欧阳青数电实验教案.docx

1、欧阳青数电实验教案信息科学技术学院实验课教案课程名称： 数字电路实验课程性质： 实践课主讲教师： 联系电话： E-MAIL： 课时分配表适用专业:信息工程专业班级：10自动化2班（共41人）实验标题分配课时备 注1TTL集成逻辑门的逻辑功能与参数测试22组合逻辑电路的设计与测试（一）23组合逻辑电路的设计与测试（二）24译码器及其应用25数据选择器及其应用26触发器及其应用27计数器及其应用28移位寄存器及其应用29555时基电路及其应用210D/A、A/D转换器211电子秒表（一）212电子秒表（二）2课时合计24实验1一实验名称：TTL集成逻辑门的逻辑功能与参数测试二实验目的:1、掌握TT

2、L集成与非门的逻辑功能和主要参数的测试方法2、掌握TTL器件的使用规则 3、进一步熟悉数字电路实验装置的结构，基本功能和使用方法三实验课时：2学时四实验仪器1、+5V直流电源 2、逻辑电平开关 3、逻辑电平显示器 4、直流数字电压表 5、直流毫安表 6、直流微安表7、74LS202、1K、10K电位器，200电阻器(0.5W)五实验原理（除实验知识外，还包括装置及使用方法介绍等）本实验采用四输入双与非门74LS20，即在一块集成块内含有两个互相独立的与非门，每个与非门有四个输入端。其逻辑框图、符号及引脚排列如图21(a)、(b)、(c)所示。1、与非门的逻辑功能与非门的逻辑功能是：当输入端中有

3、一个或一个以上是低电平时，输出端为高电平；只有当输入端全部为高电平时，输出端才是低电平（即有“0”得“1”，全“1”得“0”。）其逻辑表达式为 Y 2、TTL与非门的主要参数(1)低电平输出电源电流ICCL和高电平输出电源电流ICCH(2)低电平输入电流IiL和高电平输入电流IiH。IiL是指被测输入端接地，其余输入端悬空，输出端空载时，由被测输入端流出的电流值。 (3)扇出系数NO扇出系数NO是指门电路能驱动同类门的个数，它是衡量门电路负载能力的一个参数，TTL与非门有两种不同性质的负载，即灌电流负载和拉电流负载，因此有两种扇出系数，即低电平扇出系数NOL和高电平扇出系数NOH。通常IiHI

4、iL，则NOHNOL，故常以NOL作为门的扇出系数。NOL的测试电路如图23所示，门的输入端全部悬空，输出端接灌电流负载RL，调节RL使IOL增大，VOL随之增高，当VOL达到VOLm（手册中规定低电平规范值0.4V）时的IOL就是允许灌入的最大负载电流，则 通常NOL8 (4)电压传输特性门的输出电压vO随输入电压vi而变化的曲线vof(vi) 称为门的电压传输特性，通过它可读得门电路的一些重要参数，如输出高电平 VOH、输出低电平VOL、关门电平VOff、开门电平VON、阈值电平VT 及抗干扰容限VNL、VNH等值。 (5)平均传输延迟时间tpdtpd是衡量门电路开关速度的参数，它是指输出

5、波形边沿的0.5Vm至输入波形对应边沿0.5Vm点的时间间隔。tpd的测试电路如图25(b)所示，由于TTL门电路的延迟时间较小，直接测量时对信号发生器和示波器的性能要求较高，故实验采用测量由奇数个与非门组成的环形振荡器的振荡周期T来求得。 其工作原理是：假设电路在接通电源后某一瞬间，电路中的A点为逻辑“1”，经过三级门的延迟后，使A点由原来的逻辑“1”变为逻辑“0”；再经过三级门的延迟后，A点电平又重新回到逻辑“1”。电路中其它各点电平也跟随变化。说明使A点发生一个周期的振荡，必须经过6 级门的延迟时间。因此平均传输延迟时间为六实验内容与步骤在合适的位置选取一个14P插座，按定位标记插好74

6、LS20集成块。1、 验证TTL集成与非门74LS20的逻辑功能按图26接线，门的四个输入端接逻辑开关输出插口，以提供“0”与“1”电平信号，开关向上，输出逻辑“1”，向下为逻辑“0”。门的输出端接由 LED发光二极管组成的逻辑电平显示器（又称01指示器）的显示插口，LED亮为逻辑“1”， 不亮为逻辑“0”。按表22的真值表逐个测试集成块中两个与非门的逻辑功能。74LS20有4个输入端，有16个最小项，在实际测试时，只要通过对输入1111、0111、1011、1101、1110五项进行检测就可判断其逻辑功能是否正常。2、74LS20主要参数的测试 (1)分别按图22、23、25(b)接线并进行

7、测试，将测试结果记入表23中。表23ICCL(mA)ICCH(mA)IiL(mA)IOL (mA)tpd = T/6(ns)(2)接图24接线，调节电位器RW，使vi从OV向高电平变化，逐点测量vi和vO的对应值，记入表24中。表24Vi(V)00.20.40.60.81.01.52.02.53.03.54.0VO(V)七数据记录、处理及分析要求1、记录、整理实验结果，并对结果进行分析。2、画出实测的电压传输特性曲线，并从中读出各有关参数值。八注意事项1、接插集成块时，要认清定位标记，不得插反。2、电源电压使用范围为4.5V5.5V之间，实验中要求使用Vcc5V。电源极性绝对不允许接错。3、注

8、意闲置输入端处理方法九参考资料1数字电子技术实验指导书 张伯颐编；2数字电子技术基础 江晓安 主编。实验2一实验名称：组合逻辑电路的设计与测试（一）二实验目的: 掌握组合逻辑电路的设计与测试方法。三实验课时：2学时四实验仪器1、 5V直流电源 2、 逻辑电平开关 3、 逻辑电平显示器 4、 直流数字电压表3、 CC40112（74LS00） CC40123（74LS20） CC4030（74LS86）CC4081（74LS08） 74LS542(CC4085) CC4001 (74LS02) 五实验原理（除实验知识外，还包括装置及使用方法介绍等）使用中、小规模集成电路来设计组合电路是最常见的逻

9、辑电路。设计组合电路的一般步骤如图51所示。图51 组合逻辑电路设计流程图根据设计任务的要求建立输入、输出变量，并列出真值表。然后用逻辑代数或卡诺图化简法求出简化的逻辑表达式。并按实际选用逻辑门的类型修改逻辑表达式。 根据简化后的逻辑表达式，画出逻辑图，用标准器件构成逻辑电路。最后，用实验来验证设计的正确性。六实验内容与步骤1、设计用与非门及用异或门、与门组成的半加器电路。 要求按本文所述的设计步骤进行，直到测试电路逻辑功能符合设计要求为止。2、 设计一个一位全加器，要求用异或门、与门、或门组成。七数据记录、处理及分析要求1、列写实验任务的设计过程，画出设计的电路图。 2、对所设计的电路进行实

10、验测试，记录测试结果。3、组合电路设计体会。八注意事项1、 根据实验任务要求设计组合电路，并根据所给的标准器件画出逻辑图。2、 如何用最简单的方法验证“与或非”门的逻辑功能是否完好？3、 “与或非”门中，当某一组与端不用时，应作如何处理？九参考资料1数字电子技术实验指导书 张伯颐编；2数字电子技术基础 江晓安 主编。实验3一实验名称：组合逻辑电路的设计与测试（二）二实验目的: 掌握组合逻辑电路的设计与测试方法。三实验课时：2学时四实验仪器1、 5V直流电源 2、 逻辑电平开关 3、 逻辑电平显示器 4、 直流数字电压表4、 CC40112（74LS00） CC40123（74LS20） CC4

11、030（74LS86）CC4081（74LS08） 74LS542(CC4085) CC4001 (74LS02) 五实验原理 （与实验2相同）六实验内容与步骤1、设计一位全加器，要求用与或非门实现。 2、设计一个对两个两位无符号的二进制数进行比较的电路；根据第一个数是否大于、等于、小于第二个数，使相应的三个输出端中的一个输出为“1”，要求用与门、与非门及或非门实现。七数据记录、处理及分析要求1、列写实验任务的设计过程，画出设计的电路图。 2、对所设计的电路进行实验测试，记录测试结果。3、组合电路设计体会。八注意事项4、 根据实验任务要求设计组合电路，并根据所给的标准器件画出逻辑图。5、 如何

12、用最简单的方法验证“与或非”门的逻辑功能是否完好？6、 “与或非”门中，当某一组与端不用时，应作如何处理？九参考资料1数字电子技术实验指导书 张伯颐编；2数字电子技术基础 江晓安 主编。实验4一实验名称：译码器及其应用二实验目的: 1、掌握中规模集成译码器的逻辑功能和使用方法 2、熟悉数码管的使用。三实验课时：2学时四实验仪器1、5V直流电源 2、双踪示波器 3、连续脉冲源 4、逻辑电平开关 5、逻辑电平显示器 6、拨码开关组 8、译码显示器9、 74LS1382 CC4511五实验原理（除实验知识外，还包括装置及使用方法介绍等）译码器是一个多输入、多输出的组合逻辑电路。它的作用是把给定的代码

13、进行“翻译”，变成相应的状态，使输出通道中相应的一路有信号输出。译码器在数字系统中有广泛的用途，不仅用于代码的转换、终端的数字显示，还用于数据分配，存贮器寻址和组合控制信号等。不同的功能可选用不同种类的译码器。译码器可分为通用译码器和显示译码器两大类。前者又分为变量译码器和代码变换译码器。六实验内容与步骤1、数据拨码开关的使用。2、74LS138译码器逻辑功能测试3、用74LS138构成时序脉冲分配器七数据记录、处理及分析要求1、画出实验线路，把观察到的波形画在坐标纸上，并标上对应的地址码。2、根据实验任务，画出所需的实验线路及记录表格3、对实验结果进行分析、讨论。八注意事项输入输出连接要正确

14、。九参考资料1数字电子技术实验指导书 张伯颐编；2数字电子技术基础 江晓安 主编。实验5一实验名称：数据选择器及其应用二实验目的: 1、掌握中规模集成数据选择器的逻辑功能及使用方法 2、学习用数据选择器构成组合逻辑电路的方法三实验课时：2学时四实验仪器1、5V直流电源 2、逻辑电平开关 3、逻辑电平显示器 4、74LS151（或CC4512） 74LS153（或CC4539）五实验原理（除实验知识外，还包括装置及使用方法介绍等）数据选择器又叫“多路开关”。数据选择器在地址码（或叫选择控制）电位的控制下，从几个数据输入中选择一个并将其送到一个公共的输出端。数据选择器的功能类似一个多掷开关，如图71所示，图中有四路数据D0D3，通过选择控制信号 A1、A0（地址码）从四路数据中选中某一路数据送至输出端Q。 六实验内容与步骤1、测试数据选择器74LS151的逻辑功能