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数字电路实验

数字电路实验实验要求:1. 遵守实验室规则,注意人身和仪器设备的安全。

2. 预习并按规范写好预习报告,否则不能参加实验。

3. 进入实验室后保持安静,对号入座,4. 将预习报告置于实验桌右上角,待指导教师检查。

5. 完成实验任务后,保持实验现场,报请老师验收。

验收时需清楚简练地向老师介绍实验情况、证明自己已完成了实验任务。

6.实验成绩由预习报告、实验效果与实验纪律、独立动手能力、实验报告等综合决定。

实验报告内容要求1. 实验名称、实验者姓名、实验时间地点和指导教师等。

2. 实验目的与要求。

3. 实验用仪器仪表的名称和型号。

4. 实验电路和测试电路。

包括实验所用的器件品种、数目和参数。

5. 实验内容、步骤,在这部分内容中,应用简明的语言或提纲给出实验的具体内容,步骤、记录实验中的原始数据,绘制出根据观察到的波形整理出的图表、曲线,反映在实验中遇到的问题及处理的经过。

如对原实验方案进行了调整,则应写出调整方案的理由和调整情况。

6. 实验结果及分析。

实验结果是对实验所得的原始数据进行分析计算后得出的结论。

可以用数值或曲线表达,实验结果应满足实验任务的要求。

7. 实验小结。

总结实验完成的情况,对实验方案和实验结果进行讨论,对实验中遇到的问题进行分析,简单叙述实验的收获、体会等。

8. 参考资料。

记录实验进行前、后阅读的有关资料,为今后查阅提供方便。

实验一TTL与非门参数测试及使用一、实验目的1、学习TTL和CMOS门电路的逻辑功能测试方法,加深认识TTL与CMOS门电路的电平差异。

2、通过测试TTL与非门的电压传输特性,进一步理解门电路的重要参数及其意义(包括U OL、U OH、U ON、U OFF、U TH、U NL、U NH)。

3、了解一般的集成门电路器件的常用封装形式和引脚排列规律,掌握使用方法。

4、熟悉数字实验箱的结构和使用方法。

二、预习要求1、TTL与CMOS门电路的逻辑功能及闲置输入端的处置方法。

2、电压传输特性曲线及其所表征的主要参数的意义。

3、设计实验数据纪录表格三、实验内容1、测试TTL与非门74LS00和CM0S或非门CC4001逻辑功能。

(1)识别72LS00和CC4001的封装及引脚排列。

(2)正确连接测试电路,特别注意直流工作电压的大小和极性。

(3)测试它们的真值表,要求纪录输入高低电平(U IL、U IH)和输出高低电平(U OL、U OH)。

(4)实验TTL和CMOS门电路的输入端悬空对门电路输出的影响。

2、测试TTL与非门电压传输特性。

(1)正确连接测试电路,特别注意实心电位器的连接,连接错误易损坏电位器。

(2)注意在特性曲线的转折处应适当增加测量点。

(3)正确读取数据并纪录。

四、实验报告1、书写格式要规范,书写认真、字迹清晰。

2、实验报告内容要齐全3、测试的原始数据要真实,不能随意修改原始数据。

4、绘制TTL门的传输特性曲线,并根据曲线标出U ON、U OFF、U TH及U NL、U NH。

5、实验结果分析与小结实验二组合逻辑电路设计一、实验目的1、学习用小规模集成电路设计组合逻辑电路的方法,进一步掌握组合逻辑电路的分析和设计方法。

2、学习用中规模集成电路实现组合逻辑函数的方法3、学习数字电路实验中查找电路故障的一般方法。

二、预习要求1、组合逻辑电路分析、设计的一般方法。

2、用译码器和数据选择器实现组合逻辑函数的方法。

3、画出用译码器74LS138实现半加器的电路图。

三、实验内容1、用与非门实现半加器。

设计、连接电路,并测试电路的逻辑功能。

2、用译码器74LS138实现半加器(用适当的门电路辅助)。

设计、连接电路,并测试电路的逻辑功能。

3、若有故障,要求分析、排除故障。

四、实验报告1、实验目的、原理要清楚。

2、实验电路和测试结果。

3、故障分析和排除方法。

4、实验小结实验三基本RS触发器和D触发器一、实验目的1、学习集成触发器的测试方法,通过对触发器功能的测试,深刻理解边沿触发的含义,加深对触发器功能的认识,并学会应用。

2、理解清零和置1端的作用,正确使用这两个控制端。

3、了解集成触发器的常见封装形式和引脚排列规律。

二、预习要求1、触发器的一般概念,触发器的分类、功能及触发方式,尤其是边沿触发的含义。

2、触发器的预置和清零端的作用。

3、查集成电路手册,了解74LS74双D触发器和74LS112双JK触发器的功能和引脚排列。

4、自拟实验步骤,预先画出实验接线图。

三、实验内容1、测试74LS74双D触发器的逻辑功。

(1)测试置0置1端的功能。

(2)测试逻辑功能,列出功能表。

(3)观察触发器的计数状态。

2、测试74LS112双LK触发器的逻辑功能测试内容同D触发器.3、触发器的应用用74LS74和74LS112组成的异步二进制计数器电路如下图所示。

(1)请安图连接电路并进行测试,记录状态转换表。

(2)根据电路的状态转换表,说明电路的逻辑功能。

四、实验报告1、实验目的及测试方法。

2、测试纪录的触发器功能表。

3、分析各触发器时钟信号的意义。

4、实验小结实验四计数器及其应用一、实验目的1、掌握集成计数器的功能和使用方法2、学习用中规模集成计数器构成任意进制计数器的方法。

3、熟悉七段译码器和数码管的使用方法。

二、预习要求1、集成计数器的分类、功能及使用方法,熟悉其封装引脚。

2、用中规模集成计数器构成任意进制计数器的两种方法。

3、按照实验要求,用74LS160设计一个24进制计数器,并画出逻辑图(采用两种方法)。

三、实验内容1、测试74LS160集成计数器,熟悉它的逻辑功能和各控制端的作用。

2、了解实验箱上的七段译码器和七段数码管的连接方式及工作原理,并进行测试。

3、采用反馈归零法设计M=24计数器,并进行译码显示,记录结果。

4、采用反馈置数(置初值)法设计M=24计数器,并进行译码显示,记录结果。

四、实验报告1、集成计数器74LS160的功能测试结果。

2、译码显示电路的测试结果。

3、两种方法构成M=24计数器的原理图和测试结果。

4、实验小结实验五555定时器及其应用一、实验目的1、熟悉555定时器的电路组成、功能及封装、引脚排列。

2、掌握用555定时器构成施密特触发器和多谐振荡器的方法。

3、掌握波形产生和整形电路的测试方法。

二、预习要求1、555定时器的电路结构和功能。

2、用555构成单稳触发器、多谐振荡器和施密特触发器的电路特征,工作原理和相关的计算公式。

三、实验内容1、用555定时器构成施密特触发器。

(1)连接电路,测试传输特性。

(2)输入三角波(注意三角波的幅度要大于2/3V CC),进行波形转换,用示波器观擦结果,并纪录输入输出波形,注意读取正向阈值电压和负向阈值电压。

2、用555定时构成多谢振荡器。

(1)正确连接电路。

(2)用示波器观察、记录输出波形,注意输出信号的周期和占空比。

(3)改变参数,调整振荡频率,观察波形变化并纪录。

四、实验报告1、实验目的、原理要清楚。

2、分析测试记录的数据、波形。

3、理论分析、计算多谐振荡器的振荡频率、占空比,与实验测量值比较,简要说明产生误差的可能原因。

4、实验小结实验六D/A和A/D转换器一、实验目的1、学习ADC和DAC的应用,进一步理解ADC和DAC的功能。

2、进一步理解采样频率对ADC的影响,加深对采样定理的认识。

3、了解参考电压V REF对ADC的影响。

4、掌握用EWB进行电路仿真的方法和注意事项二、预习要求1、DAC和ADC的工作原理,主要参数及其意义。

2、采用定理、量化误差的概念及对ADC的影响。

3、EWB仿真软件的使用三、实验内容1、DAC的仿真实验注意参考电压V REF的大小对最小输出电压U min的影响。

2、ADC的仿真实验注意(1)采样频率对ADC的影响,改变采样频率,观察输出波形的变化。

(2)参考电压V REF对ADC的影响,改变参考电压,观察输出波形的变化。

3、ADC-DAC的组合实验。

注意比较输入信号波形和输出信号波形在不同采样频率下的差别。

四、实验报告1、实验目的、实验原理。

2、ADC和DAC的实验结果。

3、分析采样频率和参考电压对数模转换和模数转换的影响,在实际使用中,应如何选择这两个参数。

4、实验小结。

实验七 阶梯波发生器一、 实验目的1. 了解D/A 转换电路的工作原理。

2. 掌握用集成运算放大器设计简单D/A 转换电路。

二、 简要说明在晶体管特性图示仪等电子仪器设备中常用到阶梯波。

阶梯波可由计数器和D/A 转换电路构成。

三、任务和要求1. 以集成运算放大器LM 324和集成计数器7490为主要器件,设计一个阶梯波发生器,要求输出如图7.1所示波形。

周期为2ms 。

用时钟脉冲源作计数器的计数脉冲。

2. 依据设计结果,创建实验电路。

3. 用示波器测试输出波形,进行调试,使之满足设计要求。

四、实验报告1. 简述设计思想、总体方案,画出框图。

2. 详述单元电路设计。

3. 画出总体电路图,说明工作原理。

4. 简述调试步骤,调试中遇到的问题,解决办法。

5. 整理测试数据,依据仿真结果,分析是否满足设计要求。

实验八 交通灯控制器一、 实验目的1. 了解数字系统的设计。

2. 掌握计数器、译码器的工作原理。

3. 通过数字小系统的设计,提高综合运用所学知识的能力。

二、 简要说明交通灯控制信号是依据交通常规则“红灯停,绿灯行,黄灯提醒”,由时间控制器控制相应的红、绿、黄灯,依要求的规律燃灭。

交通灯控制器的一种设计方案如图8.1所示。

方案中秒脉冲发生器是系统中定时器、控制器和倒计数器的标准时钟信号源,译码器输出两组图7.1 阶梯波发生器输出波形车道信号灯的控制信号,使相应的灯亮。

译码器的工作状态由控制器控制。

倒计数器的输出经字型译码显示倒计时时间。

三、任务和要求1. 设计十字路口交通灯控制器,要求如表所示。

表交通灯控制器设计要求2. 交通信号灯和倒计数显示器在电路设计区的布局如图8.2。

显示器用指示器件库中的七段数码管。

(因彩色指示灯系统只提供了红、绿、蓝三种颜色,在实验中用蓝灯替代黄灯)。

图8.1 交通灯控制器参考方案图8.2 交通信号灯和倒计数显示器布局图3. 采用层次化设计方法。

4. 依据设计结果创建实验电路。

5. 仿真、调试,使之满足设计要求。

四、实验报告1.简述设计思想、总体方案,画出框图。

2.详述单元电路设计。

3. 画出总体电路图,简述电路工作原理。

4. 简述调试步骤,分析仿真实验结果,并对调试中遇到的问题进行分析,说明解决方法。

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