数字电路实验教学大纲.docx

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数字电路实验教学大纲

《数字电路》实验教学大纲

一、课程基本信息

课程编号：

1421071

课程名称：

数字电路实验

英文名称：

DigitalCircuitExperiment

课程类别：

 公共基础课（）；学科基础课（√）；专业课（）；选修课（）

是否单独设课：

是（√）；否（）

课程总学分：

1学分（其中理论课0学分；实验课1学分）

课程总学时：

26学时（其中理论课0学时；实验课26学时；实验每周4学时）

实验题目数：

19个（其中综合性、设计性实验15个）

适用专业：

计算机科学与技术、计算机科学与技术（软件方向）、通信工程、电子信息科学与技术、电子科学与技术、测控技术与仪器、应用物理、物理学

开课学期：

第四学期

先修课程：

数字电子技术基础

课程简介：

本课程是电子信息专业的一门单独设制的以数字电路实验为主的技术专业基础实验课。

目的是巩固和扩充课堂讲授的理论知识，培养学生科学实验的基本技能和严谨的工作作风。

授课教材：

理论课：

《数字电子技术基础》阎石编，高等教育出版社2002年5月

实验课：

《数字电子技术实验》自编

参考教材：

《现代数字逻辑电路实验指导》江国强编电子工业出版社2003年

二、实验的地位、作用和目的

 实验教学是整个教学环节的主要组成部分。

它不但可以巩固学生的理论知识，提高理论与实践相联系的水平，同时能提高学生对电子电路进行测测量、调试和设计的能力，从而为后续专业课程打下坚实的基础。

三、实验方式

1.验证性实验是指给定实验目的要求、实验条件和给出实验电路或程序，由学生独立完成的实验。

2.设计性实验是指给定实验目的要求和实验条件，由学生自行设计实验方案并加以实现的实验。

3.综合性实验是指实验内容涉及本课程的综合知识或与本课程相关课程知识的实验。

4．研究性实验是指参与教师的科研课题的实验。

四、实验内容、学时分配及基本要求

[实验题目一]TTL与非门主要参数测试

实验室名称

电子线路实验中心

实验室地点

理工楼514、517、518

学时

2

实验类型

验证性

每组人数

1

选做或必做

必做

内容提要

测量输入短路电流，输出高电平，输出低电平，开门电平，关门电平，空载导通功率，空载截止功率，扇出系数。

基本要求

掌握TTL与非门电路主要参数的意义及测试方法。

重点难点

TTL门电路的电路结构、工作原理及其参数，电流的测试。

主要仪器

DF10274A低频信号发生器、V-252T双踪示波器、DF1731SL2A直流稳压电源、VC890数字万用表、微型计算机系统。

[实验题目二]组合逻辑电路测试

实验室名称

电子线路实验中心

实验室地点

理工楼514、517、518

学时

2

实验类型

验证性

每组人数

1

选做或必做

必做

内容提要

与非门、异或门逻辑功能测试，

用与非门组成其他们电路并测试验证，

测试用与非门组成的全加器的逻辑功能，

组合逻辑电路中的险象。

基本要求

掌握组合逻辑电路的功能测试。

重点难点

组合逻辑电路的分析方法。

主要仪器

DF10274A低频信号发生器、V-252T双踪示波器、DF1731SL2A直流稳压电源、DF2173B晶体管毫伏表、VC890数字万用表、微型计算机系统。

[实验题目三]组合逻辑电路设计

实验室名称

电子线路实验中心

实验室地点

理工楼514、517、518

学时

2

实验类型

设计性

每组人数

1

选做或必做

必做

内容提要

用异或门和与或非门实现全加器，

设计数字锁，

设计表决器。

基本要求

掌握设计组合逻辑电路的方法。

重点难点

组合逻辑电路的经典设计方法。

主要仪器

DF10274A低频信号发生器、V-252T双踪示波器、DF1731SL2A直流稳压电源、DF2173B晶体管毫伏表、VC890数字万用表、微型计算机系统。

[实验题目四]时序逻辑电路设计

实验室名称

电子线路实验中心

实验室地点

理工楼514、517、518

学时

2

实验类型

设计性

每组人数

1

选做或必做

必做

内容提要

用JK触发器设计8421码十进制同步计数器，

用D触发器设计同步四相发生器，

设计简易交通灯，

1011序列检测器的设计。

基本要求

掌握同步时序逻辑电路的设计方法。

重点难点

同步时序逻辑电路的经典设计方法。

主要仪器

DF10274A低频信号发生器、V-252T双踪示波器、DF1731SL2A直流稳压电源、DF2173B晶体管毫伏表、VC890数字万用表、微型计算机系统。

[实验题目五]顺序脉冲和脉冲分配器电路

实验室名称

电子线路实验中心

实验室地点

理工楼514、517、518

学时

2

实验类型

设计性

每组人数

1

选做或必做

必做

内容提要

顺序脉冲发生器的设计，

用D触发器设计一个能自启动的环形计数器，

设计一个三相六拍步进机。

基本要求

掌握顺序脉冲和脉冲分配器电路的原理和测试设计方法。

重点难点

脉冲发生器电路的特点。

主要仪器

DF10274A低频信号发生器、V-252T双踪示波器、DF1731SL2A直流稳压电源、DF2173B晶体管毫伏表、VC890数字万用表、微型计算机系统。

[实验题目六]用TTL与非门构成脉冲电路

实验室名称

电子线路实验中心

实验室地点

理工楼514、517、518

学时

2

实验类型

设计性

每组人数

1

选做或必做

必做

内容提要

微分型单稳态触发器，

设计积分型单稳态触发器，

用74LS00设计多谐振荡器。

基本要求

掌握用与非门构成的单稳态触发器和多谐振荡器的设计方法和实验调试方法。

重点难点

单稳态触发器和自激多谐振荡器的工作原理。

主要仪器

DF10274A低频信号发生器、V-252T双踪示波器、DF1731SL2A直流稳压电源、DF2173B晶体管毫伏表、VC890数字万用表、微型计算机系统。

[实验题目七]555时基电路应用

实验室名称

电子线路实验中心

实验室地点

理工楼514、517、518

学时

2

实验类型

验证性

每组人数

1

选做或必做

必做

内容提要

555时基电路功能测试，

555时基电路构成的多谐振荡器测试，

555时基电路构成的单稳态触发器测试。

基本要求

学会分析和测试用555时基电路构成的多谐振荡器和单稳态触发器。

重点难点

555时基电路的结构和工作原理及芯片的正确使用。

主要仪器

DF10274A低频信号发生器、V-252T双踪示波器、DF1731SL2A直流稳压电源、DF2173B晶体管毫伏表、VC890数字万用表、微型计算机系统。

[实验题目八]移位型控制器设计

实验室名称

电子线路实验中心

实验室地点

理工楼514、517、518

学时

4

实验类型

设计性

每组人数

1

选做或必做

必做

内容提要

用JK触发器按要求设计一个移位型控制器，

设计一个双向移位寄存器。

基本要求

掌握移位型控制器的设计与测试。

重点难点

移位型控制器的设计与测试方法。

主要仪器

DF10274A低频信号发生器、V-252T双踪示波器、DF1731SL2A直流稳压电源、DF2173B晶体管毫伏表、VC890数字万用表、微型计算机系统。

[实验题目九]A/D、D/A转换电路应用

实验室名称

电子线路实验中心

实验室地点

理工楼514、517、518

学时

2

实验类型

验证性

每组人数

1

选做或必做

选做

内容提要

认识A/D、D/A转换器的内部结构和工作原理。

基本要求

掌握A/D、D/A转换器的转换过程及应用。

重点难点

A/D、D/A转换器的使用方法。

主要仪器

DF10274A低频信号发生器、V-252T双踪示波器、DF1731SL2A直流稳压电源、DF2173B晶体管毫伏表、VC890数字万用表、微型计算机系统。

[实验题目十]简易十字路口交通管理系统设计

实验室名称

电子线路实验中心

实验室地点

理工楼514、517、518

学时

6

实验类型

综合性

每组人数

1

选做或必做

选做

内容提要

设计有两组四个灯箱组成的十字路口的交通控制系统。

基本要求

实现对两条交叉道路轮换控制为通行或禁止，通行时间可挑，有行人过街专用按钮，有计时数据实时显示功能并能倒计时计数。

重点难点

两条交叉路口的控制流程。

主要仪器

DF10274A低频信号发生器、V-252T双踪示波器、DF1731SL2A直流稳压电源、DF2173B晶体管毫伏表、VC890数字万用表、微型计算机系统。

[实验题目十一]示波器多踪显示接口设计

实验室名称

电子线路实验中心

实验室地点

理工楼514、517、518

学时

6

实验类型

综合性

每组人数

1

选做或必做

选做

内容提要

根据示波器原理设计多踪显示接口，使示波器上能显示多踪信号。

基本要求

掌握示波器和多路模拟开关的工作原理以及电路调试方法。

重点难点

示波器工作原理和接口电路的组成。

主要仪器

DF10274A低频信号发生器、V-252T双踪示波器、DF1731SL2A直流稳压电源、DF2173B晶体管毫伏表、VC890数字万用表、微型计算机系统。

[实验题目十二]数字电子钟的设计

实验室名称

电子线路实验中心

实验室地点

理工楼514、517、518

学时

6

实验类型

综合性

每组人数

1

选做或必做

选做

内容提要

设计有分时秒显示且有校时功能的电子钟，

闹钟系统，

整点报时，

日历系统。

基本要求

掌握数字钟的设计、组装与调试方法。

重点难点

数字钟的基本原理，振荡器、分频器、计数器、译码器、显示器。

主要仪器

DF10274A低频信号发生器、V-252T双踪示波器、DF1731SL2A直流稳压电源、DF2173B晶体管毫伏表、VC890数字万用表、微型计算机系统。

[实验题目十三]数字电压表的设计

实验室名称

电子线路实验中心

实验室地点

理工楼514、517、518

学时

6

实验类型

综合性

每组人数

1

选做或必做

选做

内容提要

设计数字电压表电路，

测量范围：

直流电压0V-1.999V,0V-19.99V,0V-199.9V,0V-1999V,

组装调试31/2位数字电压表，

自动切换量程。

基本要求

掌握数字电压表的设计、组装与调试方法。

重点难点

数字电压表的原理，A/D转换器MC1443的用法，七段锁存-译码-驱动器CD4511，驱动器MC1413、基准电源MC1403。

主要仪器

DF10274A低频信号发生器、V-252T双踪示波器、DF1731SL2A直流稳压电源、DF2173B晶体管毫伏表、VC890数字万用表、微型计算机系统。

[实验题目十四]电梯控制器设计

实验室名称

电子线路实验中心

实验室地点

理工楼514、517、518

学时

6

实验类型

综合性

每组人数

1

选做或必做

选做

内容提要

按要求设计电梯控制器，实现按键输入欲达楼层，显示当前楼层和欲达楼层，按输入的顺序到达，到达时有开门指示灯，电梯移动时有方向指示。

基本要求

掌握电梯控制器的设计和测试方法。

重点难点

电梯控制器的逻辑关系。

主要仪器

DF10274A低频信号发生器、V-252T双踪示波器、DF1731SL2A直流稳压电源、DF2173B晶体管毫伏表、VC890数字万用表、微型计算机系统。

[实验题目十五]设计多组竞赛抢答器

实验室名称

电子线路实验中心

实验室地点

理工楼514、517、518

学时

6

实验类型

综合性

每组人数

1

选做或必做

选做

内容提要

设计一个四输入（可扩展）的多组输入竞赛抢答器，抢答结果以声光显示。

基本要求

输入量为四个（可扩展），输出方式为数字显示抢答结果，有数码锁存、外部“开始”抢答键。

重点难点

多组输入竞赛抢答器的逻辑关系。

主要仪器

DF10274A低频信号发生器、V-252T双踪示波器、DF1731SL2A直流稳压电源、DF2173B晶体管毫伏表、VC890数字万用表、微型计算机系统。

[实验题目十六]设计N进制计数器

实验室名称

电子线路实验中心

实验室地点

理工楼514、517、518

学时

4

实验类型

综合性

每组人数

1

选做或必做

选做

内容提要

用原理图输入法设计一个同步N进制计数器，并用EDA实验系统验证。

基本要求

设计实现同步N进制计数器。

重点难点

基本时序电路的设计。

主要仪器

DF10274A低频信号发生器、V-252T双踪示波器、DF1731SL2A直流稳压电源、DF2173B晶体管毫伏表、VC890数字万用表、微型计算机系统。

[实验题目十七]组合逻辑电路仿真设计

实验室名称

电子线路实验中心

实验室地点

理工楼514、517、518

学时

4

实验类型

设计性

每组人数

1

选做或必做

选做

内容提要

1、设计并实现4选1数据选择器，

2、设计并实现触发器，

3、设计并实现8位加法器。

基本要求

用原理图输入方式设计实现4选1数据选择器、触发器、8位加法器，要求进行编译、仿真，仿真结果正确。

重点难点

1、组合逻辑电路设计方法。

2、EDA原理图输入方式。

主要仪器

微型计算机系统、EDA实验箱。

[实验题目十八]时序逻辑电路仿真设计

实验室名称

电子线路实验中心

实验室地点

理工楼514、517、518

学时

4

实验类型

设计性

每组人数

1

选做或必做

选做

内容提要

1、设计8421码十进制同步计数器，

2、设计简易交通灯，

3、设计1011序列检测器。

基本要求

用原理图输入方式设计实现8421码十进制同步计数器、简易交通灯、1011序列检测器，要求进行编译、仿真，仿真结果正确。

重点难点

1、组合逻辑电路设计方法。

2、EDA原理图输入方式。

主要仪器

DF10274A低频信号发生器、V-252T双踪示波器、DF1731SL2A直流稳压电源、DF2173B晶体管毫伏表、VC890数字万用表、微型计算机系统。

[实验题目十九]顺序脉冲和脉冲分配器电路的仿真设计

实验室名称

电子线路实验中心

实验室地点

理工楼514、517、518

学时

4

实验类型

设计性

每组人数

1

选做或必做

选做

内容提要

1、设计顺序脉冲发生器，

2、设计一个能自启动的环形计数器，

3、设计一个三相六拍步进机。

基本要求

掌握顺序脉冲和脉冲分配器电路的原理和测试设计方法，要求进行编译、仿真，仿真结果正确。

重点难点

脉冲发生器电路的特点。

主要仪器

DF10274A低频信号发生器、V-252T双踪示波器、DF1731SL2A直流稳压电源、DF2173B晶体管毫伏表、VC890数字万用表、微型计算机系统。

本实验大纲共列出19个实验题目，其中必做实验8个，计18学时；选做实验11个，计8学时，共计26学时。

五、实验考核

1．平时成绩=（∑（操作成绩×60%+报告成绩×40%））/所开的实验个数。

2．实验操作考试：

随机选定一个实验项目进行实验操作。

3．实验总成绩=（操作成绩）×20%+平时成绩×80%。

六、本大纲主笔人：

张玉奇审核人：

薛建生批准人：

牛斌