电工电子综合实践教学实验报告

1、四川大学网络教育学院实验名称：l、c元件上电流电压的相位关系 实验学习中心 奥鹏商洛学习中心姓 名 景文波 学 号avh1081h8001实验内容：在正弦电压激励下研究l、c元件上电流，电压的大小和它们的 相位关系，以及输入信号的频率对它们的影响，学习示波器、函数发 生器以及数字相位仪的使用l、c元件上电流电压的相位关系实验、实验目的：1、验证、l、c串联电路中，总电压与分电压之间的关系。2、 学习使用万用表及交流电流表。3、 作相量图。、实验仪器仪表：1、电阻箱bx7 121个2、电感线圈1个3、电容箱（只用3 f的电容）1个4、交流电流表t15-ma1只5、fluke 45型双显示数字万用

2、表1只6.计算机（奔腾以上微机，windows 98/2000/xp ,安装 multisim 2001 ） 1台三、实验原理：1、在交流电路中，元件上的参数可用直读式仪表间接地测出，例如：对于电阻元件测出其电压u及电流i,故只能算出阻抗z=u，若要求出它的电阻及电感， 还需测出其功率p, 因为p =i2r,所以r=p2 ；而xl =讥=,z2 _r2 ,此式中的z及r由测出的u、i及pi计算得出。2、交流串联电路的总电压有效值不等于各部分电压有效值之和，而是矢量或复数和相加。本次实验，是用电阻器、电感线圈、电容器串联作实验的，因为是串联，所以流入各元件的电流是一致的。在作矢量图时，以电流i作

3、为参考向量，因为电阻上电压与电流相位相同，电容上电压落后于电流90 0 ,电感上电压超前于电流90 0（线圈电阻忽略不计），这样各电压相加，则可作出矢量图。有效值则为u =qur +（ul -uc 2四、实验任务及步骤1、按图将各元件接成实验线路。rlcii2、老师检查后，将电容（为 3y）开关合上，再合上总开关，待灯 亮后，记下电流表的数值。3、用万用表的电压档，测量 ur、ul、uc分别记入表中。4、再用万用表测量u输入，记入表内。5、数据测完后，经老师检查，方可拆除实验线路。整理好实验台。u输入iurulu c测量值计算值2202202.2a26.42189.8五、实验结论：1、在交流串

4、联电路电路中，电容电流与电压的变化率成正比，而不是与电容电压成正比，电容电流在任一瞬时只由该瞬时电容电压的变化率和c来决定，在直流情形时电容元件相当于断路。电容上电压落后于电流90 0,2在交流串联电路电路中，在任一瞬时 ，线形电感元件的端电压只由该瞬时电感电流.电感上电压超前于电的变化率和电感 l的乘积来决定，在直流情形时电感元件相当于短路流 90四川大学网络教育学院实验报告实验名称：电路功率因素的提高实验学习中心 奥鹏商洛学习中心姓 名 景文波 学 号avh1081h8001实验内容：明确交流电路中电流、电压和功率之间的关系，了解提高感性交 流电路功率因数的方法及电路现象， 学习功率表的使

5、用方式，了解日 光灯工作原理及线路连接功率因数提高的实验一、实验目的：1、了解日光灯的组成和工作原理。2、掌握提高功率因的方法及其意义。3、学会使用功率表测功率。二、原理说明：1、本次实验所用的负载是日光灯。整个实验电路是由灯管、镇流器和起辉器组成。如图51所示。镇流器是一个铁心线圈，因此日光灯是一个感性负载，功率因数较低，我们用并联电容的方法可以提高整个电路的功率因数。其电路如图5 2所示。选取适当的电容值使用容性电流等于感性的无功电流，从而使整个电路的总电流减小，电路的功率因数将会接近于 1。功率因数提高后，能使用电源容易得到充分利用，还可以降低线路的损耗， 从而提高传输效 率。2、日光灯

6、的组成及工作原理。组成：灯管、起辉器、整流器。工作原理：日光灯管内壁上涂有荧光物质，管内抽成真空，并允许有少量的水银蒸汽，管的两端各有一个灯丝串联在电路中，灯管的起辉电压在400-500v之间，起辉后管降压约为110v左右40w日光灯的管压降）,所以日光灯不能直接在 220v伏的电压上使用。起辉器相当于一个自动开关，它有两个电极靠的很近， 其中一个电极是双金属片制成，使用电源时，两电极之间会产生放电， 双金属片电极热膨胀后，使两电极接通，此时灯丝也被通电加热。当两电极接通后，两电极放电现象消失，双金属片因降温后而收缩，使两极分开。在两极断的瞬间镇流器将产生很高的自感电压，该自感电压和电源电压一

7、起加到灯管两端，产生紫外线，从而涂在管壁上的荧光粉发出可见的光。当灯管起辉后，镇流器又起着降压限流的作用。三、实验所用仪器设备：1、t21a00.5 1a2、40w 日光灯组件一套。3、电容箱一个4、功率表 d26w 5、万用表一只四、实验步骤：u1、按图5 3接完线后，请老师检查后，方可通电实验。2、接通电源，断开电容，记下此时的p及i值，并用万用表测量 u值，记入表中。3、接通电容，逐渐增大电容分别为1、2、3、4、5、6、8、10 f时各个电容上的i与p值。同样用万用表测量不同电容时的ur ul uc4、作完后，数楣交老师检查后，方可整理好实验台，离开实验室。电容值测量值计算cos中ui

8、u rulucpw02201.08262180400.1612201.0727218.51400.1722201.0626.52192400.2032201.0726219.52.5400.2542201.0826219.82.6400.352201.07526.1219.92.8400.3562201.075526.22203400.4182201.0826.32214400.5102201.06126.3221.55400.6五、实验结论：1、用并联电容的方法可以提高整个电路的功率因数。2、选取适当的电容值使用容性电流等于感性的无功电流，从而使整个电路的总电流减 小，电路的功率因数将会接近

9、于1。3、功率因数提高后，能使用电源容易得到充分利用，还可以降低线路的损耗，从而提 高传输效率。四川大学网络教育学院实验名称：电路功率因素的提高实验学习中心 奥鹏商洛学习中心 姓 名景文波 学 号 avh1081h8001实验内容：明确交流电路中电流、电压和功率之间的关系，了解提高感性交 流电路功率因数的方法及电路现象， 学习功率表的使用方式，了解日 光灯工作原理及线路连接电路功率因素的提高实验一.实验目的1 .研究提高感性负载功率因数的方法和意义；2 .进一步熟悉、掌握使用交流仪表和自耦调压器；3 .进一步加深对相位差等概念的理解。二.原理说明供电系统由电源（发电机或变压器）通过输电线路向负

10、载供电。负载通常有 电阻负载，如白炽灯、电阻加热器等，也有电感性负载，如电动机、变压器、线 圈等，一般情况下，这两种负载会同时存在。由于电感性负载有较大的感抗，因而功率因数较低若电源向负载传送的功率 p =ui cos中，当功率p和供电电压u 一定时，功率因数cos<p 越低，线路电流i就越大，从而增加了线路电压降和线路功率损耗，若线路总电阻为 rl ,则线路电压降和线路功率损耗分别为aul = iri和api = i 2r1 ;另外，负载的功率因数越低，表明无功功率就越大，电源就必须用较大的容量和负载电感进行能量交换，电源向负载提供有功功率的能力就必然下降，从而降低了电源容量的利用率。

11、因而，从提高供电系统的经济效益和供电质量，必须采取措施提高电感性负载的功率因数。通常提高电感性负载功率因数的方法是在负载两端并联适当数量的电容器，使负载的总无功功率q=qlqc减小，在传送的有功率功率p不变时，使得功率因数提高，线路电流减小。当并联电容器的 qc= ql时，总无功功率 q= 0,此时功率因数cos中=1,线路电流 i最小。若继续并联电容器，将导致功率因数下降，线路电流增大，这种现象称为过补偿。负载功率因数可以用三表法测量电源电压u、负载电流i和功率p,用公式p 九=cos中=计算。ui本实验的电感性负载用铁心线圈，电源用220v交流电经自耦调压器调压供电。三.实验设备1 .交流

12、电压表、电流表、功率表2 .自耦调压器（输出交流可调电压）3 .ee l 32组件（含实验电路）四.实验内容实验电路如图201所示，图中：ri为线路电阻，li、l2为感性负载（铁心线*图20-1圈）。u1为电源电压，u2为负载电压。1 .测量电感性负载（铁心线圈）的功率因数在实验电路中，接通电感 l1、l2,断开所有电容器，调整自耦调压器，使负载电压u2等于210v,测量线路电流i和功率p,记入自拟的数据表格中，并计算出铁心线圈的功率 因数。2 .提高电感性负载的功率因数保持负载电压 u2等于210v,分别接通电容器 cr c2、c3,测量电源电压 5、线路电 压ui线路电流k电容电流ic、负

13、载电流irl和功率p （注意观察它们的变化情况），并记入表201中。表20 1提高电感性负载功率因数实验数据c ( nf)u (v)u (v)i (a)ic (a)irl(a)p (w)cos中369121518213.提高电源容量的利用率保持负载电压u2等于210v,在实验2中并联电容器，当线路电流出现最小值时， 再接 入220v、40w白炽灯（接入白炽灯的个数，应使线路电流与未并联电容器以前的线路电流 大致相同），测量电源电压 ui、线路电压uli、ul2、线路电流i和功率p,记入自拟的数据 表格中。五.实验注意事项1 .函表工正正息八沿l时工行界1tr师也抵2 .注意自耦调压器的准确操作

14、。3 .本实验用电流插头和插座测量三个支路的电流。4 .在实验过程中，一直要保持负载电压u等于210v,以便对实验数据进行比较。六.预习与思考题1 . 一般的负载为什么功率因数较低？负载较低的功率因数对供电系统有何影响？为什 么？2 .为了提高电路的功率因数，常在感性负载上并联电容器，此时增加了一条电流支路， 试问电路的总电流是增人还是减小？此时感性负载上的电流和功率是否改变？3 .提高线路功率因数为什么只采用并联电容器法，而不用串联法？所并的电容器是否 越大越好?4 .自拟实验所需的所有表格。七.实验结论1、用并联电容的方法可以提高整个电路的功率因数。2、选取适当的电容值使用容性电流等于感性

15、的无功电流，从而使整个电路的总电流减小，电路的功率因数将会接近于1。3、功率因数提高后，能使用电源容易得到充分利用，还可以降低线路的损耗，从而提高传输效率。四川大学网络教育学院实验报告实验名称： 虚拟一阶rc电路实验学习中心 奥鹏商洛学习中心姓 名 景文波 学 号avh1081h8001实验内容：在electronics workbench multisim电子电路仿真软件中，对一阶 电路输入方波信号，用示波器测量其输入，输出之间的波形，以验证 rc电路的充放电原理，并熟悉示波器的使用虚拟一阶rc电路实验1 .研究rc一阶电路的零输入响应、零状态响应和全响应的规律和特点;2 .学习一阶电路时间

16、常数的测量方法，了解电路参数对时间常数的影响；3 .拿出做分出路和根分出路看基本概念。二.实验原理说明1 . rc一阶电路的零状态响应rc一阶电路如图161所示，开关s在1'的位置，uc=0,处于零状态，当开关 su c ( t )称为零状态响应图 16-2合向2'的位置时，电源通过 r向电容c充电,t -uc = u s - u se2ruso 1c "uc图 16-1变化曲线如图16 2所示，当uc上升到0.632us所需要的时间称为时间常数2 . rc 一阶电路的零输入响应在图161中，开关s在2'的位置电路稳定后，再 合向1'的位置时，电容 c

17、通过r放电，uc ( t )称为 零输入响应，t-uc =use 0.368us变化曲线如图16 3所示，当uc下降到0.368us所需要 的时间称为时间常数 t , p = rc。3 .测量rc一阶电路时间常数t图16-1电路的上述暂态过程很难观察，为了用普通示波器观察电路的暂态过程，需采用图164所示的周期性方波 us作为电路的激励信号，方波信号的周期为t,只要满足t -5.2波形。便可在示波器的荧光屏上形成稳定的响应2图 164电阻r、电容c串联与方波发生器的输出端连接，用双踪示波器观察电容电压 uc,便可观察到稳定的指数曲线，如图165所示，在荧光屏上测得电容电压最大值ucm = a

18、（cm）取 b = 0.632a （cm）,与指数曲线交点对应时间t轴的x点，则根据时间 t轴比例尺（扫描时间）,该电路的时间常数 t = x （cm） 乂 。cmcm4 .微分电路和积分电路01 t t2(a)(b)在方波信号u s作用在电阻r、电容c串联电路中，当满足电路时间常数工远远小于方波周期 t的条件时，电阻两端（输出）的电压ur与方波输入信号us呈微分关系，dusur rc -,该电路称为微分电路。当满足电路时间常 dt数七远远大于方波周期 t的条件时，电容 c两端（输出）的电1压u c与方波输入信万u s呈积分关系，uc & fusdt ,该电 rc路称为积分电路。微分电

19、路和积分电路的输出、输入关系如图166 （a）（b ）所示。图 166三.实验设备1 .双踪示波器2 .信号源（方波输出）信 _号 +源u-（方波_nruc图 16 -73 . eel.-31组件（含电阻、电容）或ee-51组件四.实验内容实验电路如图167所示，图中电阻 r电容c 从eel- 31组件上选取（请看懂线路板的走线，认清 激励与响应端口所在的位置；认清r、c元件的布局及其标称值；各开关的通断位置等），用双踪示波器观察电路激励（方波）信号和响应信号。us为方波输出信号，调节信号源输出，从示波器上观察，使方波的 峰一峰值v p-p = 2v, f=1khz。1 . rc 一阶电路的充

20、、放电过程（1）测量时间常数 选择eel 31组件上的r、c元件，令r=10kq, c=0.0 1科f,用示波器观察激励 us与响应uc的变化规律，测量并记录时间常数t（2）观察时间常数 t （即电路参数 r c）对暂态过程的影响：令 r= 1 0 kq , c =0.0 1 pf,观察并描绘响应的波形，继续增大c （取0.0 1科f0. 1wf）或增大r（取 i o ka、30ka),定性地观察对响应的影响。2 .微分电路和积分电路(1)积分电路：选择 eel 31组件上的r、c元件，令 r=100k , c=0.0 1f, 用示波器观察激励 u s与响应u c的变化规律。(2)微分电路：将

21、实验电路中的r、c元件位置互换，令 r=100q , c = 0.0 1wf,用示波器观察激励 us与响应ur的变化规律。五.实验注意事项1、调节电子仪器各旋钮时，动作不要过猛。实验前，尚需熟读双踪示波器的使用说明，特别是观察双踪时，要特别注意开关，旋钮的操作与调节。2、信号源的接地端与示波器的接地端要连在一起(称共地)，以防外界干扰而影响测量的准确性。3、示波器的辉度不应过亮，尤其是光点长期停留在荧光屏上不动时，应将辉度调暗， 以延长示波管的使用寿命。七.实验结论1 .电路在没有外激励时，由非零初始状态引起的响应称为零输入响应。因为换路前必 有电源作用于电路， 使得贮能元件有初始贮能， 在换

22、路后尽管电源被切除掉，但电路中贮能元件的电磁能量要通过电阻逐渐放出，在该能量释放过程中出现的电流或电压均称为电路的零输入响应。2 .电路在零初始状态下，仅由作用于电路的外施激磁所产生的响应称为零状态响应。 在施激励开始作用前的一瞬间，电路中储能元件的储能为零，显然在电路的结构和参数决定以后，零状态响应只与外施激励有关。四川大学网络教育学院实验名称：用数字电桥测交流参数学习中心 奥鹏商洛学习中心 姓 名 景文波 学 号avh1081h8001实验内容：用th2080型lcr数字交流电桥测量 rlc的各种参数，了解电阻、电容、电感的特性用数字电桥测交流参数一 实验目的：1、理解并掌握用电桥电路测定

23、电阻的原理和方法。2、学会自搭电桥，并学习用交换法减小和修正系统误差。3 、 初步掌握携带式直流单电桥的使用方法， 了解电桥测电阻的原 理。二 实验用仪器1 th2820型lcr数字电桥 1台2 10 、各种电路实验板、实验箱若干三 实验原理图是数字电桥的电路原理图。图中 r、r2和r是已知阻 值的标准电阻，被测电阻 r。电源e;电流计g,它象桥一 样。若调节r使电流计中电流为零，桥两端的b点和d点电位相等， 电桥达到平衡， 有 i 1 r1=i 2 r2 （ 1） i 1r=i2 rx四 实验步骤1. 将一只待测电阻的四个接线柱依次接在双臂电桥面板的c2、p2、p1、c1接线柱上。2. 将电

24、源选择开关拨向相应的位置，红色电源指示灯亮。3. 先按下“b” 按钮，等5分钟，将灵敏度按钮顺时针调到最大，调节调零旋钮，使检流计指针指零。4. 再按下“g” 接钮，观察检流计 （ 指零仪 ） 指针的偏转情况。若指针向“+” 方向偏转，表示待测电阻大于估计值，应将测量盘数值调大，反之则调小。逐步将测量盘由大到小、由粗到细调节，直到使指针不发生偏转为止。当指针指到零位后，电桥即平衡，这时待测电阻的阻值=测量盘数值之和x倍率，记下这一数值。用同样方法再测另一个待测电阻。5. 使用完毕，将 g'按钮松开，再将 b”按钮松开。将灵 敏度旋钮调到逆时针最大，再将电源选择开关关闭。1交流电桥测电阻

25、平衡条件乙az2z4即z11-2 z z3 i 3-4eez2z4实部相等乙3z2z4虚部相等其中模和辐角分别表示为"zi""电"。2测电感lx各臂阻抗zi =r / 1 j csr=r2=rrxj lx = r j lx平衡时lx = r2r3cs、r= r'+rx = r2r3/b其中rx为lx的损耗电阻，是由于涡流作用以热量形式发散出去，恰似在电感上串联一个 rx等效电阻。电感的q值c lq 二rx3测电容cx为颖信号源各臂阻抗z2 -r2亿=rx +1j cx平衡时cx旦rcsrxr2rs其中cs为标准电容，由电容箱调节 rs为标准电阻，

26、由电阻箱调节， rx 为 cx 的损耗电阻， 是由于涡流作用以热量形式发散出去，恰似在电容上串联一个rx 等效电阻。五 实验内容：1，根据测lx 原理图搭建交流电桥2，测 lx 及 lx 的 rx 值3，根据测cx 原理图搭建交流电桥4，测 cx 及 cx 的 rx 值预习要点和难点1，掌握电桥平衡原理，掌握交流电桥平衡条件2，理解交流电桥构造，熟悉交流电桥平衡方法3，分析平衡过程中各桥臂调节顺序4，判断最佳平衡点， 复阻抗概念 电桥平衡时复阻抗关系损耗电阻原始数据信号源功率输出： f=1.5 khz , u=10 v （ 有效 ）1、用电桥测量电感及其q值（l y 13 mh ,r x10q

27、）表 1（ 数字为根据测量值计算得到的数值）1234r/ q300.0472.0323.0410.0r/ q300.0500.0400.0300.0r / q300.0500.0600.0600.0cs / 以 f0.15200.06100.11200.1100rx / q290.0461.0211.0202.0lx /mh14.0414.4014.4713.50rx/ q10.311.9312.38.9q12.8511.3711.0914.302、用电容电桥测量电容及其损耗角（c= 0.6以f,rx= 1 q ）表2（蓝色数字为根据测量值计算得到的数值）12345ri/ q300.0200.

28、0300.0400.0300.0r/ q300.0400.0500.0400.0700.0cs /f0.63300.32000.38500.63700.2740rs / q1.02.11.71.11.1cx /f0.6330.6400.6420.6370.639r/ q1.001.051.021.101.10tan 86.0 黑106.3父106.4106.6106.610六实验结论1、对交流电桥的测量灵敏度和收敛性的理解。要注意调节 顺序，先大概确定调节范围，再进行细调。在调节电桥平衡 的过程中需要反复调节，才能使幅角关系和幅模关系同时得 到满足。电桥趋于平衡的快慢程度称为交流电桥的收敛性。

29、 收敛性愈好，电桥趋向平衡愈快；收敛性差，则电桥不易平 衡或者说平衡过程时间要很长，需要测量的时间也很长。电 桥的收敛性取决于桥臂阻抗的性质以及调节参数的选择。2图中，lx=rils/r2 , rx = rr - r2r3 ,调节平衡是方便，因 r222_为lx和rx的值与电源的频率 与无关；图中，rx = rlc1: r2r3 , 1 r2c12 .2lx= r2r3c1 2 ,用电桥测量时，其 q值为6处=，海 x 1 r12c12 2rx c1b氏电桥线路宜于测 q值较大的电感参数，且海氏电桥的平衡 条件是与频率有关，必须注意要使电源的频率与该电桥说明 书上规定的电源频率相符，而且电源波

30、形必须是正弦波，否 则，谐波频率就会影响测量的精度，且会增加调节平衡的难 度。3 q值的物理意义是lc谐振电路的品质因数，q值反映了谐振电路的固有性质值越大，谐振电路的储能效率越高四川大学网络教育学院实验报告实验名称：触发器实验学习中心 奥鹏商洛学习中心姓 名景文波 学 号avh1081h8001实验内容：1 .掌握触发器逻辑功能和测试方法。2 .测试与非门构成的rs触发器的逻辑功能3 .测试jk触发器的逻辑功能。4 .测试d触发器的逻辑功能触发器及其应用实验一、实验目的1、掌握基本rs jk、d和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二、原理

31、说明触发器具有两个稳定状态，用“ 1 ”和“ 0”表示其逻辑状态，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，触发器具有记忆功能，是构成各种时序电路的最基本逻辑单元。1、基本rs触发器图8-3-1-1所示的是两个与非门交叉耦合构成的基本rs触发器。基本rs触发器具有置“ 0”、置“ 1”和“保持”三种功能。通常称为置“1”端，r为置=0时，触-r-ico-cd发器状态不定。2、jk触发器当信号为双端输入时，jk触发器是功能完善、使用灵活和通用性较强的一种触发器。jk触发器常被用作缓冲存储器，移位寄存器和计数器。本实验 74ls112双jk触发器，是下降边沿触发的边沿触发器。

32、引脚功能及逻辑符号如图8-3-1-2所示。jk触发器的状态方程为： qn+1 =j«n+rqn,下降7&触发jk触发器的功能如表8-3-1-2lb| 151 i4| 13 t 9vcc irt 2rd 1cp 2k 2j 2so 2q7ilsu21cp ik ij 同 iq iq 2q gnd 1| 2| 3| 4| 5| 6| 7| 8|图8-3-1-274ls112双jk触发器引脚排列及逻辑符号表8-3-1-2 jk 触发器功能表输入输出总d豆dcpjkqn+10 n+101xxx1010xxx0100xxx。d1100qnon11101011010111119nqn11

33、xxqnqn注：x一 任意态 j一高到低电平跳变1一低到高电平跳变 qn ( n n ) 现态 qn+1 ( q n+1 )一 次态3、d触发器d触发器的状态方程为 qn+1= dn,其输出状态的更新 发生在cp脉冲的上升沿，故又称为上升沿触发的边沿 触发器，触发器的状态只取决于时钟到来前d端的状态。有很多种型号可供各种用途的需要而选用。如双d 74ls74、四 d 74ls175、六 d 74ls174等。图8-3-1-3 为双d 74ls74的引脚排列及逻辑符号。功 能如表8-3-1-3 。川 id io| g| 8 |vcc 海 2d 2cp 2甑 2q 25j74ls741kd id

34、icp lgp 1q 1g gnd1| 2| 司 45| 可 7|图8-3-1-374ls74引脚排列及逻辑符号表8-3-1-3d触发器功能表功能表输入输 出2d豆dcpdqn 1q n+ 101xx1010xx0100xx。d11t11011001 111xqnn表8-3-1-4 t触发器功能表输入输出sdrdcptqn+ 101xx010xx1110qn111gn4、触发器之间的相互转换在集成触发器的产品中，每一种触发器都有自己固定 的逻辑功能。根据需要可以利用转换的方法获得具有 其它功能的触发器。例如将jk触发器的j、k两端连在一起，并认它为 ,就得到所需的t触发器。如图8-3-1-4(

35、a)所示, 状态方程为:qn+1 =tq n + t qn(b) t'触发器t触发器的功能如表8-3-1 4。tjj q qk q mqcp(a) t触发器图8-3-1 -4 jk触发器转换为t、t触发器由功能表可见，当t= 0时，时钟脉冲作用后，其状态保持不变；当t= 1时，时钟脉冲作用后，触发器状态翻转。所以，若将t触发器的t端置“1”，如图8-3-1-4(b)所示，即得t触发器。在t'触发器的cp端每来一个cp脉冲信号，触发器的状态就翻转一次，故称之为反转触发器，广泛用于计数电路中。同样，若将d触发器sd端与d端相连，便转换成t'触发器。如图8-3-1-5所示。o

36、图 8-3-1-5dff转换成 t'ff图 8-3-1-6jkff转换成dff三、实验设备及器件1、+5v直流电源3、连续脉冲源5、逻辑电平开关2、双踪示波器4、单次脉冲源6、逻辑电平显示器jk触发器也可转换为d触发器，如图8-3-1-67、74ls112 （或 cc4027、74ls00 （或 cc401174ls74 （或 cc4013四、实验内容1、测试基本rs触发器的逻辑功能按图8-3-1-1 ,用两个与非门组成基本 rs触发器，输 入端r、s接逻辑开关的输出插口，输出端 q、。接逻 辑电平显示输入插口，按表 8-3-1-5要求测试，记录 之。表8-3-1-5?基本rs触发器逻

37、辑功能测试表rq。11 一0100一 1011 一01010一 1小艾100不定112、测试双jk触发器74ls112逻辑功能(1)测试rd、sd的复位、置位功能要求改变rd, sd (j、k、cp处于任意状态)，并在rd= 0 (wd= 1)或$d= 0 (rd= 1)作用期间任意改变j、k及cp的状态，观察q °状态。自拟表格并记录之。(2)测试jk触发器的逻辑功能按表8-3-1-6的要求改变j、k、cp端状态，观察 q q状态变化，观察触发器状态更新是否发生在cp脉冲的下降沿(即cp由1-0),记录之。(3)将jk触发器的j、k端连在一起，构成t触发器。在cp端输入1hz连续脉

38、冲，观察q端的变化。在cp端输入ikhzit续脉冲，用双踪示波器观察 crq g端波形，注意相位关系，描绘之。表8-3-1-6 jk触发器逻辑功能测试表jkcpqn+ 1qn= 0qn= 1000-1001-011010-1001-000100-1111-011110-1111-0003、测试双d触发器74ls74的逻辑功能(1)测试rd?、sd的复位、置位功能测试方法同实验内容2、1),自拟表格记录。(2)测试d触发器的逻辑功能按表8-3-1-7要求进行测试，并观察触发器状态更新是否发生在cp脉冲的上升沿（即由0-1）,记录之。表8-3-1-7 d触发器逻辑功能测试表dcpqn+ 1qn=

39、0qn= 100-1001-00010-1111-011（3）将d触发器的q端与d端相连接，构成t'触发器。测试方法同实验内容（2、（3）,记录之。4、双相时钟脉冲电路用jk触发器及与非门构成的双相时钟脉冲电路如图8-3-1-7所示，此电路是用来将时钟脉冲 cp转换成两相 时钟脉冲cp破cpb其频率相同、相位不同。分析电路工作原理，并按图8-3-1-7接线，用双踪示波器同时观察cr cpa cp、cp吸cpa cpb波形，并描绘之。图8-3-1-7 双相时钟脉冲电路5、乒乓球练习电路电路功能要求：模拟二名动运员在练球时，乒乓球能往返运转。提示：采用双d触发器74ls74设计实验线路，两

40、个cp端触发脉冲分别由两名运动员操作，两触发器的输出状态用逻辑电平显示器显示。五、实验结论1、在数字系统中，除了能够进行逻辑运算和算术运算的组合逻辑电路， 还需要具有记忆功能的时序逻辑电路。构成时序逻辑电路的基本单元是 触发器。2、触发器有两个互补输出端，其输出状态不仅与输入有关，还与原先的输出状态有关。3、触发器具有不同的逻辑功能，在电路结构和触发方式也有不同的种类.四川大学网络教育学院实验报告实验名称：算术运算电路实验学习中心 奥鹏商洛学习中心姓 名 景文波 学 号avh1081h8001实验内容：1 . 了解集成运放开环放大倍数a和最大输出电压vomax的测试方法。2 .掌握比例运算、加

41、法运算、减法运算、积分运算电路的调整，微分运算电路的连接与测试。了解集成运算放大器非线性应用的特点。算术运算电路实验一、 实验原理：运算器是计算机中执行各种算术和逻辑运算操作的部件。运算器的基本操作包括加、减、乘、除四则运算及积分运算电路， 与、或、非、异或等逻辑操作，以及移位、比较和传送等操作。运算器的组成除了必须的 alu单元外，寄存器和移位器也是必 需。寄存器用于提供操作数和存放运算结果，以节省访存时间； 移位器可实现数据的移位功能，以扩展 alu的运算功能和数据 传送的灵活性。美国amd公司生产的am2901芯片是典型的运 算器芯片。1、am2901的结构与组成am2901芯片是一个4

42、位的，位片结构的、完整的运算器f=ccmm c.ovr1'j三选一 r-后地址a锁寿器b锁存饕q寄存期ram 3后个 e 通用寄存器.t*三选一 .餐三端一.因图1-1 am2901芯片的内部组成框图器件。 am2901 由 alu 、输入多路选择器、输出选择门、寄存器组和移位器等器件组成，如图 1-1 所示，作为教学内容的实例具有很好的典型性。2 、 am2901 各组成部分及其功能1） alu 为 4 位算术逻辑单元，有8 种运算功能，由外部送入 3 位信号 i5 ， i4 ， i3 的编码值来确定执行哪种功能。2）存器组am2901 具有由 16个 4位寄存器组成的寄存器组，作为

43、通用寄存器组使用。该寄存器组有两个 4 位地址译码器 a和 b ，其中 a 译码器只具有读出数据功能，而 b 译码器具有读出和写入两种功能。 也就是说， 该寄存器组具有两个数据输出端口，即 a 口和 b 口，输出的数据分别存入锁存器a和b; 一个数据输入端口，即 b 口。3）寄存器4 位，在乘除运算中可用来存放乘数或商，故称做乘商寄存器。 它本身具有移位功能， 即可接受其本身左移一位或右移一位的值，它还可以接收 alu 的输出值。4）输入多路选择器am2901具有两个输入多路选择器r和s,用于为alu提供两个操作数。其中， r 可选择 d 数据线来的数据或a锁存器的数据；而s 可从 a 锁存器

44、、 b 锁存器、 q 寄存器 3个来源选取数据。 两个操作数的组合由外部送来的 3 位控制信号12、ii、i0的编码确定。5）移位器4位，用于对alu的输出实现直送、左移或右移。6）输出选择门用于确定am2901输出数据y的来源。输出数据 y有两 个来源：一个是 alu的运算结果f,另一个是直接来自a 口。输出数据y的选择，以及alu的运算结果f如何传送 给b输入口或q寄存器，是由外部送来的3位控制信号18、 17、i6的编码值确定的。3、为了控制am2901运算器按我们的意图完成预期的运算操作功能，就必须向其提供相应的控制信号，包括：用 3组 各3位的编码，分别用于选择alu的运算功能，输入

45、数据， 结果处置方案，具体规定如表1-1、表1-2、表1-3所示。表1-1选择8种运算表1-2选择alu的8种输入数据组合i5i4运算类i3型i2i1i0r来源s来源00r+s00aq0s-r0ab00r-s000q1rvs10b01ra s010a0ra s0d01rvs01a1rvs1d1010q00d0101011111100111111注：d表示外部数据表1-3选择运算器的8种结果的处置方案i8i7i6寄存器组q寄存器y输出00f q0f1f01fb0a01fb1f10f/2 bq/2 - q0f10f/2fb1f112f b2q q0f112fb1f二、实验步骤运算器部件的实验，要在

46、教学计算机主板上进行， 既可以在 脱机方式下完成，也可以在联机方式下完成。脱机方式是指使运算器部件完全脱离与计算机主机其他部 件正常的连接关系，在完全孤立出来的运算器上进行的教学实 验。此时，只能通过数据开关提供参加运算的数据，通过微型开关提供操作运算器完成运算所必需的控制信号，通过信号指示灯观察运算结果，操作简单，实验结果清晰易理解。联机方式是指在运算器部件与计算机主机保持连接关系，教学计算机可以正常执行指令的情况下进行的以运算器为重点的 教学实验。此时，可以通过指令提供参加运算的数据，通过控制 器提供操作运算器完成运算所必需的控制信号，通过信号指示灯或者通过运行监控程序观察运算结果，操作略

47、显复杂。1、脱机实验(1)打开实验箱电源开关。 将五个控制开关分别置为1 0 0 0 0注：五个控制开关从左至右分别是：step/cntnu、hndlns/memins、comloq/microp、linkmachi/leavemachine、8bit/16bit即：单步/连续、手动执行/程序存储、组合逻辑/微程序控制、联机/脱机、8位/16位1:代表上档功能，0:代表下档功能将aaaa送入r0 微型开关分别置为 011 0 0 0 1 1 1 0 0 10 0 0 0 0 0 00 0 0 0 0注：微型开关从左至右分别对应的控制信号是：i8 i7 i6 i5 i4 i3 i2 i1 i0

48、sst a 端口地卅 b 端口地址 ssh sci其中：sst为状态寄存器接收，ssh为最底位进位，sci为移位控制 设置数据开关为 aaaa （16进制）按start按钮将5555送入r1 微型开关分别置为 0u 0 0 0 1 1 1 0 0 10 0 0 0 0 0 01 0 0 0 0设置数据开关为5555 （16进制）按start按钮 r0+r1 - r1微型开关分别置为 0u 00 0 0 0j 0 0d 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 02、联机实验将通讯线一端接实验箱上，另一端插头后接pc机任意com 口。注：这里pc机只是实验箱的输入输出设备。将五个控制开关分别置

49、为 0 0 0 1 0。 打开计算机，运行pcec程序，选择所接com 口后按回车。按f10进入主菜单，选择0,分别按实验箱上的 reset、 start按钮，进入监控程序。屏幕出现提示符 > ,即可用a命令输入程序> a2000movr0 ,aaaamovr1 ,5555addr1 ,r0ret（ 5）用 t 命令观察运行结果。三、实验要求1 、认真写出预习报告，包括实验用的全部数据，实验操作步骤等。2、实验之后写出实验报告，包括实验过程中遇到的问题，解决方法，实验后的心得体会及对该次实验的建议与意见。四、实验结论：1. 联机方式是可以通过指令提供参加运算的数据，通过控制器提供操作运算器完成运算所必需的控制信号， 通过信号指示灯或者通过运行监控程序观察运算结果，操作略显复杂。2. 联机方式是只能通过数据开关提供参加运算的数据，通过微型开关提供操作运算器完成运算所必需的控制信号， 通过信号指示灯观察运算结果，操作简单，实验结果清晰易理解。3. 运算器的基本操作包括加、减、乘、