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1、 数字电子技术实验教案 D i g i t a l E l e c t r o n i c E x p e r i m e n t s 课 程 编 号 ： 2 0 10 570 5 专 业 ： 2 0 04 电 子 技 术 0 3 课 程 性 质 ： 独 立 设 课 学 时 ： 2 4 学 分 ： 0 . 5 教 师 ： 蒋 力 立 上 课 时 间 ： 11 -1 9 周 星 期 四 3 4 节 上 课 地 点 ： 大 学 城 实 验 三 号 楼 4 1 3 实验名称 学时 周次 实验性质 门电路逻辑功能及测试 2 11 设计 组合逻辑电路及加法器 2 12 设计 RS、D、JK 触发器 2
2、13 设计 集成计数器 2 14 设计 555 时基电路及用 3 15 验证 D/A、A/D 转换器 3 16 验证 EWB 2 17 综合 彩灯循环控制器设计 2 18 设计 数字钟设计 2 19 设计 数字钟设计 4 19 设计 实验实验 28 门电路逻辑功能及测试门电路逻辑功能及测试 一、 教学目的一、 教学目的 1了解 74LS 系列门电路的引脚分布； 2熟悉门电路逻辑功能及熟悉数字电路箱 二、教学重点和难点二、教学重点和难点 1、 重点： ? 了解 74LS 系列门电路的引脚分布； ? 门电路逻辑功能测试； 2、 难点： ? 74LS 系列门电路的引脚分布； ? 门电路逻辑功能测试；
3、 ? 芯片使用时电源及地线的搭接； ? 逻辑电路输出状态的观测 三、 实验教学过程三、 实验教学过程 1、 内容引入（0.5 分钟） ； 2、 74LS 系列芯片介绍（2 分钟） ； ? 门电路的引脚分布； 管脚的识别方法是：将集成块正面（标有型号的一面）对准使用者，以左边凹口或小标点“ ”为起始脚，从下往上按逆时针方向数 1、2、3、 、n 脚。使用时，查找 IC 手册即可知各管脚功能。 例如： ? 芯片为有源器件，工作时需接电源和地； ? 工作电压 Vcc5V； 3、 操作要点及其注意事项（7 分钟） ： ? 介绍数字实验箱的使用：电源接入端，地线端，逻辑电平输入端，输出状态 LED 表示
4、，连续脉冲源； ? 74LS20，74LS00，74LS86 介绍； 4、利用与非门控制输出 ? A 端输入脉冲信号，分别将输入端 B 接“1”或“0”，用示波器观察输出端的波形，示波器输入耦合置 DC，注意观察输入输出之间的关系，体会 B 接“1”或“0”时与非门的控制作用。 可以验证课后问题：与非门一个输入端输入连续脉冲，其余端什么状态时允许脉冲通过？什么状态时禁止脉冲通过？（答：前者为高电平，后者为低电平） ? 用与非门构成或非门 ? 用与非门构成异或门 4、 指导学生实验，回答学生提问。 5、 检查学生实验数据。 四、 课后小结：四、 课后小结： 1 提醒学生芯片为有源器件，需接电源。
5、 2 提醒学生，接线需细心，以免接错，带来麻烦。 实验实验 29 组合逻辑电路组合逻辑电路 一、教学目的一、教学目的 1掌握组合逻辑电路的功能测试； 2验证半加器和全加器的逻辑功能； 二、教学重点和难点二、教学重点和难点 3、 重点： ? 组合逻辑电路的功能测试； ? 半加器和全加器的逻辑功能测试； 4、 难点： ? 半加器和全加器的逻辑功能测试； ? 全加器电路设计； 三、 实验教学过程三、 实验教学过程 1、 内容引入（0.5 分钟） ； 2、 原理简介（1 分钟） ； a) 半加器（不需考虑来自低位的进位） b) 全加器（需要考虑来自低位的进位） 3、 介绍操作要点及其注意事项（7 分钟
6、） ： 1） 芯片使用时电源和地线不要漏接； 2） 加法器设计提示： a)异或与加法运算的联系； Si=ABCi-1 ； Co=AB+ACi-1+BCi-1 = 1-CiB1-CiABA+ 或 =ABCi-1+AB b)介绍 74LS54，提示加法运算中进位的电路实现； 74LS54 管脚提示 对于 74ls54 中的几个与门，若整个与门没用到，则该与门的管脚接“0” ，若与门中有的管脚用的，有的闲置，则闲置者最好接“1” 。 4、 指导学生实验，回答学生提问； 5、 检查学生实验数据。 课后小结：课后小结： 1、 提醒学生：对于 74ls54 中的几个与门，若整个与门没用到，则该与门的管脚接
7、“0” ，若与门中有的管脚用的，有的闲置，则闲置者最好接“1” 。 2、 该实验两个学时有点紧。 实验实验 30 RS、D、JK 触发器触发器 一、 教学目的一、 教学目的 1掌握 RS、D、JK 触发器的工作原理、功能测试方法； 2熟悉时钟对触发器的触发作用； 3掌握了解不同触发器间相互转换的方法。 二、教学重点和难点二、教学重点和难点 RS、D、JK 触发器的工作原理、功能测试方法； 三、实验教学过程三、实验教学过程 1、内容引入（0.5 分钟） ； 2、原理简介（2 分钟） ； a) RS 触发器，特性方程为：Qn+1 =S+RQn b) D 触发器， 特性方程为：Qn+1 = D c)
8、 JK 触发器，特性方程为：Qn+1=JQ_n +K_Qn 3、 介绍操作要点及其注意事项（7 分钟） ： a) 介绍芯片 74LS74，74LS112（包括各自的置位端、复位端功能，触发器逻辑功能） 。 b) 实验箱连线：触发可选实验箱中的单脉冲 4、 指导学生实验，回答学生提问； 5、 检查学生实验数据。 课后小结：课后小结： 让学生注意总结各种触发器的特点，熟悉各类触发器的特性方程及各种触发器之间的相互转换。 实验实验 30 集成计数器教案集成计数器教案 一、 教学目的一、 教学目的 1熟悉集成计数器逻辑功能和各控制端作用； 2掌握计数器使用方法； 3掌握设计任意进制计数器的方法。 二、
9、教学重点和难点二、教学重点和难点 1、重点： ? 74LS90 功能； ? 计数器级联； ? 任意进制计数器设计 2、 难点： ? 74LS90 结构； ? 8421 码与 5421 码； ? 任意进制计数器设计 二、 实验教学过程二、 实验教学过程 1、 内容引入（0.5 分钟） ； 2、 原理简介（1 分钟） ； 74LS90 结构：74LS90 是二五十进制异步计数器，它包含两个独立的下降沿触发的计数器，即模 2（二进制）和模 5（五进制）计数器；异步清 0 端 R01，R02和异步置 9 端 S91，S92均为高电平有效。 3、 介绍操作要点及其注意事项（7 分钟） ： ? 74LS9
10、0 功能测试： 当 R01R02 =1 且 S91S92 =0 时，不管时钟如何，输出全部为 0；当 S91S92 =1 时，不管时钟以及 R01,R02状态如何，输出为 9。置 9 是优先的。 当 R01R02 =0，S91S92 =0 时，电路才执行计数功能。 ? 由 CP1，CP2的不同接法，可以实现不同的计数功能。当计数脉冲从 CP1输入，CP2不加信号，QA端输出，执行二进制计数功能；当计数脉冲从 CP2输入，CP1不加信号，QD、QC、QB端输出，执行五进制计数功能。 ? 任意进制计数器的设计： 集成计数器可以加适当反馈电路后构成任意进制计数器。假设计数器的最大计数值为 N。如果要
11、得到一个 M 进制的计数器，当 MN 时，则可以利用多片集成计数器进行级连来实现。 计数器级连：用两片 74LS90 实现 100 进制。验箱连线时，两级输出 QD、QC、QB、QA分别接译码器数码显示，CP 接可调连续脉冲源，调节其频率大小适中，以便肉眼观察。 7 进制计数器 45 进制计数器 四、指导学生实验，回答学生提问； 五、检查学生实验数据。 六、课后小结：六、课后小结： 该实验 2 个学时，因此只能做 74LS90 部分的实验，但 74LS193 的内容，最好跟学生简述一下。 实验实验 36 555 时基电路教案时基电路教案 一、 教学目的一、 教学目的 1掌握 555 时基电路的
12、结构和工作原理，正确使用相应的集成电路； 2学会分析、设计用 555 时基电路构成的几种常用的脉冲波形发生电路。 二、教学重点和难点二、教学重点和难点 1、重点： ? 555 时基电路功能测试； ? 555 时基电路构成的施密特触发器； ? 555 时基电路构成的多谐振荡器； ? 555 时基电路构成的单稳态触发器 4、 难点： ? 555 时基电路构成的施密特触发器（输入信号的调节） ； ? 555 时基电路构成的多谐振荡器（周期，占空比的测量和计算） ； ? 555 时基电路构成的单稳态触发器 三、 实验教学过程三、 实验教学过程 1、 内容引入（0.5 分钟） ； 2、 原理简介（1 分
13、钟） ； 3、 介绍操作要点及其注意事项（7 分钟） ： 1）555 时基电路功能测试 2）555 时基电路构成的施密特触发器： （演示）输入三角波信号时，应调节函数发生器直流偏置电平旋钮，使三角波信号的 Umin=0V，Umax=5V。示波器观察三角波调节时，耦合方式应置为 DC。 3）555 时基电路构成的多谐振荡器：提醒提醒学生充电回路和放电回路对应的电阻值，用示波器观察波形时，要记下高电平和低电平持续的时间，并与理论值比较。建议学生观测电容 C1两端的波形。 4）555 时基电路构成的单稳态触发器：提醒学生输入脉冲频率为 10kHz，记下输出波形中高电平持续的时间，同时，描绘波形时，注
14、意输入输出波形的相序要对好。建议学生观测电容C1 两端的波形。 4、 指导学生实验，回答学生提问； 5、 检查学生实验数据。 6、 四、 课后小结：四、 课后小结： 1 “555 时基电路构成的施密特触发器”环节中，提醒学生同时观测输入输出波形，并对好相位，留意输出信号高低电平变化时刻输入信号对应的电压大小。 2 “555 时基电路构成的多谐振荡器” 、 “555 时基电路构成的单稳态触发器” ，提醒学生观测电容 C1 两端的波形，分析电容 C1 两端的波形与输出波形的关系。实验实验 37 D/A、A/D 转换器转换器 一、 教学目的一、 教学目的 ? 熟悉集成芯片 D/A 转换器和 A/D
15、转换器的功能测试及使用方法 二、教学重点和难点二、教学重点和难点 1、重点： ? DAC0832 静态功能测试； ? DAC0832 动态功能测试 ? ADC0809 静态测试 2、 难点： ? DAC0832 静态功能测试： 实验板上搭接12V 和 5 伏的处理； 理论值的计算（n=8） ； ? ADC0809 静态测试：理论值和实验值间的误差 三、 实验教学过程三、 实验教学过程 1、 内容引入（0.5 分钟） ； 2、 介绍操作要点及其注意事项（5 分钟） ： 1） DAC0832 静态功能测试： a、 运放 741 需要提供12V 的电压，而 DAC0832 则提供 5V 电压；实验板
16、和实验箱要共地。 b、要先调零，即将 B0B7 数字输入端全部接地，调 10k 电位器使 V0=0。 c、输入二进制数为 8 位（n=8） ，高 4 位 B4B5B6B7 全部接地，低四位 B0B1B2B3 对应接 4位低电平开关。表 1 中，表示输入的二进制数为低四位部分。计算理论值时，需将 n=8 代入计算式子 U0=（Uref/2n）*D。 2） DAC0832 动态功能测试：按照要求连线，将计数器 Q3Q2Q1Q0 接至 DAC0832D/A 转换器数据输入端 B3B2B1B0，将计数的时钟信号接脉冲信号，用示波器观察 D/A 转换的 V0 的输出波形，测量并绘出波形幅度和周期以及波形中每个阶段的幅度和时间。 3） A/D 转换器 ADC0809 静态测试： a：1k 电位器对 Vcc 进行分压，得到输入的模拟信号； b：采用频率 fUimax，所以 C 可以接实验箱上
