数字电子技术实验

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数字电子技术实验. 青海师范大学物理系. 实验地点: 科技楼 409 指导教师: 李银轮. 实验要求: - PowerPoint PPT Presentation

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Page 1: 数字电子技术实验
Page 2: 数字电子技术实验

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。

实验地点:科技楼 409指导教师:李银轮

Page 3: 数字电子技术实验

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。

Page 4: 数字电子技术实验

实验仪器

示波器 实验箱 万用表

Page 5: 数字电子技术实验

实验 1 TTL 与非门参数测试及使用

.壹 实验目的1. 学习 TTL 集成与非门逻辑功能和主要参数的测量方法。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。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。

示波器 实验箱 万用表

二 . 实验仪器

Page 6: 数字电子技术实验

实验电路

Page 7: 数字电子技术实验

扇出系数测试电路 传输特性测试电路

实验电路

Page 8: 数字电子技术实验

三、实验内容

1. 测试 TTL 与非门 74LS00 和 CM0S 或非门 CC4001 逻辑功能。识别 72LS00 和 CC4001 的封装及引脚排列。

2. 正确连接测试电路,测试它们的真值表,要求纪录输入高低电平( UIL 、 UIH)和输出高低电平 (UOL 、 UOH) 。

3. 测量 TTL 与非门的扇出系数 N 。

4. 测试 TTL 与非门电压传输特性。

Page 9: 数字电子技术实验

实验报告要求

– 书写格式要规范,书写认真、字迹清晰。– 实验报告内容要齐全– 测试的原始数据要真实,不能随意修改原

始数据。– 绘制 TTL 门的传输特性曲线,并根据曲线标出 UON 、 UOFF 、 UTH 及 UNL 、 UNH 。

– 实验结果分析与小结

Page 10: 数字电子技术实验

实验 2 组合逻辑电路设计 .壹 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 . 实验仪器

示波器 实验箱 万用表

Page 11: 数字电子技术实验

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。 若有故障,要求分析、排除故障。

3. 自行设计一个四人表决电路,并用与非门实现。

Page 12: 数字电子技术实验

实验报告要求

– 实验目的、原理要清楚。– 实验电路和测试结果。– 实障分析和排除方法。– 实验小结

Page 13: 数字电子技术实验

实验 3 基本的 RS触发器和 D触发器 .壹 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 . 实验仪器

示波器 实验箱 万用表

Page 14: 数字电子技术实验

实验电路

1&

2&

Q

Q

S

R

Q

Q

S

R

(a ) 基本 RS 触发器 (b ) 逻辑符号

Page 15: 数字电子技术实验

实验电路

用 74LS74 和 74LS112组成的异步二进制计数器电路图

Page 16: 数字电子技术实验

1. 基本RS触发器逻辑功能的测试。2. 74LS74 双 D触发器的逻辑功的测试。

• 测试置 0置 1端的功能。• 测试逻辑功能,列出功能表。• 观察触发器的计数状态。

3. 测试 74LS112 双 LK触发器的逻辑功能 测试内容同D触发器。4.触发器的应用

用 74LS74和 74LS112 组成的异步二进制计数器电路。• 请安图连接电路并进行测试,记录状态转换表。• 根据电路的状态转换表,说明电路的逻辑功能。

三、实验内容

Page 17: 数字电子技术实验

实验报告要求

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

Page 18: 数字电子技术实验

实验 4 计数器及其应用

.壹 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 . 实验仪器

示波器 实验箱 万用表

Page 19: 数字电子技术实验

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=36 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=36 计数器,并进行译码显示,记录结果。

三、实验内容

Page 20: 数字电子技术实验

实验报告要求

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

Page 21: 数字电子技术实验

实验 5 555 定时器及其应用 .壹 实验目的

二 . 实验仪器

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

示波器 实验箱 万用表

Page 22: 数字电子技术实验

实验电路

OUT

UDD

C

TH

TR

u i

8 4

3

6

21 5

u o

用 555 定时器构成施密特触发器。 用 555 定时构成多谢振荡器

Page 23: 数字电子技术实验

三、实验内容

1. 用 555 定时器构成施密特触发器。 连接电路,测试传输特性。 输入三角波(注意三角波的幅度要大于 3VCC),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。 正确连接电路。 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。 改变参数,调整振荡频率,观察波形变化并纪录。

Page 24: 数字电子技术实验

实验报告要求

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

Page 25: 数字电子技术实验

实验 6 D/ A 和 A/ D转换器(仿真)

1. 学习 ADC 和 DAC 的应用,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 VREF 对 ADC 的影响。

4. 掌握用 EWB 进行电路仿真的方法和注意事项

.壹 实验目的

二 . 实验仪器 电脑、 EWB仿真软件

Page 26: 数字电子技术实验

三、实验内容

1. DAC 的仿真实验 注意:参考电压 VREF 的大小对最小输出电压 Umin 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 VREF 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。

Page 27: 数字电子技术实验

实验报告要求

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

Page 28: 数字电子技术实验

实验 7 阶梯波发生器 (综合设计)

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 . 实验仪器 电脑、 EWB仿真软件

Page 29: 数字电子技术实验

三、任务和要求

1. 以集成运算放大器 LM324 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。

Page 30: 数字电子技术实验

实验报告要求

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。

Page 31: 数字电子技术实验

实验 8 交通灯控制器 .壹 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 . 实验仪器 电脑、 EWB仿真软件

Page 32: 数字电子技术实验

实验电路

Page 33: 数字电子技术实验

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。

东西、南北路口倒计时显示

东西路口交道灯状态 南北路口交道灯状态

15~5( s) 绿灯亮 红灯亮

4~0( s) 黄灯亮 红灯亮

15~5( s) 红灯亮 绿灯亮

4~0( s) 红灯亮 黄灯亮

Page 34: 数字电子技术实验

2. 交通信号灯和倒计数显示器在电路设计区的布局如图 9.6.2 。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)。

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。

Page 35: 数字电子技术实验

实验报告要求

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。