数字电子技术基础实验 模拟电子线路基础实验PPT学习教案

1、会计学1数字电子技术基础实验数字电子技术基础实验 模拟电子线路基模拟电子线路基础实验础实验二、预习要求二、预习要求 1.复习示波器的使用方法。2.写出TTL、CMOS与非门主要参数（VOH、VOH、IIS、N、电压传输特性）的定义和意义。3. 熟悉各测试电路，了解测试原理及测试方法。4.熟悉TTL与非门74LS00、CMOS与非门CC4011的外引线排列。5.自拟实验步骤和测试数据表格。第2页/共123页 （1）输出高电平）输出高电平VOH测试（图测试（图1.1）（2）输出低电平）输出低电平VOL测试（图测试（图1.2） & +VCC （+5V） VOH RL 5.1k 图图1.1 5

2、V & VOL +VCC （+5V） RL 500 图图1.2第3页/共123页空空载载 带载带载 (5.1K)带载带载 (510)VOH VOL TTL与非门的电源电压与非门的电源电压只能是只能是+5VTTL与非门多余输入端处理：与非门多余输入端处理：接接+5V、并联、并联 、悬空。、悬空。（3）输入短路）输入短路IIS测试（图测试（图1.3） mAIIS图图1.3第4页/共123页VmARP1K100+ +- -Vo0.4V为合格为合格图图1.41.4（4）扇出系数）扇出系数N的测试（图的测试（图1.4）NIOL/ /IIS8为合格为合格第5页/共123页 & Y 5.1k

3、 示示波波器器 正正三三角角波波 CH2 CH1 500Hz 4V 如图如图1.5第6页/共123页测试要点：测试要点：1、首先：观察、首先：观察Vi、VO波波形（直流耦合方式）。形（直流耦合方式）。2、 示波器作为示波器作为“X/Y”显显示方式。示方式。3、找到电压传输特性的、找到电压传输特性的坐标原点。坐标原点。 4、画出特性曲线并标上、画出特性曲线并标上出所有参数。出所有参数。如何找如何找“X、Y”轴坐标原点？轴坐标原点？第7页/共123页 L & SW1 SW2 (2) SW1接接1kHz正方波，正方波，SW2接地时，画出接地时，画出L的波形。的波形。按与非门真值表逐项验证即可

4、。按与非门真值表逐项验证即可。4. 动态测试动态测试TTL与非门逻辑功能与非门逻辑功能第8页/共123页(1)输出高电平输出高电平VOH输出高电平输出高电平VOH是指在规定的电源电压是指在规定的电源电压(例如例如5V)下，下，输出端开路时的输出高电平通常输出端开路时的输出高电平通常VOHVDD。(2)输出低电平输出低电平VOL输出低电平输出低电平VO是指在规定的电源电压是指在规定的电源电压(例如例如5V)下，下，输出端开路时的输出低电平通常输出端开路时的输出低电平通常VO。第9页/共123页将其中任一输入端接地，其余输入端接高电平时测将其中任一输入端接地，其余输入端接高电平时测VOH；输入端全

5、部接高电平时测输入端全部接高电平时测VO。如图。如图1.6所示。所示。V+-VOVSSCMOS图图1.6第10页/共123页CMOS与非门的电压传输特性是指与非门输出电压与非门的电压传输特性是指与非门输出电压vo随输随输入电压入电压vi而变化的曲线。这个特性曲线很接近理想的电压传输而变化的曲线。这个特性曲线很接近理想的电压传输特性，是目前其它任何逻辑电路都比不上的，电压传输特性曲特性，是目前其它任何逻辑电路都比不上的，电压传输特性曲线如图线如图1.7所示。所示。 CMOS与非门的电压传输特性曲线测试方法与与非门的电压传输特性曲线测试方法与TTL 与非门的与非门的电压传输特性曲线测试方法基本一样

6、只是将不用的输入端接电压传输特性曲线测试方法基本一样只是将不用的输入端接到电源到电源VDD上即可，不得悬空。测试电路如图上即可，不得悬空。测试电路如图1.8所示。所示。第11页/共123页从特性曲线上可知，从特性曲线上可知，CMOS与非门输出的高电接近电源电与非门输出的高电接近电源电压压VDD，输出低电平接近，输出低电平接近V。VT为为CMOS与非门的转换电与非门的转换电压，也称阈值电压，即当输入电压压，也称阈值电压，即当输入电压vi超过超过VT时，输出为低时，输出为低电平；当输入电压电平；当输入电压vi低于低于VT时，输出为高电平如果的参时，输出为高电平如果的参数完全对称，阈值电压数完全对称

7、，阈值电压VTVDD/2第12页/共123页第13页/共123页入端应如何处理？第14页/共123页一、一、实验实验目的目的 加深理解用加深理解用SSI(小规模集成电路）构成的组合逻小规模集成电路）构成的组合逻辑电路的分析与设计方法辑电路的分析与设计方法二、预习要求二、预习要求、按设计步骤，根据所给器件设计实验内容、的、按设计步骤，根据所给器件设计实验内容、的 逻辑电路图，并设计相应的表格。逻辑电路图，并设计相应的表格。、查出、查出74LS00和和74LS10的外引线排列图。的外引线排列图。第15页/共123页510 A B L1（AB）L2 （ A B）L3 （A = B）000010101

8、01010011001第16页/共123页地址输入数据输出ABL00001D110D211D3 写出设计过程，画出逻辑电路图，请老师检查后再做实写出设计过程，画出逻辑电路图，请老师检查后再做实验。验。 现有三个数据分别为：现有三个数据分别为：D1= +5V直直流电压，流电压，D2 为为1kHz正方波，正方波，D3 为为500Hz正方波。正方波。 A、B为数据选择器控制端，接数为数据选择器控制端，接数据开关，改变据开关，改变A、B电平，用示波电平，用示波器观察输出端波形。器观察输出端波形。321ABDDBABDAL第17页/共123页第18页/共123页 & & & &a

9、mp; & 1 1 1 L R Y G U1：74LS04 2 3 4 5 6 1 U1 U1 U1 U2 U3 U3 U3 U4 1 2 3 4 5 6 9 10 8 3 4 5 6 1 2 4 5 6 U2：74LS10 U3：74LS00 U4：74LS20 根据实际使用根据实际使用的芯片，在电的芯片，在电路中标出引脚路中标出引脚号。号。第19页/共123页 & & & & & 1 1 1 L R Y G U1：74LS04 U2：74LS10 U3：74LS00 U4：74LS20 2 3 4 5 6 1 U1 U1 U1 U2 U3 U

10、3 U3 U4 1 2 3 4 5 6 9 10 8 3 4 5 6 1 2 4 5 6 转换问题转换问题 & & 1 9 8 U2 U3 13 12 11 1 2 13 12 U1 DABCABCDL第20页/共123页信号寻迹法信号寻迹法（跟踪）（跟踪）例：例：YG=000 L应该为应该为1发发光管亮光管亮可用万用表测可用万用表测量各逻辑门的量各逻辑门的输出电压，从输出电压，从而判断故障的而判断故障的位置。位置。 & & & & 1 1 1 L R Y G U1：74LS04 2 3 4 5 6 1 U1 U1 U1 U2 U2 U2 U3

11、1 2 3 4 5 6 9 10 8 1 2 4 5 6 & U3 13 12 10 9 8 U3：74LS20 U2：74LS00 0001110111 0第21页/共123页 141312111234109856774LS00 四 2 输入与非门VCC 4B 4A 4Y 3B 3A 3Y& 1A 1B 1Y 2A 2B 2Y GND 141312111234109856774LS04 六反相器VCC 6A 6Y 5A 5Y 4A 4Y 1A 1Y 2A 2Y 3A 3Y GND111111141312111234109856774LS10 三 3 输入与非门 VCC 1C

12、1Y 3C 3B 3A 3Y& 1A 1B 2A 2B 2C 2Y GND&141312111234109856774LS20 双 4 输入与非门 VCC 2D 2C NC 2B 2A 3Y& 1A 1B NC 1C 1D 1Y GND&第22页/共123页 n 7412（OC门）的外引脚及功能与门）的外引脚及功能与74LS10相同，相同，有同学用好的有同学用好的7412代替代替74LS10，发现无输出，试，发现无输出，试分析其原因。分析其原因。第23页/共123页二、实验内容一、实验目的 三、时序逻辑电路的功能测试方法四、实验注意事项五、实验报告要求六、思考题

13、第24页/共123页实验三、 MSI组合逻辑电路第25页/共123页实验三、 MSI组合逻辑电路第26页/共123页1编码、译码、显示原理电路。编码、译码、显示原理电路。、数据选择器的典型应用之一逻辑函数产生器、数据选择器的典型应用之一逻辑函数产生器、线线译码器用于、线线译码器用于逻辑函数产生器和数据分配器逻辑函数产生器和数据分配器、用加法器组成一个代码转换电路，将、用加法器组成一个代码转换电路，将BCD代码的代码的8421参政转成余码参政转成余码第27页/共123页、试用数据选择器、试用数据选择器74LS151（或译码器（或译码器74LS138和与非和与非门）设计一个监测信号灯工作状态的逻辑

14、电路。其条件是，门）设计一个监测信号灯工作状态的逻辑电路。其条件是，信号灯由红（用信号灯由红（用R表示）、黄（用表示）、黄（用Y代表）和绿（用代表）和绿（用G代表）代表）三种颜色灯组成，正常工作时，任何时刻只能是红、绿或黄三种颜色灯组成，正常工作时，任何时刻只能是红、绿或黄当中的一种灯亮。而当出现其它五种灯当中的一种灯亮。而当出现其它五种灯亮状态时，电路发生亮状态时，电路发生故障，要求逻辑电路发出故障信号。故障，要求逻辑电路发出故障信号。 设用数据开关的、分别表示、灯的亮和来设用数据开关的、分别表示、灯的亮和来状态，故障信号由试验器的灯亮表示，试将设计的逻辑电路状态，故障信号由试验器的灯亮表示

15、，试将设计的逻辑电路用实验验证，并列表记下实验结果。用实验验证，并列表记下实验结果。、在图、在图3.1所示原理电路中标出器件外引线管脚号，并接好线所示原理电路中标出器件外引线管脚号，并接好线。将。将 分别接至数据开关，验证编码器分别接至数据开关，验证编码器74LS148和译码器和译码器74LS48的逻辑功能。记录实验结果。的逻辑功能。记录实验结果。第28页/共123页、在图、在图3.6所示原理电路中标出器件外引线管脚所示原理电路中标出器件外引线管脚号，并接好线。验证表号，并接好线。验证表3.3逻辑功能。逻辑功能。第29页/共123页六、思考题六、思考题 在图3.1中，74LS148的输出端 、

16、 、 与74LS48的输入端联接时，为什么要加74LS04?0Y1Y2Y第30页/共123页八、实验元、器件 集成块74LS148、74LS04、74LS48、74LS151、74LS138、74LS10及74LS283各片共了阴极七段显示器1块。第31页/共123页一、实验目的一、实验目的第32页/共123页1验证验证JK触发器触发器CC4027的逻辑功能。的逻辑功能。2将将JKJK触发器转换成触发器转换成T T 触发器和触发器和D D 触发器，并验触发器，并验证其功能证其功能。3将将4027构成异步构成异步2分频、分频、4分频电路，观测它们分频电路，观测它们的波形。的波形。4设计组装、观察

17、同步时序脉冲产生器，波形如设计组装、观察同步时序脉冲产生器，波形如 图图4.1所示。记录所示。记录CP、Q0、Q1、L的波形。的波形。5设计组装观察同步三分频电路，波形如图设计组装观察同步三分频电路，波形如图 4.2所所示。示。第33页/共123页 1 2 3 4 5 6 7 8 9 CP L 图4.1同步时序脉冲产生器波形同步时序脉冲产生器波形CP1Q2QTCPT1QT2Q图图4.24.2三分频电路输出波形三分频电路输出波形第34页/共123页CC4027功能表参见表4.3。 SD J Q Q K RD 接接 逻逻 辑辑 开开 关关 接接 LED 显显 示示 器器 或单次脉冲或单次脉冲第35

18、页/共123页 SD J Q Q K RD 接接 逻逻 辑辑 开开 关关 单单 次次 脉脉 冲冲 接接 L E D 显显 示示 器器 T 自拟 T 触发器功能表。第36页/共123页T SD J Q Q K RD 接接 逻逻 辑辑 开开 关关 单单次次脉脉冲冲 接接 LED 显显 示示 器器 “1”“ 自拟 触发器功能表。T第37页/共123页 SD J Q Q K RD 正方波正方波(1KHZ) SD J Q Q K RD CP +5V 1Q 2Q 静态测试静态测试CP 输入单次脉冲或输入单次脉冲或正方正方波（波（f tp0，使每一个正倒置脉冲起作用。加输入信号后，用示波器观察vI、vC以及

19、vO的电压波形，比较它们的时序关系，绘出波形，并在图中标出周期、幅值、脉宽等。 uFCkR1 . 0,1 . 5第74页/共123页四、实验内容kR10kR100FC102.按图按图8.3所示电路组装占空系数可调的多谐振荡器。取所示电路组装占空系数可调的多谐振荡器。取（电位器）（电位器） ，调节电位器调节电位器RP（R2），在示波器上观察输出波形占空系数的），在示波器上观察输出波形占空系数的变化情况。并观察占空系数为变化情况。并观察占空系数为1：2、1：4、3：4时的输出波时的输出波形形。kR1 . 51kR6 . 42FC1 . 03.在图在图8.3中，若固定中，若固定时，用示波器观察并描绘

20、时，用示波器观察并描绘vO和和vC波形的幅值、周期以及波形的幅值、周期以及tPH和和tPL，标出，标出vC各转折点的电平。各转折点的电平。第75页/共123页四、实验内容4.按图按图8.4所示电路组装施密特触发器。输入电压为所示电路组装施密特触发器。输入电压为ViPP=3V，f=1kHZ的正弦波。用示波器观察并描绘的正弦波。用示波器观察并描绘vI 和和vO波形。注明周期波形。注明周期和幅值，并在图中直接标出上限触发电平、下限触发电平，算出和幅值，并在图中直接标出上限触发电平、下限触发电平，算出回差电压回差电压 .第76页/共123页六、思考题 实验内容实验内容2中，改变电容中，改变电容C的大小

21、能够改变振荡器输出电的大小能够改变振荡器输出电压的周期和占空系数吗？试说明要想改变占空系数，必须改变压的周期和占空系数吗？试说明要想改变占空系数，必须改变哪些电路参数。哪些电路参数。 五、实验报告要求第77页/共123页七、注意事项七、注意事项1.单稳态电路的输入信号选择要特别注意。单稳态电路的输入信号选择要特别注意。vI的周期的周期T必须必须大于大于vO的脉宽的脉宽 tPO，并且低电平的宽度哟小于，并且低电平的宽度哟小于vO的脉宽的脉宽tPO。2.所有需绘制的波形图均要按时间坐标对应描绘，而且要所有需绘制的波形图均要按时间坐标对应描绘，而且要正确选择示波器的正确选择示波器的AC、DC输入方式

22、，才能正确描绘出所有输入方式，才能正确描绘出所有波形。在图中标出周期、脉宽以及幅值等。波形。在图中标出周期、脉宽以及幅值等。第78页/共123页八、实验元、器件八、实验元、器件集成定时器集成定时器 NE555 2片片 电阻电阻 100k、10 k各各2只；只；51 k、5.1 k、4.7 K各一只；各一只；33 k、10 k各各3只只 电容电容 100F、47F、30F、10F、0.1F、0.02F2200pF各一只各一只 电位器电位器 100k一只一只 第79页/共123页 熟悉数模转换器的工作原理。 学会使用集成数模转换器DAC0808。 学会用DAC0808构成阶梯波电压发生器。一、实验

23、目的第80页/共123页二、预习要求二、预习要求1.了解集成数了解集成数-模转换器模转换器DAC0808芯片的外引线排列。芯片的外引线排列。2.熟悉数熟悉数-模转换器的转换原理。模转换器的转换原理。3.参照图参照图9.5，自拟阶梯波产生器的实验电路和实验步骤。，自拟阶梯波产生器的实验电路和实验步骤。 第81页/共123页见“实验教材”。见“实验教材” 。第82页/共123页第83页/共123页第84页/共123页四、实验内容1.实验电路见图9.2。按表9.1内容依次输入数字量，用数字万用表测出相应的输出模拟电压vO，记入表中。2.参照图9.5所示阶梯波产生器原理图。将二进制计数CC40161的

24、输出Q3、Q2、Q1、Q0由高到低，对应接到DAC0808数字输入端的高4位D7、D6、D5、D4，低4位输入端D3、D2、D1、D0接地。40161的CP选用1kHZ方波。在示波器上观察和记录DAC0808输出端的电压波形。改变计数进制，观察波形的变化情况。 第85页/共123页五、实验报告要求1.记录D/A转换器静态测试中的数据，并与理论值比较。2.对应描绘CP波形和阶梯波产生器的输出波形。3.描绘可编程补码计数器为十进制时的阶梯波产生器的输出波形。 第86页/共123页 1.给一个8位D/A转换器输入二进制数10000000时，其输出电压为5V。问：如果输入二进制数00000001和11

25、001101时，D/A转换器的输出模拟电压分别为何值？ 3.如果输入信号频率由1kHZ，那么输出波形会有什么变化？ 2.图9.5中，如果将CC40161的Q3、Q2、Q1、Q0输出由高到低对应接到DAC0808的高4位时，将会在示波器上看到什么样的波形？第87页/共123页七、注意事项注意DAC0808的电源极性，VCC=+5V，VEE=-15V，不得接错。第88页/共123页一、实验目的一、实验目的 学习数字电路中基本学习数字电路中基本RSRS触发器、单稳态触发器触发器、单稳态触发器、时钟发生器及计数、译码、显示等单元电路、时钟发生器及计数、译码、显示等单元电路的综合应用的综合应用； 学习电子秒表的调试方法。学习电子秒表的调试方法。第89页/共123页Q第90页/共123页图图13.13.1 1 电子秒表原理图电子秒表原理图第91页/共123页Q第92页/共123页图图13.2 13.2 单稳态触发器波形图单稳态触发器波形图第93页/共123页Q第94页/共123页第95页/共123页图图13.3 74LS90引脚排列图引脚排列图第96页/共123页第97页/共123页第98页/共123页第99页/共123页第100页/共123页表表13.1 74LS90功能表功能表输 入输 出功 能清 0置 9时 钟QD QC QB QAR0(1)、R0(2