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1、数字电子技术实验指导书于润伟 主编黑龙江农业工程职业学院2数字电子技术实验指导书于润伟 主编专业 班级 姓名 3实验一： 楼梯照明电路的设计设计一个楼梯照明电路，装在一、二、三楼上的开关都能对楼梯上的同一个电灯进行开关控制。合理选择器件完成设计。1实验目的（1）学会组合逻辑电路的设计方法。（2）熟悉 74 系列通用逻辑芯片的功能。（3）学会数字电路的调试方法。（4）学会数字实验箱的使用。2实验前准备（1）复习组合逻辑电路的设计方法。（2）熟悉逻辑门电路的种类和功能。（3）实验器材准备：数字电路实验箱、导线若干。3实验内容1）分析设计要求，列出真值表。设 A、B、C 分别代表装在一、二、三楼的三
2、个开关，规定开关向上为 1，开关向下为 0；照明灯用 Y 代表，灯亮为 1，灯暗为 0。根据题意列出真值表如表 1 所示。表 1 照明电路真值表输入 输出A B C 0 00 0 1 10 1 0 10 1 1 01 0 0 11 0 1 01 1 0 01 1 1 12）根据真值表，写出逻辑函数表达式。 3）将输出逻辑函数表达式化简或转化形式。 )()(4）根据输出逻辑函数画出逻辑图。如图 1 所示。4图 1 照明电路逻辑图5）实验箱上搭建电路。将输入变量 A、B、C 分别接到数字逻辑开关 应信号灯、k 2（对应信号灯 、k 3（对应信号灯 线端上，输出端 Y 接到“电位显示”接线端上。将面
3、包板的 “地”分别接到实验箱的+5V 与“地”的接线柱上。检查无误后接通电源。6）将输入变量 A、B、C 的状态按表 2示的要求变化，观察“电位显示”输出端的变化，并将结果记录到表 2 中。表 2 照明电路实验结果输入 输出位输出暗 暗 暗暗 暗 亮暗 亮 暗暗 亮 亮亮 暗 暗亮 暗 亮亮 亮 暗亮 亮 亮4实验报告（1）写出设计过程（2）整理实验记录表，分析实验结果（3）画出用与非门、或非门和非门实现该电路的逻辑图实验二： 三人表决器的设计设计一个三人（用 A、B、C 代表）表决电路。要求 A 具有否决权，即当表决某个提案时，多数人同意且 A 也同意时，提案通过。用与非门实现。1实验目的（
4、1）学会组合逻辑电路的设计方法。（2）学会数字电路的调试方法。（3）了解数字实验箱的使用。2实验前准备（1）复习组合逻辑电路的设计方法。（2）熟悉逻辑门电路的功能。（3）实验器材：数字电路实验箱、导线若干。3实验内容1）分析设计要求，列出真值表。设 A、B、C 三人表决同意提案时用 1 表示，不同意时用 0 表示；Y 为表决结果，提案通过用 1 表示，通不过用 0 表示，同时还应考虑 A 具有5否决权。由此可列出表 3 所示的真值表。表 3 三人表决器的真值表输入 输出A B C 0 00 0 1 00 1 0 00 1 1 01 0 0 01 0 1 11 1 0 11 1 1 12）根据真
5、值表，写出逻辑函数表达式。 3）将输出逻辑函数化简后，变换为与非表达式。 4）据输出逻辑函数画逻辑图。根据上式可画出图 2 所示的逻辑图。图 2 三人表决器逻辑图5）实验箱上搭建电路。将输入变量 A、B、C 分别接到数字逻辑开关 应信号灯、k 2（对应信号灯 、k 3（对应信号灯 线端上，输出端 Y 接到“电位显示”接线端上。将面包板的 “地”分别接到实验箱的+5V 与“地”的接线柱上。检查无误后接通电源。6）将输入变量 A、B、C 的状态按表 2示的要求变化，观察“电位显示”输出端的变化，并将结果记录到表 4 中。表 4 三人表决器实验结果输入 输出位输出暗 暗 暗暗 暗 亮暗 亮 暗暗 亮
6、 亮亮 暗 暗亮 暗 亮亮 亮 暗亮 亮 亮64实验报告（1）写出设计过程（2）整理实验记录表，分析实验结果（3）画出用或非门和非门实现该电路的逻辑图实验三： 实验 学实验平台认识杭州康芯电子有限公司开发的 学平台，主要由开发主板和可编程逻辑器件适配板组成。从物理结构上看，实验板的电路结构是固定的，但系统的实验电路结构可以通过接口按键的操作，在主控器的控制下使其结构发生改变。这种“多任务重配置”设计方案能够达到两个目的：一个是用同一块适配板完成更多的实验项目开发；另一个是通过更换适配板，开发不同类型或不同封装的可编程逻辑器件。1实验目标（1）认识 配板（2）了解可编程逻辑器件管脚与主系统的连接
7、关系（3）学会实验平台的使用2使用注意事项（1）实验平台闲置不用时，必须关闭电源，拔下电源插头。（2）在实验中，当选中某种模式后，要按一下右侧的复位键，以使系统进入该结构模式工作。（3）尽可能不要随意插拔适配板及实验系统上的其他芯片。更换目标芯片时要特别注意，不要插反或插错，也不要带电插拔，确定插对后才能开电源。（4）对于右下角的“时钟频率选择”区的 的短路帽，平时不要插在 50M 或100M 的高频处，以免高频辐射。3开关与跳线学平台上有一些开关和跳线，可以将系统设置为不同的工作状态。这些开关和跳线可以带电操作。（1）主板左侧上方开关（+/源）是默认向下的，即关闭电源。该电源有指示灯，是模拟
8、信号发生源的电源，需要模拟信号时，可以打开。（2）左侧中部的“下载允许开关”默认向上（即 许下载） ，表示可以向适配板上的可编程逻辑器件下载程序。当拨向下（即 定）时，将关闭下载口，这时可以将下载并行线拔下，已经下载进 文件不会由于下载接口线的电平变动而丢失。（3）主板右侧开关默认拨向右（，其功能时使 的 行接口与单片机的 相接。（4）中部的跳线座 认向下短路，即禁止测频。（5）左下角拨码开关除第 4 档“能”向下拨（数码管 8 显示使能）外，其余皆默认向上。（6）主板左侧中部的跳线座 对芯片 I/O 电压作选择。对 5V 器件，如，必须短接 端。而对低于或等于 器7件，如 ，要短接 端。（7
9、）跳线座 编程模式选择。只有对 列芯片进行配置时，短路；对其他芯片下载时，短路 端。4按键与指示灯（1）模式选择键：按动该键能使实验平台产生 12 种不同的电路结构，并通过“模式指示”数码管显示电路结构编号。例如选择 路结构，就按动模式选择键，直到数码管显示 6，系统即进入 路图所示的实验电路结构。（2）键 1键 8 ：实验信号控制键，此 8 个键受“多任务重配置”电路控制，键的输出信号没有抖动问题。这 8 个键在每一张电路图中的功能及其与主系统的连接方式随模式选择的改变而变，使用时需参照模式选择的电路图。（3）键 9键 14 ：实验信号控制键，此 6 个键不受“多任务重配置”电路控制，用跳线
10、与适配板相连，存在抖动问题，可以通过这几个键完成消抖动电路的设计练习。（4）发光管 16 ：受“多任务重配置”电路控制，它们与主系统的连线形式需参照选择的实验电路图。（5）数码管 18：受“多任务重配置”电路控制，它们与主系统的连线形式也需参照选择的实验电路图。5时钟与扬声器（1）时钟频率选择：共有四组时钟输入端：过跳线短路帽的不同接插方式，使目标芯片获得不同的时钟频率信号，每一组频率源及其对应时钟输入端，分别只能插一个短路帽。例如 钟组，其信号频率范围：50但同时只能插一个短路帽，以便选择输出 一种频率。（2）扬声器：目标芯片声讯输出，与目标芯片的 相接，通过此口可以利用声音了解信号的频率或
11、直接输出音乐。6适配板学平台可以配置多种适配板，开发不同的芯片要选取不同的适配板。这里以 例介绍，板上的目标芯片是 司的 编程逻辑器件，最大可编程逻辑门是 119000 个，共有 144 个管脚。其管脚功能名称及其编号如表 5 所示。表 5 管脚功能名称及编号表名称 管脚编号 名称 管脚编号 名称 管脚编号 名称 管脚编号I/ I/3 I/3 I/I/ I/6 I/6 I/19I/0 I/7 I/7 I/18I/2 I/8 I/8 I/17I/3 I/9 I/9 I/16I/7 I/1 I/0 I/14I/8 I/2 I/1 I/13I/9 I/5 I/2 I/128I/0 I/7 I/5 I
12、/11I/1 I/8 I/6 I/1I/2 I/9 I/7 I/4I/3 I/0 I/8 I/10I/6 I/2 I/37 I/09I/7 I/3 I/38 9I/8 I/8 I/40 26I/9 I/9 I/41 4I/0 I/0 I/42 6I/1 I/1 I/43 24I/2 I/2 I/447实验电路结构图验平台能够提供 12 种不同的电路结构，每种电路结构对应一张电路结构图。由于本书的大部分实验都能够在 验电路上实现，就以 例介绍。如图 3所示。图 3 路结构（1）电路结构：键 8键 3 接高低电平发生器，每按键一次，输出电平由高到低、或由低到高变化一次，对应的发光管是 12 。当键
13、按下时，输出为高电平，按键对应的发光管变亮；键抬起时，输出低电平，对应的发光管变暗。键 2 和键 1 是十六进制码（8421 码）发生器，由对应的按键控制输出由 4 位二进制构成的 1 位十六进制数码，数码的范围是 00001111，即十六进制的 0F。每按键一次，输出递增 1，进入目标芯片的 4位二进制数以十六进制形式显示在该键对应的数码管 2 或 1 上。（2）电路图与芯片管脚对应关系：为了便于设计，对照表和图，把电路图上的输入、输出接口与适配板上芯片管脚的对应关系列表，如表 6 所示。表 6 实验电路结构图 脚对应表名称 按键指示灯 管脚名称 管脚编号键 8 79键 7 6键 6 3键 5 2键 4 1键 3 0键 2（十六进制） 数码管 2 PI
