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1、1 1“数字电子电路”实验指导书 参考书 1 电路仿真软件 Tina Pro 导读 ，谷良编，中央广播电视大学出版社 2 数字电子电路 ，路而红主编，中央广播电视大学出版社实验一 基本逻辑门的使用 一、实验目的一、实验目的 1掌握与门、与非门、或门、或非门、非门等常用逻辑门的逻辑功能。 2掌握 Tina 软件工具的器件调用，构造逻辑图，掌握数字电路逻辑功能的测试方法。 二、预习要求二、预习要求 1预习数字电子电路第 1 章逻辑代数基础，掌握基本逻辑运算的符号、逻辑功能及其描 述方法。 2预习电路仿真软件 Tina Pro 导读第一章和第二章的数字电路分析部分，学习元件调用、 绘制电路图以及数字
2、电路的测试方法等内容。 3预习实验内容和步骤，分析理论结果，标出对应的逻辑输出，以便与实验结果相比较。 三、实验内容和步骤三、实验内容和步骤1测试与门逻辑功能 启动 Tina 软件，可以看到 Tina 的元件栏，元件栏下有许多常用的元件库，如基本库、开关库、 仪表库、发生源库、半导体库、制造商库、门库、触发器库、AD/DA-555 库、逻辑 IC 库、RF 库、 模拟控制库和特殊库等，如图 1-1 所示。图 1-1 Tina 元件栏 鼠标单击元件栏中的门库，在库中所列的元器件清单中单击两输入与门，如图 1-1 所示，拖到 工作区的合适位置，单击鼠标左键完成与门 U1 的选择。单击元件栏中的开关
3、库，在库中所列的元 器件清单中选择高低开关 SW1、SW2。单击元件栏中的仪表库，在库中所列的元器件清单中选择逻 辑指示器 L1，如图 1-2 所示。 连接上述元件，构成与门逻辑功能的测试电路，如图 1-2 所示。 在工具栏中选择交互式模式，如图 1-1 所示，在模式开关右侧的下拉菜单中选择数字模式，模 式开关的绿灯处提示信息为 DIG。单击交互式模式开关，电路则处在数字电路的仿真状态，改变开 关位置，可以看到输入信号的改变，观察输出端的指示灯，可以看到输出信号的变化。测试完成 后，再次单击交互式模式开关，电路仿真结束。 改变开关位置的方法：将鼠标移到开关处，鼠标显示方式改为上箭头方式，此时，
4、单击鼠标 左键，可以看到开关位置的变化。如图 1-2 所示，输入端的红色标识表示高电平，当改变开关， 输入端变为兰色标识，则为低电平。输出端逻辑指示红灯亮表示高电平，灯不亮则为低电平。 设 SW1 为输入 A，SW2 为输入 B，L1 为输出 Y，将测试结果填入真值表 1-1，并给出输出表达式。表 1-1 与门真值表 输 入输出 A BY 0 0 0 1 1 0门库库中元件交互式模式开关2 2图 1-2 与门测试电路 2测试与非门逻辑功能 鼠标单击元件栏中的门库，在库中所列的元器件清单中选择两输入与非门 U1。单击元件栏中 的开关库，在库中所列的元器件清单中选择高低开关 SW1、SW2。单击元
5、件栏中的仪表库，在库中 所列的元器件清单中选择逻辑指示器 L1。 连接上述元件，构成与非门逻辑功能的测试电路，如图 1-3 所示。 在工具栏中选择交互式模式为数字模式，单击交互式模式开关，改变开关位置，观察输入信号 和对应输出信号的变化。测试完成后，再次单击交互式模式开关，仿真结束。 设 SW1 为输入 A，SW2 为输入 B，L1 为输出 Y，将测试结果填入真值表 1-2，并给出输出表达式。图 1-3 与非门测试电路3测试或门逻辑功能 在元件栏中的门库所列的元器件清单中选择两输入或门 U1。单击元件栏中的开关库，选择高 低开关 SW1、SW2。单击元件栏中的仪表库，选择逻辑指示器 L1。 连
6、接上述元件，构成或门逻辑功能的测试电路，如图 1-4 所示。 在工具栏中选择交互式模式为数字模式，单击交互式模式开关，改变开关位置，观察输入信号 和对应输出信号的变化。测试完成后，再次单击交互式模式开关，仿真结束。 设 SW1 为输入 A，SW2 为输入 B，L1 为输出 Y，将测试结果填入真值表 1-3，并给出输出表达式。图1-4 或门测试电路 4测试或非门逻辑功能 在元件栏中的门库所列的元器件清单中选择两输入或非门 U1。单 击元件栏中的开关库，选择高低开关 SW1、SW2。单击元件栏中的仪 表库，选择逻辑指示器 L1。 连接上述元件，构成或非门逻辑功能的测试电路，如图 1-5 所示。在工
7、具栏中选择交互式模式为数字模式，单击交互式模式开关，改变开关位置，观察输入信号 和对应输出信号的变化。测试完成后，再次单击交互式模式开关，仿真结束。 设 SW1 为输入 A，SW2 为输入 B，L1 为输出 Y，将测试结果填入真值表 1-4，并给出输出表达式。1 1表 1-2 与非门真值表 输 入输出 A BY 0 0 0 1 1 0 1 1表 1-3 或门真值表 输 入输出 A BY 0 0 0 1 1 0 1 1表 1-4 或非门真值表 输 入输出 A BY3 3图 1-5 或非门测试电路5测试非门逻辑功能 在元件栏中的门库所列的元器件清单中选择非门 U1。单击元件栏中的开关库，选择高低开
8、关 SW1。单击元件栏中的仪表库，选择逻辑指示器 L1。连接上述元件，构成非门逻辑功能的测试电路， 如图 1-6 所示。 在工具栏中选择交互式模式为数字模式，单击交互式模式开关，改变开关位置，观察输入信号 和对应输出信号的变化。测试完成后，再次单击交互式模式开关，仿真结束。 设 SW1 为输入 A， L1 为输出 Y，将测试结果填入真值表 1-5，并给出输出表达式。图 1-6 非门测试电路6连接电路，测试逻辑功能 按照如图 1-7 所示电路，在元件栏中的选择元件，连接电路，测试其逻辑功能。 设 SW1 为输入 A，SW2 为输入 B，L1 为输出 Y，将测试结果填入真值表 1-6，并给出输出表
9、达式。图 1-7 测试电路图 四、实验总结报告四、实验总结报告 1整理测试结果，通过基本门电路逻辑功能的测试， 总结测试 结果。 2记录实验中出现的问题，分析问题，给出解决问题的方法。 3总结 Tina 软件测试门电路逻辑功能的方法。 五、思考题五、思考题 1Tina 软件的门库中有哪些常用的门电路？ 2图 1-7 所示电路能否简化，给出简化后的电路，在 Tina 环境下，连接电路，测试其功能， 验证其正确性。0 0 0 1 1 0 1 1表 1-5 非门真值表 输 入输出 A Y 0 1表 1-6 测试电路真值 表 输 入输出 A BY 0 0 0 1 1 0 1 14 4实验二实验二 集成
10、门电路测试与使用集成门电路测试与使用 一、实验目的一、实验目的 1掌握集成门电路的使用方法。 2调用 Tina 提供的集成门电路芯片，构造逻辑图，进行电路逻辑功能的分析。 二、预习要求二、预习要求 1预习数字电子电路第 2 章逻辑门电路，掌握基本逻辑运算的符号、逻辑功能及其多种 描述方法。 2预习电路仿真软件 Tina Pro 导读第二章数字电路分析。 3预习实验内容和步骤，分析理论结果，并标出对应的逻辑输出，以便与实验结果相比较。 三、实验内容和步骤三、实验内容和步骤 1异或门逻辑功能测试 从元件栏的逻辑 ICs 库中选择 7486 异或门，从开关库选择高低开关 SW1、SW2，从仪表库选择
11、 逻辑指示器 L1。连接上述元件，构成异或门逻辑功能的测试电路，如图 2-1 所示。 在工具栏中选择交互式模式为数字模式，单击交互式模式开关，改变开关位置，观察输入信号 和对应输出信号的变化。 设 SW1 为输入 A，SW2 为输入 B， L1 为输出 Y，将测试结果填入真值表 2-1，并给出输出表达 式。图 2-1 异或门逻辑功能测试2TTL 与非门电压传输特性测试 从元件栏的逻辑 ICs 库中选择 7400 与非门 U1，从开关库选择高低开关 SW1，从基本库选择电 位计（可变电阻）P1 和接地端，从发生源库选择数字电压源 U2，从仪表库选择电压指针 VF1、VF2，电压指针相当于电压表，
12、用来测试电压。连接上述元件，构成电压传输特性测试电路， 如图 2-2 所示。 在工具栏中选择交互式模式为 AC 模式，单击交互式模式开关，改变可变电阻 P1，观察输入电 压和对应输出电压的变化。SW1 设为高电平，VF1 为输入电压Ui，VF2 为输出电压Uo，将测试结果 填入表 2-2，绘出电压传输特性曲线。 表 2-2 输入电压与输出电压对应值 Ui（V ）00508091121325Uo（V ） 改变可变电阻 P1 方法：双击可变电阻 P1，弹出可变电阻 P1 对话框，如图 2-3 所示。在对话 框中的电阻栏下改变其阻值大小，单位为欧姆。在设置栏用百分比调整滑动端位置，百分比表示 可变电
13、阻滑动端距离下端的位置，百分比越小，表示可变电阻滑动端向下移动，百分比越大，表 示可变电阻滑动端向上移动。表 2-1 异或门真值表 输 入输出 A BY 0 0 0 1 1 0 1 15 5图 2-2 电压传输特性测试电路 图 2-3 可变电阻 P1 对话框3三态门应用电路 从逻辑 ICs 库中选择 74125 三态传输门、7404 非门，从开关库选择高低开关 SW1，从仪表库选 择逻辑指示器 L1、L2，从仪表库选择电压指针 VF1VF5，从基本库中选择接地端，从发生源库中 选择数字高电平源 H 和时钟 U3。连接上述元件，构成三态门应用电路，如图 2-4 所示。 在工具栏中选择交互式模式为
14、数字模式，单击交互式模式开关，改变开关位置，观察输入信号 和对应输出信号的变化。当逻辑指示器闪烁时表示有时钟信号输出，输出端红色表示输出高电平、 兰色表示输出低电平、绿色表示输出高阻。 波形测试是测试电路功能的另一种有效方法，单击分析菜单下的数字计时分析，在数字计时分 析的对话框中，根据电路中时钟信号周期大小，选择合理的计时分析终止时间，确定后，屏幕显 示出该电路的分析结果如图 2-5 所示。其中 VF1、VF2、VF4 输出高阻，VF3 的输入时钟信号由 VF5 端口输出，且同相输出。应当注意的是，只有连接电压指针 VF 的端口才能测试其波形。图 2-4 三态门应用电路图 2-5 波形图分析
15、设 SW1 为控制输入 A，时钟输入 CP， L1、L2 分别为 Y1、Y2，将测试结果填入功能表 2-3，分 析电路实现的功能。6 6表 2-3 三态门应用电路功能表 控制输入 A三态使能输入输出G11A=CPY1= 1G22A=CPY2=G11A=CPY1= 0G22A=CPY2=四、实验总结报告四、实验总结报告 1整理测试结果，总结测试结果。 2记录实验中出现的问题，分析问题，给出解决问题的方法。 3总结 Tina 软件测试电路波形的方法。 五、思考题五、思考题 1Tina 软件的逻辑 ICs 库中如何对集成芯片进行分类？ 2将图 2-4 所示电路的输出端 1Y 和 2Y 并联，实现总线
16、结构，即一路信号线分时传送多路信 号，连接电路，验证电路正确性。7 7实验三实验三 组合逻辑电路分析与设计组合逻辑电路分析与设计 一、实验目的一、实验目的 1掌握译码器、数据选择器等组合逻辑电路的功能及其应用。 2运用 Tina 软件工具提供的集成译码器 74138、集成数据选择器 74151 等器件及测试手段进 行组合逻辑电路的分析和设计。 二、预习要求二、预习要求 1预习数字电子电路第 3 章组合逻辑电路，掌握常用组合逻辑电路的逻辑功能及其芯片 应用。 2预习电路仿真软件 Tina Pro 导读第二章数字电路分析。 3预习实验内容和步骤，分析理论结果标出对应的逻辑输出，根据要求完成电路设计。 三、实验内容和步骤三、实
