數(shù)字電子技術實驗教學大綱

1、 數(shù)字電子技術實驗教學大綱課程名稱：模擬電子技術基礎實驗（Experiments of Elementary Digital Electronics）課程編號：071211D009課程性質：必修課課程設置類別：獨立課程總學時：36學時實驗總學時：36學時實驗總學分：2學分實驗周學時：3學時/周適用專業(yè)及年級：電子科學與技術 電子信息科學與技術等專業(yè) 本科二年級先修課程：數(shù)字電子技術基礎大綱主撰人：宋忠能一、實驗教學目的和基本要求電子技術是一門工程應用性質很強的學科，實驗教學的的作用和重要性日益為人門所重視。電子技術實驗的目的不僅是鞏固和加深課堂教學內容，驗證已知理論，訓練學生的基本實驗技能，更

2、重要的是培養(yǎng)和提高學生應用理論分析問題和解決問題的能力，培養(yǎng)科學作風和探索精神。為學習后續(xù)課程和從事實際技術工作奠定良好的基礎。數(shù)字電路實驗就是為此目的開設的。本實驗共編排了十五個實驗，其中，既有測試、驗證的內容，也有設計、研究的內容，以供不同層次、不同需要、不同專業(yè)教學要求的選擇。課程代碼：071211D009二、教學對象電子類專業(yè)，物理、化學類專業(yè)的本科二年級學生。三、教學內容 基礎實驗部分 實驗一 門電路邏輯功能及測試（3學時）一、實驗目的1、熟悉數(shù)字門電路的邏輯功能。2、熟悉數(shù)字電路學習機及示波器使用方法。二、實驗內容1、測試門電路邏輯功能。 2、異或門邏輯功能測試。3、邏輯電路的邏輯

3、關系。4、邏輯門傳輸延遲時間的測量。 5、利用與非門控制輸出。6、用與非門組成其它門電路并測試驗證。三、實驗報告1、按各步驟要求填表并畫邏輯圖。2、回答問題：（1）怎樣判斷門電路邏輯功能是否正常？（2）與非門一個輸入接連續(xù)脈沖，其余端什么狀態(tài)時允許脈沖通過？什么狀態(tài)時禁止脈沖通過？（3）異或門又稱可控反相門，為什么？ 實驗二 組合邏輯電路（半加器全加器及邏輯運算）（3學時）一、實驗目的1、掌握組合邏輯電路的功能測試。2、驗證半加器和全加器的邏輯功能。3、學會二進制數(shù)的運算規(guī)律。二、實驗內容1、組合邏輯電路功能測試。 2、測試用異或門和與非門組成的半加器的邏輯功能。3、測試全加器的邏輯功能。4、

4、測試用異或、與或和非門組成的全加器的邏輯功能。三、實驗報告1、整理實驗數(shù)據(jù)、圖表并對實驗結果進行分析討論。2、總結組合邏輯電路的分析方法。 實驗三 觸發(fā)器（一）RS、D、JK（3學時）一、實驗目的1、熟悉并掌握RS、D、JK觸發(fā)器的構成，工作原理和功能測試方法。2、學會正確使用觸發(fā)器集成芯片。3、了解不同邏輯功能FF相互轉換的方法。二、實驗內容1、基本RSFF功能測試。2、維持阻塞型D觸發(fā)器功能測試。3、負邊沿JK觸發(fā)器功能測試。4、觸發(fā)器功能轉換。 三、實驗報告1、整理實驗數(shù)據(jù)并填表。2、寫出實驗內容3、4的實驗步驟及表達式。3、畫出實驗4的電路圖及相應表格。4、總結各類觸發(fā)器特點。 實驗四

5、 三態(tài)輸出觸發(fā)器及鎖存器（3學時）一、實驗目的1、掌握三態(tài)輸出和鎖存器的功能及使用方法。2、學會用三態(tài)觸發(fā)器和鎖存器構成的功能電路。二、實驗內容1、鎖存器的功能及應用。 2、三態(tài)輸出觸發(fā)器功能及應用。三、實驗報告1、總結三態(tài)輸出觸發(fā)器的特點。2、比較圖4.2和圖4.4鎖存器的異同，總結鎖存器的組成、功能及應用。 實驗五 時序電路測試及研究（3學時）一、實驗目的1、掌握常用時序電路分析、設計及測試方法。2、訓練獨立進行實驗的技能。二、實驗內容1、異步二進制計數(shù)器。2、異步二十進制加法計數(shù)器。 3、自循環(huán)移位寄存器環(huán)形計數(shù)器。三、實驗報告1、畫出實驗內容要求的波形及記錄表格。2、總結時序電路特點。

6、 實驗六 集成計數(shù)器及寄存器（3學時）一、實驗目的1、熟悉集成計數(shù)器邏輯功能和各控制端作用。2、掌握計數(shù)器使用方法。二、實驗內容1、集成計數(shù)器74LS90功能測試。2、計數(shù)器級連。3、任意進制計數(shù)器設計方法。 三、實驗報告1、整理實驗內容和各實驗數(shù)據(jù)。2、畫出實驗內容1、2所要求的電路圖及波形圖。3、總結計數(shù)器使用特點。 實驗七 譯碼器和數(shù)據(jù)選擇器一、實驗目的1、熟悉集成譯碼器的應用。2、了解數(shù)據(jù)選擇器應用。二、實驗內容1、譯碼器功能測試。 2、譯碼器轉換。 3、數(shù)據(jù)選擇器的測試及應用。三、實驗報告1、畫出實驗要求的波形圖。2、畫出實驗內容2、3的接線圖。3、總結譯碼器和數(shù)據(jù)選擇器的使用體會。

7、 實驗八 波形產生及單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器（3學時）一、實驗目的1、熟悉多諧振蕩器的電路特點及振蕩頻率估算方法。2、掌握單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的使用。二、實驗內容1、多諧振蕩器。 2、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器。 三、實驗報告1、整理實驗數(shù)據(jù)及波形。2、畫出振蕩器與單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器聯(lián)調實驗電路圖。3、寫出實驗中各電路脈寬估算值，并與實驗結果對照分析。 實驗九 555時基電路（3學時）一、實驗目的1、掌握555時基電路的結構和工作原理，學會對此芯片的正確使用。2、學會分析和測試用555時基電路構成的多諧振蕩器、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器、RS觸發(fā)器等三種典型電路。二、實驗內容1、555時基電路功能測試。2、555時基電路構成多諧振蕩器。 3、55

8、5時基電路構成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器。4、555時基電路構成的RS觸發(fā)器。5、應用電路。三、實驗報告1、整理實驗數(shù)據(jù)。2、畫出實驗內容3和5中的相應波形圖。3、畫出實驗內容5最終調試滿意的電路圖并標出各元件參數(shù)。4、總結時基電路的使用方法。 選做實驗部分 實驗十 邏輯筆實驗與分析（3學時）一、實驗目的1、熟悉門電路應用分析。2、學習用門電路解決實際問題。二、實驗內容用集成運算放大器和門電路構成邏輯筆。三、實驗要求要求根據(jù)實驗結果編出該邏輯筆的使用說明及注意事項。四、思考題試用一片CD4049（六反向器）、一只LED七段數(shù)碼管及相應電阻組成一個簡易的邏輯筆，高電平時用“H”指示，低電平用“L”指示。 實驗

9、十一 觸發(fā)器應用（3學時）一、實驗目的1、學會用常用的觸發(fā)器轉換成其他各種功能的觸發(fā)器。2、熟悉和了解觸發(fā)器的各種應用電路。二、實驗內容1、觸發(fā)器的轉換。2、觸發(fā)器的應用。三、實驗要求1、自行設計觸發(fā)器的轉換電路，完成電路接線，并檢測電路的功能是否滿足設計要求。2、正確檢測用觸發(fā)器構成的單穩(wěn)態(tài)電路、沖息電路的性能指標。四、思考題1、TTL或CMOS電路的觸發(fā)器若要使異步置位端和異步復位端起作用，各應加什么電平？不用這些端時，應怎樣連接？2、按理論分析的結果，圖18.2電路中Vo和cp的時序應是什么樣的？ 實驗十 二 計數(shù)器MSI芯片的應用（3學時）一、實驗目的學會正確使用計數(shù)器芯片，熟悉和了解

10、其應用電路。二、實驗內容1、計數(shù)器芯片74LS160/161功能測試及應用。2、計數(shù)器芯片CD4520功能測試。三、實驗要求1、正確使用74LS160/161構成任意進制的計數(shù)器。2、掌握計數(shù)器芯片功能的測試方法。四、思考題1、除圖20.3所示的六十進制數(shù)電路外，請用兩個74LS160自行設計一個六十進制的記數(shù)電路，并用實驗驗證之。2、用CD4520芯片實現(xiàn)M=9的計數(shù)電路，則芯片應怎樣連接？ 實驗十三 時序電路應用（3學時）一、實驗目的通過實驗，掌握一般同步時序電路的功能測試方法，學會自行設計同步時序電路。二、實驗內容1、同步時序電路的功能測試。2、同步時序電路的設計。 三、實驗要求1、正確

11、測試同步時序電路的功能，并將結果畫成狀態(tài)轉換圖。2、按要求設計一同步時序電路，并測試電路功能。四、思考題1、同步時序電路的特點是什么？在測試其功能時和一般計數(shù)電路相比較有什么不同？2、同步時序電路在設計時，怎樣確定電路的狀態(tài)編碼？ 實驗十四 施密特觸發(fā)器及其應用（3學時）一、實驗目的1、進一步掌握施密特觸發(fā)器的原理和特點。2、熟悉和了解由施密特觸發(fā)器構成的部分應用電路，學會正確使用TTL、CMOS集成的施密特觸發(fā)器。二、實驗內容1、具有施密特觸發(fā)器特性的門電路特性測試。2、施密特觸發(fā)器的應用：（1）多諧振蕩器。（2）壓控振蕩器。三、實驗要求1、用實驗法測出施密特觸發(fā)器的電壓傳輸特性，標出VT+

12、、VT-、VT等值。2、觀察用施密特觸發(fā)器構成的多諧振蕩器的輸出波形，測出相應頻率。3、觀察記錄壓控振蕩器的輸出波形，當VI數(shù)值變化時，測出VO波形相應的頻率。四、思考題1、施密特觸發(fā)器的電路特點是什么？（圖23.1)所示的原理電路是由哪幾部分構成的？各部分的作用是什么？2、CMOS施密特觸發(fā)器的VDD值的大小和芯片的VT+、VT-、VT 參數(shù)有何關系？ 實驗十五 多路模擬開關及其應用（3學時）一、實驗目的通過實驗進一步了解集成多路模擬開關的組成及工作原理，掌握該芯片的功能測試方法，了解其部分電路。二、實驗內容1、多路模擬開關的功能測試。2、CD4051芯片的應用。 三、實驗要求1、測試CD4

13、501的功能，在確定電壓下，測定芯片能通過的模擬信號的幅值、平均傳輸時間。2、觀察用CD4501傳送具有正負極性的交流信號波形。3、觀察用CD4501構成數(shù)字脈沖合成音頻正弦波電路的輸出波形及測出相應的頻率。四、思考題1、在圖25 .2 電路中若改變V1的頻率，VO 端波形有何變化？2、在圖25 .2 電路中若改變VEE 端的電壓值，VO 端波形有何變化？ （三）教學要求1、要求學生獨立完成實驗內容。2、實驗前學生必須認真閱讀實驗指導書、儀器介紹及有關參考書，深入了解實驗目的、原理、內容和要求與及所用儀器的原理、使用方法，同時還必須認真完成實驗指導書中規(guī)定的其它預習要求。3、進行實驗時，必須嚴

14、格執(zhí)行實驗室的規(guī)章制度，認真做好實驗數(shù)據(jù)記錄，并及時對實驗結果進行分析。4、實驗結束后，必須將實驗記錄數(shù)據(jù)送指導教師查閱簽字，然后關閉電源，整理好所用儀器、工具和器材，經(jīng)教師同意后才能離開實驗室。5、每個實驗結束后，學生必須及時撰寫實驗報告。報告內容應包括實驗名稱、實驗目的、實驗儀器、實驗電路、實驗內容和步驟、實驗結果及分析，思考題解答以及實驗指導書中規(guī)定的其它要求。并附有原始記錄數(shù)據(jù)。（四）教學安排各專業(yè)可根據(jù)具體情況和實驗總學時數(shù)，從中選擇若干個為必作實驗。建議實驗一、二、三、四、五、六、七、八、九為優(yōu)先選擇實驗。選作實驗可由學生自行選擇，也可由教師指定。（五）考核方法本實驗的成績平定分兩部分：1、完成實驗情況（占90%） 安裝連接實驗電路的正確性占20%， 測試方法的正確性、熟練性占20%， 實驗結果的正確性、性能指標的完成情況占50%，2、實驗報告的完成情況占10% 。七、實驗課程與學時分配表序號實驗項目名稱實驗內容提要學時分配實驗屬性實驗類型每組人數(shù)實驗要求指導教師已開/未開223選修驗證1宋忠能等已開16必修驗證1宋忠能、顧平、吳莘、任強 等已開23必修驗證1宋忠能等已開33必修驗證1宋忠能等已開43選修驗證1宋忠能等已開53選修驗證1宋忠能等已開63必修驗證1宋忠能等已開73選修驗證1宋忠能等已開83選