软件工程专业电路与电子技术实验指导.docx

1、软件工程专业电路与电子技术实验指导 . 电路与电子技术 实验指导书 软件工程专业 教育资料 . 太原理工大学软件学院 实验一 叠加定理 一、实验目的 1、 熟悉仿真软件的基本用法； Multisim 20112、 通过实验加深理解和验证电路叠加定理； 3、 学会直流电压和直流电流的测量方法； 4、 学会分析计算误差的方法。 二、实验仪器与器件 教育资料 . 1、 计算机 2、 仿真软件 Multisim 2011 三、实验内容及步骤 1、 熟悉和设置仿真软件 Multisim 2011（1） 启动仿真系统 Multisim 2011（2） 选择Options/Perfernces菜单，设置软件

2、运行环境 运行环境的设置主要包括以下几方面： Multisim 2001 页属性设置:单击“选项”菜单中的“页属性”命令,可打开页属性设置页面。如图1.1所示。 图1.1 页属性设置 教育资料 . 在“电路”选项卡的“颜色”选项组中，通过下拉按钮在系统预定的颜色方案中选择页面的颜色系列。或者选中“自定义”，分别通过右侧的颜色框，对“背景”、“选择”、“导线”、“模型元件”、“非模型元件”和“虚拟元件”的颜色进行设置。 在 “工作区”选项卡中，可进行“显示”和“图纸大小”的设置。 在“字体”选项卡中，可对电路中的标识文字样式进行设置。 单击“选项”菜单中的“全局参数”命令，单击“零件”选项卡，可

3、设置元件符号标准。中有两套元件标准符号，一套是美国标准符2011Multisim 号ANSI，另一套是欧洲标准符号DIN，勾选DIN标准，这种标准与我国标准接近，如图1.2所示。 教育资料 . 图1.2 符号标准的设置 其他选项均采用系统默认。 （3） 放置电路元件及测量仪器 按照图1.3所示实验原理图，在设计窗口里搭接实验电路，参考连线如图1.4所示。 教育资料 . V V RR21 200 100 U U2 II I 1213A A A R6V U 10V 3 US1S2 51 图1.3 叠加定理实验电路图 教育资料. 参考连线图1.4 图 1.1中。 根据图1.3中给定参数计算理论值，填

4、入表、2 打开仪器仿真开关进行仿真。3、种情况下的各电流和电压值（注意数字万用表的表笔极性于测量下列34、 1.1中。实验电路中电流、电压参考方向的对应）。将测量数据记录于表 共同作用U电源U、（4） s2s1 接短路线。U，开关J2 电源U单独作用时，即开关J1接（5）s1s1 U接。单独作用时，即开关J1接短路线，开关J2电源（6） Us2s2 1.1叠加定理实验记录(mA)(mA)(mA)(V)(V)实实实实计计计实计计ss1 教育资料 . 同作用U=6V s1 U不作用s2 输入 -0.4V -0.2V 直流信号0.2V 0.3V 0.5V U=10V s2 U不作用s1 Er 误差

5、四、实验报告要求 、 将实验电路截图并标出电路名称。1 根据表2、 1.1中电流、电压的测量值，验证叠加定理 将理论计算值与实测值相比较，分析误差产生的原因。3、 五、思考题以实例说明功R、用电流实测值及电阻标称值计算、1 RR上消耗的功率，、312 率能否叠加？用实验方法验证叠加定理时，如果电源内阻不允许忽略，实验将如何进、2 行？ 教育资料 . 实验二 集成运放的应用 一、实验目的 1、 熟悉仿真软件的基本用法及集成运放uA741的用法。 Multisim 20112、 研究由集成运放组成的比例、加法、减法基本运算电路的功能。 3、 研究电压比较器的功能，学习比较器传输特性的测试方法。 二

6、、实验仪器与器件 1、 计算机 2、 仿真软件 Multisim 2011三、实验内容及步骤 1、 熟悉软件的运行环境及集成运放741的引脚排列。 Multisim 2011启动仿真系统，单击“放置模拟元件”快捷图标，选择7412011Multisim 运放元件，确定后在设计窗口中单击，得到如图2.1（a）所示的集成运放。 该运放有八个引脚其引脚排列如图2.1（b）所示，它是八个引脚的双列直插式集成片，2脚和3脚为反相和同相输入端，6脚为输出端，7脚和4脚为正、负电源端，通常VCC接+15V、VEE接-15V，管脚1和管脚5之间可接入一只几十千欧的电位器，并将滑动触头接到负电源端，8脚为空脚。

7、 教育资料 . (b) (a) 集成运放引脚排列 741 图2.1 、研究集成运放在线性区中的应用2 构成比例电路（1） 比例电路连线图2.2 图 2.2创建比例电路的实验电路。在电路设计窗口按照图 ，使两个输入端接地，观察输出的零漂电压。J2和 分别单击开关J1 脚之间连接的可调电阻消除，但因为使用的仿5（该零漂电压可通过1脚和 真系统固化了集成片的参数，因而只能在实际系统中看到调零的效果）而同相输入端接地，J2使运放的反相输入端接入直流电源V1单击 这样就构成了反相比例电路。双击电压源，逐次改变输入电压，然后单击电运行，读取电压表数值，将输出结果记录于F5路窗口右上角仿真开关或按 教育资料

8、 . 表2.1中。 表2.1 反相比例电路的测量 输理论值 出 实测值 单击J1使运放的同相输入端接入直流电源V2，再单击J2使运放的反相输入端接地，这样运放就构成了同相比例电路。双击电压源，逐次改变输入电压，然后单击电路窗口右上角仿真开关或按F5运行，读取电压表数值，将输出结果记录于表2.2中。 表2.2 同相比例电路的测量 直流信号 输入-0.4V -0.2V 0.2V 0.3V 0.5V 输理论值 出 实测值 （2） 构成加法电路 在电路设计窗口按照图2.3创建反相加法电路的实验电路，分别双击电压源，逐次改变输入电压，然后单击电路窗口右上角仿真开关或按F5运行，读取电压表数值，将输出结果

9、记录于表2.3中。 教育资料. 反相加法电路连线图图 2.3 成减法电路 构）（3创建减法电路的实验电路，分别双击电压源，逐2.4在电路设计窗口按照图运行，读取电次改变输入电压，然后单击电路窗口右上角仿真开关或按F5 2.3中。压表数值，将输出结果记录于表 减法电路连线图图2.4 加、减法电路的测量2.3 表实测值 理论值 电路形式Uo/V Ui2/V Ui1/V Uo/V 教育资料 . 0.4 0.3 反相加法运算 电路 0.3 0.2 1.0 0.5 减法运算电路 0.4 0.2 3、 研究集成运放在非线性区中的应用（选做） 图2.4 比较器测试电路 按图2.4所示在电路窗口中创建比较器测

10、试电路。 使开关J1处于打开状态，双击示波器XSC1，在Y/T方式下，观察观察输入、输出电压的波形。改变示波器的工作方式为B/A，观察比较器的传输特性。 使开关J1处于闭合状态，双击示波器XSC1，在Y/T方式下，观察观察输入、输出电压的波形。改变示波器的工作方式为B/A，观察比较器的传输特性。 四、实验报告要求 教育资料 . 1、 将实验电路截图并标出电路名称。 2、 列出实验步骤，整理实验数据，将实测数据与理论值进行比较，分析误差产生原因。 五、思考题 1、 在运放调零过程中，如果输出uo0,说明电路中存在什么问题？ 2、 在反相比例电路的实验中，如果输入信号Ui1.5V，输出电压会出现什

11、么情况？ 教育资料 . 实验三 组合逻辑电路的分析与设计 一、实验目的 1、 掌握组合逻辑电路的分析方法。 2、 熟悉译码器74LS138和数据选择器74LS151的逻辑功能 3、 能用74LS138和74LS151进行组合逻辑设计。 二、实验仪器与器件 1、 计算机 2、 仿真软件 Multisim 2001三、实验内容及步骤 1、 组合逻辑电路的分析 教育资料 . 启动仿真系统，单击“TTL”快捷图标，选择三个74LS00D和2011Multisim 一个74LS10D与非门元件，确定后在设计窗口中单击，按照教材235页例题9.2设计的电路图搭接测试电路，参考连线如图3.1所示。 表3.1

12、 三人表决器功能测试表 输 入 输出 A B C F 3.1 三人表决器电路测试图图 将启动仿真开关，改变三个开关的位置， 测试结果记录于表3.1中。 关闭仿真开关，在设计窗口中添加逻辑转换仪XLC1，按照图3.2所示连接电路的输入和输出，双击逻辑转换仪打开转换界面，单击“电路真值表”转换 按钮，得到该电路的真值表，与步骤的测试结果进行对比。单 ，得到该电路的最简与或式，与击“真值表简化表达式”转换按钮例题9.2化简的结果进行对比。 教育资料 . 图3.2 运用逻辑转换仪分析组合逻辑电路 2、运用74LS138D进行组合逻辑电路设计 教育资料 . 根据真值表3.1，写出最小项表达式。 运用74

13、LS138D译码器和四输入与非门74LS20D实现该逻辑功能。参考测试线路如图3.3所示。关闭仿真开关，接入逻辑转换仪XLC1，打开转换界面， 单击“电路真值表”转换按钮，观察转换后的真值表是否符合设计 要求。 用3.3 图 74LS138和与非门实现三人表决器的测试线路 教育资料 . 3、运用74LS151N进行组合逻辑电路设计 根据真值表3.1，写出最小项表达式。 运用74LS151D数据选择器实现该逻辑功能。参考测试线路如图3.4所示。关闭仿真开关，接入逻辑转换仪XLC1，打开转换界面，单击“电路真值表”转 换按钮，观察转换后的真值表是否符合设计要求。 图3.4 用74LS151实现三人

14、表决器的测试线路 4、选作内容：用74LS138和与非门实现全加器。 四、实验报告要求 1、将实验电路截图并标出电路名称。 2、 列出实验步骤，观察测试现象，记录、整理实验结果。 五、思考题 教育资料 . 1、3-8线译码器74LS138在正常工作状态下，输入ABC=011时，哪一个译码输出端为有效电平？ 2、能否用74LS153实现三人表决器？如何实现？ 实验四 计数器及其设计 一、实验目的 1、 熟悉仿真软件的基本用法； Multisim 20112、 熟悉和掌握计数器的功能以及测试方法； 3、 掌握任意进制计数器的构成方法，熟悉清零法和预置法的特点，运用集 教育资料 . 成计数器构成任意

15、N进制计数器； 4、 熟悉数码管的基本功能和使用方法。 二、实验仪器与器件 1、 计算机 2、 仿真软件 Multisim 2011三、实验内容及步骤 1、计数器功能测试 测试计数器74LS161, 给出功能表。 启动仿真系统，在电路设计窗口按照图4.1创建计数器功能Multisim 2011测试电路。 VCCDCD_HEX5VU2U1X1143QAA134QBB125QCC1164.5 V QDDJ1Key = A157RCOENP10ENT9LOAD1CLRKey = BJ22CLK74LS161DV1Key = CJ310 Hz 5 V 图4.1 计数器测试电路 单击电路窗口右上角仿真开

16、关或按F5运行，当数码管计数到任意非零计数状态时，将开关J3输入端接地，观察数码管显示，看计数器是否清零，完成计数器的清零功能测试。 教育资料 . 将开关J3输入端接高电平，单击电路窗口右上角仿真开关停止仿真，并设置预置数为0111，如图4.2所示，单击电路窗口右上角仿真开关运行，将开关J2输入端接地，观察数码管显示，看计数器是否被预置为0111（7），即QQQQ=DCBA，完成计数器的预置功ACBD能测试。(预置数可以任意设置) VCCDCD_HEX5VU2U1X1143QAA134QBB125QCC1164.5 V QDDJ1Key = A157RCOENP10ENT9LOAD1CLRKe

17、y = BJ22CLK74LS161DV110 Hz Key = CJ35 V 图4.2 计数器预置功能测试电路 将开关J1、J2、J3输入端接高电平，即在预置(LOAD=1)、清零(CLR=1)信号无效、使能信号(ENT=ENP=1)有效的情况下，使计数器从00001111计数，观察数码管以及指示灯的显示；开关J2、J3输入端继续接高电平，将开关J1输入端接地，即在使能信号(ENT=ENP=0)无效的情况下，观察数码管的显示，看计数器是否还能正常计数。 总结归纳以上情况，给出计数器74LS161的功能表。 2、N进制计数器的设计 采用清零法，试用74LS161构成10进制计数器，给出设计电路以及状 教育资料 . 态图。 采用预置法，试用74LS161构成6进制计数器，给出设计电路以及状态图，要求预置数为0011。 四、实验报告要求 1、 将实验电路截图并标出电路名称； 2、 列出实验步骤，观察测试现象，记录、整理实验结果，给出计数器的功能表； 3、 比较清零法和预置法的特点； 五、思考题 1、 74LS161处于正常计数状态时，LOAD端和CLR端各应处于什么逻辑电平？ 2、 同步清零和异步清零有什么不同？ 欢迎您的光临，word文档下载后可以修改编辑。双击可以删除页眉页脚。谢谢！单纯的课本内容，并不能满足学生的需要，通过补充，达到内容的完善 教育资料