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1、数字电子技术实验指导,目 录,前 言,实验一：认识常用实验设备和集成电路,实验二：门电路的运用门控报警电路,实验三：组合逻辑电路设计之密码锁、8线-3线编码器,实验四：编码、译码和显示驱动电路综合实验,目 录,实验五：基本RS触发器的构成,实验六：移位寄存器的运用,实验七：时基电路,实验八：D/A、A/D转换,实验九：霓虹灯控制电路,前 言,数字电子技术是一门实践性很强的技术课，必须十分重视加强实验教学。数字电子技术实验课的目的是进一步加强对理论知识的理解，培养基本操作技能，提高解决实际问题的能力，以及培养学生创新制作的能力。随着数字电子技术的高速发展，中规模集成电路较以前有更多应用。在实验中
2、，加大了 中规模集成电路较以前有更多应用方面的实验，同时，在实现设计中，加求以实用电路为主，辅助声光现象，提高学生的学习积极性。 为了达到上述目的，根据高职数字电子技术教学大纲及我校实际情况编写了该实验指导书。全书共分九个实验，每个实验包括有：实验目的、实验器材、实验内容、实验报告要求和想想做做等项目。其中想想做做部分供学生在课余时间进行，目的是进一步培养学生独立思考和创新制作的能力。创新制作实验室有相应的设备和器件提供，在实验有困难时可以与教师联系，要求教师给予相应的指导。产品制作成功后，请给教师观赏并做相应的记录。,前言（续一）,本课程的实验多数为启发性实验，要求学生在实验前对实验内容进行
3、预习，有要求设计实验方案的必须事先把实验方案做好，如有要填写的表格要设计好相应的表格。要进入实验室时，要求已写好实验报告中一些与实验结果和分析无关的内容。 在编写过程中，由于时间仓促，加之本人水平有限，凡有不妥之处，请读者批评指正。若有比该书实验内容设计得更好的方案，敬请指教。 编 者,目 录,实验一 认识常用实验设备 和集成电路,一、实验目的 二、实验器材 三实验内容 四实验报告 五想想做做 六返回目录,一、实验目的,1. 熟悉门电路应用分析。 2熟悉实验箱各部分电路的作用。 3.通信逻辑笔的制作和使用，对高、低电平、脉冲串的信号建立相应的概念。 4复习运算放大器的使用方法。 5. 学会用门
4、电路解决实际问题。,二、实验仪器及材料,数字电路实验箱 以及各种集成电路若干 运算放大器 LM398 一片 四输入与非门 74LS00 一片 二极管1N4148 4只 发光二极管 红、绿 各一只 复位开关 一只 电阻 1M 910K 360K 10K 各1只 510 2只,逻辑笔的实验电路,三、实验内容,1数字箱的使用 熟悉数字箱的使用，通过对开关、显示、脉冲产生电路等的测试、连接和控制，掌握数字箱各部分的作用。 2安装逻辑笔 安装图1-1所示的实际逻辑笔。该逻辑笔使用一般将黑色探针接电路地，用红色探针测试逻辑电路。根据二个发光二极管的发光状态可以判断测试点是逻辑高电平、低电平、或是脉冲串及高
5、阻状态0。,四、实验报告,1. 分析电路工作原理。 2. 按图接线实验，测试学习机上各种电平、脉冲与上面分析对照。 3. 根据实验结果编出该逻辑笔使用说明及注意事项。,五、做做想想,能否用74LS00即非门实现逻辑笔电路？制成实际的电路，然后利用废钢笔套制成实用逻辑笔。,目 录,实验二 门电路的运用 门控报警电路,一、实验目的 二、实验器材 三实验内容 四实验报告 五想想做做 六返回目录,一、实验目的,1让学生接触和实际运用集成电路逻辑门电路。 2掌握CC4069和CC4011的使用方法。 3增强学生的实际动手能力，提高其学习兴趣。,二实验仪器及材料,万能板、CC4069和CC4011各一块、
6、发光二极管两个、2CP16二极管两个、蜂鸣器一个、喇叭一个，电阻电容若干。,三实验内容,图2-1 声光报警器,三实验内容（续一）,1声光报警器 图2-1是CMOS门运用CMOS集成六反相器构成的声光报警器。该电路由一片CMOS集成六反相器中的2个非门构成方波发生器。 在实际使用时，我们应把集成电路电路的14脚（VDD）接地电源正端，7脚（VSS）接到电源的负端。该电源电压的范围为315V，此处，给它加上4.5V电源。可测得输出方波的重复频率略高于1kHz，方波的幅值约为4.4V。此振荡信号一路直接从CC4069的4脚经电阻R2加到红色发光二极管LED1上，另一路经一非门从6脚输出，然后通过R3
7、加到绿色发光二极管LED2上，因为这2个输出端的信号相位是互为相反的，所以两只发光二极管轮流发光。6脚输出信号接上简单的三极管功率放大电路。合上电源开关，红绿交替闪光和蜂鸣器同时发出报警声。原因是当6脚输出为低电平时，三极管截止，静态电流为零；输入为高电平时三极管导通，工作电流最大，但仍不超限值。,三实验内容（续二）,图 2-2 门控报警电路,三实验内容（续三）,2门控报警电路 图 2-3 CC4011外引线图 运用一片集成与非门CC4011组成如图2-2所示门控报警电路，图2-3为CC4011的外引线图。与非门与组成一个低频振荡器，其振荡频率仅为几Hz，与非门和组成一个音频振荡器，其振荡频率
8、约为1kHz。平时a点通过电阻R1接地为低电平，使得b也是低电平，从而使音频振荡器停振，于是报警器无声。一旦a有外来高电平输入，b的电平随着低频振荡器的工作周期性地时高时低，使音频振荡器发出报警信号，并通过喇叭发出报警声。,三实验内容（续四）,图 2-3 CC4011外引线图,四实验报告,1画出实验电路，说明观察出的实验现象。 2对实验过程进行总结。 3如果没有CC4011和CC4069，而有74LS00和74LS04，问电路应该怎样连接？画出连线图 。,五想想做做,设计一个水位检测仪，当水位达到规定位置时，则发出报警声，提醒用户。,目 录,实验三 组合逻辑电路设计之 密码锁、8线-3线编码器
9、,一、实验目的 二、实验器材 三实验内容 四实验报告 五想想做做 六返回目录,一实验目的,掌握组合逻辑电路的设计方法。 用实验验证设计电路的逻辑功能。 掌握编码的概述，为后编内容做准备。,二、实验仪器和设备,LCN-1数字电子技术实验箱 74LS20（双四输入TTL与非门） 74LS00（双二输入TTL与非门） 74LS21（双四输入与门） 万用表及钳子等工具,三、实验内容,1设计一个数字密码锁电路 （开锁信号输出） F1 F2（报警信号输出） E（控制输入） A B C D 代码输入 图 3-1 数字锁网络示意图 设该网络示意图如图3-1所示。其中，A、B、C、D是四个二进制代码输入端，E为
10、开锁控制输入端。每把锁都有规定的四位数字代码。本次实验所用的数字代码为1010，学生也可自行选定代码。如果输入代码符合该锁代码，且有开锁信号时（控制输入端E=1）时，锁才被打开（F1=1）；若不符，开锁时，电路将发出报警信号（F2=1），要求用最少的与非门电路进行实验。,三实验内容（续一）,实验要求如下： （1）根据要求，设定输入输出变量的个数，并根据电路的逻辑确定两者之间的对应关系，列出真值表，写出逻辑表达式，画出实验电路图。 （2）搭试电路进行验证。 利用数字电子技术实验箱提供工作所需电源、脉冲信号。F1、F2的由数字电子技术实验箱上的两个发光二极管配合喇叭监测配合喇叭，当发光二极管（LE
11、D）亮，则表示接发光二极管的输出端为高电平；发光二极管不亮，则表示接发光二极管的输出端为低电平，不能开锁时，要求喇叭发出报警声。,三实验内容（续二）,2设计一个编码器电路 要求8个输入端对应于不同3位的二进制码输出。3位输出可以接三个指示灯，由二进制组合来表示，也可以接到实验箱的8字显示的8421码的其中4、2、1三个端，然后在对应每个输入端时的输入时有相对应的数字输出阻抗，如定义为3的按钮接通时输出为011。,四、实验报告,写出真值表； 画出实验电路图； 说明实验原理； 画出编程器的电路结构并说明其工作现象和工作原理。,制作自动售货冷饮机。要求：该冷饮机吸能接收5角或1元的硬币。电路结构如图
12、4-3-2所示。该冷饮机售冷饮价格为1元。一次投币最多为两元（两个5角，一个1元）当投币大于等于1元时，给出冷饮一支和还给多余的钱币，小于1元时，则只还钱币而不给冷饮。钱币投好后要启动一下才进行。 伍角入口 冷饮出口 伍角入口 伍角出口 一元入口 壹元出口 启动 图 3-2 冷饮机控制框图,五、想想做做,目 录,实验四 编码、译码和显示驱动电路综合实验,一、实验目的 二、实验器材 三实验内容 四实验报告 五想想做做 六返回目录,一、实验目的,熟悉编码器、七段译码器、LED和数据选择器等中规模集成电路的典型应用。,二、实验仪器及器件,1数字实验箱 2BCD码（94线）优先编码器74HC147 1
13、块 3七段译码器74HC4511 1块 4共阴极LED 1块 5双4选1数据选择器74LS153 1块 66反相器74LS04 2块 72输入四或门74LS32 1块,三、实验内容,图4-1所示是BCD码编码器和七段译码显示电路的框图。按框图意示的逻辑要求选用适合的器件连接好（提示：其中BCD编码器可选用图317所示的94线优先编码器74HC147，七段译码显示可选用图324所示的74HC4511构成的LED显示电路。选用各器件时要注意级连间输入、输出的有效电平要一致，否则就须加接反相器）。,三实验内容（续一）,图4-1 BCD码编码器和七段译码器,三实验内容（续二）,2想办法使两个显示器显示
14、自己的学号。 3数据选择器的实验 （1）验证74LS153的功能。 （2）用74LS153接成8选1电路。（自行设计方案） （3）用74LS153配合门电路构成逻辑函数,四、实验报告,记录实验结果，画出自己学号的电路连接图。说明工作原理。,五、想想做做,请用译码器设计一个控制电路，当输入为000时，控制红色二极管亮，当输入为001时，控制绿色发光二极管亮，当输入为010时，控制黄色发光二极管亮，当输入为011时，控制继由电器J1闭合，当输入为100时，控制小电机旋转。,目 录,实验五 基本RS（JK、D）触发器的构成，功能测试，二四分频电路,一、实验目的 二、实验器材 三实验内容 四实验报告
15、五想想做做 六返回目录,一、实验目的,1. 熟悉并掌握RS、D、JK触发器的构成，工作原理和功能测试方法。 2. 学会正确使用触发器集成芯片。 3. 了解不同逻辑功能FF相互转换的方法。,二、实验仪器及材料,1. 双踪示波器。 2. 器件： 74LS00 二输入端四与非门 1片 74LS74 双D触发器 1片 74LS112 双JK触发器 1片,三、实验内容,1. 基本RSFF功能测试 两个TTL与非门首尾相接构成的基本RSFF的电路如图51所示。,图5-1 基本RS连接图,三、实验内容（续一）,（1）试按表5-1的顺序在，端加信号： 观察并记录FF的Q、端的状态，将结果填入下表51中，并说明在上述各种输入状态下，FF执行的什么功能？,表5-1,三、实验内容（续二）,（2）接低电平， 端加脉冲。 （3）接高电平， 端加脉冲。 （4） 令 = ， 端加脉冲。 记录并观察（2）、（3）、（4）三种情况下，Q、端的状态。从中你能否总结出基本RSFF的Q、端的状态改变和输入端， 的关系。 （5）当， 都接低电平时，
