2022年欧阳青数电实验教案.docx

精选学习资料 - - - - - - - - - 名师精编 精品教案信息科学技术学院试验课教案课程名称：数字电路试验课程性质：实践课主讲老师：联系电话：E-MAIL ：名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 19 页精选学习资料 - - - - - - - - - 名师精编 精品教案课时安排表适用专业 : 信息工程专业班级：10 自动化 2 班（共 41 人）名师归纳总结 试验标题安排课时备注第 2 页,共 19 页1 TTL 集成规律门的规律功能与参数测试2 2 2 组合规律电路的设计与测试（一）3 组合规律电路的设计与测试（二）2 4 译码器及其应用2 5 数据挑选器及其应用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 时基电路及其应用2 10 2 D/A 、A/D 转换器11 2 电子秒表（一）12 电子秒表（二）2 课时合计24 - - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 名师精编 精品教案试验 1 一试验名称： TTL集成规律门的规律功能与参数测试二试验目的 : 1、把握 TTL集成与非门的规律功能和主要参数的测试方法 2、把握 TTL器件的使用规章 3、进一步熟识数字电路试验装置的结构,基本功能和使用方法 三试验课时： 2 学时四试验仪器 31、+5V直流电源 2 、规律电平开关、规律电平显示器 4、直流数字电压表 5、直流毫安表 6、直流微安表7、74LS20× 2、1K、10K电位器, 200 电阻器 0.5W 五试验原理（除试验学问外,仍包括装置及使用方法介绍等）本试验采纳四输入双与非门 74LS20,即在一块集成块内含有两个相互独立的与非 门,每个与非门有四个输入端；其规律框图、符号及引脚排列如图 21a 、b 、c 所示；1、与非门的规律功能 与非门的规律功能是： 当输入端中有一个或一个以上是低电平常,输出端为高电平；只有当输入端全部为高电平常,输出端才是低电平（即有“0” 得“ 1” ,全“1” 得“0” ；）其规律表达式为 Y 2、TTL与非门的主要参数 ICCL和高电平输出电源电流 ICCH 1 低电平输出电源电流 2 低电平输入电流 I iL 和高电平输入电流 I iH；I iL 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才能的一名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 19 页精选学习资料 - - - - - - - - - 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 I iHI iL ,就 NOHNOL,故常以 NOL作为门的扇出系数；NOL的测试电路如图23 所示,门的输入端全部悬空,输出端接灌电流负载RL,调剂 RL 使 I OL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 I OL就是答应灌入的最大负载电流,就 4电压传输特性NOLIOL通常 NOL8 IiL门的输出电压 vO随输入电压 vi 而变化的曲线 vofv 通过它可读得门电路的一些重要参数,如输出高电平i 称为门的电压传输特性, V OH、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平均传输推迟时间t pd0.5V m至输入波形t pd是衡量门电路开关速度的参数,它是指输出波形边沿的对应边沿 0.5Vm点的时间间隔；t pd 的测试电路如图25b 所示,由于 TTL 门电路的推迟时间较小,直接测量时对信号发生器和示波器的性能要求较高,故试验采纳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时,电路中的 A 点为规律“1”,经过三级门的推迟后,使 A 点由原先的规律“ 1” 变为规律“ 0”；再经过三级门的推迟后, A点电平又重新回到规律 “ 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,必需经过6 级门的推迟时间；因此平均传输推迟时间为tpdT74LS20集成块；6六试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1、验证 TTL集成与非门 74LS20的规律功能按图 26 接线,门的四个输入端接规律开关输出插口,以供应“0” 与“ 1” 电平信号,开关向上,输出规律“ 1” ,向下为规律“ 0” ；门的输出端接由 LED发光二极管组成的规律电平显示器（又称01 指示器）的显示插口, LED亮为名师归纳总结 规律“1”, 不亮为规律“0”；按表 22 的真值表逐个测试集成块中两个与非门第 4 页,共 19 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 名师精编 精品教案的规律功能； 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 1111、0111、1011、1101、1110 五项进行检测就可判定其规律功能是否正常；2、74LS20主要参数的测试 1分别按图 22、23、25b 接线并进行测试,将测试结果记入表23 中；表 23 ICCLICCHIiLIOL N OIOLtpd = T/6 vimA mA mA mA IiLns 2 接图 24 接线,调剂电位器RW,使 vi 从 OV向高电平变化,逐点测量和 vO的对应值,记入表 24 中；表 24 ViV 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 VOV 七数据记录、处理及分析要求1、记录、整理试验结果,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；八留意事项1、接插集成块时,要认清定位标记,不得插反；2、电源电压使用范畴为4.5V5.5V 之间,试验中要求使用 Vcc5V；电源极性肯定不答应接错；3、留意闲置输入端处理方法九参考资料名师归纳总结 1数字电子技术试验指导书张伯颐编；第 5 页,共 19 页2数字电子技术基础江晓安主编；- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 名师精编 精品教案试验 2 一试验名称： 组合规律电路的设计与测试（一）二试验目的 : 把握组合规律电路的设计与测试方法；三试验课时： 2 学时四试验仪器 31、 5V直流电源 2、 规律电平开关、 规律电平显示器4、 直流数字电压表3、 CC4011× 2（74LS00） CC4012 × 3（74LS20） CC4030 （74LS86）CC4081（74LS08） 74LS54× 2CC4085 CC4001 74LS02 五试验原理（除试验学问外,仍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规律电路；设计 组合电路的一般步骤如图 51 所示；图 51 组合规律电路设计流程图依据设计任务的要求建立输入、输出变量,并列出真值表；然后用规律代数或卡诺图化简法求出简化的规律表达式；并按实际选用规律门的类型修改规律表达式；依据简化后的规律表达式,画出规律图,用标准器件构成规律电路；最后,用试验来验证设计的正确性；名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 19 页精选学习资料 - - - - - - - - - 名师精编 精品教案六试验内容与步骤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,直到测试电路规律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、列写试验任务的设计过程,画出设计的电路图； 2、对所设计的电路进行试验测试,记录测试结果；3、组合电路设计体会；八留意事项1、 依据试验任务要求设计组合电路,并依据所给的标准器件画出规律 图；2、 如何用最简洁的方法验证“ 与或非” 门的规律功能是否完好？3、 “ 与或非” 门中,当某一组与端不用时,应作如何处理？九参考资料名师归纳总结 1数字电子技术试验指导书张伯颐编；第 7 页,共 19 页2数字电子技术基础江晓安主编；- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 名师精编 精品教案试验 3 一试验名称： 组合规律电路的设计与测试（二）二试验目的 : 把握组合规律电路的设计与测试方法；三试验课时： 2 学时四试验仪器 31、 5V直流电源 2、 规律电平开关、 规律电平显示器4、 直流数字电压表4、 CC4011× 2（74LS00） CC4012 × 3（74LS20） CC4030 （74LS86）CC4081（74LS08） 74LS54 五试验原理（与试验 2 相同）六试验内容与步骤× 2CC4085 CC4001 74LS02 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；依据第一个数 是否大于、等于、小于其次个数,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、列写试验任务的设计过程,画出设计的电路图； 2、对所设计的电路进行试验测试,记录测试结果；3、组合电路设计体会；八留意事项4、 依据试验任务要求设计组合电路,并依据所给的标准器件画出规律 图；5、 如何用最简洁的方法验证“ 与或非” 门的规律功能是否完好？6、 “ 与或非” 门中,当某一组与端不用时,应作如何处理？九参考资料名师归纳总结 1数字电子技术试验指导书张伯颐编；第 8 页,共 19 页2数字电子技术基础江晓安主编；- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 名师精编 精品教案试验 4 一试验名称： 译码器及其应用二试验目的 : 1 、把握中规模集成译码器的规律功能和使用方法 2、熟识数码管的使用；三试验课时： 2 学时四试验仪器 31、5V 直流电源2、双踪示波器、连续脉冲源 4、规律电平开关 5、规律电平显示器 6、拨码开关组 8、译码显示器9、 74LS138×2 CC4511 五试验原理（除试验学问外,仍包括装置及使用方法介绍等）译码器是一个多输入、 多输出的组合规律电路； 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,仍用于数据安排,存贮器寻址和组合掌握信号等；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；码变换译码器；六试验内容与步骤 1、数据拨码开关的使用；2、74LS138译码器规律功能测试 3、用 74LS138构成时序脉冲安排器 七数据记录、处理及分析要求前者又分为变量译码器和代1、画出试验线路,把观看到的波形画在坐标纸上,并标上对应的地址码；2、依据试验任务,画出所需的试验线路及记录表格 3、对试验结果进行分析、争论；名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页,共 19 页精选学习资料 - - - - - - - - - 名师精编 精品教案八留意事项输入输出连接要正确；九参考资料1数字电子技术试验指导书张伯颐编；2数字电子技术基础江晓安 主编；试验 5 一试验名称： 数据挑选器及其应用二试验目的 : 1 、把握中规模集成数据挑选器的规律功能及使用方法 2、学习用数据挑选器构成组合规律电路的方法三试验课时： 2 学时四试验仪器 31、5V 直流电源2、规律电平开关、规律电平显示器 4、74LS151（或 CC4512） 74LS153（或 CC4539）五试验原理（除试验学问外,仍包括装置及使用方法介绍等）数据挑选器又叫“ 多路开关”；数据挑选器在地址码（或叫挑选掌握）电位的掌握下, 从几个数据输入中挑选一个并将其送到一个公共的输出端；数据挑选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,通过选择掌握信号 A 1、A0（地址码）从四路数据中选中某一路数据送至输出端 Q；六试验内容与步骤1、测试数据挑选器 74LS151的规律功能2、测试 74LS153的规律功能3、用 8 选 1 数据挑选器 74LS151设计三输入多数表决电路4、用 8 选 1 数据挑选器实现规律函数5、用双 4 选 1 数据挑选器 74LS153实现全加器名师归纳总结 - - - - - - -第 10 页,共 19 页精选学习资料 - - - - - - - - - 名师精编 精品教案七数据记录、处理及分析要求用数据挑选器对试验内容进行设计、写出设计全过程、画出接线图、进行规律功能测试；总结试验收成、体会；八留意事项输入输出连接要正确；九参考资料1数字电子技术试验指导书张伯颐编；2数字电子技术基础江晓安 主编；试验 6 一试验名称： 触发器及其应用二试验目的 : 1、把握基本 RS、JK、D 和 T 触发器的规律功能2、把握集成触发器的规律功能及使用方法3、熟识触发器之间相互转换的方法三试验课时： 2 学时四试验仪器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、规律电平开关 6、规律电平显示器7、74LS112（或 CC4027）74LS00（或 CC4011）74LS74（或 CC4013）五试验原理（除试验学问外,仍包括装置及使用方法介绍等）触发器具有两个稳固状态,用以表示规律状态“1” 和“0”,在肯定的外界信号作用下, 可以从一个稳固状态翻转到另一个稳固状态,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规律单元；名师归纳总结 - - - - - - -第 11 页,共 19 页精选学习资料 - - - - - - - - - 名师精编 精品教案六试验内容与步骤1、测试基本 RS 触发器的规律功能2、测试双 JK 触发器 74LS112 规律功能3、测试双 D 触发器 74LS74 的规律功能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规律功能；2、总结观看到的波形,说明触发器的触发方式；3、体会触发器的应用；八留意事项输入输出连接要正确；九参考资料1数字电子技术试验指导书张伯颐编；2数字电子技术基础江晓安 主编；试验 7 一试验名称： 计数器及其应用二试验目的 : 1、学习用集成触发器构成计数器的方法2、把握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 分频器三试验课时： 2 学时四试验仪器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、 规律电平开关 6、 规律电平显示器7、 译码显示器名师归纳总结 - - - - - - -第 12 页,共 19 页精选学习资料 - - - - - - - - - 名师精编 精品教案8、 CC4013× 2（74LS74）CC40192× 3（74LS192）CC4011（74LS00）CC4012（74LS20）五试验原理（除试验学问外,仍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, 仍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规律功能；计数器种类许多；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；依据计数制的不同,分为二进制计数器,十进 制计数器和任意进制计数器；依据计数的增减趋势,又分为加法、减法和可逆计数器；仍有可预置数和可编程序功能计数器等等；目前,无论是 TTL 仍是 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；六试验内容与步骤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 CC40192 或 74LS192 同步十进制可逆计数器的规律功能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 电路进行试验,记录之；6、按图 95,或图 96 进行试验,记录之；7、设计一个数字钟移位60 进制计数器并进行试验；七数据记录、处理及分析要求 1、绘出各试验内容的具体线路图 2、拟出各试验内容所需的测试记录表格 3、查手册,给出并熟识试验所用各集成块的引脚排列图名师归纳总结 - - - - - - -第 13 页,共 19 页精选学习资料 - - - - - - - - - 名师精编 精品教案八留意事项输入输出连接要正确；九参考资料1数字电子技术试验指导书张伯颐编；2数字电子技术基础江晓安 主编；试验 8 一试验名称： 移位寄存器及其应用二试验目的 : 1、把握中规模 4 位双向移位寄存器规律功能及使用方法；器；2、熟识移位寄存器的应用 实现数据的串行、 并行转换和构成环形计数三试验课时： 2 学时 四试验仪器1、 5V 直流电源 2、 单次脉冲源3、 规律电平开关4、 规律电平显示器5、 CC40194× 2（74LS194）CC401174LS00 CC406874LS30 五试验原理（除试验学问外,仍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,只需要转变左、 右移的掌握信号便可实现双向移位要求；依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；六试验内容与步骤1 、测试 CC40194（或 74LS194）的规律功能 2、环形计数器 3、实现数据的串、并行转换名师归纳总结 - - - - - - -第 14 页,共 19 页精选学习资料 - - - - - - - - - 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CC40194 的规律功能并写入表格功能总结一栏中；2、依据试验内容 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；八留意事项输入输出连接要正确；九参考资料1数字电子技术试验指导书张伯颐编；2数字电子技术基础江晓安 主编；试验 9 一试验名称： 555 时基电路及其应用二试验目的 : 1、熟识 555 型集成时基电路结构、工作原理及其特点 2、把握 555 型集成时基电路的基本应用三试验课时： 2 学时四试验仪器 31、 5V直流电源2、 双踪示波器、 连续脉冲源4、 单次脉冲源 5、 音频信号源 6、 数字频率计 7、 规律电平显示器电位器、电阻、电容如干 8、 555 × 2 2CK13× 2 五试验原理（除试验学问外,仍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,应用非常广泛；它是一种产生时间推迟和多种脉冲信号的电路,名师归纳总结 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第 15 页,共 19 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 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；几乎全部的双极型产品型号最后的三位数码都是555 或 556；全部的 CMOS产品型号最终四位数码都是7555 或7556,二者的规律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；六试验内容与步骤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、 绘出具体的试验线路图,定量绘出观测到的波形 2、 分析、总结试验结果八留意事项连接要正确；九参考资料1数字电子技术试验指导书张伯颐编；2数字电子技术基础江晓安 主编；试验 10 一试验名称：D/ A、A/ D转换器二试验目的 :1、明白 D / A和 A / D转换器的基本工作原理和基本结构2、把握大规模集成D/ A和 A / D转换器的功能及其典型应用三试验课时： 2 学时名师归纳总结 - - - - - - -第 16 页,共 19 页精选学习资料 - - - - - - - - - 名师精编 精品教案四试验仪器1、 5V、± 15V直流电源 2、 双踪示波器 3、 计数脉冲源 4、 规律电平开关 5、 规律电平显示器 6、 直流数字电压表 7、 DAC0832、ADC0809、 A741、电位器、电阻、电容如干五试验原理（除试验学问外,仍包括装置及使用方法介绍等）在数字电子技术的许多应用场合往往需要把模拟量转换为数字量,称为模/ 数转换器（ 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,特殊是单片大规模集成 A/ D、D/ A转换器问世,为实现上述的转换供应了极大的便利；使用者可借助于手册供应的器件性能指标及典型应用电路,即可正确使用这些器件；本试验将采纳大规模集成电路 D转换；六试验内容与步骤DAC0832实现 D / A 转换, ADC0809实现 A /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、 熟识 ADC0809、DAC0832各引脚功能,使用方法； 2、 绘好完整的试验线路和所需的试验记录表格 3、 拟定各个试验内容的具体试验方案八留意事项连接要正确；九参考资料名师归纳总结 1数字电子技术试验指导书张伯颐编；第 17 页,共 19 页2数字电子技术基础江晓安主编；- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 名师精编 精品教案试验 11 一试验名称：电子秒表二试验目的 :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；三试验课时： 4 学时四试验仪器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、连续脉冲源7、规律电平开关 8、规律电平显示器9、译码显示器10、74LS00× 2 555× 1 74LS90× 3 电位器、电阻、电容如干五试验原理（除试验学问外,仍包括装置及使用方法介绍等）名师归纳总结 - - - - - - -第 18 页,共 19 页精选学习资料 - - - - - - - - - 名师精编 精品教案六试验内容与步骤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、分析调试中发觉的问题及故障排除方法；八留意事项连接要正确；九参考资料名师归纳总结 1数字电子技术试验指导书张伯颐编；第 19 页,共 19 页2数字电子技术基础江晓安主编；- - 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