***************************************************** ***************************************************** ***********************************************数字电路实验指导书广东技术师范学院天河学院电气工程系目录实验系统概术 (3)一、主要技术性能 (3)二、数字电路实验系统基本组成 (4)三、使用方法 (12)四、故障排除 (13)五、基本实验部分 (14)实验一门电路逻辑功能及测试 (14)实验二组合逻辑电路（半加器全加器及逻辑运算） (18)实验三译码器和数据选择器 (43)实验四触发器（一）R-S，D，J-K (22)实验五时序电路测试及研究 (28)实验六集成计数器161（设计） (30)实验七555时基电路(综合) (33)实验八四路优先判决电路(综合) (43)附录一DSG-5B型面板图 (45)附录二DSG-5D3型面板图 (47)附录三常用基本逻辑单元国际符号与非国际符号对照表 (48)附录四半导体集成电路型号命名法 (51)附录五集成电路引脚图 (54)实验系统概述本实验系统是根据目前我国“数字电子技术教学大纲”的要求，配合各理工科类大专院校学生学习有关“数字基础课程，而研发的新一代实验装置。

”配上Lattice公司ispls1032E可完成对复杂逻辑电路进行设计，编译和下载，即可掌握现代数字电子系统的设计方法，跨入EDA 设计的大门。

一、主要技术性能1、电源：采用高性能、高可靠开关型稳压电源、过载保护及自动恢复功能。

输入：AC220V±10%输出：DC5V/2ADC±12V/0.5A2、信号源：（1）单脉冲：有两路单脉冲电路采用消抖动的R-S电路，每按一次按钮开关产生正、负脉冲各一个。

（2）连续脉冲：10路固定频率的方波1Hz、10Hz、100Hz、1KHz、10KHz、100KHz、500KHz、1MHz、5MHz、10MHz。

（3）一路连续可调频率的时钟，输出频率从1KHz~100KHz的可调方波信号。

（4）函数信号发生器输出波形：方波、三角波、正弦波频率范围：分四档室2HZ~20HZ、20HZ~200HZ、200HZ~2KHZ、2KHZ~20HZ。

3、16位逻辑电平开关（K0~K15）可输出“0”、“1”电平同时带有电平指示，当开关置“1”电平时，对应的指示灯亮，开关置“0”电平时，对应的指示灯灭，开关状态一目了然。

4、16位电平指示（L0~L15）由红、绿灯各16只LED及驱动电路组成。

当正逻辑“1”电平输入时LED红灯点亮，反之LED绿灯点亮。

5、数字显示（LED1~LED8）（1）LED1~LED6是由二~十进制七段译码器CD4511与相应的共阴LED数码管，在每一位译码器的四个输入端A、B、C、D面板设计对应为8、4、2、1输入四位0000~1001之间的代码数码管即显示同0~9的十进制数字。

（2）LED7~LED8两位七段显示器，段码a、b、c、d、e、f、g、h七段经1K电阻到输入插孔。

6、小喇叭及驱动电路。

提供时钟报进、报警、音乐用等发声装置。

7、内置1K、10K、100K电位器，可作为调电压输出用。

8、有四组BCD码拨码盘，可产生四组BCD码数字信号。

9、内置10MHZ数字式频率计。

用作频率测量。

10、开放式实验区（1）提供锁紧插座14芯2只、16芯3只、20芯3只、40芯2只用于扩展实验，如A/D 或D/A等。

11、可编程逻辑器件电路实验可配装Lattice EDA-1032E或Altera EDA-10K10下载板，进行大规模数字电子系统设计实验。

二、数字电路实验系统基本电路组成1、系统布局图1：为实验仪布局图2、电源实验系统所配电源有四路，一路为+5V/3A，另两路为±12V/0.5A。

电源部分由电源线、电源插座、交流220V电源带灯开关和开关电源组成。

电源插座和电源开关装在机箱的后面，电源插座内带有可更换的保险丝管。

开关电源装在机箱内，具有短路保护、过载保护及自动恢复功能，该电源可靠性高，抗短路能力强。

3、时钟电路实验系统配有10路精确的时钟：1Hz、10Hz、100Hz、1KHz、10KHz、100KHz、500KHz、1MHz、5MHz、10MHz。

10MHz时钟由石英晶体振荡器产生，精确度高。

其余9路时钟由10MHZ 时钟源经74HC390分频后产生。

如图所示图2-1（5D3型）另外还提供一路连续可调频率的时钟，输出频率从1KHz~100KHz的可调方波信号。

它采用CMOS器件7555组成的振荡线路。

如图所示：图2-2 （5D3型）4、函数信号发生器输出波形：方波、三角波、正弦波幅值：正弦波：0~4V（14V为峰~峰值，且正负对称）三角波：0~24V（24V为峰~峰值，且正负对称）方波：0~24V（24V为峰~峰值，且正负对称）频率范围：分四档2HZ~20HZ、20HZ~200HZ、200HZ~2KHZ、2KHZ~20KHZ。

函数发生器采用ICL8038单片集成函数信号发生器电路，内部它由恒流源I2和I1电压比较器A和B、触发器、缓冲器和三角波变弦波电路等组成。

其原理图如图2-3（A）（5D2、5D3型）图示2-3（B）（5D2型、5D3型）5、十六位二进制“0~1”电平显示器（L0~L15）采用6片74LS04电路驱动发光二极管。

当输入端为高电平时，对应的红色发光二极管点亮，表示逻辑“1”当输入端为低电平时，对应的绿色发光二极管点亮，表示逻辑为“0”输入端每路均有保护电路。

电路如图：图2-46、十六位逻辑开关（K0~K15）逻辑电平开关由16个钮子开关组成，其电路如图，当开关往上拨时，产生逻辑高电平“1”；当开关往下拨时，产生逻辑低电平“0”。

图2-57、单脉冲电路单脉冲电路有2路，单脉冲电路采用消抖动的R-S电路，每按一次单脉冲键，产生正、负脉冲各一个。

电路如图：图2-68、二~十进制七段译码显示（1）二~十进制七段译码显示器共6位，每位分a、b、c、d、e、f、g七段，译码器采用CD4511，显示器采用共阴0.5英寸显示器。

译码器的输入端对应每一位的8、4、2、1插孔并都有保护电路，下图为二~十进制七段译码显示器电路图：图2-7（2）二~十进制X段显示器图2-8LED7~LED8两位七段显示器，段码a、b、c、d、e、f、g七段，经1K电阻到输入插孔。

9、BCD码拨盘开关系统提供4组BCD码拨盘开关，输出4组8421码，拨盘开关的最右边为个位，最左边为千位，作为BCD码数字量输入用。

10、数字频率计系统提供一个10MHZ数字显示频率计。

在使用时，将频率计右边的GND插孔连到+5V中GND插孔，IN插孔接被测频率源，显示器上就会显示测得频率值。

11、多频率信号源时钟电路16M晶振、74LS04、74LS74等元件组成，其电路如图2-9A，由16M晶振、74LS04等元件组成振荡电路，再由74LS74电路分频整形输出，输出2MHz、1MHz方波信号。

再由1MHz 方波信号经6级十进制分频，产生100KHz、10KHz、1KHz、100Hz、10Hz、1Hz方波信号，见图2-9B。

z12、时序发生器及启停电路时序发生器及启停电路如图2-10，MF为时钟输入端，时钟频率可从1MHz、100KHz中选择1个连接。

K B开关为单拍和连续输出时序信号选择开关，当开关往上拨时，输出单拍的时序信号；当开关往下拨时，输出连续的时序信号。

时钟选择信号的出厂连接为1MHz。

图2-10。

13、连续可调脉冲采用双时基电路和由工关K A切换通过电位器调节经双二进制加法计数器产生1Hz~5KHz 连续可调方波，另一组为4路固定频率方波，频率为200KHz、100KHz、50KHz、25KHz，见图2-11。

14、小喇叭及驱动电路图2-12（5D3型）这部分由可控振荡电路、喇叭和驱动电路组成。

如图所示。

当DJ1用短路片接通时，它是一个声源，可做报警或报时使用。

如果“KONGZHI”插孔接高电平，则振荡电路输出频率为2KHZ左右的方波，驱动喇叭鸣叫。

当控制插孔接低电平时，振荡电路输出为低电平，喇叭不鸣叫。

当DJ1开路时，可从“IN”插孔向喇叭的驱动三极管基极送一定频率的方波信号，直接控制喇叭按希望的频率变化发声，供音乐实验用。

15、可编程逻辑器件电路实验实验系统右上角可按装一块600门的PLD芯片，ispls1032E下载（EDA-1032），用户使用ispEXPERT软件设计的软件设计的软件逻辑通过1032E模块板其下边的ISP接口下载到PLD 芯片中，成为硬件逻辑电路。

用户在下载完PLD配置数据后，可用导线将PLD芯片与周围有关的输入电路，输出电路、控制电路相连，从而来验证所设计的逻辑是否正确。

如果有错误或需修改逻辑功能，可以很方便地重新设计、编译和下载，真正达到“硬件设计软件化”的目标。

通过ispEXPERT软件的学习和使用，也可掌握现代数字电子系统的设计方法，跨入EDA设计的大门。

（DSG-5B、5D2型、5D3型）。

Lattice ilpls1032E EDA-1032E（ABEL语言）Altera EPF10k10 EDA-10K10（VHDL语言）三、使用方法：1、将标有220V的电源线扦入市电扦座，接通开关，面板指示灯亮，表示实验器电源工作正常。

2、连接线：本实验器采用叠扦式专用扦接线，连接牢固可靠，且可一点叠扦，扦入后按顺时针方向旋转20-30度即锁紧，不要过于用力，以免扦入太紧不易拆除，拨出时按逆时针旋转。

注意：拨出时不要直接拉导线，以免损坏导线。

3、IC扦入扦座前应调整好双列引脚间距，注意I C芯片的缺口方向，仔细对准扦座缺口后均匀压入。

拔出时需用螺丝刀从两边轻轻翘起。

4、面板上IC扦座均未接电源，实验时应按扦入IC的引脚接好相应的电源线才能正常工作。

5、实验前应先阅读指导书，在断开电源开关的状态下按实验线路接好连接线，检查无误后再接通主电源。

6、实验时，应根据导线的长度，合理使用，不要用太长的导线，并尽量把各种颜色的导线配合使用，当需要更改接线或元器件时，应当关断电源开关，插错或多余的线要拔去，不能一端扦在电路上，另一端悬空，防止碰到其它电路元件上。

7、实验完毕整理数据，经指导老师同意后，可关断电源拔出电源插头，拆除连线，并整理好放在实验器内。

四、维护及故障排除1、维护（1）防止撞击跌落（2）用完后拨下电源插头，并关闭机箱，防止灰尘、杂物进入机箱。

（3）多次使用后可能发生连接线内部接触不良或断开的故障，当实验连接发生故障时应检查连线。