《數(shù)字電子技術(shù)》實(shí)驗(yàn)手冊.doc

數(shù)字電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)手冊云南師范大學(xué)信息學(xué)院20118實(shí)驗(yàn)一 門電路一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、驗(yàn)證常用TTL門電路的邏輯功能；2、熟練掌握常用儀器儀表的使用。二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容完成與非門、或非門、與或非門、異或門及非門邏輯功能測試三、實(shí)驗(yàn)設(shè)備及器件1、數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)臺 1臺 2、集成電路芯片74LS00（二輸入四與非門） 1片74LS02（二輸入四或非門） 1片74LS51（雙2-3輸入與或非門） 1片74LS86（二輸入四異或門） 1片74LS04（六非門） 1片四、實(shí)驗(yàn)步驟 1、與非門邏輯功能測試用74LS00二輸入四與非門進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。(1) 按圖1接線。+5V接開關(guān)V接LED FAB圖1 與非門邏輯功能測試電路(2) 按表1要求通過開關(guān)改變輸入端A與B的電平值，將輸出端測試結(jié)果填入表中。表1 與非門邏輯功能測試表輸 入輸 出 FAB電壓（V）邏輯狀態(tài)（ 燈亮為“1”，燈滅為“0” ）000110112、或非門邏輯功能測試用74LS02二輸入四或非門進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。（1）按圖2接線。+5V接開關(guān)V接LED FAB 圖2 或非門邏輯功能測試電路（2） 按表2要求通過開關(guān)改變輸入端A與B的電平值，將輸出端測試結(jié)果填入表中。 表2 或非門邏輯功能測試表輸 入輸 出 FAB電壓(V)邏輯狀態(tài)（ 燈亮為“1”，燈滅為“0” ）00 01 10 11 3、與或非門邏輯功能測試用74LS51雙2-3輸入與或非門進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。+5V接開關(guān)V接LED FABCD(1) 按圖3接線。圖3 與或非門邏輯功能測試電路(2) 按表3要求通過開關(guān)改變輸入端A、B、C與D的電平值，將輸出端測試結(jié)果填入表中。 表3 與或非門邏輯功能測試表輸 入輸 出 F A B C D電壓(V) 邏輯狀態(tài)（ 燈亮為“1”，燈滅為“0” ） 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 4、異或門邏輯功能測試用74LS86二輸入四異或門進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。+5V接開關(guān)V接LED FAB(1) 按圖4接線。 圖4 異或門邏輯功能測試電路(2) 按表4要求通過開關(guān)改變輸入端A與B的電平值，將輸出端測試結(jié)果填入 表中。 表4 異或門功能測試表輸 入輸 出 FAB電壓(V)邏輯狀態(tài)（ 燈亮為“1”，燈滅為“0” ）00 01 10 11 +5V接開關(guān)V接LED FA5、非門邏輯功能測試用74LS04六非門進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。（1）按圖5接線。 圖5 非門邏輯功能測試電路(3) 按表5要求通過開關(guān)改變輸入端A與B的電平值，將輸出端測試結(jié)果填入 表中。 表5 非門邏輯功能測試表輸 入輸 出 F A電壓(V)邏輯狀態(tài)（ 燈亮為“1”，燈滅為“0” ） 0 1 五、思考題如何利用74LS00與非門實(shí)現(xiàn)“與電路”、“或電路”、“或非電路”、“異或電路”？試用門電路符號畫出電路圖。六、實(shí)驗(yàn)要求1、獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)。2、按規(guī)定的格式完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告書寫，要求給出每一個(gè)實(shí)驗(yàn)電路及測試結(jié)果。實(shí)驗(yàn)二 組合邏輯電路（基于SSI）一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、掌握基于TTL門電路的組合邏輯電路的設(shè)計(jì)方法；2、掌握組合邏輯電路的功能測試方法。二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容一位二進(jìn)制全加器電路設(shè)計(jì)及功能測試。三、實(shí)驗(yàn)設(shè)備及器件 1、數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)臺 1臺2、與非門芯片 若干四、實(shí)驗(yàn)步驟1、運(yùn)用數(shù)字邏輯的基本原理，選用與非門電路設(shè)計(jì)一個(gè)一位二進(jìn)制全加器。2、參照設(shè)計(jì)好的電路圖，完成電路接線。3、根據(jù)設(shè)計(jì)要求完成電路邏輯功能驗(yàn)證。五、思考題 如何利用已設(shè)計(jì)好的一位二進(jìn)制全加器電路實(shí)現(xiàn)多位二制加法器的設(shè)計(jì)？六、實(shí)驗(yàn)要求1、獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)。2、按規(guī)定的格式完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告書寫，要求寫出設(shè)計(jì)過程，給出最終的實(shí)驗(yàn)電路及測試結(jié)果。 實(shí)驗(yàn)三 編碼器與譯碼器一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、掌握編碼器、譯碼器的邏輯功能；2、掌握基于MSI組合功能件的組合邏輯電路設(shè)計(jì)方法。二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1、優(yōu)先編碼器、3-8譯碼器及七段數(shù)碼管譯碼器功能測試；2、電子呼叫器設(shè)計(jì)。三、實(shí)驗(yàn)設(shè)備及器件 1、數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)臺 1臺2、集成電路芯片 74LS148（8-3優(yōu)先編碼器） 1片 74LS138（3-8譯碼器） 1片74LS48（七段數(shù)碼管譯碼器） 1片自選芯片 若干四、實(shí)驗(yàn)步驟1、 完成8-3優(yōu)先編碼器74LS148、3-8譯碼器74LS138及七段數(shù)碼管譯碼器74LS48的邏輯功能測試；2、選用74LS148及74LS48并輔助其它器件設(shè)計(jì)一個(gè)簡易電子呼叫器。（1）參照設(shè)計(jì)好的電路圖，完成電路接線；（2）根據(jù)設(shè)計(jì)要求完成電路邏輯功能驗(yàn)證。五、思考題 數(shù)碼管有哪兩種分類？使用時(shí)有何不同？六、實(shí)驗(yàn)要求1、獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)。2、按規(guī)定的格式完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告書寫，要求寫出電路設(shè)計(jì)思路，給出最終的實(shí)驗(yàn)電路及測試結(jié)果。實(shí)驗(yàn)四 加法器、比較器與數(shù)據(jù)選擇器一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、掌握多位加法器、多位比較器、數(shù)據(jù)選擇器的邏輯功能；2、掌握基于MSI組合功能件的組合邏輯電路設(shè)計(jì)方法。二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1、加法器、比較器、數(shù)據(jù)選擇器功能測試；2、應(yīng)用電路設(shè)計(jì)。三、實(shí)驗(yàn)設(shè)備及器件 1、數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)臺 1臺2、集成電路芯片74LS283（四位加法器） 1片74LS85（四位比較器） 1片74LS151（8選1數(shù)據(jù)選擇器） 1片自選芯片 若干四、實(shí)驗(yàn)步驟 1、完成四位加法器74LS283、四位比較器74LS85、八選一數(shù)據(jù)選擇器74LS151的邏輯功能測試；2、選擇器件（至少包含以上任一芯片）完成一應(yīng)用電路設(shè)計(jì)，電路功能可自由定義。（1）參照設(shè)計(jì)好的電路圖，完成電路接線；（2）根據(jù)設(shè)計(jì)要求完成電路邏輯功能驗(yàn)證。五、思考題 四位加法器74LS283內(nèi)部電路如何實(shí)現(xiàn)進(jìn)位？有何特點(diǎn)？六、實(shí)驗(yàn)要求1、獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)。2、按規(guī)定的格式完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告書寫，要求寫出電路設(shè)計(jì)思路，給出最終的實(shí)驗(yàn)電路及測試結(jié)果。實(shí)驗(yàn)五 觸發(fā)器一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、 掌握D觸發(fā)器和J-K觸發(fā)器的邏輯功能及觸發(fā)方式；2、 熟悉現(xiàn)態(tài)和次態(tài)的概念及兩種觸發(fā)器的狀態(tài)方程。二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 完成各類觸發(fā)器功能測試三、實(shí)驗(yàn)設(shè)備及器件1、 數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)臺 1臺2、 集成電路芯片74LS74（雙D觸發(fā)器） 1片74LS112（雙J-K觸發(fā)器） 1片四、實(shí)驗(yàn)步驟1、74LS74邏輯功能測試+5VRdDSd接開關(guān)接單脈沖 CP接LED Q（1）按圖1接線圖1 D觸發(fā)器功能測試圖（2）異步置位（Sd）端復(fù)位（Rd）端功能測試。利用開關(guān)按表1改變Rd、Sd的邏輯狀態(tài)（D,CP狀態(tài)隨意），借助指示燈觀測相應(yīng)的、狀態(tài)，結(jié)果記入表1中。表1 D觸發(fā)器置位、復(fù)位端測試表輸 入輸 出CPDSdRdQ11010110101100 任意狀態(tài)（3）D與CP端功能測試要求按下表先用異步端設(shè)觸發(fā)器初態(tài)，然后改變各輸入引腳信號電平，測試觸發(fā)器的輸出結(jié)果，并完成填表。 表2 D觸發(fā)器D與CP端功能測試表現(xiàn)態(tài)Qn（用異步端Rd與Sd設(shè)置）輸入次態(tài)Qn+1DRdSd CP 10 1 1 01 0 1 1 1 10 0 1 1 1 01 1 0 1 1 102、74LS112 觸發(fā)器邏輯功能測試。接單脈沖 CP接開關(guān)接開關(guān)接LED Q（1）按圖2接線。圖1 D觸發(fā)器功能測試圖圖2 JK觸發(fā)器功能測試圖 （2）異步置位（Sd）復(fù)位（Rd）功能測試 利用開關(guān)按表3改變 Sd 和的Rd 狀態(tài)，J、K、CP可以為任意狀態(tài)，借用指示燈觀察輸出狀態(tài)并將結(jié)果記入表3中。 表3 J-K觸發(fā)器置位、復(fù)位端測試表輸 入輸 出CPJKRdSdQ10101111010100 任意狀態(tài) （3）J、K與CP端功能測試要求按下表先用異步端設(shè)觸發(fā)器初態(tài)，然后改變各輸入引腳信號電平，測試觸發(fā)器的輸出結(jié)果，并完成填表。 表2 JK觸發(fā)器J、K與CP端功能測試表現(xiàn)態(tài)Qn（用異步端Rd與Sd設(shè)置）次態(tài)Qn+1JKRdSd CP 100 1 1 01 0 00 1 1 10 1 11 1 1 01 0 11 1 1 10 1 1 0 1 1 01 0 1 0 1 1 10 1 0 1 1 1 01 0 0 1 1 1 10實(shí)驗(yàn)六 計(jì)數(shù)器（基于SSI）一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、 熟悉減法計(jì)數(shù)器的工作原理及特點(diǎn)；2、 學(xué)習(xí)用觸發(fā)器及簡單門電路設(shè)計(jì)N進(jìn)制減法計(jì)數(shù)器的方法。二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容用D觸發(fā)器及簡單門電路構(gòu)成同步五進(jìn)制遞減計(jì)數(shù)器。三、實(shí)驗(yàn)設(shè)備及器件1. 數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)臺 1臺2. 芯片： 自選四、實(shí)驗(yàn)要求要求寫出設(shè)計(jì)過程，給出電路原理圖，完成電路接線，完成功能驗(yàn)證。實(shí)驗(yàn)七 寄存器一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、熟悉中規(guī)模寄存器器件的邏輯功能及特點(diǎn)；2、掌握用中規(guī)模寄存器器件實(shí)現(xiàn)特定電路的基本方法；3、通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證所設(shè)計(jì)電路的正確性。二、實(shí)驗(yàn)設(shè)備及器件1、數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)臺 1個(gè)2、萬用表 1塊3、芯片：寄存器選用74LS194，其它器件自選。三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容： 1、驗(yàn)證中規(guī)模寄存器器件74LS194的基本功能；2、用74LS194配合其它器件設(shè)計(jì)一個(gè)彩燈控制器。四、實(shí)驗(yàn)要求 要求寫出設(shè)計(jì)過程，給出電路原理圖，完成電路接線，完成功能驗(yàn)證。實(shí)驗(yàn)八 計(jì)數(shù)器（基于MSI）一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、熟悉中規(guī)模計(jì)數(shù)器器件的邏輯功能及特點(diǎn)。2、掌握用中規(guī)模計(jì)數(shù)器器件實(shí)現(xiàn)特定電路的基本方法。3、通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證所設(shè)計(jì)電路的正確性。二、實(shí)驗(yàn)設(shè)備及器件1、數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)臺 1個(gè)2、芯片：計(jì)數(shù)器選用74LS160、74LS163，基本門電路自選。三、 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：1、驗(yàn)證中規(guī)模計(jì)數(shù)器器件74LS160、74LS163的基本功能。2、用74LS160及簡單門電路設(shè)計(jì)一個(gè)18進(jìn)制計(jì)數(shù)器3、用74LS163及簡單門電路設(shè)計(jì)一個(gè)56進(jìn)制計(jì)數(shù)器四、實(shí)驗(yàn)要求要求寫出設(shè)計(jì)過程，給出電路原理圖，完成電路接線，完成功能驗(yàn)證。實(shí)驗(yàn)九 脈沖信號發(fā)生器一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、了解脈沖信號產(chǎn)生的基本方法。2、熟悉555定時(shí)器的工作原理及邏輯功能。3、 學(xué)習(xí)555定時(shí)器在脈沖信號發(fā)生中的應(yīng)用。二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 選用555集成電路，配合其它器件設(shè)計(jì)一個(gè)指定頻率的脈沖信號發(fā)生器。三、實(shí)驗(yàn)設(shè)備及器件1、 數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)臺 1臺2、 555集成電路 1片3、 電阻、電容、電位器、其它器件 若干四、實(shí)驗(yàn)要求 要求寫出設(shè)計(jì)過程，給出電路原理圖，完成電路接線，完成功能驗(yàn)證。實(shí)驗(yàn)十 D/A與A/D轉(zhuǎn)換一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、熟悉使用集成DAC0832器件實(shí)現(xiàn)八位數(shù) 模轉(zhuǎn)換的方法。2、熟悉使用集成ADC0809實(shí)現(xiàn)八位模-數(shù)轉(zhuǎn)換方法,加深對其基本原理的理解。二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容測試八位數(shù) 模轉(zhuǎn)換器及八位模一數(shù)轉(zhuǎn)換器的基本功能。三、實(shí)驗(yàn)設(shè)備及器件1、數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)臺 一臺2、DAC0832 D/A轉(zhuǎn)換器 1片3、ADC0809 A/D轉(zhuǎn)換器 1片4、741 集成運(yùn)放 1片5、電位器、電阻、LED等電子元件 若干四、DAC0832芯片功能測試1、按圖2接線。2、將D0D7接電平開關(guān)。3、使D0D7全為0，調(diào)節(jié)RA1使VO=0。4、使D0D7全為1，調(diào)節(jié)RA2使VO為滿度（-5V）。5、按照表1所給定的輸入數(shù)字量（相對應(yīng)的十進(jìn)制）分別測出各對應(yīng)的輸出模擬電壓值（V0）。圖1 D/A轉(zhuǎn)換接線圖表1 D/A轉(zhuǎn)換表十進(jìn)制數(shù)二進(jìn)制數(shù)實(shí)測