1、數(shù)字電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)數(shù)字電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)目 錄前前 言言實(shí)驗(yàn)一：認(rèn)識(shí)常用實(shí)驗(yàn)設(shè)備和集成電路實(shí)驗(yàn)一：認(rèn)識(shí)常用實(shí)驗(yàn)設(shè)備和集成電路 實(shí)驗(yàn)二：門(mén)電路的運(yùn)用實(shí)驗(yàn)二：門(mén)電路的運(yùn)用門(mén)控報(bào)警電路門(mén)控報(bào)警電路 實(shí)驗(yàn)三：組合邏輯電路設(shè)計(jì)之密碼鎖、實(shí)驗(yàn)三：組合邏輯電路設(shè)計(jì)之密碼鎖、8線線-3線編碼器線編碼器 實(shí)驗(yàn)四：編碼、譯碼和顯示驅(qū)動(dòng)電路綜合實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)四：編碼、譯碼和顯示驅(qū)動(dòng)電路綜合實(shí)驗(yàn) 目 錄實(shí)驗(yàn)五：基本實(shí)驗(yàn)五：基本RSRS觸發(fā)器的構(gòu)成觸發(fā)器的構(gòu)成 實(shí)驗(yàn)六：移位寄存器的運(yùn)用實(shí)驗(yàn)六：移位寄存器的運(yùn)用 實(shí)驗(yàn)七：時(shí)基電路實(shí)驗(yàn)七：時(shí)基電路 實(shí)驗(yàn)八：實(shí)驗(yàn)八：D/A、A/D轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換 實(shí)驗(yàn)九：霓虹燈控制電路實(shí)驗(yàn)九：霓虹燈控制電

2、路 前 言w 數(shù)字電子技術(shù)是一門(mén)實(shí)踐性很強(qiáng)的技術(shù)課，必須十分重視加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)。數(shù)字電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)課的目的是進(jìn)一步加強(qiáng)對(duì)理論知識(shí)的理解，培養(yǎng)基本操作技能，提高解決實(shí)際問(wèn)題的能力，以及培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新制作的能力。隨著數(shù)字電子技術(shù)的高速發(fā)展，中規(guī)模集成電路較以前有更多應(yīng)用。在實(shí)驗(yàn)中，加大了 中規(guī)模集成電路較以前有更多應(yīng)用方面的實(shí)驗(yàn)，同時(shí)，在實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)中，加求以實(shí)用電路為主，輔助聲光現(xiàn)象，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。w 為了達(dá)到上述目的，根據(jù)高職數(shù)字電子技術(shù)教學(xué)大綱及我校實(shí)際情況編寫(xiě)了該實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)。全書(shū)共分九個(gè)實(shí)驗(yàn)，每個(gè)實(shí)驗(yàn)包括有：實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?shí)驗(yàn)器材、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求和想想做做等項(xiàng)目。其中想想做做部分供學(xué)生在

3、課余時(shí)間進(jìn)行，目的是進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考和創(chuàng)新制作的能力。創(chuàng)新制作實(shí)驗(yàn)室有相應(yīng)的設(shè)備和器件提供，在實(shí)驗(yàn)有困難時(shí)可以與教師聯(lián)系，要求教師給予相應(yīng)的指導(dǎo)。產(chǎn)品制作成功后，請(qǐng)給教師觀賞并做相應(yīng)的記錄。 前言（續(xù)一）w 本課程的實(shí)驗(yàn)多數(shù)為啟發(fā)性實(shí)驗(yàn)，要求學(xué)生在實(shí)驗(yàn)前對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容進(jìn)行預(yù)習(xí)，有要求設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案的必須事先把實(shí)驗(yàn)方案做好，如有要填寫(xiě)的表格要設(shè)計(jì)好相應(yīng)的表格。要進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室時(shí)，要求已寫(xiě)好實(shí)驗(yàn)報(bào)告中一些與實(shí)驗(yàn)結(jié)果和分析無(wú)關(guān)的內(nèi)容。w 在編寫(xiě)過(guò)程中，由于時(shí)間倉(cāng)促，加之本人水平有限，凡有不妥之處，請(qǐng)讀者批評(píng)指正。若有比該書(shū)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容設(shè)計(jì)得更好的方案，敬請(qǐng)指教。 編編 者者 目目 錄錄實(shí)驗(yàn)一 認(rèn)識(shí)常用實(shí)驗(yàn)設(shè)

4、備和集成電路 w 一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康膚 二、實(shí)驗(yàn)器材w 三實(shí)驗(yàn)內(nèi)容w 四實(shí)驗(yàn)報(bào)告w 五想想做做 w 六返回目錄一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?w 1. 熟悉門(mén)電路應(yīng)用分析。w 2熟悉實(shí)驗(yàn)箱各部分電路的作用。w 3.通信邏輯筆的制作和使用，對(duì)高、低電平、脈沖串的信號(hào)建立相應(yīng)的概念。w 4復(fù)習(xí)運(yùn)算放大器的使用方法。w 5. 學(xué)會(huì)用門(mén)電路解決實(shí)際問(wèn)題。二、實(shí)驗(yàn)儀器及材料 w 數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)箱 以及各種集成電路若干w 運(yùn)算放大器 LM398 一片 w 四輸入與非門(mén) 74LS00 一片w 二極管1N4148 4只w 發(fā)光二極管 紅、綠 各一只w 復(fù)位開(kāi)關(guān) 一只w 電阻 1M 910K 360K 10K 各1只 510 2只邏輯筆

5、的實(shí)驗(yàn)電路 三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 w 1數(shù)字箱的使用 熟悉數(shù)字箱的使用，通過(guò)對(duì)開(kāi)關(guān)、顯示、脈沖產(chǎn)生電路等的測(cè)試、連接和控制，掌握數(shù)字箱各部分的作用。w 2安裝邏輯筆 安裝圖1-1所示的實(shí)際邏輯筆。該邏輯筆使用一般將黑色探針接電路地，用紅色探針測(cè)試邏輯電路。根據(jù)二個(gè)發(fā)光二極管的發(fā)光狀態(tài)可以判斷測(cè)試點(diǎn)是邏輯高電平、低電平、或是脈沖串及高阻狀態(tài)0。 四、實(shí)驗(yàn)報(bào)告 w 1. 分析電路工作原理。w 2. 按圖接線實(shí)驗(yàn)，測(cè)試學(xué)習(xí)機(jī)上各種電平、脈沖與上面分析對(duì)照。w 3. 根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果編出該邏輯筆使用說(shuō)明及注意事項(xiàng)。 五、做做想想 w 能否用74LS00即非門(mén)實(shí)現(xiàn)邏輯筆電路？制成實(shí)際的電路，然后利用廢鋼筆套制成實(shí)用

6、邏輯筆。目目 錄錄實(shí)驗(yàn)二 門(mén)電路的運(yùn)用門(mén)控報(bào)警電路 w 一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康膚 二、實(shí)驗(yàn)器材w 三實(shí)驗(yàn)內(nèi)容w 四實(shí)驗(yàn)報(bào)告w 五想想做做 w 六返回目錄一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康膚 1讓學(xué)生接觸和實(shí)際運(yùn)用集成電路邏輯門(mén)電路。w 2掌握CC4069和CC4011的使用方法。w 3增強(qiáng)學(xué)生的實(shí)際動(dòng)手能力，提高其學(xué)習(xí)興趣。二實(shí)驗(yàn)儀器及材料w 萬(wàn)能板、CC4069和CC4011各一塊、發(fā)光二極管兩個(gè)、2CP16二極管兩個(gè)、蜂鳴器一個(gè)、喇叭一個(gè)，電阻電容若干。 三實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 圖2-1 聲光報(bào)警器三實(shí)驗(yàn)內(nèi)容（續(xù)一）w 1聲光報(bào)警器 圖2-1是CMOS門(mén)運(yùn)用CMOS集成六反相器構(gòu)成的聲光報(bào)警器。該電路由一片CMOS集成六反相器中的2

7、個(gè)非門(mén)構(gòu)成方波發(fā)生器。 在實(shí)際使用時(shí)，我們應(yīng)把集成電路電路的14腳（VDD）接地電源正端，7腳（VSS）接到電源的負(fù)端。該電源電壓的范圍為315V，此處，給它加上4.5V電源?？蓽y(cè)得輸出方波的重復(fù)頻率略高于1kHz，方波的幅值約為4.4V。此振蕩信號(hào)一路直接從CC4069的4腳經(jīng)電阻R2加到紅色發(fā)光二極管LED1上，另一路經(jīng)一非門(mén)從6腳輸出，然后通過(guò)R3加到綠色發(fā)光二極管LED2上，因?yàn)檫@2個(gè)輸出端的信號(hào)相位是互為相反的，所以?xún)芍话l(fā)光二極管輪流發(fā)光。6腳輸出信號(hào)接上簡(jiǎn)單的三極管功率放大電路。合上電源開(kāi)關(guān)，紅綠交替閃光和蜂鳴器同時(shí)發(fā)出報(bào)警聲。原因是當(dāng)6腳輸出為低電平時(shí)，三極管截止，靜態(tài)電流為零；

8、輸入為高電平時(shí)三極管導(dǎo)通，工作電流最大，但仍不超限值。三實(shí)驗(yàn)內(nèi)容（續(xù)二）圖 2-2 門(mén)控報(bào)警電路三實(shí)驗(yàn)內(nèi)容（續(xù)三）w 2門(mén)控報(bào)警電路w 圖 2-3 CC4011外引線圖w 運(yùn)用一片集成與非門(mén)CC4011組成如圖2-2所示門(mén)控報(bào)警電路，圖2-3為CC4011的外引線圖。與非門(mén)與組成一個(gè)低頻振蕩器，其振蕩頻率僅為幾Hz，與非門(mén)和組成一個(gè)音頻振蕩器，其振蕩頻率約為1kHz。平時(shí)a點(diǎn)通過(guò)電阻R1接地為低電平，使得b也是低電平，從而使音頻振蕩器停振，于是報(bào)警器無(wú)聲。一旦a有外來(lái)高電平輸入，b的電平隨著低頻振蕩器的工作周期性地時(shí)高時(shí)低，使音頻振蕩器發(fā)出報(bào)警信號(hào)，并通過(guò)喇叭發(fā)出報(bào)警聲。 三實(shí)驗(yàn)內(nèi)容（續(xù)四）圖

9、 2-3 CC4011外引線圖四實(shí)驗(yàn)報(bào)告w 1畫(huà)出實(shí)驗(yàn)電路，說(shuō)明觀察出的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。w 2對(duì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程進(jìn)行總結(jié)。w 3如果沒(méi)有CC4011和CC4069，而有74LS00和74LS04，問(wèn)電路應(yīng)該怎樣連接？畫(huà)出連線圖 。五想想做做w 設(shè)計(jì)一個(gè)水位檢測(cè)儀，當(dāng)水位達(dá)到規(guī)定位置時(shí)，則發(fā)出報(bào)警聲，提醒用戶(hù)。 目目 錄錄實(shí)驗(yàn)三實(shí)驗(yàn)三 組合邏輯電路設(shè)計(jì)之組合邏輯電路設(shè)計(jì)之密碼鎖、密碼鎖、8線線-3線編碼器線編碼器w 一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康膚 二、實(shí)驗(yàn)器材w 三實(shí)驗(yàn)內(nèi)容w 四實(shí)驗(yàn)報(bào)告w 五想想做做 w 六返回目錄一實(shí)驗(yàn)?zāi)康膚 掌握組合邏輯電路的設(shè)計(jì)方法。w 用實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證設(shè)計(jì)電路的邏輯功能。w 掌握編碼的概述，為后編內(nèi)容做準(zhǔn)

10、備。二、實(shí)驗(yàn)儀器和設(shè)備 w LCN-1數(shù)字電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)箱w 74LS20（雙四輸入TTL與非門(mén)）w 74LS00（雙二輸入TTL與非門(mén)）w 74LS21（雙四輸入與門(mén)）w 萬(wàn)用表及鉗子等工具 三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 w 1設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字密碼鎖電路w （開(kāi)鎖信號(hào)輸出） F1 F2（報(bào)警信號(hào)輸出）w E（控制輸入）w A B C Dw 代碼輸入w 圖 3-1 數(shù)字鎖網(wǎng)絡(luò)示意圖w 設(shè)該網(wǎng)絡(luò)示意圖如圖3-1所示。其中，A、B、C、D是四個(gè)二進(jìn)制代碼輸入端，E為開(kāi)鎖控制輸入端。每把鎖都有規(guī)定的四位數(shù)字代碼。本次實(shí)驗(yàn)所用的數(shù)字代碼為1010，學(xué)生也可自行選定代碼。如果輸入代碼符合該鎖代碼，且有開(kāi)鎖信號(hào)時(shí)（控制輸入端E

11、=1）時(shí)，鎖才被打開(kāi)（F1=1）；若不符，開(kāi)鎖時(shí)，電路將發(fā)出報(bào)警信號(hào)（F2=1），要求用最少的與非門(mén)電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。 三實(shí)驗(yàn)內(nèi)容（續(xù)一）w 實(shí)驗(yàn)要求如下：w （1）根據(jù)要求，設(shè)定輸入輸出變量的個(gè)數(shù)，并根據(jù)電路的邏輯確定兩者之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，列出真值表，寫(xiě)出邏輯表達(dá)式，畫(huà)出實(shí)驗(yàn)電路圖。w （2）搭試電路進(jìn)行驗(yàn)證。w 利用數(shù)字電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)箱提供工作所需電源、脈沖信號(hào)。F1、F2的由數(shù)字電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)箱上的兩個(gè)發(fā)光二極管配合喇叭監(jiān)測(cè)配合喇叭，當(dāng)發(fā)光二極管（LED）亮，則表示接發(fā)光二極管的輸出端為高電平；發(fā)光二極管不亮，則表示接發(fā)光二極管的輸出端為低電平，不能開(kāi)鎖時(shí)，要求喇叭發(fā)出報(bào)警聲。 三實(shí)驗(yàn)內(nèi)容（續(xù)二）

12、w 2設(shè)計(jì)一個(gè)編碼器電路w 要求8個(gè)輸入端對(duì)應(yīng)于不同3位的二進(jìn)制碼輸出。3位輸出可以接三個(gè)指示燈，由二進(jìn)制組合來(lái)表示，也可以接到實(shí)驗(yàn)箱的8字顯示的8421碼的其中4、2、1三個(gè)端，然后在對(duì)應(yīng)每個(gè)輸入端時(shí)的輸入時(shí)有相對(duì)應(yīng)的數(shù)字輸出阻抗，如定義為3的按鈕接通時(shí)輸出為011。 四、實(shí)驗(yàn)報(bào)告 w 寫(xiě)出真值表；w 畫(huà)出實(shí)驗(yàn)電路圖；w 說(shuō)明實(shí)驗(yàn)原理；w 畫(huà)出編程器的電路結(jié)構(gòu)并說(shuō)明其工作現(xiàn)象和工作原理。 w 制作自動(dòng)售貨冷飲機(jī)。要求：該冷飲機(jī)吸能接收5角或1元的硬幣。電路結(jié)構(gòu)如圖4-3-2所示。該冷飲機(jī)售冷飲價(jià)格為1元。一次投幣最多為兩元（兩個(gè)5角，一個(gè)1元）當(dāng)投幣大于等于1元時(shí)，給出冷飲一支和還給多余的錢(qián)

13、幣，小于1元時(shí)，則只還錢(qián)幣而不給冷飲。錢(qián)幣投好后要啟動(dòng)一下才進(jìn)行。w 伍角入口 冷飲出口w 伍角入口 伍角出口w 一元入口 壹元出口 啟動(dòng)w 圖 3-2 冷飲機(jī)控制框圖 五、想想做做 目目 錄錄實(shí)驗(yàn)四 編碼、譯碼和顯示驅(qū)動(dòng)電路綜合實(shí)驗(yàn) w 一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康膚 二、實(shí)驗(yàn)器材w 三實(shí)驗(yàn)內(nèi)容w 四實(shí)驗(yàn)報(bào)告w 五想想做做 w 六返回目錄一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?w 熟悉編碼器、七段譯碼器、LED和數(shù)據(jù)選擇器等中規(guī)模集成電路的典型應(yīng)用。 二、實(shí)驗(yàn)儀器及器件 w 1數(shù)字實(shí)驗(yàn)箱w 2BCD碼（94線）優(yōu)先編碼器74HC147 1塊w 3七段譯碼器74HC4511 1塊w 4共陰極LED 1塊w 5雙4選1數(shù)據(jù)選擇器74LS

14、153 1塊w 66反相器74LS04 2塊w 72輸入四或門(mén)74LS32 1塊 三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 w 圖4-1所示是BCD碼編碼器和七段譯碼顯示電路的框圖。按框圖意示的邏輯要求選用適合的器件連接好（提示：其中BCD編碼器可選用圖317所示的94線優(yōu)先編碼器74HC147，七段譯碼顯示可選用圖324所示的74HC4511構(gòu)成的LED顯示電路。選用各器件時(shí)要注意級(jí)連間輸入、輸出的有效電平要一致，否則就須加接反相器）。 三實(shí)驗(yàn)內(nèi)容（續(xù)一）圖4-1 BCD碼編碼器和七段譯碼器三實(shí)驗(yàn)內(nèi)容（續(xù)二）w 2想辦法使兩個(gè)顯示器顯示自己的學(xué)號(hào)。w 3數(shù)據(jù)選擇器的實(shí)驗(yàn)w （1）驗(yàn)證74LS153的功能。w （2）用7

15、4LS153接成8選1電路。（自行設(shè)計(jì)方案）w （3）用74LS153配合門(mén)電路構(gòu)成邏輯函數(shù)CABAABCF四、實(shí)驗(yàn)報(bào)告w 記錄實(shí)驗(yàn)結(jié)果，畫(huà)出自己學(xué)號(hào)的電路連接圖。說(shuō)明工作原理。 五、想想做做 w 請(qǐng)用譯碼器設(shè)計(jì)一個(gè)控制電路，當(dāng)輸入為000時(shí)，控制紅色二極管亮，當(dāng)輸入為001時(shí)，控制綠色發(fā)光二極管亮，當(dāng)輸入為010時(shí)，控制黃色發(fā)光二極管亮，當(dāng)輸入為011時(shí)，控制繼由電器J1閉合，當(dāng)輸入為100時(shí)，控制小電機(jī)旋轉(zhuǎn)。 目目 錄錄實(shí)驗(yàn)五實(shí)驗(yàn)五 基本基本RS（JK、D）觸發(fā)器的）觸發(fā)器的構(gòu)成，構(gòu)成，功能測(cè)試，二四分頻電路 w 一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康膚 二、實(shí)驗(yàn)器材w 三實(shí)驗(yàn)內(nèi)容w 四實(shí)驗(yàn)報(bào)告w 五想想做做 w

16、六返回目錄一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?w 1. 熟悉并掌握RS、D、JK觸發(fā)器的構(gòu)成，工作原理和功能測(cè)試方法。w 2. 學(xué)會(huì)正確使用觸發(fā)器集成芯片。w 3. 了解不同邏輯功能FF相互轉(zhuǎn)換的方法。 二、實(shí)驗(yàn)儀器及材料 w 1. 雙蹤示波器。w 2. 器件： 74LS00 二輸入端四與非門(mén) 1片 74LS74 雙D觸發(fā)器 1片 74LS112 雙JK觸發(fā)器 1片 三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 w 1. 基本RSFF功能測(cè)試w 兩個(gè)TTL與非門(mén)首尾相接構(gòu)成的基本RSFF的電路如圖51所示。圖5-1 基本RS連接圖三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容（續(xù)一）w （1）試按-表5-1的順序在，端加信號(hào)：w 觀察并記錄FF的Q、端的狀態(tài)，將結(jié)果填入下表51中

17、，并說(shuō)明在上述各種輸入狀態(tài)下，F(xiàn)F執(zhí)行的什么功能？ DRDSQQ邏輯功能01111011表5-1三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容（續(xù)二）w （2）接低電平， 端加脈沖。w （3）接高電平， 端加脈沖。w （4） 令 = ， 端加脈沖。w 記錄并觀察（2）、（3）、（4）三種情況下，Q、端的狀態(tài)。從中你能否總結(jié)出基本RSFF的Q、端的狀態(tài)改變和輸入端， 的關(guān)系。w （5）當(dāng)， 都接低電平時(shí)，觀察Q、端的狀態(tài)。當(dāng)， 同時(shí)由低電平跳為高電平時(shí)，注意觀察Q、/Q端的狀態(tài)，重復(fù)35次看Q、端的狀態(tài)是否相同，以正確理解“不定”狀態(tài)的含義。 三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容（續(xù)三）2. 維持阻塞型D發(fā)器功能測(cè)試w 雙D型正沿邊維持阻塞型觸發(fā)器74

18、LS74的邏輯符號(hào)如圖52所示。w 圖中/Sd， /Rd為異步置位1端，置0端（或稱(chēng)異步置位，復(fù)位端）。CP為時(shí)鐘脈沖端。圖5-2 DFF邏輯符號(hào) 三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容（續(xù)四）w 試按下面步驟做實(shí)驗(yàn)：w （1）分別在/Sd， /Rd端加低電平，觀察并記錄Q、Q端的狀態(tài)。w （2）令/Sd， /Rd端為高電平，D端分別接高，低電平，用點(diǎn)動(dòng)脈沖作為CP，觀察并記錄當(dāng)CP為0、1、時(shí)Q端狀態(tài)的變化。w （3）當(dāng)/Sd = /Rd = 1、CP=0（或CP=1），改變D端信號(hào)，觀察Q端的狀態(tài)是否變化？w 整理上述實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，將結(jié)果填入下表32中。w （4） /Sd = /Rd = 1，將D和Q端相連，CP加連續(xù)

19、脈沖，用雙蹤示波器觀察并記錄Q相對(duì)于CP的波形。 三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容（續(xù)五）三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容（續(xù)六）w 3. 負(fù)邊沿JK觸發(fā)器功能測(cè)試w 雙JK負(fù)邊沿觸發(fā)器74LS112芯片的邏輯符號(hào)如圖33所示。 3-3 JK FF邏輯符號(hào)三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容（續(xù)七）w 自擬實(shí)驗(yàn)步驟，測(cè)試其功能，并將結(jié)果填入下表33中。若令J=K=1時(shí)，CP端加連續(xù)脈沖，用雙蹤示波器觀察Q CP波形，和DFF的D和Q凋相連時(shí)觀察到的Q端的波形相比較，有何異同點(diǎn)？三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容（續(xù)八） 4. 利用JK觸發(fā)器和D觸發(fā)器實(shí)現(xiàn)四分頻電路w （1）自行設(shè)計(jì)電路，實(shí)現(xiàn)輸出脈沖的頻率只有輸入脈沖頻率的四分之一。w （2）畫(huà)出波形圖，注意翻轉(zhuǎn)時(shí)刻。四、實(shí)驗(yàn)報(bào)

20、告w 1. 整理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、圖表并對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析討論。w 2. 寫(xiě)出實(shí)驗(yàn)內(nèi)容3、4的實(shí)驗(yàn)步驟及表達(dá)式。w 3. 畫(huà)出實(shí)驗(yàn)4的電路圖及相應(yīng)表格，畫(huà)了實(shí)驗(yàn)4的電路連線圖與及電路原理分析。w 4. 總結(jié)各類(lèi)觸發(fā)器特點(diǎn)。 五、想想做做 w 設(shè)計(jì)一塊利用JK觸發(fā)器構(gòu)成的八分頻電路，同時(shí)，在實(shí)現(xiàn)每次八分頻的同時(shí)輸出一個(gè)脈沖信號(hào)給后續(xù)電路。 目目 錄錄實(shí)驗(yàn)六實(shí)驗(yàn)六 移位寄存器的運(yùn)用移位寄存器的運(yùn)用七進(jìn)制計(jì)數(shù)器、60進(jìn)制計(jì)數(shù)器 w 一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康膚 二、實(shí)驗(yàn)器材w 三實(shí)驗(yàn)內(nèi)容w 四實(shí)驗(yàn)報(bào)告w 五想想做做 w 六返回目錄一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?w 1. 熟悉集成計(jì)數(shù)器邏輯功能和各控制端作用。w 2. 掌握計(jì)數(shù)器使用方法。

21、二、實(shí)驗(yàn)儀器及材料 w 1. 雙蹤示波器。w 2. 器件： 74LS290 十進(jìn)制計(jì)數(shù)器 2片 74LS160/161 十進(jìn)制/十六進(jìn)制同步計(jì)數(shù)器 2片 74LS00 四2輸入與非門(mén) 1片 74LS20 四輸入雙與非門(mén) 1片三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容w 1. 集成計(jì)數(shù)器74LS290功能測(cè)試 74LS290是二五十進(jìn)制異步計(jì)數(shù)器。邏輯簡(jiǎn)圖為圖61所示。 圖61 74LS290邏輯圖 三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容（續(xù)一）w 74LS290具有下述功能：w （1）直接置0（R0（1）R0（2）=1）， 直接置9（R9（1）R9（2）=1）w （2）二進(jìn)制計(jì)數(shù)（CP1輸入QA輸出）w （3）五進(jìn)制計(jì)數(shù)（CP2輸入QDQAQB輸出

22、）w （4）十進(jìn)制計(jì)數(shù)（兩種接法如圖62A、B所示。 三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容（續(xù)二）w 2. 計(jì)數(shù)器級(jí)連 分別用2片74LS290計(jì)數(shù)器級(jí)連成二位數(shù)五進(jìn)制、十進(jìn)制計(jì)數(shù)器。 圖62 十進(jìn)制計(jì)數(shù)器 三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容（續(xù)三）w （1）畫(huà)出連線電路圖。w （2）按圖接線，并將輸出端接到數(shù)碼顯示器的相應(yīng)輸入端，用單脈沖作為輸入脈沖驗(yàn)證設(shè)計(jì)是否正確。w （3）畫(huà)出四位計(jì)數(shù)器連接圖并總結(jié)多級(jí)計(jì)數(shù)器級(jí)連規(guī)律。 三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容（續(xù)四）三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容（續(xù)五）三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容（續(xù)六）三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容（續(xù)七）w 3. 任意進(jìn)制計(jì)數(shù)器設(shè)計(jì)方法采用脈沖反饋法（稱(chēng)復(fù)位法或置位法），可用74LS290組成任意模（M）計(jì)數(shù)器。圖63是用74LS290實(shí)

23、現(xiàn)模7計(jì)數(shù)器的兩種方案，圖（A）采用復(fù)位法，即計(jì)數(shù)計(jì)到M異步清0，圖（B）采用置位法，即計(jì)數(shù)計(jì)到M1異步置0。 三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容（續(xù)八）圖63 74LS290實(shí)現(xiàn)七進(jìn)制計(jì)數(shù)方法 三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容（續(xù)九）w 當(dāng)實(shí)現(xiàn)十以上進(jìn)制的計(jì)數(shù)器時(shí)可將多片級(jí)連使用。w 圖64是45進(jìn)制計(jì)數(shù)一種方案，輸出為8421BCD碼。w （1）按圖64接線，并將輸出接到顯示器上驗(yàn)證。w （2）設(shè)計(jì)一個(gè)六十進(jìn)制計(jì)數(shù)器并接線驗(yàn)證。w （3）記錄上述實(shí)驗(yàn)各級(jí)同步波形。 三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容（續(xù)十）圖64 45進(jìn)制的設(shè)計(jì)方案 三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容（續(xù)十一）w 474LS160/74LS161的測(cè)試w 計(jì)數(shù)器芯片74LS160/161功能測(cè)試74LS16

24、0為同步十進(jìn)制計(jì)數(shù)器，74LS161為同步十六進(jìn)制計(jì)數(shù)器。w （1）帶直接清除端的同步可預(yù)置w 數(shù)的計(jì)數(shù)器74LS160/161的邏輯符號(hào)如圖65所示。 三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容（續(xù)十二） LD： 置數(shù)端 Cr： 清零端 S1、S2： 工作方式端 QCC： 進(jìn)位信號(hào) D、C、B、A： 數(shù)據(jù)輸入端 QD、QC、QB、QA ： 輸出端 三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容（續(xù)十三）完成芯片的接線，測(cè)試74LS160或74LS161芯片的功能，將結(jié)果填入表64中。 三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容（續(xù)十四）w （2）74LS161接成圖66所示電路。 按圖接線，cp用點(diǎn)動(dòng)脈沖輸入，QD、DC、QB、QA接發(fā)光二極管顯示。 測(cè)出芯片的計(jì)數(shù)的長(zhǎng)度，并畫(huà)出其狀

25、態(tài)轉(zhuǎn)換圖。 圖66 74LS161構(gòu)成的計(jì)數(shù)器 三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容（續(xù)十五）w 5. 計(jì)數(shù)器芯片74LS160/161的應(yīng)用w 兩片74LS160芯片構(gòu)成的同步六十進(jìn)制計(jì)數(shù)電路如圖67所示。按圖接線。 w 用點(diǎn)動(dòng)脈沖作為cp的輸入，74LS160（）（）的輸出端QD、DC、QB、QA分別接學(xué)習(xí)機(jī)上七段LED數(shù)碼管的輸入端。觀察點(diǎn)動(dòng)脈沖作用下，Dy、Dx顯示的數(shù)字變化。 三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容（續(xù)十六）圖67 六十進(jìn)制計(jì)數(shù)器電路四、實(shí)驗(yàn)報(bào)告 w 1. 整理實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和各實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。w 2. 畫(huà)出實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1、2所要求的電路圖及波形圖。w 3. 總結(jié)計(jì)數(shù)器使用特點(diǎn)。w 4畫(huà)出用74LS192替代74LS290構(gòu)成60進(jìn)

26、制的電路，并分析其工作原理。 五、想想做做 w 1用74290或74192配合七段譯碼顯示電路4511以及LED顯示計(jì)數(shù)輸入脈沖數(shù)。w 2試用計(jì)數(shù)器74161和數(shù)據(jù)選擇器74151設(shè)計(jì)一個(gè)01100011序列發(fā)生器。 目目 錄錄實(shí)驗(yàn)七 時(shí)基電路 w 一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康膚 二、實(shí)驗(yàn)器材w 三實(shí)驗(yàn)內(nèi)容w 四實(shí)驗(yàn)報(bào)告w 五想想做做 w 六返回目錄一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?w 1. 掌握555時(shí)基電路的結(jié)構(gòu)和工作原理，學(xué)會(huì)對(duì)此芯片的正確使用。w 2. 學(xué)會(huì)分析和測(cè)試用555時(shí)基電路構(gòu)成的多諧振蕩器，單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器，施密特觸發(fā)器等三種典型電路。 二、實(shí)驗(yàn)儀器及材料 w 1. 雙蹤示波器w 2數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)箱w 3. 器件 w

27、 NE556，（或LM556，5G556等）雙時(shí)基電路 1片 w 二極管1N148 2 只w 電位器 22K、1K 2 只w 電阻、電容 若干w 揚(yáng)聲器 一只w KD-9300系列音樂(lè)集成塊 一塊w 小型無(wú)鎖按鍵開(kāi)關(guān)w 9013型硅NPN三極管，要求100。 三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 1. 555時(shí)基電路功能測(cè)試w 本實(shí)驗(yàn)所用的555時(shí)基電路芯片為NE556，同一芯片上集成了二個(gè)各自獨(dú)立的555時(shí)基電路，圖中各管腳的功能簡(jiǎn)述如下：w TH高電平觸發(fā)端：當(dāng)TH端電平大于2/3EC，輸出OUT呈低電平，DIS端導(dǎo)通。 w /TRAG低電平觸發(fā)端：當(dāng)/TRAG端電平小于1/3EC時(shí)，OUT端呈現(xiàn)低電平，DIS端

28、關(guān)斷。w /R復(fù)位端： /R = 0，OUT端輸出低電平，DIS端導(dǎo)通。w CV控制電壓端：CV接不同的電壓值可以改變TH，TRIG的觸發(fā)電平值。w DIS放電端：其導(dǎo)通或關(guān)斷為RC回路提供了放電或充電的通路。w OUT輸出端。 三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容（續(xù)一）表71 芯片的功能表TH/TR/ROUTDISXXLL導(dǎo)通2/3 Vcc1/3 VccHL導(dǎo)通1/3 VccH原狀態(tài)原狀態(tài)2/3 Vcc1/3 VccHH關(guān)斷（1）按圖77接線，可調(diào)電壓取自電位器分壓器。（2）按表71逐項(xiàng)測(cè)試其功能并記錄。三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容（續(xù)二） 2. 555時(shí)基電路構(gòu)成的多諧振蕩器w 電路如圖74所示。 圖7 -1 556管腳圖 三

29、、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容（續(xù)三）圖7-2 時(shí)基電路功能簡(jiǎn)圖 三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容（續(xù)四）圖7-3 測(cè)試接線圖 三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容（續(xù)五）圖7-4 多諧振蕩器電路 三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容（續(xù)六）w （1）按圖接線。圖中元件參數(shù)如下：w R1=15K R2=5K1 w C1=0.33uf C2=0.047ufw （2）用示波器或指示燈觀察并測(cè)量OUT端波形的頻率，并和理論估算值比較，算出頻率的相對(duì)誤差值。w （3）若將電阻值改為R1=15K，R2=10K，電容C不變，上述的數(shù)據(jù)有何變化？w （4）根據(jù)上述電路的原理，充電回路的支路是R1R2C1，放電回路的支路是R2C1，將電路略作修改，增加一個(gè)電位器RW和兩個(gè)引導(dǎo)二極管，構(gòu)成圖75所

30、示的占空比可調(diào)的多諧振蕩器。 三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容（續(xù)七）圖75 占空比可調(diào)的多諧振蕩器電路 三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容（續(xù)八）w 其占空比q為: w 改變RW的位置，可調(diào)節(jié)q值。w 合理選擇元件參數(shù)？（電位器選用22K），使電路的占空比q=0.2，且正脈沖寬度為0.2ms。w 調(diào)試電路，測(cè)出所用元件的數(shù)值，估算電路的誤差。 三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容（續(xù)九）3. 555構(gòu)成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器 實(shí)驗(yàn)如圖76所示。（1）按圖76接線，圖中R=10K，C1=6200PF，VI 是頻率約為10KHz左右的方波時(shí)，用雙蹤示波器觀察OUT端相對(duì)于VI 的波形，并測(cè)出輸出脈沖的寬度TW。（2）調(diào)節(jié)VI 的頻率，分析并記錄觀察到的OUT端波形的變

31、化。（3）若想使TW = 10us，怎樣調(diào)整電路？測(cè)出此時(shí)各有關(guān)的參數(shù)值。 三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容（續(xù)十）圖76 單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器電路 三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容（續(xù)十一） 4. 應(yīng)用電路w （1）圖77所示用556的兩個(gè)時(shí)基電路構(gòu)成低頻對(duì)高頻調(diào)制的救護(hù)車(chē)警鈴電路。w 參考實(shí)驗(yàn)內(nèi)容2確定圖77中未定元件參數(shù)。w 按圖接線，注意揚(yáng)聲器先不接。w 用示波器觀察輸出波形并記錄。w 接上揚(yáng)聲器，調(diào)整參數(shù)到聲響效果滿意。 三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容（續(xù)十二）圖77 用時(shí)基電路組成警鈴電路 三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容（續(xù)十三）w （2）圖7-8是用555電路構(gòu)成音樂(lè)傳花游戲機(jī)。 圖7-8 音樂(lè)傳花游戲機(jī)電路 三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容（續(xù)十四）w 555電路的腳先不與音樂(lè)集

32、成塊的VDD相連，接通電源。觀察LED發(fā)不發(fā)光。w 按一下SB按鍵，隨即放開(kāi)，觀察發(fā)光二極管LED的發(fā)光現(xiàn)象。若電路裝焊正常，則當(dāng)按下SB按鍵時(shí)，LED將會(huì)發(fā)光，經(jīng)一段時(shí)間后，自動(dòng)熄滅。否則，檢查電路是否存在安裝焊接的錯(cuò)誤。w 長(zhǎng)時(shí)間按壓SB不放，觀察LED的發(fā)光現(xiàn)象，想想原因。w 斷開(kāi)電源，把555電路的腳與音樂(lè)集成塊的VDD相連。w 接通電源，按一下SB按鍵，正常應(yīng)見(jiàn)到LED發(fā)光，同時(shí)，嗽叭發(fā)出音樂(lè)聲，經(jīng)一段時(shí)間后，LED不再發(fā)光，喇叭不再發(fā)聲。w 調(diào)節(jié)RP的位置，觀察發(fā)光二極管發(fā)光和喇叭發(fā)聲的現(xiàn)象有何變化，想想原因。 三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容（續(xù)十五） 5 時(shí)基電路使用說(shuō)明w 556定時(shí)器的電源電壓

33、范圍較寬，可在+5 +16V范圍內(nèi)使用（若為CMOS的555芯片則電壓范圍在+3 +18V內(nèi)）。w 電路的輸出有緩沖器，因而有較強(qiáng)的帶負(fù)載能力，雙極性定時(shí)器最大的灌電流和拉電流都在200mA左右，因而可直接推動(dòng)TTL或CMOS電路中各種電路，包括能直接推動(dòng)蜂鳴器等器件。w 本實(shí)驗(yàn)所使用的電源電壓VCC = +5V。四、實(shí)驗(yàn)報(bào)告 w 1. 按實(shí)驗(yàn)內(nèi)容各步要求整理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。w 2. 畫(huà)出實(shí)驗(yàn)內(nèi)容2和3中的相應(yīng)波形。w 3. 畫(huà)出實(shí)驗(yàn)內(nèi)容4最終調(diào)試滿意的電路圖并標(biāo)出各元件參數(shù)。w 4. 總結(jié)時(shí)基電路基本電路及使用方法。w 5在音樂(lè)傳花游戲機(jī)中長(zhǎng)時(shí)間按壓SB按鍵開(kāi)關(guān)不放時(shí)，會(huì)出現(xiàn)什么情況，為什么？ 五

34、、想想做做 1觸摸自熄電路w 在普通臺(tái)燈上增加少量電子元件，可使臺(tái)燈具有觸摸自熄功能。使用時(shí)，只要用手摸一下臺(tái)燈上的金屬裝飾件，臺(tái)燈就能自動(dòng)點(diǎn)燃，幾分鐘后，它又自動(dòng)熄滅。 w 電路如下圖五、想想做做（續(xù)一）圖 7-9 觸摸自熄電路 五、想想做做（續(xù)二）w （1）工作原理w 觸摸自熄電路如所示圖7-9。w 在電路中，555時(shí)基電路接典型的單穩(wěn)態(tài)工作方式，平時(shí)電路處于穩(wěn)定態(tài)，腳輸出低電平，可控硅SCR因無(wú)觸發(fā)電壓處于關(guān)斷態(tài)，臺(tái)燈H不亮。需要觸摸開(kāi)關(guān)時(shí)，只要用手輕輕摸一下電極片A即可，因人體泄漏電流經(jīng)放大后到集成塊的腳，其信號(hào)負(fù)半周使電路觸發(fā)翻轉(zhuǎn)進(jìn)入暫態(tài)，腳輸出高電平，所以有觸發(fā)電流經(jīng)R3流入VS的

35、門(mén)極，使SCR導(dǎo)通，燈H點(diǎn)亮發(fā)光。約經(jīng)為t W1.1R2C4時(shí)間后，暫態(tài)結(jié)束，電路回復(fù)到原先穩(wěn)定態(tài)，腳輸出低電平，VS失去觸發(fā)電流交流電過(guò)零時(shí)即關(guān)斷，燈熄滅。w （2）元器件選擇w 為了保證使用者的絕對(duì)安全，R4 R5采用了高阻值電阻器，最好用RJ-1/4W型金屬膜電阻器，R1、R2、R3可用普通RTS-1/8W碳膜電阻器；其他元器件的選擇見(jiàn)圖。 五、想想做做（續(xù)三） 2簡(jiǎn)易簡(jiǎn)易電子琴電路電路w 用555電路設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)易電子琴電路，當(dāng)按壓不同鍵時(shí)，會(huì)對(duì)應(yīng)產(chǎn)生1，2，3，4，5，6，7的音調(diào)。 目目 錄錄實(shí)驗(yàn)八 D/A、A/D轉(zhuǎn)換 w 一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康膚 二、實(shí)驗(yàn)器材w 三實(shí)驗(yàn)內(nèi)容w 四實(shí)驗(yàn)報(bào)告w

36、五想想做做 w 六返回目錄一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?w 1 進(jìn)一步理解D/A、A/D轉(zhuǎn)換的原理，轉(zhuǎn)換的方式及各自的特點(diǎn)。w 2了解D/A、A/D集成芯片的結(jié)構(gòu)、功能測(cè)試及應(yīng)用。 二、實(shí)驗(yàn)儀器及材料 w 1儀器： 示波器w 2數(shù)字電子實(shí)驗(yàn)箱w 3.材料：w DAC0832 8bit D/A轉(zhuǎn)換 1片w ADC0809 8bit 逐次漸進(jìn)式A/D轉(zhuǎn)換器 1片w LM324 通用運(yùn)算放大器 1片w 74LS74 雙D觸發(fā)器 1片w 74LS02四或非門(mén) 一片w 電阻：10k(2個(gè))按鈕開(kāi)關(guān) 三實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 圖8-1 DAC0832的實(shí)驗(yàn)接線圖1D/A轉(zhuǎn)換器實(shí)驗(yàn) 三實(shí)驗(yàn)內(nèi)容（續(xù)一）w LM324工作時(shí)，VCC接+12

37、V，GND接-12V。D/A轉(zhuǎn)換器實(shí)驗(yàn)電路如圖8-1所示。按圖接好線，檢查電路準(zhǔn)確無(wú)誤后接通電源。按表8-1在DAC0832的信號(hào)輸入端D0D7利用電平輸出器輸入相應(yīng)的電路狀態(tài)，分別用電壓表測(cè)量各輸入情況下對(duì)應(yīng)下的模擬輸出電壓V0，并將測(cè)試結(jié)果輸入填入表8-1。然后將輸出電壓按序號(hào)填入圖8-2所示的波形圖中。 三實(shí)驗(yàn)內(nèi)容（續(xù)二）三實(shí)驗(yàn)內(nèi)容（續(xù)三）w 2A/D轉(zhuǎn)換器實(shí)驗(yàn) 圖8-2 利用ADC0809實(shí)驗(yàn)接線圖 三實(shí)驗(yàn)內(nèi)容（續(xù)四）w A/D轉(zhuǎn)換器實(shí)驗(yàn)如圖8-3。確保電路接線正確，然后接通電源。電路中，只要按動(dòng)一下開(kāi)關(guān)K，相當(dāng)于給STA一個(gè)正脈沖，就可以啟動(dòng)ADC。由于實(shí)驗(yàn)箱不能提供640kHz的連續(xù)脈沖，此處提供100 kHz的連續(xù)脈沖取代。由于實(shí)驗(yàn)所需轉(zhuǎn)換速度要求不高，所以，實(shí)驗(yàn)?zāi)苷＿M(jìn)行。w 按表8-2輸入電壓Vin到IN0，觀察發(fā)光二極管的發(fā)光情況，將結(jié)果記錄在表2中。每次轉(zhuǎn)換電