电工电子技术第4版（下篇共上中下3篇）

实验3.1集成门电路的逻辑变换及应用一、实验目的1.熟悉数字实验箱和双踪示波器的使用方法。2.掌握集成与非门的逻辑功能及其测试方法。3.掌握由集成与非门组成其他逻辑门电路的方法并测试其功能。4.门电路对数字信号传输的控制作用。5.进一步理解集成与非门逻辑电路的设计过程。6.学习查阅集成电路器件手册，熟悉集成与非门的外形和管脚。二、实验器材数字逻辑实验箱1台双踪示波器1台数字万用表1台二输入4与非门74LS002块三输入3与非门74LS101块1．检查与非门的功能。2．用与非门组成其他逻辑门电路并测试功能。（1）用与非门组成与门。（2）用与非门组成或门。（3）用与非门组成或非门。（4）用与非门组成异或门。（5）用与非门组成同或门。3．测试控制门的功能。4．三人抢答电路＆AB控制端三、实验内容1.检查连接导线。2.测试芯片的逻辑功能。3.按逻辑电路图连接电路。4.按所设计的真值表操作电路输入端，观察输出端，验证结果。5.得出实验结论。6.电路故障的排除（用逐点测试法）。四、实验步骤数字实验箱介绍集成电路有缺口一侧向左输入是高电平的时候指示灯亮开关打在上面的时候，输出为高电平；反之，输出为低电平蜂鸣档1.测试导线（1）管脚识别2.测试芯片Quad2-inputNANDGate门电路的测试(以74LS00为例)将管脚1、2、4、5、9、10、12、13依次分别接电平开关，管脚3、6、8、11分别接电平显示，将电平开关按真值表置位，分别测输出电压及逻辑状态。将14脚（VCC）接通5V电源，将7脚（GND）接地，用万用表测14脚与7脚间应有5V电压；（1）芯片是否出现故障。（2）每一根导线是否导通。（3）芯片和导线是否完全插入实验板中；先检查芯片上的“电源”和“地”是否接对；有没有电压，用万用表测量。（4）所搭电路的连线是否正确。接电路时，要断开电源；接好电路，确认无误通电；做完实验后，关掉电源，再拆电路。电路故障的排除方法TTL：（1）工作电压：5V+10%；（2）多余输入端的处理：悬空为高，但不稳定，易受干扰，需按逻辑要求接入电路；（3）输出端的处理：一般不允许并联使用，不允许直接接地或接5V电源。CMOS：（1）工作电压：+3V--+18V,（2）多余输入端的处理：所有输入端都不允许悬空,不使用的输入端应按逻辑电平要求通过电阻接电源或地；（3）输出端的处理：输出端不允许直接与电源或地连接,同一芯片上的输出端可以并联使用。（4）输入信号幅度不能超过VDD—VSS。TTL与CMOS1.实验前：用万用表“欧姆挡”或“蜂鸣档”检测导线，每次使用完，应将万用表置于测电压档位。2.电路连线时，先连芯片的电源和地的管脚，再连接其他管脚。3.TTL芯片的多余输入端的处理：悬空为高，但不稳定，需按逻辑要求接入电路；输出端的处理：一般不允许并联使用，不允许直接接地或接5V电源；4.注意仪器设备和电路的地要共地。5.严禁带电操作。六、注意事项实验5.3.2SSI组合逻辑电路的设计一、实验目的

1.掌握SSI组合逻辑电路的基本设计方法。2.通过实验验证所设计电路的逻辑功能。3.掌握实现组合逻辑电路的连接及调试方法。学会排除电路故障的一般方法。4.了解组合逻辑电路的竞争冒险现象。5.进一步学习Multisim仿真软件的使用方法。二、实验器材

数字逻辑实验箱1台数字万用表1台74LS00若干74LS10若干1.设计一个三人无弃权表决电路。2.设计一个一位8421BCD码的检码电路。3.设计一个列车发车信号控制电路。4.设计一个保险箱密码锁电路。5.设计一个一位二进制全减器。三、实验内容逻辑抽象逻辑真值表逻辑表达式选定器件类型化简逻辑函数四、设计思路组合逻辑电路设计逻辑电路图设计一个交通灯报警电路。输入变量ABC：灯亮为“1”，否则为“0”。输出变量F：报警为“1”，否则为“0”。五、电路连接1.实验前：用万用表“欧姆挡”或“蜂鸣档”检测导线，每次使用完，应将万用表置于测电压档位。2.电路连线时，先连芯片的电源和地的管脚，再连接其他管脚。3.TTL芯片的多余输入端的处理：悬空为高，但不稳定，需按逻辑要求接入电路；输出端的处理：一般不允许并联使用，不允许直接接地或接5V电源；4.注意仪器设备和电路的地要共地。5.严禁带电操作。六、注意事项实验2.15SSI组合逻辑电路的设计一、实验目的1.掌握SSI组合逻辑电路的基本设计方法。2.通过实验验证所设计电路的逻辑功能。3.掌握实现组合逻辑电路的连接及调试方法。学会排除电路故障的一般方法。4.了解组合逻辑电路的竞争冒险现象。5.进一步学习Multisim仿真软件的使用方法。二、实验器材数字逻辑实验箱1台数字万用表1台74LS00若干74LS10若干1.设计一个三人无弃权表决电路。电路功能：三人无弃权表决，当同意的人数大于或等于二人时，此逻辑事件发生，否则不发生，要求用最少的与非门实现。2.设计一个一位8421BCD码的检码电路。电路功能：当输入数码等于或大于1010时，电路应输出“1”，否则输出为“0”。试用二输入端的与非门实现此逻辑要求，且不超过三个门。输出显示用发光二极管。3.设计一个列车发车信号控制电路。电路功能：列车分特快、直快和慢车。电路在同一时间内只给具有优先权的列车发出开车信号。三个车的达到与否以逻辑开关表示，到达为1，未到达为0，发车信号用三种颜色的二极管的状态表示，特快发车信号为红灯亮、直快发车信号为黄灯亮、慢车发车信号为绿灯亮。用最少的与非门实现。4.设计一个一位二进制全减器。用最少的与非门实现。三、实验内容逻辑抽象逻辑真值表逻辑表达式选定器件类型化简逻辑函数四、设计思路组合逻辑电路设计逻辑电路图设计一个交通灯报警电路。输入变量ABC：灯亮为“1”，否则为“0”。输出变量F：报警为“1”，否则为“0”。五、电路连接竞争与冒险竞争：冒险：在组合电路中，信号经由不同的途径达到某一会合点的时间有先有后由于竞争而引起电路输出发生瞬间错误现象。表现为输出端出现了原设计中没有的窄脉冲，常称其为毛刺。当A=B=1时，F=11.实验前：用万用表“欧姆挡”或“蜂鸣档”检测导线，每次使用完，应将万用表置于测电压档位。2.电路连线时，先连芯片的电源和地的管脚，再连接其他管脚。3.TTL芯片的多余输入端的处理：悬空为高，但不稳定，需按逻辑要求接入电路；输出端的处理：一般不允许并联使用，不允许直接接地或接5V电源；4.注意仪器设备和电路的地要共地。5.严禁带电操作。六、注意事项一、实验目的掌握JK、D触发器的逻辑功能及其测试方法。2.了解各种不同功能触发器之间的转换方法。3.掌握用集成触发器构成计数器的原理和方法。4.理解译码显示电路的工作原理和应用方法。实验3.3双稳态触发器及应用数字逻辑实验箱 1台数字万用表 1台双踪示波器 1台双JK触发器74LS76

2块双D触发器74LS74 2块二输入4与非门74LS00

1块双4输入与非门74LS201块3/8线译码器74LS138

1块用双四选一数据选择器74LS153

1块二、实验器材1.JK触发器逻辑功能测试（74LS76）。（1）按功能表测试触发器的各输出状态；直接置0、置1功能测试；逻辑功能测试：SD、RD置1

，改变J、K的状态，不断给CP单脉冲信号，测试并记录Qn+1的逻辑状态。（2）将触发器的两输入端J、K悬空（即接“1”），CP接入1kHz的时钟脉冲，用示波器观察时钟信号CP端和Q端的波形。2.D触发器逻辑功能测试（74LS74）。

（1）按功能表测试触发器的各输出状态；

直接置0、置1功能；

逻辑功能测试：SD、RD置1，改变D的状态，不断给CP单脉冲信号，测试并记录Qn+1的逻辑状态。（2）将D触发器接成计数式触发器（即D接

），CP接入1kHz的时钟脉冲，用示波器观察时钟信号CP端和Q端的波形。三、实验内容（一）基本实验内容及步骤3.JK触发器→D触发器设计电路将JK触发器转换成D触发器。4.D触发器构成3位异步二进制加法计数器。（1）输出端接发光二极管，清0信号接逻辑开关，清0开关打到低电平，观察各发光二极管是否全暗；（2）CP端给单脉冲信号，按动开关测试并记录各发光二极管的显示情况；（3）CP接入1kHz的时钟脉冲，用示波器观察各输出端的波形。（二）扩展实验内容及步骤

用JK触发器组成3位异步二进制减法计数器：按设计电路连线，计数脉冲输入1Hz连续脉冲，输出端与数码管（含有译码的）相连，观察并记录数码管的显示情况。选做：输出端与译码、显示电路连接，观察并记录七段数码管的显示情况。1.在使用触发器之前，首先要检查触发器是否完好。凡是实验中用到的触发器都必须检查。2.仔细核对芯片各管脚功能，不能接错。3.注意芯片安装方向，器件和连线都要插牢，切忌松动。4.用双踪示波器观察各路波形时，应注意两两对比测试。如：先测试记录CP与Q0的波形，再测试记录Q0与Q1的波形，然后测试记录Q1与Q2的波形，以此类推。5.用数码管显示时，注意数码管为共阴极接法还是共阳极接法，确定是否需要在译码器的输出端接反相器。6.实验过程中，秉承“先连线后上电，先断电后拆线”的原则，严禁带电操作。四、注意事项五、相关芯片管脚图74LS7474LS7674LS473574LS4736实验3.4中规模数字集成电路的应用一、实验目的1.掌握中规模集成数据选择器、移位寄存器、译码器和计数器的逻辑功能和使用方法。2.会选择合适的中规模集成电路实现要求的电路功能，并能通过实验验证。3.进一步熟悉组合逻辑电路的设计、调试过程。熟练掌握排除电路故障的方法。4.了解组合逻辑电路的竞争冒险现象。1、数字逻辑实验箱1台2、数字万用表1台3、双踪示波器1台4、二输入4与非门74LS00若干块5、二输入3与非门74LS101块6、二输入4异或门74LS861块7、二-五-十进制异步计数器74LS901块8、4位双向移位寄存器74LS1941块

9、3/8线译码器74LS1381块10、用双四选一数据选择器74LS1531块二、实验器材1.设计一个三十五的进制计数器。电路功能：用两片74LS90和一片74LS10实现。按设计好的逻辑电路进行连接，计数脉冲接1HZL连续脉冲，输出端与译码显示电路连接，观察并记录七段数码管的显示情况。2.设计一个广告流水灯。电路功能：广告流水灯，共有4个灯，始终1亮3暗，循环左移。用一片四位移位寄存器74LS194实现。三、实验内容（一）基本实验内容及步骤3.一位全加器的实现。电路功能：设Ai、Bi、Ci分别为加数、被加数、低位向本位的进位，Si、Ci+1分别为本位和、本位向高位的进位。（1）用2输入异或门74LS86和74LS00实现全加器。（2）用3/8线译码器74LS138和74LS20实现全加器。（3）用双四选一数据选择器74LS153和74LS00实现全加器。按设计好的逻辑电路进行连接，Ai、Bi、

Ci为输入，接逻辑电平开关S，Si、

Ci+1输出，接发光二极管。验证全加器的功能，画出状态表记录测试结果设计一个简易数字电子钟。电路功能：简易数字电子钟，显示时（0~23）和分（0~59）。用74LS90和74LS00实现。按设计好的逻辑电路进行连接，周期为1分钟的时钟脉冲用1Hz的连续脉冲代替，输出端与译码显示电路连接，观察并记录七段数码管的显示情况，验证数字电子钟的功能。（二）扩展实验内容及步骤74LS9074LS4774LS4774LS19474LS8674LS138使能控制端输出端数据输入端选择控制端双四选一集成数据选择器74LS153UCC141312111098123456716152EA02D12D22D32D01D21D3A11E1D01WGND2W1D174LS153管脚图选择控制端数据输入端输出端使能控制端1.实验前：用万用表“欧姆挡”或“蜂鸣档”检测导线，每次使用完，应将万用表置于测电压档位。2.电路连线时，先连芯片的电源和地的管脚，再连接其他管脚。3.TTL芯片的多余输入端的处理：悬空为高，但不稳定，需按逻辑要求接入电路；输出端的处理：一般不允许并联使用，不允许直接接地或接5V电源；4.注意仪器设备和电路的地要共地。5.严禁带电操作。四、注意事项一、实验目的实验4.2异步电动机的基本控制1、熟练掌握电动机直接起、停控制线路的工作原理及接线方法。２、熟练掌握电动机既能点动又能连续运行的控制线路的工作原理及接线方法。3、熟练掌握电动机正、反转控制线路的工作原理及接线方法。54-30二、电动机控制原理图1、电动机的起、停控制电路KMM3~ABCFUQKMSB1KMSB2FRFR55-302、电动机既能点动又能连续运行的控制电路复合按钮KMKMSB1SB2FRSB3KMFUQFRM3~ABC56-303、电动机的正、反转控制电路A相和C相换相A相和C相换相A1)、主电路FUM3~BCKM1QFRKM257-30(1)、电器互锁的正、反转控制电路互锁KM1SB1KM1SB2FRKM2KM2SB3KM2KM12)、控制电路58-30电器互锁(2)、按钮互锁和电器互锁的正、反转控制电路按钮联锁KM1SB1KM1SB2FRKM2KM2KM2KM1SB359-30三、实验设备及器件1、三相电动机1台2、自动断路器1台3、熔断器3个4、交流接触器2个5、热继电器1只6、按钮3只

60-3061-30复合按钮常开按钮常闭按钮62-30主触点辅助触点线圈63-30热元件辅助触点64-3065-3066-30Y型接法A相B相C相67-30A相B相C相角型接法68-30END69-30一、实验目的实验5.4.3电动机的时间控制与行程控制1、了解时间继电器的结构与工作原理2、掌握时间继电器在控制电路中的作用及其接线方法。

3、掌握行程开关的控制原理与应用。

70-30二、电动机的时间控制电机启动一段时间后，灯泡亮KM1SB1SB2FRKM1KM2KM2KTKTKM2FUM3~KM1QFRNABCHL71-30行程开关三、电动机的行程控制STbKM1FRSB1KM1KM2KM2STaKM2KM1SB3SB2STb72-30四、实验设备及器件1、三相异步电动机1台2、DZ47断路器1个3、熔断器3个4、交流接触器