电工学(下册)仿真实验指导书.doc

电工学下册仿真实验指导书（机械、材控专业）天水师范学院工学院前 言1.实验总体目标电子技术课程是机械、材控等工科专业的重要技术基础课程，具有较强的工程实践性，处于各专业教学的中间环节，是学生基本素质形成和发展的关键课程。实验课是培养学生动手实践能力的必要环节。电子技术实验环节包括模拟电子技术实验和数字电子技术实验。实验内容有验证性、综合性和设计性实验。电子设计自动化技术，使得电子线路的设计人员能在电路集成度越来越高，而产品的更新周期却越来越短的情况，可以通过计算机完成电路的功能来设计、逻辑设计、性能分析、时序测试直至印刷电路板的自动设计。2.适用专业机械工程及其自动化、材料及其控制工程3.先修课程数字电子技术基础4.实验课时分配数字电路基础实验项目学时实验一 晶体管放大电路特性2实验二 四人表决器电路2实验三 四位数码寄存器2实验四 异步十进制加法寄存器2实验五 集成运放电路特性2（选作）实验六 555时基电路及其应用2（选作）5.实验环境 数字电路仿真实验在电子技术基础实验室完成，该实验室共有配备ewb软件的30台计算机.6.实验总体要求学生在实验前要进行预习，完成每个实验的预习要求，切实地掌握理论知识和实验原理，尽量做到带着问题来实验。对于设计性实验，还学要预先设计好电路，画出电路原理图和器件引脚连接图。能够在ewb等仿真环境下先进行计算机仿真，然后再拟定实验方法和步骤，设计实验表格，估算实验结果，撰写实验报告。实验结束后，撰写实验报告，分析和整理实验数据，加深对理论知识和实验原理的理解，增强利用理论知识，解决设计问题的能力。7.本实验的重点、难点及教学方法建议本课程是电类专业与数字电子技术基础课程配套的重要专业基础实践课程，通过数字电子技术实验使学生加深对所学理论知识的理解，培养学生对数字电子电路的实验研究能力，能够熟练使用ewb等仿真软件进行分析和设计。实验一 晶体管放大电路特性一、实验目的：（1）掌握基本放大电路电流控制作用的原理。（2）掌握静态工作点的设置对三极管工作状态的影响。（3）掌握电压表、电流表的设置方法（4）学会使用EWB仿真软件二、实验内容：（1）熟悉EWB仿真软件的基本界面及仿真电路的画法。（2）输入交流信号，通过改变基极电位的大小，用示波器观察输出仿真电压波形的变化。（3）分别使输出和输入固定电流，改变输入和输出电流，记录与其对应的电压值，并画出其特性曲线。三、实验原理1.静态工作点的估算利用实验电路如图1-1所示，为电阻分压式工作点稳定单管放大器实验电路，在ewb仿真环境下画出电路图1-1电阻分压式工作点稳定单管放大器2.测试三极管输入、输出特性曲线电路，与实验前预习结果比较。四、实验步骤1.静态工作点的测量，利用ewb读出值并与计算结2. 输入交流信号，通过改变基极电位的大小，用示波器观察输出电压波形的变化。观察记录一组，的波形。五、实验报告写出实验报告，要求绘制EWB图形，并分析结果实验二 四人表决器一、实验目的1. 掌握组合逻辑电路的设计和测试方法。2. 学习选择和使用集成逻辑器件。3. 练习使用EWB的逻辑转换器。二、实验类型设计型实验三、预习要求1. 复习组合逻辑电路的分析与设计方法。2. 复习常用的组合逻辑器件的逻辑功能。3. 画好实验电路的接线图，自拟实验步骤。四、实验原理组合逻辑电路的设计是指根据给出的实际逻辑问题，求出实现这一逻辑关系的最简逻辑电路。需要指出的是，这里所说的“最简”，在使用不同器件进行设计时有不同的含义。对于小规模集成电路（SSI）为组件的设计，最简标准是使用的门最少，且门的输入端数最少；而对于以中规模集成电路（MSI）为组件的设计，则是以所用集成芯片个数最少、品种最少以及连线最少作为最简的标准。设计步骤如下：1.根据设计任务，建立数字电路的模型，可以是真值表、卡诺图，也可以直接写出逻辑表达式。2.跟据真值表或表达式填写卡诺图，进行化简。化简的原则和最简函数的形式与使用的器件关系密切。如欲使用与非门实现电路，应化简成与或式；如欲使用或非门实现电路则化简成或与式。3.根据化简结果画出逻辑电路图。4.根据逻辑电路图搭接电路。5.测试并验证所设计的电路。五、实验仪器装有ewb软件的计算机一台六、实验内容与要求通过与非门设计四人表决电路，四人分别用A,B,C,D表示，A为权威人士，其一人意见作两票，其余每人意见均为一票。当总票数大于两票时，结果通过，此时彩灯亮;否则彩灯不亮。实验三 四位数码寄存器一、实验目的1. 掌握用四位数码寄存器工作原理。2. 观察译码显示电路的工作情况。3. 进一步熟悉基本元器件的选取和电路的连接方法。4. 学会直流电源、时钟脉冲源的使用方法。5. 掌握字信号发生器和逻辑分析仪的基本参数设置。二、实验原理如下图所示电路，输入码为00001111的16个四位二进制码，将依次以单步或循环的方式输入寄存器，观察输出波形。本实验为验证型实验。三、预习要求1. 分析四位数码寄存器的工作原理，画出其工作波形图（包括CP、Q0、Q1、Q2、的波形）2. 自拟进行实验的步骤。四、实验原理如下图所示电路，输入码为00001111的16个四位二进制码，将依次以单步或循环的方式输入寄存器，观察输出波形。五、实验仪器装有ewb软件的计算机一台六、实验内容与要求依次以单步或循环的方式输入寄存器，观察输出波形。实验四 异步十进制加法计数器一.实验目的1 熟悉异步十进制加法计数器的工作原理及逻辑功能的测试方法；2 学会中规模集成电路的使用方法；3 掌握显示器件的使用方法。二实验原理本次试验中使用数字集成电路74290（4290）异步二-五-十进制计数器。外观如下所示：三.实验步骤1 创建异步十进制加法计数器实验电路；2 设计相关电路图四.预习要求1. 分析异步十进制加法器的工作原理，画出其工作波形图（包括CP、Q0、Q1、Q2、的波形）2. 自拟进行实验的步骤。3. 复习数码管的工作原理五、实验内容与要求1. 在EWB中按图自己预习设计连接电路，仿真并观察十进制加法器的工作情况。（1）将计数器清零，使Q0=Q1=Q2=0。（2）将计数器的CP端接单脉冲，用发光探头显示各触发器Q端的状态，检验计数器的工作情况是否正确？（3）在