yīng)用。2、熟悉中規(guī)模集成電路譯碼器的功能

40、及應(yīng)用。3、熟悉LED數(shù)碼管及顯示電路的工作原理。4、學(xué)會(huì)綜合測試的方法。二、實(shí)驗(yàn)儀器及設(shè)備1、數(shù)字邏輯實(shí)驗(yàn)箱DSB-3 1臺(tái)2、萬用表 1只3、元器件：74LS90 2塊74LS49 （或74LS249） 1塊共陰型LED數(shù)碼管 1塊導(dǎo)線 若干三、實(shí)驗(yàn)線路圖四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容（簡單實(shí)驗(yàn)步驟、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及波形用集成計(jì)數(shù)器74LS90分別組成8421碼十進(jìn)制和六進(jìn)制計(jì)數(shù)器，然后連接成一個(gè)60進(jìn)制計(jì)數(shù)器（6進(jìn)制為高位、10進(jìn)制為低位）。其中10進(jìn)制計(jì)數(shù)器用實(shí)驗(yàn)箱上的LED譯碼顯示電路顯示（注意高低位順序及最高位的處理），6進(jìn)制計(jì)數(shù)器由自行設(shè)計(jì)、安裝的譯碼器、數(shù)碼管電路顯示，這樣組成一個(gè)60進(jìn)制的計(jì)數(shù)、譯碼

41、、顯示電路。用實(shí)驗(yàn)箱上的低頻連續(xù)脈沖（調(diào)節(jié)頻率為1-2HZ）作為計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)脈沖，通過數(shù)碼管觀察計(jì)數(shù)、譯碼、顯示電路的功能為正確。五、實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析1、簡要說明數(shù)碼管自動(dòng)計(jì)數(shù)顯示的情況：該計(jì)數(shù)器從00遞增加1，直到59后，又回到00狀態(tài)。2、根據(jù)實(shí)驗(yàn)中的體會(huì)，說明綜合測試較復(fù)雜中小規(guī)模數(shù)字集成電路的方法：分單元電路安裝、調(diào)試。六、回答思考題1、共陰、共陽LED數(shù)碼管應(yīng)分別配用譯中為1和譯中為0輸出方式的譯碼器。 2、數(shù)碼管驅(qū)動(dòng)電路中的電阻值是根據(jù)額定工作電流來確定的。如果60進(jìn)制計(jì)數(shù)器采用高位接10進(jìn)制、低位接6進(jìn)制的方式，計(jì)數(shù)順序?yàn)椋旱臀话?進(jìn)制計(jì)數(shù)，所以00遞增到05后，下一個(gè)狀態(tài)為10，再

42、遞增到15，下一個(gè)狀態(tài)為20，以此類推，直到95后，回00狀態(tài)。介紹振蕩器的原理及實(shí)現(xiàn)方法。實(shí)驗(yàn)九 利用TTL集成邏輯門構(gòu)成脈沖電路一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、掌握用集成門構(gòu)成多諧振蕩器和單穩(wěn)電路的基本工作原理。2、了解電路參數(shù)變化對振蕩器波形的影響。3、了解電路參數(shù)變化對單穩(wěn)電路輸出脈沖寬度的影響。二、實(shí)驗(yàn)儀器及設(shè)備1、數(shù)字邏輯實(shí)驗(yàn)箱DSB-3 1臺(tái)2、萬用表 1只3、雙蹤示波器XJ4328/XJ4318 1臺(tái)4、元器件： 74LS00 1塊1.2K電位器 1只電阻、電容、導(dǎo)線 若干三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1、多諧振蕩器圖11-2 環(huán)形振蕩器將74LS00 2輸入四與非門、電阻、電容等按圖11-1接線。用示波器觀察

43、Vi1、V01、Vi2、V0 的波形。按時(shí)間對應(yīng)關(guān)系記錄下來，測出振蕩器輸出波形的周期。將74LS00 2輸入四與非門、電阻、電容等按圖11-2接線。經(jīng)檢查無誤后方可接通電源。用示波器觀察Vi1、Vi2、V02、Vi3、V0 的波形，按時(shí)間對應(yīng)關(guān)系記錄下來。改變電位器的阻值，用示波器觀察振蕩周期的變化趨勢，計(jì)算出該振蕩器振蕩頻率的變化范圍：fmin=33.4kHzfmax =434.8kHz3、積分型單穩(wěn)電路按圖11-3接線，用實(shí)驗(yàn)箱上的高頻連續(xù)脈沖作為輸入信號(hào)Vi1 。用示波器觀察，調(diào)整輸入波形為一定脈沖寬度時(shí)，用示波器觀察Vi1、V01、Vi2、V0 的波形，按時(shí)間對應(yīng)關(guān)系記錄下來，測出輸

44、出脈沖的寬度：tp1=0.7uS將圖11-3再加一級(jí)非門輸出，比較兩種電路的輸出波形有無不同，將電容改為0.01uF，再測量電路輸出脈沖的寬度：tp2=2.1uS四、實(shí)驗(yàn)分析1、波形圖2、將實(shí)驗(yàn)所得數(shù)據(jù)與理論計(jì)算值相比較，不一致的原因：測量誤差；理論計(jì)算誤差。3、總結(jié)歸納元件參數(shù)的改變對電路參數(shù)的影響：環(huán)形振蕩器：電阻改變使周期相應(yīng)變化；積分型單穩(wěn)：電容改變使輸出脈寬相應(yīng)變化。介紹555時(shí)基電路的原理、實(shí)現(xiàn)方法及在實(shí)際中的應(yīng)用。實(shí)驗(yàn)十 555時(shí)基電路 一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、熟悉555時(shí)基電路邏輯功能的測試方法。2、熟悉555時(shí)基電路的工作原理及其應(yīng)用。二、實(shí)驗(yàn)儀器及設(shè)備1、數(shù)字邏輯實(shí)驗(yàn)箱DSB-3

45、1臺(tái)2、萬用表 1只3、雙蹤示波器XJ4328/XJ4318 1臺(tái) 4、元器件： NE555 1塊1.2K電位器 1只電阻、電容、導(dǎo)線 若干三、實(shí)驗(yàn)線路 四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1、555時(shí)基電路邏輯功能測試（1）按圖12-1接線，將R端接實(shí)驗(yàn)箱的邏輯電平開關(guān)，輸出端OUT和放電管輸出端DIS分別接LED電平顯示，檢查無誤后，方可進(jìn)行測試。（注：放電管導(dǎo)通時(shí)燈滅，放電管截止時(shí)燈亮）（2）按表12-1進(jìn)行測試，改變R W 1和R W 2的阻值，觀察狀態(tài)是否改變。（3）按表12-2測試，將結(jié)果記錄下來，用萬用表測出TH和TR端的轉(zhuǎn)換電壓，為3.3V 和1.7V，與理論值2/3 Vcc和1/3Vcc比較，是一致

46、的。（注：表中某步驟若狀態(tài)未轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換電壓一欄填X）2、555時(shí)基電路的應(yīng)用用555時(shí)基電路設(shè)計(jì)一個(gè)多諧振蕩器，頻率為1KHZ。用示波器觀察得到的矩形波。五、實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析（回答問題）總結(jié)555時(shí)基電路的邏輯功能：有兩個(gè)觸發(fā)端，分別為高觸發(fā)置0和低觸發(fā)置1，觸發(fā)電平分別為2/3 Vcc和1/3Vcc，可利用觸發(fā)端來實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的0、1狀態(tài)?；卮鹚伎碱} 1、555時(shí)基電路的端分別采用高觸發(fā)、低觸發(fā)、低電平有效的觸發(fā)方式。2、555時(shí)基電路中，CO端為基準(zhǔn)電壓控制端，當(dāng)懸空時(shí)，觸發(fā)電平分別為2/3 Vcc和1/3Vcc；當(dāng)接固定電平時(shí)，觸發(fā)電平分別為 Vco和1/2Vco。3、若電路圖12-1中電源電壓

47、采用+12V，則表12-2中數(shù)據(jù)相同，轉(zhuǎn)換電壓變?yōu)椋?V 和8V。此時(shí)輸出OUT的高、低電平為10V、0.3V。第三部分 設(shè) 計(jì) 性 實(shí) 驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)一 簡 易 數(shù) 字 控 制 電 路一、實(shí)驗(yàn)任務(wù)和目的：1、實(shí)驗(yàn)任務(wù)設(shè)計(jì)并組裝一數(shù)字控制電路。計(jì)數(shù)器從0（10）開始計(jì)數(shù)，到100(10)時(shí)，顯示燈（模擬受控設(shè)備）亮。計(jì)數(shù)器繼續(xù)計(jì)數(shù)，計(jì)數(shù)到300（10）時(shí)，顯示燈暗，同時(shí)計(jì)數(shù)器清零。接著再重復(fù)上述循環(huán)。用七段數(shù)碼管顯示計(jì)數(shù)過程。不顯示有效數(shù)字以外的零。2、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?）熟悉計(jì)數(shù)器、七段譯碼器和數(shù)碼顯示管的工作原理。（2）自選集成電路組成小邏輯系統(tǒng)。（3）了解使能端的作用。（4）學(xué)習(xí)分析和排除故障。二、

48、實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)：設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)任務(wù)所要求實(shí)現(xiàn)的電路，其方框圖見圖1.1。選擇器件，畫出安裝圖。0-1顯示數(shù)碼顯示七段譯碼計(jì) 數(shù)判斷 計(jì)數(shù)脈沖 置零 圖1.1三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：組裝電路，觀測其功能是否滿足實(shí)驗(yàn)任務(wù)的要求。研究各使能端的作用。分析和排除可能出現(xiàn)的故障。四、實(shí)驗(yàn)報(bào)告：1、實(shí)驗(yàn)電路及其工作原理。2、說明各使能端的作用。3、測試結(jié)果。4、分析與排除故障的收獲。實(shí)驗(yàn)二 簡 易 數(shù) 字 計(jì) 時(shí) 電 路一、實(shí)驗(yàn)任務(wù)和目的：1、實(shí)驗(yàn)任務(wù)設(shè)計(jì)并組裝一簡易的數(shù)字計(jì)時(shí)裝置。能顯示“小時(shí)”（023時(shí)）、“分”（059分）和“秒”（059秒）。小時(shí)、分、秒的十位的零均不予以顯示。2、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?）熟悉計(jì)數(shù)器（N進(jìn)制）、七

49、段譯碼器及數(shù)碼顯示管的工作原理。（2）自選集成電路組成小邏輯系統(tǒng)。（3）了解使能端的作用。（4）學(xué)習(xí)分析和排除故障。二、實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)：按實(shí)驗(yàn)任務(wù)要求設(shè)計(jì)電路，其方框圖見圖2.1。選擇器件，畫出安裝圖。時(shí)顯示時(shí)譯碼時(shí)計(jì)數(shù)分顯示分譯碼分計(jì)數(shù)秒顯示秒譯碼秒計(jì)數(shù)分頻 脈 脈沖 1HZ 10KHZ圖2.1三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：組裝電路，觀測其功能是否滿足實(shí)驗(yàn)任務(wù)的要求。研究各使能端的作用。分析和排除可能出現(xiàn)的故障。四、實(shí)驗(yàn)報(bào)告：1、實(shí)驗(yàn)電路及其工作原理。2、說明各使能端的作用。3、測試結(jié)果。4、分析與排除故障的收獲。實(shí)驗(yàn)三 電 梯 樓 層 顯 示 電 路一、實(shí)驗(yàn)任務(wù)和目的：1、實(shí)驗(yàn)任務(wù)設(shè)計(jì)并組裝十層樓的電梯樓層顯示

50、電路。2、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?）熟悉可逆計(jì)數(shù)器、譯碼器和數(shù)碼顯示管的工作原理。（2）學(xué)習(xí)自選集成電路設(shè)計(jì)和組裝小邏輯系統(tǒng)。（3）了解使能端的作用。（4）學(xué)習(xí)分析和排除故障。二、實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)：設(shè)計(jì)十層電梯樓層顯示電路。其方框圖如圖3.1所示。畫出安裝圖。電梯每經(jīng)過一層，“樓層信號(hào)”輸入一個(gè)脈沖。電梯上升時(shí)“上升”為高電平， “下降”為低電平，下降時(shí)相反。顯 示譯 碼可逆計(jì)數(shù)上升 下降 樓層 較正信號(hào) 圖3.1三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：組裝實(shí)驗(yàn)任務(wù)所要求實(shí)現(xiàn)的電路。觀測其功能，研究各使能端的作用。分析并排除可能出現(xiàn)的故障。四、實(shí)驗(yàn)報(bào)告：1、實(shí)驗(yàn)電路及其工作原理。2、說明各使能端的作用。3、測試結(jié)果。4、分析與排除故障的收

51、獲實(shí)驗(yàn)四 循 環(huán) 燈 電 路一、實(shí)驗(yàn)任務(wù)和目的：1、實(shí)驗(yàn)任務(wù)設(shè)計(jì)并組裝產(chǎn)生循環(huán)燈所需的下列狀態(tài)序列的電路。 1001 0011 0110 1011 0010 0101 1010 11012、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?）熟悉雙向移位寄存器的工作原理、集成電路的使用方法和使能端的作用。（2）學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)和組裝特殊狀態(tài)序列的移位寄存器（計(jì)數(shù)器）。（3）學(xué)習(xí)分析和排除故障。二、實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)：設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)任務(wù)所要求實(shí)現(xiàn)的電路。其方框圖見圖4.1。選定器件型號(hào)。畫出安裝圖。用寄存器的每一位控制一組燈。各組燈布置成各式各樣的圖案。由于寄存器具有不同的狀態(tài)，點(diǎn)亮的燈光就形成多種多樣的美麗的畫面。寄存器的狀態(tài)不斷地循環(huán)變化，又給這些圖案

52、添加了動(dòng)感。因此，設(shè)計(jì)最佳的寄存器狀態(tài)序列，就會(huì)形成動(dòng)人的燈光循環(huán)。而在其中，數(shù)字電路的任務(wù)就是提供循環(huán)燈所需的狀態(tài)序列。方法之一，就是用雙向移位寄存器與一個(gè)次態(tài)邏輯電路來產(chǎn)生，如圖4.1所示。這個(gè)次態(tài)邏輯電路以寄存器的并行輸出Q3、Q2、Q1、Q0為自變量。函數(shù)是M、DSL和DSR。其中，M控制寄存器的移位方向，M=1，寄存器左移；M=0，右移。DSL是左移串行輸入；DSR是右移串行輸入。由現(xiàn)態(tài)（第n拍）和次態(tài)（第n+1拍）的Q3Q2Q1Q0，可確定寄存器應(yīng)向左移還是向右移，串行輸入應(yīng)該是1還是0。從而列出真值表，畫出次態(tài)邏輯電路，實(shí)現(xiàn)預(yù)期的狀態(tài)序列。例如，Q0Q1Q2Q3的現(xiàn)態(tài)為1000，要求次態(tài)為0100，則寄存器中的數(shù)碼應(yīng)右移，M=0，右移串行輸入DSR=0，左移串行輸入DSL無關(guān)。也就是說，當(dāng)Q0=1，Q1=0，Q2=0，Q3=0時(shí)，M=0，DSR=0，