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1、机电一体化实验指导书J 0 K CP Qn=0 Qn+1 Qn=1 0 0 1 1 0 0 1 0 1 1 0 1 0 0 1 1 0 1 1 0 1 1 0六、实验报告及其要求1列表整理各类触发器的逻辑功能。2总结观察到的波形，说明触发器的触发方式。 3体会触发器的应用，总结心得体会。 七、思考题利用普通的机械开关组成的数据开关所产生的信号是否可作为触发器的时钟信号，为什么？是否可以用作触发器的其他输入端的信号，又是为什么实验五、时序逻辑电路一、实验目的1. 掌握时序逻辑电路的分析、设计和测试的方法。2. 验证计数器的工作原理。3. 学会用集成触发器构成计数器的方法。二、实验原理1. 同步时
2、序电路的设计建立原始状态图 状态化简 状态分配确写激励方程、输出方程 画出逻辑图 仿真或接线验证 2. 异步时序电路的设计建立原始状态图 画出波形图选择每一级触发器的时钟脉冲 画出逻辑图 仿真或接线验证3. 利用现成时序电路，加上反馈电路构成新的时序电路。如通过同步反馈置数法，异步反馈清零法，利用2进制计数器构成各种进制的计数器。3位2进制计数器计数到5时置0，或者计数到6时清零，可以实现6进制计数器。注意：异步电路设计时递增、递减型，与上升沿触发和下降沿触发有关。三、实验内容1.试用JK触发器和门电路设计一个3位2进制同步计数器。 2.分别用反馈同步置数法和异步清零法，将上面计数器改成5进制
3、计数器。 3.用D触发器设计一个十进制异步加法计数器。 4.用D触发器设计一个十进制异步减法计数器。四、实验仪器与器件1. 电子实验箱2. 万用表3. 双JK触发器74LS732 、双D触发器74LS742 、四2输入与非门74LS002、双4输入与门74LS212 五、实验报告要求1.写出设计过程，画出实验电路图，绘制仿真的波形图，用状态图说明实验结果。 2.比较分析异步计数器和同步计数器各自的优缺点。 3.比较反馈同步置数法和异步清零法各自的优缺点。 4.总结时序电路的特点及使用体会。实验六 单相桥式可控整流电路1. 实验目的根据图1单相桥式可控整流电路，建立simulink电路仿真模型，
4、然后通过仿真实验研究单相桥式可控整流电路在不同负载下的工作特点。idVT1VT3 Ti2u2 audbLu1VT2VT4R图12. 实验步骤1）打开文件“EXP3_”，自动进入simulink仿真界面，在xx器窗口中显示如图2 所示的单相桥式可控整流电路的模型。a)图2 单相桥式可控整流电路的模型2）了解图2电路模型中各元件上需设定的参数交流电源U2：峰值=(有效值为100V)。频率(Frequency, Hz)50脉冲发生器1(ug1)：周期 ；脉冲宽度2; 滞后相位=0; (=0)滞后相位360 (为触发角，单位为角度）脉冲发生器2(ug2)：周期 ；脉冲宽度2; 滞后相位=; (=0)滞
5、后相位360 (为触发角，单位为角度）脉冲发生器3(ug3)与脉冲发生器1(ug1)的设置相同。脉冲发生器4(ug3)与脉冲发生器1(ug1)的设置相同。 负载中的RLC串连之路R：电阻值=10电感量=0 电容量=inf负载中的反电势E：幅值=0;3) 测试电阻负载时，整流电路的工作特性，负载参数与2）中设定相同。 在=0、30、60、90、120、150时记录示波器给出的波形，及显示单元上Ud1(负载上电压平均值)，Id1上显示的值。将不同控制角时得到的Ud1和Id1与理论计算的结果相比较，并根据实测的数据画出电阻负载时移相控制特性曲线Udf1 。注意：变化时只需改变脉冲发生器中滞后相位的设
6、定值。要保证脉冲发生器1和4的设定相同，2和3的设定相同。4）测试阻感负载时，整流电路的工作特性。在负载参数中设定：电感量=。使之成为阻感负载。 在=0、30、60、90时记录示波器给出的波形，及显示单元上Ud1(负载上电压平均值)，Id1上显示的值。将不同控制角时得到的Ud1和Id1与理论计算的结果相比较，并根据实测的数据画出移相控制特性曲线Udf2 。5）测试阻感反电势负载时，整流电路的工作特性。在负载参数中设定：电感量=，反电势E的幅值=30，使之成为阻感反电势负载。在=30、60时记录示波器给出的波形，及显示单元上Ud1(负载上电压平均值)，Id1上显示的值。将不同控制角时得到的Ud1
7、和Id1与理论计算的结果相比较。3. 实验报告内容分析图 所示单相桥式可控整流电路的工作原理。按照实验步骤的要求，记录有关波形和观测数值，分析并得出结论。 思考题：仿真实验中观测到的输出电压的平均值与理论计算值略有差异，试分析造成该差异的原因。实验一、单管放大电路实验报告实验目的：实验此电路是否具有放大作用，以及更深刻的认识放大电路的原理和了解放大电路在生活中的应用实验原理：三极管的放大作用实验步骤：先检测三极管是否具有放大作用，再通过函数信号发生器和示波器以及模拟实验箱、万用电表来进行三极管的放大实验实验仪器：函数信号发生器、示波器、万用电表、模拟实验箱、导线 数据记录：三极管是否具有放大作
8、用的实验记录输入 输出 放大 结论：三极管具有放大作用。 对放大电路的实验记录输入 输出 放大 10mv 200mv 180mv 15mv 300mv 285mv 20mv 400mv 380mv结论：此电路具有放大作用。实验二、基本运算电路实验目的：加深运算放大器两条规则的认识。 掌握运算放大器的使用功能。 实验原理运算放大器是一种包含许多晶体管的集成电路。作用是把输入电压放大一定倍数后再输送出去，其输出电压与输入电压的比值称为电压放大倍数或电压增益。是一种高增益、高输入电阻、低输出电阻的放大器。下图给出了运放电路图形符号。运放有两个输入端a、b和一个输出端O。理想运放是指其开环放大倍数A，
9、输入电阻R，输出电阻RO0，可以得出以下两条规则：倒相端和非倒相端的输入电流均为零。对于公共端，倒相端和非倒相端的电压相等。实验内容与步骤 1.反相比例运算电路反相比例运算电路如图所示。图 反相比例运算电路输入电压Ui通过电阻R作用与运放的反相输入端。根据理想运放的两条规则有UP=UN=0 IP=IN，所以节点N的电流方程为UiUnUnUo= R1Rf有UO=RfRfUi，UO与Ui成比例关系，比例系数为 ，负号表示UOR1R1与Ui反相。根据以上原理完成下表。Rff=10K R1=10 K R2= R1Rf= Ui 波形UO= 波形2.加减运算电路 a.反相求和运算电路反相求和运算电路的多个
10、输入信号均作用于运放的反相输入端，如图所示图 反相求和运算电路根据“虚短”和“虚断”的原则UP=UN=0，节点N的电流方程为i1+i2+i3=if即有u1u2u3uou1u2u3所以Uo=。根据以上原理完成下表。 R1R2R3R1R2R3RfR1=5K R2=20K R3= 50 K Rf=100 K R4= R1 R2 R3 Rf=U3= U1= U2= UO= 输入、输出信号 UO波形 c.加减运算电路多个信号同时作用于两个输入端时，就可实现加减运算电路。如下图所示为四个输入的加减运算电路，表示反相输入端各信号作用和同相输入端各信号作用的电路分别如下图(a)和图(b)。图(a)所示电路为反
11、相求和运算电路，故输出电压u1u2)。图(b)所示为同相求和运算电路，若R1R2 Rf =R3R1R2u3u4)。 R4R5,则输出电压为uo2Rf(R3R4为uo1Rf(图 加减运算电路图(a)图(b)因此，所有输入信号同时作用时的输出电压为uouo1uo2Rf(u3u4u1u2)。 R3R4R1R2设计一个运算电路，要求输出电路和输入电压的运算关系为uo10u15u24u3选取Rf=10K,若R1R4=R3R2Rf ，则uo= Rf (注意事项运放器的电源要注意极性。u1u2u3)。 R1R2R3 变换电路前一定要先断开电源后再连接电路。 报告要求写出实验的具体内容和步骤和分析结果。认真计
12、算输出电路的结果并绘制波形图，分析误差的原因。 实验器材电工电子通用电学实验台 运算放大器358 示波器 导线 万用表实验三、集成门电路的测试一、实验目的1掌握基本TTL门电路、CMOS门电路逻辑功能测试。2掌握基本门电路的控制作用。 3学会用手册查找集成块管脚的方法。4掌握TTL、CMOS集成电路的使用特点。二、实验原理1集成块管脚的识别首先集成块放置位置必须正确，集成块的左边有一个半圆的小缺口，其管脚的顺序是从它的左边下方数起，逆时针从下排数到上一排。如本次实验采用的2输入四“与非”门74LS00，该集成块内含有四个互相独立的“与非”门，每个“与非”门有两个输入端。其外封装图及引脚排列如图
13、所示。74LS00“与非”门外封装图及引脚排列2TTL器件的使用规则 TTL集成块电源使用范围为+,实验中要求使用UCC=+5V。电源极性绝对不允许接错。 TTL集成块闲置输入端处理方法：悬空相当于逻辑“1”，对于一般小规模集成电路的数据输入端，实验时允许悬空处理，但易受外界干扰，导致电路的逻辑功能不正常。因此，对于接有长线的输入端，中规模以上的集成电路和使用集成电路较多的复杂电路，所有控制输入端必须按逻辑要求接入电路，不允许悬空。 TTL集成块输入端通过电阻接地，电阻值的大小将直接影响电路所处的状态。若RROff时，输入端相当于逻辑“0”。RRON,输入端相当于逻辑“1”。 TTL集成块输出
14、不允许并联使用。否则不仅会使电路逻辑功能混乱，并会导致器件损坏。三、实验仪器1数字万用表一块2双踪示波器一台3数字电路实验箱一台4集成块若干 四、实验任务及步骤1. TTL“与非”门逻辑功能测试实验对象选择2输入“与非”门74LS00，选用其中任一个门，“与非”门的两个输入端接数字电路实验箱上的逻辑电平开关，输出端接电平指示，测出两个输入端、输出端的电位各种不同状态，记入下表中。2. CMOS“或非”门 逻辑功能测试实验对象选择2输入“或非”门CD4001，选用其中任一个门，“或非”门的两个输入端接数字电路实验箱上的逻辑电平，输出端接电平，测出两个输入端、输出端的电位各种不同状态，记入表中。门的控制作用将表中“或非”门CD4001的一个输入端A端接逻辑电平开关，另一端B端接数字电路实验箱10KHZ时钟脉冲。用逻辑电平开关分别给A端送高电平或低电平，用双踪示波器同时观察并描绘这两种情况下输入、输出波形，并解释其现象。3用一片TTL集成块的“与非”门实现“异或”门。检测7400芯片内部4个 “与非”门的逻辑功能是否正常。画出逻辑电路图，测试其输入与输出间的
