数字电路与逻辑设计实验.ppt
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数字电路与逻辑设计实验.ppt
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数字电路与逻辑设计实验数字电路与逻辑设计实验一、实验目的巩固和扩充学过的理论知识通过实验训练,使同学掌握必要的实验技能和培养科学的实验作风。
二,实验要求了解所用仪器,熟练使用仪器具备对基本电路的分析和设计的能力拟定实验步骤,对电路进行必要的检测,查出故障与排除故障的能力综合实验结果与写实验报告的能力要求独立完成设计、安装、调整、测试的全过程实验中遇到问题自行解决。
三、预习做实验之前要求先预习,每次实验课前检查完成预习报告见模板在实验过程中将实验数据直接填入预习报告。
作为正式的实验报告。
四,实验课要求上课时间:
3学时课堂要求固定座位,不要随意走动,不要大声喧哗实验过程中做好记录每做完一个内容,先不要拆电路,待老师检查合格后签字才能做下一个内容下课时间到,即停止做实验离开实验室,要老师检查签字未做完的实验可抽时间补做实验器件一次发放,请妥善保管。
到课程考试结束,交回实验室,发多少,交回多少。
损坏照价赔偿。
五、写实验报告实验报告需要按要求完成首页表格中信息必须完全模板中各项必不可少实验报告用A4纸单面书写实验中文字用钢笔书写,电路图及波形用铅笔画实验成绩:
平时实验成绩:
50实验考试成绩:
30实验操作技术:
20六、实验考试第第15周补作实验。
周补作实验。
第第16周考试:
周考试:
考试时间:
三小时。
内容:
方式:
题目当场抽签,当场设计,当场作实验,当场写报告。
实验完毕要记录实验所用时间。
第第17周补考。
周补考。
常用电子仪器的使用示波器万用表稳压电源函数信号发生器一,示波器示波器是利用示波管内电子射线的偏转,在荧光屏上显示出电信号波形的仪器。
示波器示波器工作原理示波器是利用电子示波管的特性,将人眼无法直接观测的交变电信号转换成图像,显示在荧光屏上以便测量的电子测量仪器。
示波器由示波管和电源系统、同步系统、X轴偏转系统、Y轴偏转系统、延迟扫描系统、标准信号源组成。
示波器的特点能显示电信号的波形;能测量电信号的幅度、周期、频率和相位等;测量灵敏度高、过载能力强;输入阻抗高示波器示波器使用注意事项显示波形时,亮度不宜过亮尽量在屏幕的中心区域进行波形观察被测信号电压的数值不应超过示波器允许的最大输入电压调节各种开关、旋钮时,不要过分用力探头和示波器应配套使用不能互换二,万用表可测多种电量的多量程电工测量仪表;测电阻测电流测电压万用表数字万用表V档:
测电压,红“”,黑“”;V-用于测量直流电压;V用于测量交流电压;A档:
测电流,串联入电路串联入电路,电流从红表笔流入,从黑表笔流出;注意不能将电流表直接接在电源的“”、“”之间;档:
测电阻,此时万用表使用内部电源,黑表笔对应高电势,红表笔对应低电势。
注意事项注意事项使用前调零;注意万用表面板插孔的极性;量程转换开关必须拨在需测档位置;测直流电压、电流时,正负端应与被测的电压、电流正负端相接,测电流时须将表串接入电路;注意所测电量是交流还是直流;测电阻,需要先将表笔短路并“调零”,以确保测量的准确性;表盘上有多条标尺,要根据不同的被测量来读数;每次测量完毕,将转换开关拨到交流电压最高档。
三,直流稳压电源是将交流电转变为稳定的、输出功率符合要求的直流电设备。
稳压电源稳压电源使用方法可调电源作为稳压源使用可调电源作为稳压源使用将稳流调节旋钮顺时针调节到最大将稳流调节旋钮顺时针调节到最大打开电源开关打开电源开关调节电压输出至所需值调节电压输出至所需值可调电源作稳压电源使用时,任意限流保护值的设定打开电源将稳流输出调节旋钮逆时针调至最小短接正、负端输出顺时针调节稳流输出调节旋钮,使输出电流等于所要设定的限流值。
稳压电源使用注意事项避免电源正负端短路输出电压正极接负载正端、输出电压负极接负载负端四,函数信号发生器一种能够产生多种波形的信号发生器可产生:
正弦波、方波、三角波输出电压大小和频率可以调节函数信号发生器函数信号发生器使用方法打开电源选择所需产生的信号波形选择所需信号的频率视需要调节输出幅度或信号直流分量视需要调节占空比TTL输出:
输出TTL方波或脉冲波,信号高低电平固定,分别为3V和0V练习内容熟悉以上仪器的使用方法用函数信号发生器产生频率为1kHz的TTL方波,并在示波器上显示;调节函数信号发生器上频率其他按钮,观察波形有何变化。
用函数信号发生器产生频率为1kHz的正弦波,并在示波器上显示;调节函数信号发生器上频率其他按钮,观察波形有何变化。
用直流稳压电源产生5V直流电压,保护电流值设为500mA,分别用万用表和示波器进行测量。
实验一实验一TTL与非门的静态参数测试与非门的静态参数测试一、器件使用1、集成芯片的使用1234567地141312111098Vcc74LS00注意:
注意:
TTL门电路对电源电压VCC要求较严,VCC只允许在+5V10%的范围内工作,超过5.5V将损坏器件,低于4.5V器件的逻辑功能不正常。
2、实验箱(电位器)3、万用表4、示波器二、实验内容每块74LS00包含4个与非门,前面的内容选其中的一个进行测试。
高电平输入电流IIH较小,难以测量,测不出则以0A记录。
集成电路的功耗和集成密度密切相关。
功耗大的的元器件则集成度不能很高。
当输出端空载,门电路输出低电平时电路的功耗称为空载导通功耗Pon。
当输出端为高电平时,电路的功耗称为空载截止功耗Poff。
平均功耗P=(Pon+Poff)/2。
例如74H系列TTL门电路,平均功耗为22毫瓦。
而CMOS门电路平均功耗在微瓦数量级。
电压传输特性平均传输延迟时间tpd用七个与非门构成环形振荡器至示波器波形tV实验二实验二组合逻辑电路分析与设计组合逻辑电路分析与设计其中内容其中内容5选做选做一、电路故障排除:
(1)电源、接地是否正确。
(2)断线或接触不稳的判断:
除非是悬空,否则,如果测得电压1.4伏左右。
(3)线路连接错误。
(4)设计错误。
二、实验内容1、设计转换电路自行设计B3B2B1B0G3G2G1G0输入二进制码输出循环码转换电路B3B2B1B0接模拟开关接0-1显示器2.电路测试电路测试G3G2G1G0接0-1显示器3、74LS197构成16进制计数器作为代码转换电路的输入信号74LS197QDQCQBQACPA手动单步脉冲CrLD11QDQCQBQA0000000100100011010001010110011110001001101010111100110111101111CPB转换电路B3B2B1B0接0-1显示器74LS197QDQCQBQACPA手动单步脉冲CrLD11CPBG3G2G1G0转换电路B3B2B1B0接示波器74LS197QDQCQBQACPA(接函数发生器)连续脉冲(10KHz)CrLD114.动态测试1S1CPBG3G2G1G0电压波形图之间相位测试两路输入,VerticalMode置AltTriggeringMode置AUTO,或NORMTriggeringMode置CH1或CH2如果波形图不稳或不出现则可调LEVELCPG1G2G3G00000100011000100下周实验实验三利用MSI设计组合逻辑电路实验三利用MSI设计组合逻辑电路要求:
内容1,内容2作完要分别检查。
内容1:
用八选一数据选择器设计一个函数发生器电路注意接电源,接地,附加控制端应接低电平。
01010011YS0S1A.BA+BABA功能表S1S0ABY00000001001000110100010101100111100010011010101111001101111011110001011101101100CPB(QA)A(QB)S0(QC)S1(QD)Y动态测试。
74LS197接成16进制计数器,观测输出波形。
内容2:
1、原理:
ABCF0F1F2F3F4F5F6F7000001010011100101110111D00000000D00000000D00000000D00000000D00000000D00000000D00000000D2、线路连接,按教材提示连接。
注意:
地址输入端A、B、C与A2、A1、A0的连接顺序。
3、静态测试地址输入端接模拟开关,输出端接0-1显示器。
对照真值表检测。
4、动态测试用74LS197连接成8进制。
其输出作为地址输入端。
观测记录输入输出波形。
A0A1A2S274LS138实验四译码显示电路1、七段发光二极管数码管实验箱上数码管是共阴极,注意两个公共端已经相连,实验时连接一个即可。
2、BCD码七段译码驱动器74LS48,本身已有上拉电阻。
实验时不必另接。
3、四位双向移位寄存器74LS194功能见本实验附表
(2)其功能有:
(1)S1=S0=0,保持原来的状态不变
(2)S1=0,S0=1,右移DSR为右移送数端,当脉冲到来时,其状态变化情况。
DSRQ0Q1Q2Q3Q0n+1=DSRQ1n+1=Q0Q2n+1=Q1Q3n+1=Q2
(2)S1=1,S0=0,左移DSL为右移送数端,当脉冲到来时,其状态变化情况。
DSLQ0Q1Q2Q3Q0n+1=Q1Q1n+1=Q2Q2n+1=Q3Q3n+1=DSL(3)S1=1,S0=1,并行送数D0、D1、D2、D3为并行送数端,当脉冲到来,其状态变化情况。
Q0n+1=D0Q1n+1=D1Q2n+1=D2Q3n+1=D3Q0Q1Q2Q3S1DSRS0D0D1D2D3Cr5VQQR1c1JK5V接模拟开关CP接连续脉冲1-2Hz5V接0-1显示器15V74LS1944设计伪码灭灯电路自己设计。
YaYbYcYdYeYfYg74LS48A3A2A1A0LTIBRIB5V接模拟开关Q0Q1Q2Q3S1DSRS0D0D1D2D3Cr5VQQR1c1JK5V接模拟开关CP接连续脉冲1-2Hz5V接0-1显示器注意:
启动节拍发注意:
启动节拍发生器时,应先清零,生器时,应先清零,即将清零模拟开关即将清零模拟开关放置在低电平,待放置在低电平,待清零置数后,清零清零置数后,清零模拟开关放置在高模拟开关放置在高电平。
电平。
cccccccc15V伪码灭灯电路74LS194实验五组合电路中的竞争与冒险组合电路中的竞争与冒险1、F=AB+BCD+ACD要求只有原变量输入即实现时不能用模拟开关的反变量,要实现反变量,用非门。
没有非门,可用与非门。
要能观察到竞争冒险现象,实现时应尽可能使同一变量的经过两条路径到达同一点时,两条路径相差的门数尽可能多。
F=AB.CBD.AD按上式画逻辑图(自己画)2、写出真值表111111110001101100011011ABCD3、静态测试验证真值表。
4、观测A的险象。
中值宽度毛刺幅度5、6、判断险象是否影响下一级电路的正常工作,应看毛刺的幅度大小。
1FCFFF(5)(6)7、同内容48、使用公式AB+AC+BC=AB+AC本实验中F=AB+BCD+ACD=AB+BCD+ACD+BCD冗余项实验六同步计数器的设计二、实验1、电源:
一般为50.25V
(1)如果将电源接入电路后稳压源为零及指示灯暗,而将电源连线拔出,则稳压源正常及指示灯变亮,则可断定,你连接的电路中有短路现象。
(2)如果低电平时“0-1”显示器微亮,高电平时更亮,则可断定接地有问题。
2、时序逻辑器件,不能以悬空代替高电平。
3、时序逻辑器件的清零端和置1端。
如果是低电平有效,则正常工作时这两端都接1。
反之如果是高电平有效,则正常工作时这两端都接。
0。
4、用示波器观察和记录波形:
一般是比较两个波形的相位关系。
待观察信号分别接入CH1、CH2VerticalMode置“ALT”TriggeringMode置“NORM”或“AU
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- 关 键 词:
- 数字电路 逻辑设计 实验
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