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1、名师精编精品教案信息科学技术学院实验课教案课程名称：数字电路实验课程性质：实践课主讲教师：联系电话：E-MAIL ：精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页，共 19 页名师精编精品教案课时分配表适用专业 : 信息工程专业班级：10 自动化 2 班 （共41 人）实验标题分配课时备注1 TTL 集成逻辑门的逻辑功能与参数测试2 2 组合逻辑电路的设计与测试（一）2 3 组合逻辑电路的设计与测试（二）2 4 译码器及其应用2 5 数据选择器及其应用2 6 触发器及其应用2 7 计数器及其应用2 8 移位寄存器及其应用2 9 555 时基
2、电路及其应用2 10 D/A 、A/D 转换器2 11 电子秒表（一）2 12 电子秒表（二）2 课时合计24 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页，共 19 页名师精编精品教案实验 1 一实验名称：TTL集成逻辑门的逻辑功能与参数测试二实验目的 : 1、掌握 TTL集成与非门的逻辑功能和主要参数的测试方法2、掌握 TTL器件的使用规则 3、进一步熟悉数字电路实验装置的结构，基本功能和使用方法三实验课时： 2 学时四实验仪器1、+5V直流电源 2 、逻辑电平开关 3、逻辑电平显示器 4、直流数字电压表 5、直流毫安表 6、直流微安
3、表7、74LS20 2、1K、10K电位器， 200电阻器(0.5W) 五实验原理（除实验知识外，还包括装置及使用方法介绍等）本实验采用四输入双与非门 74LS20 ， 即在一块集成块内含有两个互相独立的与非门，每个与非门有四个输入端。其逻辑框图、符号及引脚排列如图 21(a) 、(b) 、(c)所示。1、与非门的逻辑功能与非门的逻辑功能是： 当输入端中有一个或一个以上是低电平时，输出端为高电平；只有当输入端全部为高电平时，输出端才是低电平（即有“0”得“1” ，全“1”得“0” 。 ）其逻辑表达式为 Y 2、TTL与非门的主要参数(1) 低电平输出电源电流ICCL和高电平输出电源电流ICCH
4、(2) 低电平输入电流IiL和高电平输入电流IiH。IiL是指被测输入端接地，其余输入端悬空，输出端空载时，由被测输入端流出的电流值。 (3) 扇出系数 NO扇出系数 NO是指门电路能驱动同类门的个数， 它是衡量门电路负载能力的一精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页，共 19 页名师精编精品教案个参数， TTL与非门有两种不同性质的负载，即灌电流负载和拉电流负载，因此有两种扇出系数，即低电平扇出系数NOL和高电平扇出系数NOH。通常 IiHIiL，则 NOHNOL，故常以 NOL作为门的扇出系数。NOL的测试电路如图23 所示，门
5、的输入端全部悬空，输出端接灌电流负载RL，调节 RL使 IOL增大， VOL随之增高，当VOL达到 VOLm（手册中规定低电平规范值0.4V）时的 IOL就是允许灌入的最大负载电流，则通常 NOL8 (4)电压传输特性门的输出电压 vO随输入电压 vi而变化的曲线 vof(vi) 称为门的电压传输特性，通过它可读得门电路的一些重要参数，如输出高电平 VOH、输出低电平 VOL、关门电平 VOff、开门电平 VON、阈值电平 VT及抗干扰容限 VNL、VNH等值。 (5)平均传输延迟时间tpdtpd是衡量门电路开关速度的参数，它是指输出波形边沿的0.5Vm至输入波形对应边沿 0.5Vm点的时间间
6、隔。tpd的测试电路如图25(b) 所示，由于 TTL 门电路的延迟时间较小，直接测量时对信号发生器和示波器的性能要求较高，故实验采用测量由奇数个与非门组成的环形振荡器的振荡周期T 来求得。其工作原理是：假设电路在接通电源后某一瞬间，电路中的A点为逻辑“ 1” ，经过三级门的延迟后，使A点由原来的逻辑“1”变为逻辑“0” ；再经过三级门的延迟后， A点电平又重新回到逻辑 “1” 。电路中其它各点电平也跟随变化。说明使A点发生一个周期的振荡，必须经过6 级门的延迟时间。因此平均传输延迟时间为六实验内容与步骤在合适的位置选取一个14P插座，按定位标记插好74LS20集成块。1、验证 TTL集成与非
7、门 74LS20的逻辑功能按图 26 接线，门的四个输入端接逻辑开关输出插口，以提供“0”与“1” 电平信号，开关向上，输出逻辑“1” ， 向下为逻辑“0” 。 门的输出端接由 LED发光二极管组成的逻辑电平显示器（又称01 指示器）的显示插口， LED亮为逻辑“1” ， 不亮为逻辑“ 0” 。按表 22 的真值表逐个测试集成块中两个与非门6TtpdiLOLOLIIN精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页，共 19 页名师精编精品教案的逻辑功能。 74LS20有 4 个输入端，有 16 个最小项，在实际测试时，只要通过对输入 111
8、1、0111、1011、1101、1110 五项进行检测就可判断其逻辑功能是否正常。2、74LS20主要参数的测试 (1)分别按图 22、23、25(b) 接线并进行测试，将测试结果记入表23 中。表 23 ICCL(mA) ICCH(mA) IiL(mA) IOL (mA) tpd = T/6 (ns) (2) 接图 24 接线，调节电位器RW，使 vi从 OV向高电平变化，逐点测量vi和 vO的对应值，记入表24 中。表 24 Vi(V) 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 VO(V) 七数据记录、处理及分析要求1、记录、整理实验结果
9、，并对结果进行分析。2、画出实测的电压传输特性曲线，并从中读出各有关参数值。八注意事项1、接插集成块时，要认清定位标记，不得插反。2、电源电压使用范围为4.5V5.5V 之间，实验中要求使用 Vcc 5V 。电源极性绝对不允许接错。3、注意闲置输入端处理方法九参考资料1 数字电子技术实验指导书张伯颐编；2 数字电子技术基础江晓安主编。iLOLOIIN精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页，共 19 页名师精编精品教案实验 2 一实验名称： 组合逻辑电路的设计与测试（一）二实验目的 :掌握组合逻辑电路的设计与测试方法。三实验课时：2
10、学时四实验仪器1、 5V直流电源 2、 逻辑电平开关 3、 逻辑电平显示器4、 直流数字电压表3、 CC4011 2（74LS00 ） CC4012 3（74LS20 ） CC4030 （74LS86 ）CC4081 （74LS08 ） 74LS542(CC4085) CC4001 (74LS02) 五实验原理（除实验知识外，还包括装置及使用方法介绍等）使用中、小规模集成电路来设计组合电路是最常见的逻辑电路。设计组合电路的一般步骤如图51 所示。图 51 组合逻辑电路设计流程图根据设计任务的要求建立输入、输出变量，并列出真值表。然后用逻辑代数或卡诺图化简法求出简化的逻辑表达式。并按实际选用逻辑
11、门的类型修改逻辑表达式。根据简化后的逻辑表达式，画出逻辑图，用标准器件构成逻辑电路。最后，用实验来验证设计的正确性。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页，共 19 页名师精编精品教案六实验内容与步骤1、设计用与非门及用异或门、与门组成的半加器电路。要求按本文所述的设计步骤进行，直到测试电路逻辑功能符合设计要求为止。2、设计一个一位全加器，要求用异或门、与门、或门组成。七数据记录、处理及分析要求1、列写实验任务的设计过程，画出设计的电路图。 2、对所设计的电路进行实验测试，记录测试结果。3、组合电路设计体会。八注意事项1、 根据实验
12、任务要求设计组合电路，并根据所给的标准器件画出逻辑图。2、 如何用最简单的方法验证“与或非”门的逻辑功能是否完好？3、 “与或非”门中，当某一组与端不用时，应作如何处理？九参考资料1 数字电子技术实验指导书张伯颐编；2 数字电子技术基础江晓安主编。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页，共 19 页名师精编精品教案实验 3 一实验名称： 组合逻辑电路的设计与测试（二）二实验目的 :掌握组合逻辑电路的设计与测试方法。三实验课时：2 学时四实验仪器1、 5V直流电源 2、 逻辑电平开关 3、 逻辑电平显示器4、 直流数字电压表4、 CC
13、4011 2（74LS00 ） CC4012 3（74LS20 ） CC4030 （74LS86 ）CC4081 （74LS08 ） 74LS542(CC4085) CC4001 (74LS02) 五实验原理（与实验 2 相同）六实验内容与步骤1、设计一位全加器，要求用与或非门实现。 2、设计一个对两个两位无符号的二进制数进行比较的电路；根据第一个数是否大于、等于、小于第二个数，使相应的三个输出端中的一个输出为“1” ，要求用与门、与非门及或非门实现。七数据记录、处理及分析要求1、列写实验任务的设计过程，画出设计的电路图。 2、对所设计的电路进行实验测试，记录测试结果。3、组合电路设计体会。八
14、注意事项4、 根据实验任务要求设计组合电路，并根据所给的标准器件画出逻辑图。5、 如何用最简单的方法验证“与或非”门的逻辑功能是否完好？6、 “与或非”门中，当某一组与端不用时，应作如何处理？九参考资料1 数字电子技术实验指导书张伯颐编；2 数字电子技术基础江晓安主编。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页，共 19 页名师精编精品教案实验 4 一实验名称：译码器及其应用二实验目的 : 1 、掌握中规模集成译码器的逻辑功能和使用方法 2、熟悉数码管的使用。三实验课时：2 学时四实验仪器1、5V直流电源2、双踪示波器 3、连续脉冲源
15、4、逻辑电平开关 5、逻辑电平显示器 6、拨码开关组 8、译码显示器9、 74LS138 2 CC4511 五实验原理（除实验知识外，还包括装置及使用方法介绍等）译码器是一个多输入、 多输出的组合逻辑电路。 它的作用是把给定的代码进行“翻译”，变成相应的状态，使输出通道中相应的一路有信号输出。译码器在数字系统中有广泛的用途，不仅用于代码的转换、终端的数字显示，还用于数据分配，存贮器寻址和组合控制信号等。不同的功能可选用不同种类的译码器。译码器可分为通用译码器和显示译码器两大类。前者又分为变量译码器和代码变换译码器。六实验内容与步骤1、数据拨码开关的使用。2、74LS138译码器逻辑功能测试3、
16、用 74LS138构成时序脉冲分配器七数据记录、处理及分析要求1、画出实验线路，把观察到的波形画在坐标纸上，并标上对应的地址码。2、根据实验任务，画出所需的实验线路及记录表格3、对实验结果进行分析、讨论。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页，共 19 页名师精编精品教案八注意事项输入输出连接要正确。九参考资料1 数字电子技术实验指导书张伯颐编；2 数字电子技术基础江晓安主编。实验 5 一实验名称：数据选择器及其应用二实验目的 : 1 、掌握中规模集成数据选择器的逻辑功能及使用方法 2、学习用数据选择器构成组合逻辑电路的方法三实验课
17、时：2 学时四实验仪器1、5V直流电源2、逻辑电平开关 3、逻辑电平显示器 4、74LS151 （或 CC4512 ） 74LS153（或 CC4539 ）五实验原理（除实验知识外，还包括装置及使用方法介绍等）数据选择器又叫“多路开关” 。数据选择器在地址码（或叫选择控制）电位的控制下， 从几个数据输入中选择一个并将其送到一个公共的输出端。数据选择器的功能类似一个多掷开关，如图71 所示，图中有四路数据D0D3，通过选择控制信号 A1、A0（地址码）从四路数据中选中某一路数据送至输出端Q 。六实验内容与步骤1、测试数据选择器74LS151的逻辑功能2、测试 74LS153的逻辑功能3、用 8
18、选 1数据选择器 74LS151设计三输入多数表决电路4、用 8 选 1数据选择器实现逻辑函数5、用双 4 选 1 数据选择器 74LS153实现全加器精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 10 页，共 19 页名师精编精品教案七数据记录、处理及分析要求用数据选择器对实验内容进行设计、写出设计全过程、画出接线图、进行逻辑功能测试；总结实验收获、体会。八注意事项输入输出连接要正确。九参考资料1 数字电子技术实验指导书张伯颐编；2 数字电子技术基础江晓安主编。实验 6 一实验名称：触发器及其应用二实验目的 :1、掌握基本 RS、JK、D 和
19、T 触发器的逻辑功能2、掌握集成触发器的逻辑功能及使用方法3、熟悉触发器之间相互转换的方法三实验课时：2 学时四实验仪器1、5V 直流电源2、双踪示波器3、连续脉冲源4、单次脉冲源5、逻辑电平开关6、逻辑电平显示器7、74LS112（或 CC4027）74LS00（或 CC4011）74LS74（或 CC4013）五实验原理（除实验知识外，还包括装置及使用方法介绍等）触发器具有两个稳定状态，用以表示逻辑状态“1”和“ 0” ，在一定的外界信号作用下， 可以从一个稳定状态翻转到另一个稳定状态，它是一个具有记忆功能的二进制信息存贮器件，是构成各种时序电路的最基本逻辑单元。精选学习资料 - - -
20、- - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 11 页，共 19 页名师精编精品教案六实验内容与步骤1、测试基本 RS 触发器的逻辑功能2、测试双 JK 触发器 74LS112逻辑功能3、测试双 D 触发器 74LS74的逻辑功能4、双相时钟脉冲电路七数据记录、处理及分析要求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。八注意事项输入输出连接要正确。九参考资料1 数字电子技术实验指导书张伯颐编；2 数字电子技术基础江晓安主编。实验 7 一实验名称：计数器及其应用二实验目的 :1、学习用集成触发器构成计数器的方法2、掌握
21、中规模集成计数器的使用及功能测试方法3、运用集成计数计构成1/N 分频器三实验课时：2 学时四实验仪器1、 5V 直流电源2、 双踪示波器3、 连续脉冲源4、 单次脉冲源5、 逻辑电平开关6、 逻辑电平显示器7、 译码显示器精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 12 页，共 19 页名师精编精品教案8、 CC40132（74LS74）CC401923（74LS192）CC4011（74LS00）CC4012（74LS20）五实验原理（除实验知识外，还包括装置及使用方法介绍等）计数器是一个用以实现计数功能的时序部件，它不仅可用来计脉冲数，
22、还常用作数字系统的定时、分频和执行数字运算以及其它特定的逻辑功能。计数器种类很多。按构成计数器中的各触发器是否使用一个时钟脉冲源来分，有同步计数器和异步计数器。根据计数制的不同，分为二进制计数器，十进制计数器和任意进制计数器。根据计数的增减趋势，又分为加法、减法和可逆计数器。还有可预置数和可编程序功能计数器等等。目前，无论是 TTL 还是 CMOS集成电路，都有品种较齐全的中规模集成计数器。使用者只要借助于器件手册提供的功能表和工作波形图以及引出端的排列，就能正确地运用这些器件。六实验内容与步骤1、用 CC4013或 74LS74 D 触发器构成 4 位二进制异步加法计数器。2、测试 CC40
23、192或 74LS192同步十进制可逆计数器的逻辑功能3、图 93 所示，用两片 CC40192 组成两位十进制加法计数器，输入1Hz连续计数脉冲，进行由0099 累加计数，记录之。4、将两位十进制加法计数器改为两位十进制减法计数器，实现由 9900 递减计数，记录之。5、按图 94 电路进行实验，记录之。6、按图 95，或图 96 进行实验，记录之。7、设计一个数字钟移位60 进制计数器并进行实验。七数据记录、处理及分析要求1、绘出各实验内容的详细线路图2、拟出各实验内容所需的测试记录表格3、查手册，给出并熟悉实验所用各集成块的引脚排列图精选学习资料 - - - - - - - - - 名师
24、归纳总结 - - - - - - -第 13 页，共 19 页名师精编精品教案八注意事项输入输出连接要正确。九参考资料1 数字电子技术实验指导书张伯颐编；2 数字电子技术基础江晓安主编。实验 8 一实验名称：移位寄存器及其应用二实验目的 : 1、掌握中规模 4 位双向移位寄存器逻辑功能及使用方法。2、熟悉移位寄存器的应用 实现数据的串行、 并行转换和构成环形计数器。三实验课时：2 学时四实验仪器1、 5V 直流电源2、 单次脉冲源3、 逻辑电平开关4、 逻辑电平显示器5、 CC401942（74LS194）CC4011(74LS00) CC4068(74LS30) 五实验原理（除实验知识外，还
25、包括装置及使用方法介绍等）移位寄存器是一个具有移位功能的寄存器，是指寄存器中所存的代码能够在移位脉冲的作用下依次左移或右移。既能左移又能右移的称为双向移位寄存器，只需要改变左、 右移的控制信号便可实现双向移位要求。根据移位寄存器存取信息的方式不同分为：串入串出、串入并出、并入串出、并入并出四种形式。六实验内容与步骤1 、测试 CC40194（或 74LS194）的逻辑功能2、环形计数器3、实现数据的串、并行转换精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 14 页，共 19 页名师精编精品教案七数据记录、处理及分析要求1、总结移位寄存器CC401
26、94的逻辑功能并写入表格功能总结一栏中。2、根据实验内容 2 的结果，画出 4位环形计数器的状态转换图及波形图。3、分析串 /并、并 /串转换器所得结果的正确性。八注意事项输入输出连接要正确。九参考资料1 数字电子技术实验指导书张伯颐编；2 数字电子技术基础江晓安主编。实验 9 一实验名称：555时基电路及其应用二实验目的 : 1、熟悉 555型集成时基电路结构、工作原理及其特点 2、掌握 555型集成时基电路的基本应用三实验课时：2 学时四实验仪器1、 5V直流电源2、 双踪示波器 3、 连续脉冲源4、 单次脉冲源 5、 音频信号源 6、 数字频率计 7、 逻辑电平显示器 8、 5552 2
27、CK132 电位器、电阻、电容若干五实验原理（除实验知识外，还包括装置及使用方法介绍等）集成时基电路又称为集成定时器或555电路，是一种数字、 模拟混合型的中规模集成电路，应用十分广泛。它是一种产生时间延迟和多种脉冲信号的电路，由于内部电压标准使用了三个5K电阻，故取名555 电路。其电路类型有双极型精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 15 页，共 19 页名师精编精品教案和 CMOS 型两大类，二者的结构与工作原理类似。几乎所有的双极型产品型号最后的三位数码都是555或 556；所有的 CMOS 产品型号最后四位数码都是7555 或7
28、556， 二者的逻辑功能和引脚排列完全相同，易于互换。555和 7555是单定时器。556 和 7556是双定时器。双极型的电源电压 VCC+5V +15V ， 输出的最大电流可达200mA ，CMOS 型的电源电压为 +3+18V 。六实验内容与步骤1、 单稳态触发器 2、 多谐振荡器3、施密特触发器4、模拟声响电路七数据记录、处理及分析要求1、 绘出详细的实验线路图，定量绘出观测到的波形 2、 分析、总结实验结果八注意事项连接要正确。九参考资料1 数字电子技术实验指导书张伯颐编；2 数字电子技术基础江晓安主编。实验 10 一实验名称：D/ A 、A/ D转换器二实验目的 :1、了解 D /
29、 A和 A / D转换器的基本工作原理和基本结构2、掌握大规模集成D/ A和 A / D转换器的功能及其典型应用三实验课时：2 学时精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 16 页，共 19 页名师精编精品教案四实验仪器1、 5V、15V直流电源2、 双踪示波器 3、 计数脉冲源 4、 逻辑电平开关 5、 逻辑电平显示器 6、 直流数字电压表 7、 DAC0832 、ADC0809 、A741 、电位器、电阻、电容若干五实验原理（除实验知识外，还包括装置及使用方法介绍等）在数字电子技术的很多应用场合往往需要把模拟量转换为数字量，称为模/ 数
30、转换器（ A / D转换器，简称ADC ） ；或把数字量转换成模拟量，称为数/ 模转换器（ D / A转换器，简称DAC ） 。完成这种转换的线路有多种，特别是单片大规模集成A/ D 、D/ A转换器问世，为实现上述的转换提供了极大的方便。使用者可借助于手册提供的器件性能指标及典型应用电路，即可正确使用这些器件。本实验将采用大规模集成电路DAC0832实现 D / A转换， ADC0809实现 A /D转换。六实验内容与步骤1、 D / A转换器 DAC0832 2、A / D转换器 ADC0809 七数据记录、处理及分析要求1、 熟悉 ADC0809 、DAC0832 各引脚功能，使用方法。
31、 2、 绘好完整的实验线路和所需的实验记录表格 3、 拟定各个实验内容的具体实验方案八注意事项连接要正确。九参考资料1 数字电子技术实验指导书张伯颐编；2 数字电子技术基础江晓安主编。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 17 页，共 19 页名师精编精品教案实验 11 一实验名称：电子秒表二实验目的 :1、学习数字电路中基本RS 触发器、单稳态触发器、时钟发生器及计数、译码显示等单元电路的综合应用。2、学习电子秒表的调试方法。三实验课时：4 学时四实验仪器1、5V 直流电源2、双踪示波器3、直流数字电压表4、数字频率计5、单次脉冲源6、
32、连续脉冲源7、逻辑电平开关8、逻辑电平显示器9、译码显示器10、74LS002 5551 74LS903 电位器、电阻、电容若干五实验原理（除实验知识外，还包括装置及使用方法介绍等）精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 18 页，共 19 页名师精编精品教案六实验内容与步骤1、基本 RS触发器的测试2、单稳态触发器的测试3、时钟发生器的测试4、计数器的测试5、电子秒表的整体测试七数据记录、处理及分析要求1、列出电子秒表单元电路的测试表格。2、列出调试电子秒表的步骤。3、总结电子秒表整个调试过程。4、分析调试中发现的问题及故障排除方法。八注意事项连接要正确。九参考资料1 数字电子技术实验指导书张伯颐编；2 数字电子技术基础江晓安主编。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 19 页，共 19 页